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Überlebensfrage Naturschutz: Warum wir für sauberes Trinkwasser auf intakte Ökosysteme angewiesen sind

Bis 2030 wollen die Vereinten Nationen jedem Menschen Zugang zu sauberem Wasser garantieren. Das geht nur mit besserem Schutz von Flüssen und Feuchtgebieten

von
01.03.2021
19 Minuten
In einer kargen Landschaft mündet ein Wasserfall in einen wilden Fluss, der von Ufervegetation eingesäumt ist.

Rund 2,2 Milliarden Menschen weltweit haben laut dem Kinderhilfswerk der Vereinten Nationen keinen regelmäßigen Zugang zu sauberem Wasser. Rund 785 Millionen Menschen – sehr viele von ihnen leben in den ärmsten Ländern der Welt – verfügen nicht einmal über eine Grundversorgung mit sauberem Trinkwasser. Und bei fast 80 Prozent der Weltbevölkerung ist der sichere Zugang zu Trinkwasser in absehbarer Zeit Bedrohungen ausgesetzt.

Gefahr für unser Wasser – das lässt viele Menschen an die Klimakrise denken, die Dürren wahrscheinlicher macht, an bewaffnete Konflikte, die den Zugang von Menschen zu Wasserquellen behindern, oder an die Verschmutzung von Wasser mit Giftstoffen wie in der US-amerikanischen Stadt Flint.

Der wichtigste Faktor für eine sichere Wasserversorgung bleibt allerdings meistens unbeachtet. Es sind die Ökosysteme der Natur mit ihren vielfältigen Arten und Nahrungsnetzwerken, aus denen das Trinkwasser für bald acht Milliarden Menschen kommt. In der Natur laufen die entscheidenden Prozesse der globalen Wasserversorgung, die für Leben und Überleben der Menschheit existenziell sind.

Einen „blinden Fleck in der Entwicklungsdebatte” nennt dies Martha Rojas Urrego, Chefin der UN-Konvention zum Schutz von Feuchtgebieten: Dass jeder Mensch das Wasser, das ihn tagtäglich am Leben erhält, aus der Natur bezieht, gilt als so selbstverständlich, dass es vor allem im Westen wenigen wirklich bewusst sei, vielfach auch den Menschen und Institutionen nicht, die technisch für die Wasserversorgung zuständig seien.

Im 21. Jahrhundert stellt sich angesichts einer wachsenden Menschheit und der Klimakrise die Frage so dringlich wie nie zuvor: Was können wir tun, damit die natürliche Reinigung des Wassers auch in Zukunft noch funktioniert – und zwar weltweit – und dass, wie es die Vereinten Nationen in ihren Zielen für eine Nachhaltige Entwicklung für das Jahr 2030 anpeilen, jeder Mensch Zugang zu sauberem Wasser hat?

Was Flüsse, Moore, Seen und Sümpfe für uns leisten

Dieser Zugang zu sauberem Wasser für alle Menschen ist Ziel Nummer 6 der insgesamt 17 „Sustainable Development Goals" der Weltgemeinschaft. Ein wichtiges Teilziel nimmt dabei die Natur ins Visier. Denn an jedem Ort der Erde gilt: Ob für uns Menschen genug sauberes Wasser zur Verfügung steht, hängt nicht nur davon ab, ob es überhaupt genug Niederschläge gibt, ob Wasser an der Oberfläche und im Untergrund in ausreichender Menge und Qualität zur Verfügung stehen.

Wasser muss in einem globalen Gesamtkreislauf für acht, neun Milliarden Menschen verstanden werden. (Achim Steiner, UNDP)

Ausschlaggebend dafür, ob dies tagtäglich funktioniert, ist vor allem der Gesundheitszustand der natürlichen Ökosysteme, in denen Wasser aufgefangen, gereinigt, transportiert und gespeichert wird. Führende UN-Vertretern weisen darauf hin, wie zentral deren Rolle ist: „Stellen Sie sich nur den hydrologischen Kreislauf vor, wie ein Tropfen Wasser auf ein Gebirge fällt, über einen Fluss und einen See in eine Stadt gelangt, dort den Durst von Menschen stillt, und dann weiter transportiert wird, vielleicht ins Meer, wo wieder neue Regenwolken entstehen", sagt Achim Steiner, Chef der Entwicklungsorganisation UNDP. Dieser Blick mache deutlich, dass man Wasser nie nur lokal managen könne. Wasser „muss in einem globalen Gesamtkreislauf für acht, neun Milliarden Menschen verstanden werden“, sagt Steiner.

Die Rolle der Ökosysteme ist vielfältig:

  • Gebirge sammeln Luftfeuchtigkeit als Nebel und Regen ein, speichern sie in Eis, leiten sie über Bäche und Flüsse in die Siedlungen
  • Auch Wälder fangen Luftfeuchtigkeit und Regen ein, speichern sie in ihrem Boden, leiten Wasser weiter zu den Grundwasserreservoirs, aus denen wir Trinkwasser beziehen
  • Auen, Seen, Sümpfe und Moore saugen Wasser auf, speichern es für trockene Zeiten, leiten es in den Untergrund, wo es zu Trinkwasser wird
  • Bäche und Flüsse bringen Wasser aus entlegenen Gebieten in Ballungszentren.

Auch die Vielfalt des Lebens in den Gewässern und im Boden spielt eine zentrale Rolle dafür, dass sauberes Wasser aus dem Hahn oder einem Brunnen kommt. Entscheidend ist deshalb aus Sicht von Wissenschaftlerïnnen, dass diese Ökosysteme möglichst intakt sind, dass sie vor Eingriffen und Verunreinigungen geschützt werden, um die Selbstreinigung des Wassers nicht zu überfordern.

Milliarden Menschen in Asien sind etwa davon abhängig, dass das Himalaya-Gebirge genügend – aber auch nicht zuviel – Schmelzwasser der Gletscher zur Verfügung stellt und unterwegs Feuchtgebiete Wassermengen speichern oder bei Dürre abgeben können. Der chinesische Yarlung Tsangpo, der später zum indischen Brahmaputra-Fluss wird, oder der Mekong sind Beispiele für Lebensadern von unzähligen Dörfern und Kleinstädten sowie vielen Metropolen.

Ein junger Mann in einem mexikanischen Armenviertel zieht einen großen Wasserschlauch, um einen Behälter zu befüllen.
Weltweit leiden Hunderte Millionen Menschen an Wassermangel – wie im Juli 2020 dieser junge Mann in Mexiko, wo die Bevölkerung seit Jahren an Versorgungsproblemen leidet und Wasser zu manchen Zeiten nur sporadisch mit Tanklastern angeliefert wird.

Auf dem afrikanischen Kontinent sind Flüsse wie der Mara zwischen Kenia und Tanzania und der Orange River, der von Lesotho aus in Richtung Atlantik fließt, ebenso zentral für Leben und Überleben von Millionen Menschen wie die ausgedehnten Feuchtgebiete der riesigen Kavango-Zambezi Transfrontier Conservation Area, einem Schutzgebiet größer als Deutschland, zu dem auch das Okavangodelta zählt.

In Mitteleuropa beziehen die meisten Menschen ihr Trinkwasser aus Grundwasser. Eine wichtige Rolle spielt auch das Uferfiltrat, also Wasser, das aus Brunnen in unmittelbarer Nähe eines Flusses oder Sees bezogen wird. Ein Beispiel dafür ist Berlin mit der Spree und dem Müggelsee. In manchen Regionen wird Wasser aus Talsperren bezogen, wie zum Beispiel der Rappbode-Talsperre im Harz oder der Rurtalsperre in Nordrhein-Westfalen.

Etwa vier Millionen Menschen in rund 320 Städten und Gemeinden im Bereich der schwäbischen Alb und dem Raum Stuttgart werden mit Wasser aus dem Bodensee versorgt. Das Wasser wird in der Tiefe des Sees gefasst, um Verschmutzungen zu vermeiden.

Das Wasser muss für die Selbstreinigung unter die Erde

Der größte Teil Afrikas, weite Teile Zentralasiens und Länder wie China, Indien, Peru oder Bolivien haben Probleme mit der Bereitstellung von sauberem Trinkwasser und sanitären Einrichtungen für ihre Bevölkerungen, schreiben Charles J. Vörösmarty, Direktor der Environmental Sciences Initiative der City University New York, und Kollegïnnen im Wissenschaftsmagazin Nature.

Wassersysteme werden durch weitreichende Veränderungen der Vegetation – etwa Entwaldung – durch Urbanisierung, Industrialisierung, Stauseen, künstliche Bewässerung und die Ableitung von Wasser bedroht, so die Forscherïnnen. In ihrem Artikel „Global threats to human water security and river biodiversity“ analysieren sie den weltweiten Zusammenhang zwischen menschlichen Aktivitäten und der Bedrohung von Flussökosystemen und der Wasserversorgung.

Ein Wasserhahn, aus dem sauberes Wasser in ein Glas fließt
Jeder Griff zum Wasserhahn verbindet uns mit den Ökosystemen, aus denen das Lebenselexier kommt.
Unterirdischer Trinkwassertank in Hessen.
Die Infrastruktur unserer Wasserversorgung – wie dieser Trinkwasserspeicher in Hessen – liegt oft im Verborgenen. Deshalb ist vielen Menschen nicht bewusst, woher ihr Wasser kommt.

Am Anfang des Wegs hin zum Trinkwasser, das dann aus dem Brunnen oder dem Hahn kommt, stehen Niederschläge und Zuflüsse. Niederschlagswasser ist allerdings in vielen Erdregionen nicht bekömmlich: Regen und Schnee können Schadstoffe aus der Luft oder Verbrennungsrückstände mitnehmen. Das Wasser muss zuerst unter die Erde sickern, wobei es durch natürliche Prozesse gereinigt wird. Im Boden erfolgt die Filterung, bei der im Wasser befindliche Stoffe am Bodensubstrat hängen bleiben.

Bei der Lebensvielfalt im Grundwassers gibt es noch viele weiße Flecken auf der Landkarte. (Christian Griebler, Limnologe)

Alfred Paul Blaschke forscht an der Technischen Universität Wien am Forschungsbereich für Ingenieurhydrologie und Wassermengenwirtschaft, wie diese Filterung im Detail erfolgt: „Das hängt vom Bodensubstrat ab. Ist es eher feinkörnig oder durchlässig? Ist das Substrat negativ oder positiv geladen? Ist der Stoff im Wasser geladen oder nicht? Je nachdem kann es zu einer Andockung an Bodenteilchen kommen oder zu einer Abstoßung.“

Sehr wichtig für die Selbstreinigung des Wassers sind Mikroorganismen und Kleinstlebewesen, die auf und zwischen den Bodenteilchen leben. Die Zusammensetzung der Arten in der obersten Bodenschicht sei dafür ganz wichtig – egal ob an Land oder unterhalb einer Flusssohle, sagt Alfred Paul Blaschke. Er erzählt von Bodenproben von der Sohle der Donau mit einer faszinierenden Welt auf kleinstem Raum. Es sei wichtig, diesen Bodenbereich zu schützen und aufrecht zu erhalten.

Kaum bekannte Lebensvielfalt im Grundwasser

Der Limnologe Christian Griebler von der Universität Wien betont, dass auch jenes Ökosystem, das sich gänzlich unserem Blick entzieht, für sauberes Wasser essentiell ist: Die Grundwasserorganismen. Christian Griebler hat mehrere Jahre am Helmholtz Zentrum und an der Technischen Universität in München gearbeitet, bevor er nach Österreich zurückgekehrt ist. In Deutschland sei die Biodiversität des Grundwassers schon einigermaßen gut erfasst, aber selbst in einem hochentwickelten Land wie Österreich sieht er „noch viele weiße Flecken auf der Landkarte".

Ein Fluss ist über die Ufer getreten. Das Wasser überschwemmt die angrenzende Auenlandschaft.
Weltweit sind nach Analysen des Weltbiodiversitätsrats IPBES seit 1700 rund 85 Prozent aller Feuchtgebiete zerstört worden. In Europa gibt es weitläufige Flussauen, in denen sich im Frühjahr Wasser sammelt, viel seltener als früher.

Dabei sind die Mikroorganismen, Krebstierchen, Milben und Würmer im Grundwasser, die perfekt an den extremen Lebensraum ohne Licht und mit wenig Nährstoffen angepasst sind, nicht nur sehr interessant, sondern auch bedroht: „Der Mensch hat viele Einflüsse auf das Grundwasser. Das Positivste ist, dass er Schutzgebiete ausweist, weil er dort sauberes Grundwasser findet und das zur Trinkwasserproduktion nutzen möchte. Viele der Einflüsse sind aber negativ: Dünger und Pestizide aus der Landwirtschaft, Versiegelung des Bodens, Absenken des Grundwasserspiegels durch übermäßige Entnahme und Erwärmung“, sagt Griebler.

Über Abwässer und den Austausch mit den Flüssen gelangen nicht nur Nährstoffe ins Grundwasser, sondern auch Medikamente, Reinigungsmittel, künstliche Süßstoffe und andere Substanzen. Prinzipiell fressen die Mikroorganismen und Grundwassertierchen alles, aber wenn die Schadstoffe überhand nehmen, tun sie sich schwer, ihre Reinigungsarbeit zu verrichten.

Erschwerend kommt hinzu, dass sich die Grundwasserorganismen sehr langsam entwickeln: „Eine Wasserassel in einem Tümpel lebt ein Jahr, eine Grundwasserassel 15 Jahre. Eine Wasserassel ist nach vier Monaten fruchtbar, eine Grundwasserassel erst nach fünf bis sechs Jahren“, sagt Christian Griebler.

Grundwasser-Ökosysteme sollten deshalb in Gesetzen und internationalen Übereinkünften als Ökosysteme anerkannt und berücksichtigt werden, fordert der Grundwasserforscher. Bisher werden beim Grundwasser nur der chemische und der mengenmäßigen Zustand geregelt und überwacht, die Ökologie wird nicht einmal erwähnt. Nicht einmal unter dem Nationalpark Donauauen in Österreich ist der Grundwasser-Lebensraum vor Eingriffen geschützt, wie der dort geplante Bau eines Autobahntunnels zeigt.

Die Grundwassertemperaturen steigen vor allem im urbanen, stark versiegelten Bereich an. In Wien und anderen Großstädten liegt die Grundwassertemperatur um zwei bis sechs Grad höher als im unbeeinflussten Umland. Darauf können die Grundwasserorganismen sehr empfindlich reagieren.

Eine Wasserassel in einem Tümpel lebt ein Jahr, eine Grundwasserassel 15 Jahre. (Christian Griebler, Limnologe)

In Südeuropa oder in anderen heißen Regionen der Welt ist das Grundwasser schon natürlicherweise wärmer. Christian Griebler hat einzelne Grundwasser-Untersuchungen in afrikanischen Ländern gemacht, wo die Grundwassertemperatur 22 Grad betrug. Die Lebensbedingungen für die Organismen und damit ihre Artenzusammensetzung sind dort klarerweise anders als zum Beispiel im Alpenraum.

Abwasser wird nicht nur in Kläranlagen gereinigt

Entscheidend für die Selbstreinigung ist auch, in welchem Tempo das Grundwasser fließt. Im Karst zum Beispiel können zwischen dem Auftreffen des Niederschlags auf der Erdoberfläche und dem Austreten des Wassers an der Quelle nur wenige Stunden vergehen. Stoffe, die mit dem Regen mitkommen, werden deshalb nur wenig abgebaut.

Die Stadt Wien, die einen Großteil ihres Trinkwassers aus der Region Schneeberg, Rax und Hochschwab bezieht und über die Wiener Hochquellwasserleitung in die Stadt transportiert, betreibt deshalb mehrere Quellen, die mit dem Niederschlag gemanaged werden, erklärt Alfred Paul Blaschke: „Man schaut, was kommt da an Material daher, und wenn eine Quelle zu belastet ist, zum Beispiel durch Trübstoffe, dann wird sie in den Fluss geleitet und nicht für die Versorgung genutzt.“

Ein Bach mit Steinstufen, in dem Luft perlt.
Viele Wasserquellen weltweit haben ihren Ursprung im Gebirge. Dort wird das Wasser in vielen kleinen Stufen auch mit Sauerstoff angereichert.

In Grundwasserleitern in der Ebene kann die Fließgeschwindigkeit des Wassers hingegen sehr langsam sein. Im südlichen Wiener Becken, dem größten Grundwasserkörper Österreichs, der eine halbe Million Menschen versorgt, fließt das Grundwasser fünf Meter pro Tag. Zum Vergleich: In der Donau fließt das Wasser zwei bis drei Meter pro Sekunde.

Der Nachteil ist, dass zum Beispiel die chlorierten Kohlenwasserstoffe, die in den 1970er Jahren aus chemischen Betrieben und illegalen Deponien in Niederösterreich ins Grundwasser gelangt sind, jahrzehntelang im Untergrund fließen und nur mit großem Aufwand an sogenannten „Sperrbrunnen” aus dem Wasser gefiltert werden können.

Die Natur spielt aber nicht nur die entscheidende Rolle dabei, dass sauberes Trinkwasser überhaupt entsteht – sie ist auch die entscheidende Kraft dafür, Abwässer wieder zu reinigen, sofern dies möglich ist.

An vielen Orten der Erde fließen Abwässer direkt in Flüsse, Seen oder das Meer. Besser haben es die Menschen dort, wo schmutziges Wasser über ein Kanalsystem in eine Kläranlage geleitet und in mehreren Stufen mechanisch und mit Hilfe von Mikroorganismen gereinigt wird. Das gereinigte Abwasser wird dann in einen sogenannten „Vorfluter” eingeleitet, wie Wasseringenieure einen Fluss nennen. Dort bauen Bakterien die Nährstoffe und Schadstoffe größtenteils zu Kohlenstoffdioxid, alkoholischen Verbindungen, organischen Säuren, Methan, Stickstoff- und Schwefelverbindungen ab. Sie verbrauchen dabei viel Sauerstoff.

Unter diesen Bedingungen können nur wenige Spezialisten leben, erklärt Johann Waringer, der an der Universität Wien zu Lebensgemeinschaften im sogenannten Makrozoobenthos, also den Organismen im Gewässerboden, forscht: „Das sind Bakterien und Protozoen, die sich von Bakterien ernähren, und ganz wenige höhere Organismen, wie Schlammröhrenwürmer oder Larven der Zuckmücken.“

Diese haben viel roten Blutfarbstoff Hämoglobin und können auch noch das letzte Sauerstoffmolekül aus ihrer Umwelt aufnehmen. Bei Bedarf können sie sogar auf einen Stoffwechsel ohne Sauerstoff umschalten.

Kleine Lebewesen mit großen Aufgaben

Je weiter sich das Wasser von der Abwasser-Einleitungsstelle entfernt, umso artenreicher wird das Bachbett. „Man kann aber vielfach beobachten, dass aufgrund der Nährstoffanreicherung der ursprüngliche Zustand des Gewässers vor der Einleitungsstelle nicht mehr erreicht wird“, sagt Johann Waringer. Stark Sauerstoff bedürftige Organismen wie die Larven von Eintagsfliegen, Steinfliegen und Köcherfliegen können in einem Bach, in den gereinigtes Abwasser oder auch Dünger von einem Feld gelangen, nicht leben.

Die Bakterien, Pilze und Algen, die Nährstoffe und Chemikalien abbauen, leben in erster Linie als Biofilm auf Steinen, Blättern und Holz und werden von Wasser umspült. Der Sedimentkörper eines Flusses ist für die Selbstreinigung des Wassers extrem wichtig. Er bildet eine große Oberfläche, durch die das Wasser langsam strömt, und ist Rückzugsraum für Organismen bei Hochwasser. Außerdem ermöglicht er den Austausch zwischen dem Fluss und dem Grundwasser.

Prinzipiell können die Mikroorganismen alle Stoffe abbauen, die ins Wasser gelangen, sagt Gabriele Weigelhofer, die am außeruniversitären WasserCluster Lunz in Niederösterreich zum Gewässerstoffwechsel forscht. Bestimmte organische Stoffe seien aber hochkomplex und schwerer abbaubar, die Bakterien müssen dafür zuerst Enzyme produzieren, die diese Moleküle spalten.

Wenn nun viele gelöste Stoffe aus Siedlungsabwasser oder von Äckern in den Fluss gelangen, fressen die Mikroorganismen zuerst die leicht verfügbaren Nährstoffe und die hochkomplexen Stoffe bleiben übrig. „Das ist wie bei einem Buffet, wo man den Kuchen und das Eis isst und das Vollkornbrot stehen lässt“, sagt die Forscherin.

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Eine Köcherfliegenlarve in ihrem selbstgebauten Gehäuse aus kleinen Steinchen.
Lebensraum Wasser: Damit alle Reinigungsprozesse in der Natur funktionieren, wirken viele Lebewesen zusammen. Zur Biodiversität der Gewässer gehören bei uns auch die Köcherfliegen, deren Larven schützende Gehäuse selbst bauen.
Eine Zuckmücke (Chironomus plumosus) sitzt auf einem Blatt.
Zu den vielen Organismen, die zur Wasserreinigung beitragen, gehören die Larven der Zuckmücke (Chironomus plumosus). Das abgebildete Tier hat bereits das Erwachsenenstadium erreicht.

Ist der Wassertransport beschleunigt, weil ein Fluss begradigt und die Ufer befestigt wurden, wird der Abbau zusätzlich erschwert. Dann kann es passieren, dass Pharmazeutika, Antibiotika oder Pestizide zu Boden sinken und sich dort akkumulieren. Wird diese Chemikalien-Suppe von Badenden in einem Fluss oder See aufgewühlt, verursacht sie unter Umständen Hautausschläge.

Die Belastung des Abwassers mit Beruhigungsmitteln, Antibiotika, Aufputschmitteln und Antidepressiva nimmt zu. Meist können diese Pharmazeutika nicht oder nur unvollständig in der Kläranlage abgebaut werden und die Zwischenstufen, Metabolite, gelangen in den Vorfluter, wo sie Bakterien negativ beeinflussen oder töten. Manchmal sei ein Stoffwechselprodukt aus diesen Prozessen gefährlicher als der Gesamtstoff, sagt Gabriele Weigelhofer.

Menschliche Eingriffe erschweren die Selbstreinigung der Flüsse

Weil die Bakterien viel Sauerstoff für die Reinigung des Wassers benötigen, sind weitere menschliche Eingriffe in die Fließgewässer problematisch: Wenn Flüsse begradigt und kanalisiert werden, gibt es weniger Bewegung an der Oberfläche und es gelangt weniger Sauerstoff ins Wasser.

Ganz schlimm ist es, wenn die Flusssohle mit Steinen oder Beton versiegelt wird. Für die Reinigung des Wassers, den Austausch mit dem Grundwasser und das Puffern von Starkniederschlägen und Hochwässern sind auch Altarme und Auen wichtig. Auen werden deshalb auch als Nieren der Fließgewässer bezeichnet.

Vielfach wurden sie jedoch abgetrennt und ausgetrocknet oder der Fluss hat sich durch die Begradigung tief eingegraben und die Verbindung zur Aue verloren. In Europa seien außerdem viele Auen durch nahe gelegene Siedlungen, Landwirtschaften oder Fischzuchten mit Nährstoffen und Schadstoffen belastet, sagt Gabriele Weigelhofer. Sie können dann nicht mehr den Fluss bei der Reinigung des Wassers unterstützen.

Wir haben drei Wasserkrisen, die miteinander zusammenhängen. (Dietrich Borchardt, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung)

Neben Schadstoffen bedrohen auch Feinsedimente die Fähigkeit der Natur, Wasser selbst zu reinigen, weil sie den Kies der Flusssohle verstopfen. Das kann passieren, wenn bei Regen viel Erde von einem Acker abfließt, Ablagerungen aus dem Stauraum eines Wasserkraftwerkes gespült werden oder Gesteinsmehl aus einem Schotterwerk illegal in einen Fluss geschwemmt wird, wie im Winter 2020 an der Ötztaler Ache in Tirol geschehen. Bei dieser sogenannten Kolmatierung durch Feinsedimente werden meist auch Insektenlarven, Fischlaich und andere Organismen getötet.

Ein öder Kanal.
Die Liste negativer Eingriffe in den Wasserkreislauf ist lang: Begradigte Gewässer haben ungleich schwächere Selbstreinigungskräfte als natürliche.

Nicht zuletzt ist es schlecht, wenn Uferbewuchs entfernt wird, sagt Johann Waringer: „Untersuchungen haben gezeigt, dass das Abholzen der Ufergehölze zu einer Temperaturerhöhung im betroffenen Gewässerabschnitt führt und sich das negativ auf die Biodiversität im Gewässer und damit auf die Selbstreinigungskraft auswirkt.“

Die wichtigste Rolle bei der Selbstreinigung des Wassers spielen Mikroorganismen, Bedeutung haben aber alle Gewässerorganismen. Gabriele Weigelhofer: „Man hat herausgefunden, dass der Biofilm wesentlich effizienter im Abbau ist, wenn es im Gewässer Insektenlarven, Krebse und ähnliche Lebewesen gibt, die diesen Biofilm regelmäßig abgrasen, weil er dann ständig in einem jungen Stadium gehalten wird, wächst und Stoffe aufnimmt und abbaut.“ Generell gilt: Je vielfältiger das Nahrungsnetz ist, desto stabiler ist das System. Wenn ein Spieler ausfällt, nimmt ein anderer dessen Rolle ein.

Die so wichtige Biodiversität der Gewässer ist jedoch weltweit bedroht. Der „Living Planet Index“ des WWF und der Zoological Society of London zeigt, dass der Artenschwund in den Binnengewässern seit den 1970er Jahren enorm ist. Eine Gruppe von Wissenschaftlerïnnen hat deshalb im Jahr 2020 einen Notfallplan für Gewässer vorgelegt.

Forscher identifiziert drei gleichzeitige Wasserkrisen

„Wir haben drei Wasserkrisen, die miteinander zusammenhängen”, sagt Dietrich Borchardt, Leiter der Abteilung Aquatische Ökosystemanalyse und Management am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Magdeburg: „Wir haben erstens eine Wassermengenkrise. Das Wasser wird klimawandelbedingt knapper und verteilt sich anders, mit Konsequenzen für die Ökosysteme. Wir haben eine Wasserqualitätskrise, weil wir den Wasserkreislauf zu hoch mit Stoffen aus der Landwirtschaft, der Industrie und dem Konsum belasten. Aus allem resultiert eine Biodiversitätskrise.“

In den industriell hoch entwickelten Ländern mit hohem Lebensstandard, hohem Konsum und hohem Ressourcenverbrauch sei es um die Wasserressourcen ökologisch schlecht bestellt. Europaweit sind einem Bericht der Europäischen Umweltagentur aus dem Jahr 2018 zufolge 60 Prozent der Oberflächengewässer in keinem guten ökologischen Zustand, in Deutschland sind es sogar 90 Prozent. Die Schutzziele der Wasserrahmenrichtlinie werden für die meisten Gewässer der Europäischen Union verfehlt. Land- und Forstwirtschaft müssten darauf reagieren und ihre Arbeitsweise so ändern, dass sie Wasser in der Landschaft halten, sagt Dietrich Borchardt.

Sonja Jähnig vor einer Hütte an einem See.
Sonja Jähnig ist Professorin an der Humboldt-Universität zu Berlin und leitet die Arbeitsgruppe „Aquatische Ökogeographie“ am Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei in Berlin.
Dietrich Borchardt sitzt mit grübelnder Miene an einem Tisch im Freien, im Hintergrund Wasser.
Dietrich Borchardt, Leiter der Abteilung Aquatische Ökosystemanalyse und Management am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung.

In anderen Regionen der Welt, die dünner besiedelt sind, seien die Verhältnisse zum Teil besser: „Wir haben zum Beispiel die Wasserqualität der Fließgewässernetzwerke in Lateinamerika, Afrika und Asien angeschaut und kamen zum erstaunlichen Ergebnis, dass dort rund zwei Drittel der Fließgewässer gering bis mäßig oder gar nicht in ihrer Wassserqualität verändert sind.“

Um die Megastädte in Indien, China, Südostasien und Lateinamerika mit hoher Bevölkerungsdichte gebe es hingegen Riesenprobleme, so Borchardt: „Dort sind das Bevölkerungs- und Wirtschaftswachstum schneller verlaufen als man mit dem Bau von Kanalisation und Kläranlagen kompensieren konnte. Hinzu kommt, dass viele dieser Länder politisch labil sind und über schwache Umweltverwaltungen verfügen, die nicht in der Lage sind, die zum Teil vorhandenen Gesetze und internationale Unterstützung effektiv umzusetzen.“

Wo die Abfallwirtschaft nicht funktioniert oder überhaupt fehlt, landet oft auch Müll in den Flüssen und Seen.

Abwasser sei prinzipiell ein lösbares Problem, erfordere aber Konzepte, die an das jeweilige Klima angepasst seien, sagt Borchardt. Bakterien brauchen je nach Art bestimmte Temperaturen, um Abwasser reinigen zu können. Regionale und lokale Lösungen seien auch für den Umgang mit der Wassermengenkrise nötig.

Als positives Beispiel nennt der Forscher Singapur: „Die sind Weltmeister im Regenwasserrecycling. Die Stadt hat es geschafft, sich durch die vollständige Nutzung des hohen Niederschlages von Wasserimporten fast unabhängig zu machen.“ Singapur nutze dafür das Konzept der „Schwammstadt“: Regenwasser wird in einem Substratkörper unter Straßen und Plätzen gespeichert, damit zum Beispiel Bäume bewässert werden und diese für Kühlung sorgen können.

Wegweisende UN-Naturschutzkonferenz Ende 2021

Ökosysteme können dies auch in großem Stil leisten: Feuchtgebiete nehmen Wasser in Regenzeiten oder bei Überflutungen auf und speichern es. Das verhindert auch, dass das Wasser anderswo Wohngebiete überschwemmt. Die Ökosysteme wirken also als Schutz vor schlimmen Schäden für Menschen. Zudem können sie Wasser für trockene Zeiten vorhalten, die mit der Klimakrise häufiger zu werden drohen.

Besonders wichtig ist das in heißen und trockenen Weltregionen, die teils jetzt schon unter Wasserknappheit leiden. Kapstadt in Südafrika war die erste Großstadt der Welt, in der 2018 ein völliger Zusammenbruch der Wasserversorgung drohte.

Feuchtgebiete sind neben Land und Meer ein eigenständiges Reich des Lebens. (Sonja Jähnig, Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei)

In Schwellen- und Entwicklungsländern seien Wasserknappheit oder schlechte Wasserqualität auch ein großes soziales Problem, sagt Dietrich Borchardt, weil Trinkwasser dadurch teurer wird und die ärmere Bevölkerung es sich nicht mehr leisten kann. Dazu tragen auch Stauanlagen an Flüssen bei, weil sie Wasser zurückhalten, ableiten und die Wasserqualität verschlechtern.

Verschmutztes Flusswasser mit Schaum und Dreck.
Gegen Plastik ist auch die Natur machtlos, aber viele andere problematische Stoffe können durch Reinigungsprozesse aus dem Wasser entfernt und oft auch unschädlich gemacht werden.

Klar ist, dass Wasserkrisen nur gemeinsam gelöst werden können, weil Flusseinzugsgebiete, Flüsse und Grundwasserströme vielfach nationale Grenzen überschreiten und der Klimawandel, der die Wasserkrise antreibt, global wirkt. Gesellschaften müssen sich auf kurzfristige Ereignisse, mittelfristige Entwicklungen und langfristige Folgen des Klimawandels gleichermaßen vorbereiten, forderte eine Gruppe von Wissenschaftlerïnnen, darunter Dietrich Borchardt, im April 2020 in einem Artikel im Ökologie-Magazin OIKOS.

Ebenfalls im April 2020 hat eine Forscherïnnen-Gruppe 14 Empfehlungen zum Schutz der Gewässer-Ökosysteme veröffentlicht – mit Blick auf die COP15, die 15. Konferenz der Vertragsstaaten der UN-Konvention über die biologische Vielfalt (CBD). Sie hätte Ende 2020 in Kunming in China stattfinden sollen und musste pandemiebedingt auf 2021 verschoben werden. Bei der Konferenz sollen neue Ziele für den globalen Naturschutz bis zum Jahr 2030 beschlossen werden.

Expertïnnen sprechen der Zusammenkunft von knapp 200 Staaten eine ähnliche herausragende Bedeutung für den Naturschutz zu, wie die Pariser Klimakonferenz sie 2015 für den Klimaschutz hatte. Eines der Themen: Der Schutz der Ökosysteme, die uns mit Nahrung und Wasser versorgen.

Feuchtgebiete als dritte Sphäre neben Land und Meer?

Sonja Jähnig, die am Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) in Berlin forscht, ist eine von ihnen: „Süßwasser wird selten spezifisch in großen Regelwerken, wie zum Beispiel der EU-Biodiversitätsstrategie oder den Biodiversitätszielen der UN-Konvention für biologische Vielfalt, erwähnt. Die Gewässerökosysteme werden oft unter Landökosysteme gereiht und haben keine eigenen Kenngrößen, um zu beobachten, wie sie sich entwickeln.

Das führt dazu, dass sie nicht im Bewusstsein sind oder dass man Schutzgebiete eher durch einen Fluss begrenzt, als den Fluss zum Mittelpunkt zu machen.“ Eine Chance dafür, es besser zu machen, würde zum Beispiel der erste Fluss-Nationalpark bieten, den Wissenschaftlerïnnen und Naturschützer für die Vjosa in Albanien fordern.

Das Wichtigste sei, die Gewässer neben Meeren und Land als eigenen, als dritten Lebensraum zu betrachten, sagt Jähnig. Es gelte zu bedenken, dass Süßwasser-Lebensräume mit allen Bereichen vernetzt und für alle Bereiche lebensnotwendig seien, schreibt sie mit ihren Forscher-Kollegïnnen. Bei der Planung, Nutzung und dem Management von Gewässern und Landschaften sollten die Gewässer-Ökosysteme immer mitgedacht und zum Beispiel nicht der Bau weiterer Wasserkraftwerke als vermeintliche Lösung für den Klimaschutz forciert werden.

Ein solcher Fokus auf Süßwasser-Lebensräume, wie Jähnig ihn anmahnt, erscheint auch vielen anderen Wissenschaftlerïnnen überfällig.

Wir werden durch die Klimakrise an vielen Orten zu wenig Wasser haben und an vielen Orten zu viel Wasser. Selbst Deutschland erlebt inzwischen hautnah, was passiert, wenn zu wenig Wasser da ist. (Achim Steiner, UNDP)

Denn im Zuge des Klimawandels werden in Zukunft Niederschläge im Sommer ausbleiben und Flüsse weniger Wasser führen oder gar austrocknen. Eine der vielen Folgen: Wenn von einer Kläranlage geklärtes Abwasser in ein nahezu trockenes Flussbett eingeleitet wird, wird das Abwasser nicht mehr verdünnt.

Die Selbstreinigung im Fluss wäre überfordert und das Abwasser würde ins Grundwasser sickern. Kläranlagen wird man deshalb zukünftig um eine vierte Klärstufe erweitern müssen, um Medikamentenrückstände oder Schwermetalle aus dem Abwasser zu filtern. Das ist aber nicht zu 100 Prozent möglich und sehr teuer.

Zwischen den Hochhäusern fliesst statt eines mächtigen Flusses wegen Dürre nur ein Rinnsal.
Die Folgen einer Dürre in Chongqing am Yangtze, Mai 2020: Wenn in Zukunft Klimakrise und Naturzerstörung zusammenwirken, ist die Wasserversorgung vieler Metropolen in Gefahr.
Eine Frau holt in Äthiopien mit ihren Kindern Wasser aus einem schlammigen Loch.
Besonders in den ärmsten Ländern, den least developed countries, ist mangelnder Zugang zu sauberem Wasser ein existenzielles Problem. Diese äthiopische Frau ist darauf angewiesen, für ihre Familie Wasser aus einem Schlammloch am Koka-Stausee zu holen.
Eine karge Gebirgslandschaft mit ein bisschen Schnee und viel Gestein. In der Mitte hat ein kleiner Fluss seinen Ursprung, der spätere Mekong.
Hier hat das Wasser für Millionen Menschen seinen Ursprung. Im tibetischen Hochland nimmt 200 Kilometer nördlich von Zadoi ein kleiner Fluss seinen Anfang, der später zum mächtigen Mekong wird.

Die ganze Menschheit bleibt bei der Wasserversorgung auf die Natur angewiesen. Entfielen ihre „Ökosystemdienstleistungen“, wie Expertïnnen die Prozesse nennen, um Trinkwasser neu entstehen zu lassen und Abwasser wieder zu reinigen, wäre unsere Zivilisation binnen kürzester Zeit am Ende.

Naturschutz „kein Luxus, sondern Existenzfrage"

Für 785 Millionen Menschen, vor allem in den ärmsten Ländern der Welt, ist Wassermangel eine bittere Alltagserfahrung. Wassermangel könnte sich aber in naher Zukunft sogar ausbreiten, warnt UNDP-Chef Achim Steiner: „Wir werden durch die Klimakrise an vielen Orten zu wenig Wasser haben und an vielen Orten zu viel Wasser. Selbst Deutschland erlebt inzwischen hautnah, was passiert, wenn zu wenig Wasser da ist.“ Die Versorgung mit sauberem Trinkwasser sicherzustellen, sei ökonomisch wie ökologisch eine der zentralen Aufgaben für das 21. Jahrhundert.

Die gute Nachricht: Noch funktionieren die ökologischen Prozesse in vielen Regionen der Erde. Dass zwischen 2000 und 2017 laut einem Bericht von UNICEF und WHO 1,8 Milliarden Menschen Zugang zu mindestens grundlegenden Dienstleistungen für die Wasserversorgung erhalten haben, liegt nicht nur an wachsendem Wohlstand und dem Aufbau von Infrastruktur durch Ingenieurïnnen. Funktionierende Naturkreisläufe und Ökosysteme sind die Voraussetzung dafür.

Nicht nur ist das Abwasser von heute in vielen Fällen das von der Natur gereinigte Trinkwasser von morgen. Mindestens so wichtig sind die Prozesse ganz am Anfang des Wasserkreislaufs, wenn Regen auf die Erde fällt und über Flüsse, Bäche, Moore, Sümpfe und unterirdische Grundwasser-Ökosysteme Schritt für Schritt zu neuem Trinkwasser wird.

Naturschutz ist deshalb alles andere als ein Luxus. Denn der Wasserkreislauf der Erde wird auch in Zukunft auf die Selbstreinigungskraft der Natur angewiesen sein. Die Generalsekretärin des Weltbiodiversitätsrates IPBES, Anne Larigauderie, sagt im RiffReporter-Interview, es gehe beim Schutz von Ökosystemen und Lebensvielfalt „nicht um Luxusfragen, es geht um Existenzfragen“.

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Im Projekt Countdown Natur" berichtet ein Team von 25 Journalistinnen und Journalisten mit Blick auf den UN-Naturschutzgipfel Ende 2021 über die Gefahren für die biologische Vielfalt und Lösungen zu ihrem Schutz. Die Recherchen wurden vom European Journalism Centre durch das Programm „European Development Journalism Grants“ gefördert. Dieser Fonds wird von der Bill & Melinda Gates Foundation unterstützt.

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Sonja Bettel

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Sonja Bettel ist freie Wissenschaftsjournalistin und interessiert sich für große und kleine Vorgänge in der Natur.


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Die Reichtum des Lebens auf der Erde ist in Gefahr. Es geht um die Zukunft unzähliger Tier- und Pflanzenarten und Lebensräume. Das betrifft uns Menschen existenziell. Es geht auch um sauberes Trinkwasser, unsere Nahrung und ein lebensfreundliches Klima. Ein Team von 25 Journalistïnnen von RiffReporter berichtet bei "Countdown Natur" über den Wettlauf gegen die Zeit und über Lösungsansätze. Wissenschaftlerïnnen sagen: Bisher hat der globale Naturschutz fast alle Ziele verfehlt. Kommt nun die Wende zum Besseren?

2021 entscheiden die Staaten der Erde bei zwei UN-Umweltgipfeln darüber, ob und wie sie gemeinsam die weitere Zerstörung der Lebensvielfalt aufhalten wollen. Dazu braucht es vertiefte Recherchen, ausführliche Berichterstattung und eine große Öffentlichkeit. Die Recherchen werden von der Hering-Stiftung Natur und Mensch, dem European Journalism Centre, der Andrea von Braun Stiftung und dem Hofschneider-Preis gefördert. Auch Sie können uns unterstützen!

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