Am 3.9.2009 wurde in Altmünster vom oberösterreichischen Umweltlandesrat Rudi Anschober im Zuge einer Pressekonferenz das Forschungsprojekt – Reaktion ausgewählter Fischarten auf verschiedene Wassertemperaturen in OÖ Fließgewässern - des Bundesamtes für Wasserwirtschaft in Scharfling und der Universität Salzburg präsentiert.

Experten analysierten 76 Wassertemperaturmessstellen an Oö. Gewässern. 55% der Gewässer wiesen zwischen 1984 und 2004 einen eindeutigen Trend einer Temperaturzunahme auf. Dies hat weit reichende Einflüsse auch auf die Fische, die als Wasserlebewesen ganz besonders von der Umgebungstemperatur abhängig sind. Setzt sich der Trend fort, kommt es zur Verschiebung der Fischregionen bis hin zum Verschwinden einzelner Kälte bevorzugender Arten.

Im Rahmen dieser Studie konnte für die Mehrzahl der oberösterreichischen Fließgewässer eine signifikante Temperaturzunahme belegt werden. Die seit 1984 festgestellte Erhöhung wird von den Experten als außergewöhnlich stark gegenüber den Jahrzehnten zuvor eingestuft. Eine weitere ungebremste Entwicklung bis 2020 würde zu einer Veränderung der Fischarten im Längsverlauf der Gewässer führen. Die Fischregionen würden sich verschieben, eine Veränderung der Laichzeit und des Fortpflanzungserfolges bestimmter Fischarten ist zu befürchten, der streckenweise Ausfall von Kälte bevorzugenden Arten ist zu erwarten. Inwieweit sich nicht-heimische Arten stärker ausbreiten bleibt offen, es gilt aber als wahrscheinlich, dass einzelne nicht-heimische Arten gut mit den neuen Temperaturen umgehen können.

Fische sind von den steigenden Temperaturen besonders betroffen
Die Wassertemperatur ist einer der wichtigsten Faktoren für den aquatischen Lebensraum und dessen Bewohner. Mit der Wassertemperatur wird neben chemischen und physikalischen Eigenschaften des Wassers  auch der Ablauf der Lebensvorgänge von Fischen entscheidend mit beeinflusst. Dementsprechend reagieren Fische als wechselwarme (poikilotherme) Organismen besonders sensibel auf Veränderungen der Wassertemperatur.
Dies zeigt sich unter anderem beim Laichverhalten, das bei ganz bestimmten Temperaturen stattfindet, bei Wachstum, Stoffwechsel, bis hin zur Entwicklungsdauer und zum Schlüpferfolg der Eier. Außerhalb eines optimalen Temperaturbereiches, welcher für verschiedene Fischarten charakteristisch ist, folgen Bereiche, in denen die Fische physiologischem Stress ausgesetzt sind. Auswirkungen dieses Stresses reichen von Verhaltensänderungen bis hin zum Tod bei nicht tolerierbaren Temperaturänderungen.

Weltweit kann eine Veränderung von Temperaturen festgestellt werden, laut Untersuchungen für Österreich ist mit einem Temperaturanstieg von bis zu 4 °C im Jahresmittel  bis zum Ende dieses Jahrhunderts zu rechnen (Nachtnebel 2008). Untersuchungen für die Schweiz ergaben einen Wassertemperaturanstieg zwischen 0,4 und 1,6°C innerhalb der letzten 25 Jahre als Folge des Klimawandels und eine Verschiebung der Lebensräume von Bachforellen in 100-200m höhere Regionen (Fischnetz 2004).

Kenngrößen für thermischen Stress bei Fischen
Im Rahmen der Untersuchung wurden physiologische Kenngrößen definiert, die sich dazu eignen, die Reaktion der Fische auf die Temperaturveränderungen zu erkennen und zu charakterisieren.  Es sind dies der Glykogengehalt der Leber, die Lysozymaktivität in der Haut und der Konditionsfaktor.

Trendanalysen der Wassertemperaturen
Eine Trendanalyse von 76 Wassertemperaturmessstellen in Oberösterreich ergab, dass bei 55% der Gewässer (42 Messstellen) ein signifikanter Trend mit starker Wassertemperaturzunahme von 1984 bis 2004 vorherrscht, i.e. jährliche Anstiege von bis zu 0,12°C des Jahresmittelwertes pro Jahr zu erwarten sind. Die Schätzung der Wassertemperaturerhöhung von 1994 bis ins Jahr 2020 ergibt somit folgende Werte für die Bioregionen in Oberösterreich:
• Alpenvorland und Flysch 0,9 °C
• Kalkvoralpen   0,8 °C
• Granit- und Gneisgebiet 1,3 °C

Abbildung 1 Wassertemperaturen der Krems bei Kremsmünster, Jahressummengrade; grüner Bereich: gemeinsames Vorliegen von Wasser- und Lufttemperaturdaten.

Betrachtet man die Auswirkung auf die bestehenden Fischregionen mittels eines Prognosemodells bis 2020, so kommt es zu einer Verschiebung der Fischregionen flussaufwärts. Bezüglich der Verschiebung der Wassertemperatur nach flussauf gibt es eine klare Unterscheidung der Gewässer in der Bioregion Granit und Gneis gegenüber Alpenvorland und Kalkvoralpen. Dasselbe Bild ergibt sich auch für die Veränderung der Fischregionen gemäß Abgrenzung in Flusskilometern.

Abbildung 2 Verschiebung des Zusammenhanges Temperatur und Seehöhe (Beispiel Granit und Gneis) 1984 und 2020

Prognostizierte Auswirkungen auf die Fische und mögliche Gegenmaßnahmen
Die seit 1984 in vielen Gewässern statt findende Temperaturerhöhung kann als außerordentlich stark gegenüber den Jahrzehnten zuvor eingestuft werden. Die weitere Entwicklung der Zunahme bis 2020 lässt eine Veränderung der Fischartengemeinschaft im Längslauf der Fließgewässer erwarten. Dementsprechend dürfte es zu massiven Veränderung auch in der Populationsausprägung kommen. Anfänglich werden Fischarten noch versuchen flussauf zu wandern, um in kühlere Bereiche zu gelangen. Da verschiedene Fischarten aber an das Habitat auch unterschiedliche Ansprüche stellen, dies auch noch die verschiedenen Lebensstadien innerhalb einer Art, können flussaufwärts gelegene Gewässerabschnitte zwar momentan dem Temperaturanspruch gerecht werden, aber nicht anderen Habitatansprüchen (z.B. Fließgewässerbreite, Abfluss, Gefälle, Strömungsgeschwindigkeit). Zudem wird die Situation durch Wanderhindernisse wie z.B. Querbauwerke verschärft. Dadurch lassen sich die kühleren Bereiche flussauf oftmals nur unter erschwerten Bedingungen oder auch nicht erreichen. Jede Veränderung des Temperaturregimes wie z.B. in Stauen bedingt auch eine Veränderung der Fischzönose. Staue, die sich stärker erwärmen, beherbergen auch jetzt schon wärmetolerante Arten.

Ebenfalls dürfte eine Veränderung der Laichzeiten gewisser Fischarten eintreten. Fischarten haben sich diesbezüglich über einen extrem langen Zeitraum auf die Verhältnisse im Ökosystem Fließgewässer angepasst – die Wahl des Zeitpunktes des Laichgeschehens muss ja auch später gewährleisten, dass die Jungfische nach dem Schlupf geeignete Nahrung vorfinden. Inwieweit diese optimalen Rahmenbedingungen nach Temperaturerhöhungen noch vorhanden sind ist ungewiss. Abnehmende Populationsgrößen könnten aber dies als Ursache haben.
Es kann davon ausgegangen werden, dass in Zukunft weitere Veränderungen diese Entwicklung noch verschärfen werden. Dies sind saisonale Verschiebungen des Abflussgeschehens, Zunahmen von Winterhochwässern (Nachtnebel 2008), fallende Tendenzen des Jahresabflusses infolge erhöhter Verdunstung und verstärktes Auftreten von Sommerniederwässern (Böhm et al. 2008).

Weiters unterliegen Fischarten einer Wechselbeziehung zu Parasiten oder Bakterien, die bei Stresssituationen eine Beeinträchtigung des Fischbestandes hervorrufen können. So ist bekannt, dass Äschen bei höheren Temperaturen vermehrt unter Furunkulose leiden, was wiederum eine erhöhte Sterblichkeit zur Folge hat. Gegenteilige Effekte bei Parasiten sind hingegen auch beschrieben, d.h. bei Überschreitungen über das Temperaturoptimum einer Parasitenart hinaus stellt diese die Vermehrung ein.
Somit zeigt sich das hoch sensible System mit unterschiedlicher Reaktionsrichtung.

Weitere Gefahrenpotentiale für die Gewässerbiologie entstehen durch eine eventuelle vermehrte Wasserentnahme – Wasser, das für andere Nutzungen benötigt wird und dem natürlichen Wasserhaushalt im Gewässer fehlt. Anthropogene Veränderungen im Gewässerbett wie morphologische Veränderungen in Richtung homogene, seichte Tiefenausprägung (wasserbaulich bedingt oder gering dotierte Restwasserstrecken) erhöhen das Risiko einer zusätzlichen Erwärmung.

Nach den vorliegenden Ergebnissen zeigen sich Unterschiede im Ausmaß der Temperaturveränderungen zwischen den 3 Bioregionen in Oberösterreich. Granit und Gneis dürfte demnach am schwersten betroffen sein. Im alpinen Bereich verzögert noch kaltes Quellwasser die Geschwindigkeit der Veränderung.

Für die Fischereiwirtschaft dürfte es ebenfalls zu einschneidenden Veränderungen kommen. Die Produktionsgröße Kälte bevorzugender Besatzarten wird aufgrund der Fischregionsverschiebung verändert. Aus ehemals angelfischereilich genutzten Äschengewässern entstehen Gewässer mit epipotamalem Charakter.

Diesen negativen Entwicklungen kann kurzfristig durch eine Reihe von Maßnahmen entgegengewirkt werden (Symptombekämpfung). Langfristige Maßnahmen zur Eindämmung der anthropogen bedingten Klimaveränderung müssen getroffen werden (z.B. Energiewende).

• Beschattung: Ufervegetation, die eine möglichst optimale Beschattung bringt, ist zu fördern.
• Grundwasser: Maßnahmen zur Erhaltung und Sanierung der Grundwasserreservoire – Rückbau von Drainagen, Schaffung von Retentionsräumen um ein gleichmäßiges Temperaturregime zu gewährleisten, bei dem Fische nicht stark schwankenden Temperaturbelastungen ausgesetzt sind.
• Schaffung bzw. Wiederherstellung heterogener Strukturen:
Schaffung thermischer Refugien durch Bereitstellung reichhaltiger Strukturen (tiefe Bereiche, Gumpen, Anbindung des hyporheischen Interstitials).
• Herstellung der Durchgängigkeit mittels Fischwanderhilfen, um prinzipiell den Fischen Ausweichwanderungen in höher gelegene, kühlere Gewässerbereiche zu ermöglichen.
• Anzahl von beeinträchtigenden Staubereichen möglichst gering halten.
• Sicherstellung ausreichend dotierter Restwasserbereiche, gegebenenfalls Erhöhung der Mindestdotation

Literatur

Böhm, R., Godina R., Nachtnebel, H.-P. & O. Pirker, 2008. Mögliche Klimafolgen für die Wasserwirtschaft in Österreich. In: ÖWAV (Hg.), Auswirkungen des Klimawandels auf die österreichische Wasserwirtschaft, BMLFUW und ÖWAV, Wien, pp 7-26.

Fischnetz, 2004. Dem Fischrückgang auf der Spur. Schlussbericht des Projekts Netzwerk Fischrückgang Schweiz. Dübendorf, Bern, EAWAG, BUWAL, 184 S.

Nachtnebel, H.-P., 2008. Auswirkungen von möglichen Klimaänderungen auf die Hydrologie und Wasserwirtschaft in einigen österreichischen Regionen. In: ÖWAV (Hg.), Auswirkungen des Klimawandels auf die österreichische Wasserwirtschaft, BMLFUW und WAV, Wien, pp 27-52.