07.12.2016

Frühwarnsysteme für Seen nur bedingt geeignet

Seen reagieren oft abrupt auf Umweltveränderungen wie steigende Temperaturen oder erhöhte Nährstoffkonzentrationen, Ökosysteme können sich plötzlich und grundlegend verändern. Theoretisch lassen sich derartige Regimewechsel mithilfe statistischer Frühwarnsignale vorhersagen. Wissenschaftler vom Berliner Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) haben daher gemeinsam mit internationalen Kollegen getestet, welche Frühwarnsignale sich für die Prognose solcher Ereignisse in Seen eignen. Für die Studie untersuchten die Wissenschaftler fünf Seen, für die jeweils Langzeitdaten über mehrere Jahrzehnte vorlagen, darunter der Müggelsee in Berlin und der Lake Washington in den USA. Alle Gewässer zeigten eine Gemeinsamkeit: Sie unterlagen plötzlich auftretenden und langfristig anhaltenden Systemveränderungen. Bei einem Großteil der untersuchten Seen erkannten die Forscher tatsächlich Frühwarnsignale, in einigen Fällen sogar mehrere Jahre bevor die Veränderung eintrat. Insgesamt war die Aussagekraft der vier getesteten Frühwarnsignale (Autokorrelation, Verteilung, Varianz und Erholungszeit nach Störung) jedoch nicht eindeutig. Frühwarnindikatoren als Methode seien deshalb zwar vielversprechend, aber entgegen vieler Hoffnungen noch nicht für eine allgemeine Anwendung geeignet, lautet das Fazit der Forscher. Zur Verbesserung der Vorhersagen benötigen sie nach eigener Einschätzung mehr Langzeitdaten sowie verbesserte Methoden zur Datengewinnung. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftler als Studie „Evaluating early-warning indicators of critical transitions in natural aquatic ecosystems” in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences” veröffentlicht: