Informationstafeln

European Lakes under
Environmental Stressors
Europäische Seen im Klimawandel
Neusiedler See
Europäische Seen im
Klimawandel
Unterstützung
von Anpassungsmaßnahmen
Ein Kooperationsprojekt von
Lake Garda Community (Lead Partner) Italian National Research Council
Environmental Protection Agency of Trento Edmund Mach Foundation AIT Austrian Institute of Technology
Naturschutzbund Burgenland University of Pannonia Lake Balaton Development Coordination Agency
Polish Institute of Meteorology and Water Management
Projektziele:
• Ökologische Charakterisierung der 4 Seen des Projekts (Neusiedler See,
Gardasee, Plattensee, Charzykowskie-See)
• Bewertung der ökologischen Trends auf Basis vorhandener Aufzeichnungen
• Ableitung von See-spezifischen Risikofaktoren für die zukünftige
Entwicklung der Seen
• Anwendung regionaler Klimamodelle zur Berechnung zukünftiger
Klimaszenarien
• Entwicklung eines Modells (Web-GIS-basiert) zur Darstellung der
Risikofaktoren für die Seen unter zukünftigen Klimabedingungen
• Ableitung See-spezifischer und gemeinsamer Governance-Empfehlungen
bzw. Maßnahmenpläne für einen verbesserten Schutz der Seen
2
Teilnehmende
Seen:
Plattensee
Koordinaten: 46°50‘ N, 17°44‘ O
Seehöhe: 105 m, max. Tiefe: 12,2 m
Durchschnittliche Tiefe: 3,1 m
Fläche: 593 km², Volumen: 1,90 km³
Pilotprojekt: Klimawandel und
invasive Arten
Neusiedler See
Koordinaten: 47°38‘ N, 16°47‘ O
Seehöhe: 115 m, max. Tiefe: 1,8 m
Durchschnittliche Tiefe: 1,2 m
Fläche: 320 km², Volumen: 0,37 km³
Pilotprojekt: Stickstoffeintrag und
Landwirtschaft
Charzykowskie See
Koordinaten: 53°46‘ N, 17°30‘ O
Seehöhe: 120 m, max. Tiefe: 30,5 m
Durchschnittliche Tiefe: 9,8 m
Fläche: 13 km², Volumen: 0,13 km³
Pilotprojekt: Schwermetalle und
Pestizide im Seesediment
Gardasee
Koordinaten: 45°42‘ N, 10°43‘ O
Seehöhe: 65 m, max. Tiefe: 350 m
Durchschnittliche Tiefe: 133 m
Fläche: 368 km², Volumen: 49,03 km³
Pilotprojekt: Klimawandel und
schädliche Blaualgen
3
Stickstoff
– ein Element des Lebens
Stickstoff – ein Element des Lebens
Die Luft
Stickstoffvorrat––denn
dennsie
sie besteht
Die
Luft ist
ist ein
ein unerschöpflicher
unerschöpflicher Stickstoffvorrat
besteht zu
zu 80
80%% aus
aus Stickstoff.
folgende Abbildung
Abbildung stellt
stellt die
des des
Stickstoff.
DieDiefolgende
diewichtigsten
wichtigstenKomponenten
Komponenten
terrestrischen Stickstoff-Kreislaufs
dar.
Stickstoff-Kreislaufs dar.
Treibhauseffekt
Luftstickstoff N2
Saurer Regen
1 Fixierung
durch Blitz
1 Fixierung
durch Bakterien
B) Emissionen
Gasförmige
Stickstoffverluste
Pflanzen
6 Denitrifikation
Abfluss
Tiere
A) Dünger
3 Mineralisierung
2 Nährstoffaufnahme
Nitrat
NO3-
4 Nitrifikation
Auswaschung
Nährstoffanreicherung
Ammonium
NH4+
5 Auswaschung
Da
Stickstoff Bestandteil
aller
lebenden
Zellen
(z.B.(z.B.
im Eiweiß)
ist, hat
für er
allefür
Organismen
Da Stickstoff
Bestandteil
aller
lebenden
Zellen
im Eiweiß)
ist,erhat
alle
essentielle Bedeutung. Doch der atmosphärische Stickstoff (N2) ist für Tiere und Pflanzen nicht
Organismen
essentielle
Bedeutung.
Doch
der
atmosphärische
Stickstoff
(N2)
ist für
direkt verfügbar.
Tiere und Pflanzen nicht direkt verfügbar.
1
2
1. Durch Stickstofffixierung wird aus N2 pflanzenverfügbarer Stickstoff. Diese Fixierung erfolgt
hauptsächlich
biologisch durch
Mikroorganismen.
Durch
Stickstofffixierung
wirdbestimmte
aus N pflanzenverfügbarer
Stickstoff. Diese
2. Pflanzen können Stickstoff entweder 2als Nitrat- (NO3-) oder als Ammonium-Ion (NH4+)
Fixierung
erfolgt
biologisch
durch
bestimmte
Mikroorganismen.
aufnehmen.
Tierehauptsächlich
wiederum verwenden
Pflanzen
oder andere
Tiere als
Stickstoffquelle.
3.
Aus
toten
Pflanzen
und
Tieren
sowie
Exkrementen
setzen
Bodenmikroorganismen
Pflanzen können Stickstoff entweder als Nitrat- (NO3-) oder als Ammonium-Ion
Ammonium frei (Mineralisierung).
+) aufnehmen.
Tiere
wiederum
verwenden
Pflanzen
oder werden.
andere Tiere als
(NHAmmonium
4.
kann durch
bakterielle
Nitrifikation
zu Nitrat
umgewandelt
4
5.
Nitrat ist im Boden viel mobiler als Ammonium und daher leicht auswaschbar.
Stickstoffquelle.
6. Bei Sauerstoffmangel kann durch bakterielle Denitrifikation aus Nitrat gasförmiger Stickstoff
Ausentstehen.
toten Pflanzen und Tieren sowie Exkrementen setzen
3 Bodenmikroorganismen Ammonium frei (Mineralisierung).
Durch menschliche Aktivitäten wurde der Stickstoffzyklus stark verändert:
4 A)Ammonium
kann durch bakterielle Nitrifikation zu Nitrat umgewandelt werden.
Die Anwendung von Stickstoffdünger und der in der Viehhaltung produzierte Mist erhöhen
bei) und Nitratgasförmige
Stickstoffverluste
(tragen
als N O zum
ist im Boden
viel mobiler
als Ammonium
undTreibhauseffekt
daher leicht auswaschbar.
5 Nitrat
Auswaschung.
BeiDurch
Sauerstoffmangel
kann durchfossiler
bakterielle
Denitrifikation
aus Nitrat
die bei der Verbrennung
Brennstoffe
entstehenden
Emissionen (NO )
6 B)gasförmiger
können sich Stickstoff
saurer Regen
und Ozon bilden.
entstehen.
2
x
Durch menschliche Aktivitäten wurde der Stickstoffzyklus stark verändert:
Die Anwendung von Stickstoffdünger und der in der Viehhaltung produzierte
A Mist erhöhen gasförmige Stickstoffverluste (tragen als N2O zum Treibhauseffekt
bei) und Nitrat-Auswaschung.
Durch die bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehenden Emissionen
B (NO ) können sich saurer Regen und Ozon bilden.
x
4
Stickstoff und
der Neusiedler See –
wann wird es des Guten zu viel?
Eine Überfütterung von Ökosystemen mit Stickstoff stört die natürliche
Balance. Manche Organismengruppen können ihn zu überbordendem
Wachstum nutzen und drängen dadurch andere Arten zurück. Die Artenvielfalt
schwindet. In Gewässern können sich Wasserpflanzen oder Algen durch erhöhte
Stickstoffversorgung stark verbreiten. Sterben diese Organismen im Herbst
ab, verursacht ihr Abbau am Seeboden einen hohen Sauerstoffbedarf. Lokaler
Sauerstoffmangel im Wasser kann für Fische und andere Wassertiere tödlich sein.
Höhere Stickstoff-Verfügbarkeit fördert zwar das Schilfwachstum, doch sinkt die
Qualität und Verwendbarkeit als biologisches Baumaterial.
Stickstoffeinträge
durch Zuflüsse zum
Neusiedler See. Die
Höhe der Säulen
gibt die Nitratkonzentration in
den beprobten
Oberflächengewässern wieder.
5
Der Eintrag von Stickstoff in den Neusiedler See kann durch unvollständig
geklärte Abwässer und durch Austrag von Stickstoff-gedüngten
landwirtschaftlichen Flächen lokal zu überhöhten Nitrat-Konzentrationen führen.
Eine Verfolgung dieser Schwankungen im Jahreszyklus und eine Zuordnung der
Stickstofffrachten zu verschiedenen Quellen ist eine der Zielsetzungen des Projekts
EuLakes. Aus diesem Grund kooperieren die HAK Neusiedl und AIT Austrian
Institute of Technology bei der Erfassung der Nitratbelastung in verschiedenen
Oberflächen- und Brunnenwässern rund um den Neusiedler See. An einem Netz
von Probenahmepunkten werden in monatlichen Abständen von SchülerInnen
der HAK Neusiedl und WissenschafterInnen des AIT Wasserproben entnommen
und teilweise durch Schnelltests vor Ort, teilweise durch Laboranalysen auf
Nitratgehalte analysiert.
Probenahme durch
Schülerinnen der HAK
Neusiedl
Bestimmung der
Nitratgehalte im
Wasser durch einen
semi-quantitativen
Schnelltest
6
Wiesenerhaltung durch
gezielte Pflegemaßnahmen
Zitzmannsdorfer Wiesen nach der Mahd
Die Wiesen im Seevorgelände sind durch jahrhunderte lange Bewirtschaftung
des Menschen entstanden. Die Nutzung des Gebietes zur Heugewinnung
und als Weidegebiet schaffte für die Tier- und Pflanzenwelt optimale
Lebensbedingungen. Die ursprünglichen Wälder wurden weitgehend
zurückgedrängt und es entstanden große Offenlandbereiche. In den letzten
Jahrzehnten hat die Bedeutung der Wiesen abgenommen. In Folge der Aufgabe
der Bewirtschaftung ist die einstige Artenvielfalt zurückgegangen. Heute
versuchen Experten gemeinsam mit den Landnutzern gezielte Pflegemaßnahmen
zur Erhaltung von seltenen Tieren und Pflanzen umzusetzen. Diese Maßnahmen
umfassen einerseits die Beweidung durch Esel, Pferde und Rinder und andererseits
die Mahd zur Heunutzung sowie gezielte Entbuschungen.
Beweidung am Sandeck mit Graurindern und Wasserbüffeln
7
Biotoptypen des Seevorgeländes
Salzwiese, Pfeifengraswiese und Niedermoor gehören zu den artenreichsten
aber auch seltensten Biotoptypen im Neusiedler See Gebiet.
Pannonische Salzsteppe
und Salzwiese
Charakteristik: Häufiger Biotoptyp
des Neusiedler See - Seewinkel; Anreicherung von Salzen in den oberen
Bodenschichten durch hohe Verdunstung; Standort reicht von trockenen
über nasse Böden bis zu Salzseen
Typische Pflanzen: Salzaster, SumpfKnabenkraut, Salz-Wegerich,
Strandsimse, Salz-Dreizack.
Pflegemaßnahmen: Beweidung,
1- mal jährliche Mahd.
Salzsteppe
Pfeifengraswiese
Charakteristik: Wechselfeucht bis feuchte
Standorte; traditionelle Streuwiesennutzung mit
1- mal jährlicher Mahd im Herbst.
Typische Pflanzen: Weiden-Alant, Kanten-Lauch,
Sumpf-Stendelwurz, Spargelerbse.
Pflegemaßnahmen: 1- mal jährliche Mahd im
Herbst; Düngungsverzicht.
Pfeifengraswiese mit KantenLauch
Niedermoor
Charakteristik: Feuchte bis nasse Standorte mit
nur gering jahreszeitlich
schwankenden Grundwasserstand; von Natur aus
baumfreie Standorte.
Typische Pflanzen: Purgier-Lein, SumpfHerzblatt, Schwarzes Kopfried, Kleiner Baldrian.
Pflegemaßnahmen: jährliches oder zweijährliches
Mähen im Herbst; Errichtung von Pufferzonen.
8
Niedermoor mit Wollgras
Vögel der Seewiesen
Der Kiebitz, die Rohrweihe und die Sumpfohreule sind nur eine kleine Auswahl
an Arten, die die Seewiesen als Lebensraum nutzen.
Kiebitz (Vanellus vanellus)
Merkmale: Schwarzgrün glänzendes
Rückengefieder; weißer Bauch;
Federschopf.
Beobachtungszeitraum: März- November
Lebensraum: Feuchtwiesen, sumpfige
Äcker.
Schutzmaßnahmen: Extensive
Wiesenbewirtschaftung; Verringerung
der Düngermittel und Pestizide.
Besonderheit: Spektakulärer Flug in der
Fortpflanzungszeit.
Rohrweihe
(Circus aeruginosus)
Merkmale: 110 – 140 cm
Flügelspannweite; im Gleitflug
V- förmig gehaltene Flügel;
dunkelbraunes Gefieder.
Beobachtungszeit: März – Oktober
Lebensraum: Feuchtwiesen,
Schilfröhricht.
Schutzmaßnahmen: Erhaltung von
Schilfgebieten und extensiven
Feuchtwiesen
Sumpfohreule (Asio flammeus)
Merkmale: Mittelgroße Eule; braue Gefiederfarbe sowie weißer Brust durchsetzt
mit dunklen Streifen; kurze Federohren. Beobachtungszeitraum: Ganzjährig; Brut
von März – Juli.
Lebensraum: In Österreich
ausschließlich im Nordburgenland;
besiedelt offenen Lebensräumen
mit niedrigem, aber dichten
Bewuchs (Moore, Verlandungs-,
Bracheflächen).
Schutzmaßnahmen: Erhaltung
von extensiv bewirtschaftetem
Grünland und einer strukturreichen
Kulturlandschaft.
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Sein oder Nicht-Sein
eines Sees
Die Abhängigkeit des Neusiedler Sees von den
Niederschlägen
Als flacher Steppensee mit einem relativ kleinen Einzugsgebiet und weitgehender
Isolierung vom Grundwasser ist der Neusiedler See stark von den natürlichen
Niederschlägen abhängig. Etwa 78 % seiner Wasserzufuhr verdankt er Regen und
Schneefall, etwa 20 % den Zuflüssen (hauptsächlich der Wulka) und nur 2 %
dem Grundwasser. Trockene Jahre führen daher unweigerlich zu geringeren
Wasserständen im See, da auch die natürlichen Zuflüsse in Trockenjahren weniger
ergiebig sind. Eine Serie trockener Jahre kann zu einem völligen Verschwinden des
Seewassers führen.
Der Niederschlag in der Region
Neusiedler See als Haupteinflussfaktor für den Wasserstand
im See. Obere Grafik: langfristiger Niederschlagsverlauf. Untere
Grafik: Ausschnitt für den Zeitraum der letzten Austrocknung
des Neusiedler Sees. Langjähriges Niederschlagsmittel (18572007 als 100 %) = 657 mm.
Die Niederschlagsdaten basieren auf dem homogenisierten HISTALP-Datensatz der ZAMG (http://www.
zamg.ac.at/forschung/klimatologie/klimawandel/
histalp/). Aus der Zeit vor 1857 existieren für dieses
Gebiet keine gut abgesicherten Niederschlagsdaten.
10
Dieses Phänomen ist im Lauf der Jahrhunderte bereits öfters aufgetreten, das
letzte Mal im Zeitraum 1865-1871. Aus dieser Zeit sind bereits gute instrumentelle
Aufzeichnungen der Wetterbedingungen verfügbar. Die Analyse für diesen
Zeitraum hat gezeigt, dass die Basis für das Austrocknen des Sees in einer
Serie trockener Jahre mit 20-30 % geringeren Jahresniederschlagssummen
gelegt wurde, die bereits in den späten 1850er-Jahren begonnen hat. Der
Niederschlags¬mangel des Jahres 1865, das als trockenstes Jahr der Periode 18572007 aufgezeichnet wurde, hat das völlige Verschwinden des Sees eingeleitet.
Daran konnte auch eine leichte Minderung der Trockenheit mit einzelnen
durchschnittlich feuchten Jahren in der Periode 1865-1871 nichts ändern. Die
Trockenjahre waren keine auffällig warmen Jahre. Erst die feuchteren 1870er-Jahre
führten zur Rückkehr des Sees und einer Normalisierung des Seewasserstandes.
Die Austrocknung als Risiko der Zukunft?
Das im Vergleich zu den Austrocknungen früherer Jahrhunderte am besten
dokumentierte Verschwinden des Sees 1865 – 1871 zeigt auf, dass auch in Phasen
ohne den derzeitig raschen Klimawandel der Bestand des Sees gefährdet war
und weiterhin ist. Klimaszenarien der Zukunft sind sich über signifikante
Temperaturerhöhungen einig. Ein wärmeres Klima hat höhere Wasserverdunstung
zur Folge, welche bereits jetzt für 90 % des Wasserverlusts des Sees verantwortlich
ist. Ein konstanter Wasserspiegel bei wärmerem Klima erfordert daher höhere
Niederschläge als derzeit. Diese sind auf Grund aktueller Klimamodelle jedoch
nicht gewährleistet. Eine Verkürzung der Intervalle zwischen den natürlichen
Austrocknungsepisoden erscheint daher unter zukünftigen Klimaszenarien als
wahrscheinlich.
Salzwiese am Neusiedler See
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Kleinräumige
Klimamodellierung
Von Menschen beeinflusste Klimaänderungen
Durch menschliche Einflüsse wird in den nächsten Jahrzehnten eine weitere
Erhöhung der globalen Durchschnittstemperatur erwartet. Wesentliche Quellen
dieser Veränderungen sind die Verbrennung von fossilen Energieträgern
(Kohle, Erdöl, Erdgas) in Heizungsanlagen, Kraftwerken und Fahrzeugmotoren,
Freisetzungen von Kohlendioxid bei der Ausweitung der Landnutzung und
Intensivierung der Bodennutzung sowie die Freisetzung von Methan aus
Anbauflächen für Reis und der Nutztierhaltung. Der weitaus überwiegende
Anteil der KlimawissenschafterInnen erwartet auf Basis der Berechnungen in
den globalen Klimamodellen bis zum Ende dieses Jahrhunderts Erhöhungen der
globalen Durchschnittstemperaturen in einer Bandbreite von +1° bis +5° Celsius.
Für weiterführende Berechnungen werden in der Regel Szenariomodelle mit
erwarteten Temperaturerhöhungen von maximal +2,5° Celsius herangezogen.
Beispiele der
erwarteten globalen
Temperaturerhöhungen
bei unterschiedlichen
Emissionsszenarien (A2, A1B
und B1) und Klimamodellen
(färbige Linien): die mittleren
Temperaturerhöhungen der
Emissionsszenarien sind
durch dicke, schwarze Linien
dargestellt.
12
Vom globalen Mittelwert
zu den regionalen Auswirkungen
Die erwarteten Klimaveränderungen können sich regional unterschiedlich
entwickeln, neben unterschiedlichen Temperaturveränderungen betrifft dies
auch Niederschlagsverteilungen und Windverhältnisse. Für ihre Berechnung
werden regionale Klimamodelle eingesetzt, die unter Berücksichtigung regionaler
Einflussfaktoren, beispielweise der Topografie und Landnutzung, die Ergebnisse
der globalen Modelle räumlich höher aufgelöst liefern.
Beispiel der unterschiedlichen räumlichen Auflösung von Geländestrukturen in
globalen (GCM) und regionalen (RCM) Klimamodellen (Tieflagen blau, mittlere
Höhen grün und Hochlagen gelb
bis braun).
Beispiele der regional
unterschiedlichen
Niederschlagsveränderungen
(in %) zwischen den Dekaden
1981/90 und 2041/50 nach
Jahreszeiten (DJF = Dezember bis Februar, MAM = März bis Mai, JJA = Juni bis
August, SON = September bis November)
Durch die höhere räumliche Auflösung können die regionalen Klimaszenarien
genauere Hinweise auf die erwartbaren Klimaveränderungen für die betroffene
Bevölkerung und Entscheidungsträger liefern. In Verbindung mit laufend
beobachteten Daten von Klimamessstationen ermöglichen sie auch die frühzeitige
Erkennung von Abweichungen der tatsächlichen Klimaentwicklungen von den
Erwartungswerten der Modellberechnungen.
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Für die Abschätzung der Auswirkungen von Klimaänderungen auf Seen
ist zu berücksichtigen, dass die unmittelbar auf die Wasserfläche wirkenden
Veränderungen oft weniger gravierend sind als die indirekten Folgewirkungen der
Klimaveränderungen in ihren flächenmäßig weitaus größeren Einzugsgebieten.
Beispiele von indirekten Folgewirkungen wären Änderungen des Seespiegels
durch Rückgang der Zuflüsse aus den Einzugsgebieten oder Veränderungen der
Wasserqualität in den Seen als Folge von Zunahmen von Starkniederschlägen.
Landnutzung basierend auf CORINE Land Cover 2006
Impressum: AIT Austrian Institute of Technology GmbH, TechGate Vienna, Donau-City-Str. 1, A-1220 Wien, Tel.: 0043(0) 50550-3601, Fax: 0043(0) 50550-3452;
Naturschutzbund Burgenland, Esterhazystraße 15, A-7000 Eisenstadt, Tel.: 0043(0)664 845 3048, Fax: 0043(0)2682 702-190, alle Rechte vorbehalten, Vervielfältigung
und Auszüge bedürfen der ausdrücklichen Zustimmung von AIT und Naturschutzbund Burgenland. Grafik & Gestaltung: Baschnegger & Golub, A-1180 Wien.
Text: Gerhard Heiss, Paul Kinner, Markus Knoflacher, Anna-Maria Soja, Gerhard Soja, Stefan Weiss, Johann Züger, Veronika Zukrigl. Fotos: Archiv Nationalpark
Neusiedler See- Seewinkel, R. Denk, M. Dvorak, M. Fiala, P. Kinner, I. Korner, A. Nadolna, S. Weiss, T. Zechmeister.
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