Fast 80 Prozent betroffen: Flüsse verlieren weltweit Sauerstoff

Fast 80 Prozent betroffen: Flüsse verlieren weltweit lebenswichtigen Sauerstoff

Fast 80 Prozent der Flüsse weltweit verlieren Sauerstoff. Besonders tropische Gewässer geraten durch Erwärmung und Hitzewellen unter Druck.

Über den Sauerstoffverlust in Meeren und Seen wird seit Jahren gesprochen. Bei Flüssen aber fehlte lange der große Überblick, obwohl sie zu den empfindlichsten Lebensadern von Landschaften gehören.

Eine neue globale Analyse der Chinese Academy of Sciences (CAS) liefert ihn nun: Für 21.439 Flussabschnitte rekonstruierte ein Forschungsteam die Entwicklung seit 1985. Das Ergebnis ist deutlich: Viele Flüsse verlieren dauerhaft Sauerstoff, vor allem weil ihr Wasser wärmer wird.

Warum Sauerstoff in Flüssen so wichtig ist

Gelöster Sauerstoff entscheidet darüber, wie lebendig ein Fluss bleibt. Fische, Wasserpflanzen und Mikroorganismen brauchen ihn, Stoffkreisläufe hängen daran, auch die Wasserqualität verändert sich, wenn der Sauerstoffgehalt sinkt. Studienautorin Kun Shi vom Nanjing Institute of Geography and Limnology beschreibt ihn deshalb als „lebenswichtigen Stoff, der aquatische Ökosysteme erhält“.

Für die Analyse werteten die Wissenschaftler 3,4 Millionen Satellitenbilder aus den Jahren 1985 bis 2023 aus, ergänzt durch Klimadaten und Messwerte aus Wasserqualitätsdatenbanken. In 78,8 Prozent der untersuchten Flussabschnitte sank der Sauerstoffgehalt im Untersuchungszeitraum.

Im Schnitt verloren die Flüsse 0,045 Milligramm Sauerstoff pro Liter und Jahrzehnt. Bei etwa einem Drittel war der Rückgang statistisch klar nachweisbar. Einen deutlichen Anstieg fanden die Forscher nur in 2,2 Prozent der Abschnitte.

Warmes Wasser verschärft den Sauerstoffverlust

Der wichtigste Mechanismus ist physikalisch einfach – und ökologisch folgenschwer. Warmes Wasser kann weniger Sauerstoff binden als kaltes. Je stärker sich ein Fluss erwärmt, desto weniger Sauerstoff bleibt im Wasser gelöst.

Für den weltweiten Rückgang ist das der zentrale Faktor. Laut Studie erklärt die sinkende Sauerstofflöslichkeit durch höhere Temperaturen 62,7 Prozent des beobachteten Verlusts. Auch der Stoffwechsel im Fluss spielt hinein: Temperatur, Licht und Wasserfluss erklären weitere 12 Prozent.

In gemäßigten Regionen zeigt sich der Zusammenhang mit der Erwärmung besonders klar. Dort gehen mehr als 84 Prozent des Sauerstoffverlusts auf Temperatur und Sauerstofflöslichkeit zurück.

Tropische Flüsse verlieren besonders schnell Sauerstoff

Naheliegend wäre ein anderer Verdacht: Am stärksten müssten jene Flüsse betroffen sein, die sich in kalten Regionen besonders rasch erwärmen. Die Analyse zeigt jedoch ein anderes Muster. Besonders gefährdet sind tropische und subtropische Gewässer.

In Indien fanden die Forscher einige der stärksten Rückgänge weltweit. Auch im Amazonasbecken und in großen Teilen Südamerikas sanken die Sauerstoffwerte deutlich. Zwischen 20 Grad südlicher und 20 Grad nördlicher Breite lag der Anteil der Flüsse mit starkem Sauerstoffverlust zeitweise bei mehr als 90 Prozent.

Dort wiegt der Rückgang schwer. Tropische Flüsse starten oft mit niedrigeren Sauerstoffwerten. Wenn dann weiterer Sauerstoff verloren geht, geraten sie schneller in einen Bereich, der für Fische und andere Wasserlebewesen kritisch wird.

Wenn Flüsse kaum noch atmen können

Wird der Sauerstoffgehalt zu niedrig, sprechen Fachleute von Hypoxie. Die Studie setzt diese Grenze bei weniger als zwei Milligramm pro Liter an. Dann geraten viele Fischarten und andere Wasserlebewesen massiv unter Druck.

Fällt der Wert sogar unter 0,5 Milligramm pro Liter, entstehen sogenannte tote Zonen. Dort können kaum noch Tiere überleben. Die Folgen reichen von Fischsterben bis zu deutlich schlechterer Wasserqualität. Besonders problematisch ist das für Regionen, in denen Flüsse direkt für Trinkwasser, Fischerei oder Landwirtschaft wichtig sind. Sauerstoffarme Gewässer verlieren nicht nur Artenvielfalt, sondern oft auch wirtschaftlichen Wert.

Das passiert bei zu wenig Sauerstoff im Wasser:

Fischbestände gehen zurück
empfindliche Arten verschwinden zuerst
Algen und Mikroorganismen verändern das Gleichgewicht
Wasserqualität verschlechtert sich deutlich
Trinkwasseraufbereitung wird schwieriger

Hitzewellen und Staudämme verschärfen den Effekt

Die Forscher untersuchten auch kurzfristige Hitzeextreme. Hitzewellen erklären demnach 22,7 Prozent des globalen Sauerstoffverlusts in Flüssen. Sie erhöhen die Geschwindigkeit des Rückgangs zusätzlich um 0,01 Milligramm pro Liter pro Jahrzehnt. Ohne diese Extremphasen läge der Sauerstoffgehalt weltweit messbar höher.

Auch Staudämme verändern den Sauerstoffhaushalt. Analysiert wurden 457 Dämme, die zwischen 1995 und 2015 gebaut wurden. Nach dem Aufstauen stieg der Anteil der Flüsse mit deutlich sinkendem Sauerstoff um 18,3 Prozent.

Entscheidend ist dabei die Tiefe des Reservoirs. Flache Stauseen verschärfen den Verlust oft stärker. Tiefe Anlagen können den Effekt teilweise abmildern. Die kritische Grenze liegt laut Studie bei rund 30 Metern Wassertiefe.

Interessant ist auch der Einfluss des Wasserflusses. Sowohl sehr niedrige als auch hohe Abflussmengen konnten den Sauerstoffverlust teilweise bremsen. Bei niedrigem Wasserfluss fiel die Deoxygenierung um 18,6 Prozent geringer aus als unter normalen Bedingungen, bei hohem Wasserfluss um 7 Prozent.

Die Entwicklung dürfte sich fortsetzen. Selbst in einem günstigeren Klimaszenario rechnen die Forscher mit weiter sinkenden Sauerstoffwerten. Bei starker Erwärmung könnte der globale Rückgang bis zum Ende des Jahrhunderts fast fünf Prozent betragen. Besonders stark betroffen wären Indien, der Südosten der USA und das Paraná-Plateau in Südamerika. Dort könnten die Werte um mehr als zwölf Prozent sinken.

Kurz zusammengefasst:

Fast 80 Prozent der untersuchten Flüsse weltweit verlieren Sauerstoff, weil wärmeres Wasser durch den Klimawandel weniger Sauerstoff speichern kann.
Besonders gefährdet sind tropische Flüsse, etwa in Indien und Südamerika, weil dort niedrige Ausgangswerte und starke weitere Verluste das Risiko für Fischsterben und schlechte Wasserqualität erhöhen.
Hitzewellen und flache Staudämme verschärfen das Problem zusätzlich, sodass bis 2100 in vielen Regionen noch deutlich weniger Sauerstoff in Flüssen erwartet wird.

Übrigens: Sauerstoffmangel verändert nicht nur Flüsse, sondern auch das Meer bis in seine kleinsten Lebensformen hinein. Selbst Taurin, vielen nur aus Energydrinks bekannt, wird dort für Bakterien zur Energiequelle und beeinflusst wichtige Stoffkreisläufe. Mehr dazu in unserem Artikel.