Der See im Jahreszeitenzyklus

Physikalische Verhältnisse

Grafik mit Schnitt durch einen schematisch dargestellten See (sieht aus wie Schnitt durch eine Badewanne). Im Frühjahr zirkuliert das Wasser durch den ganzen See (von oben bis unten). Die Temperatur und die Sauerstoffsättigung an der Oberfläche sind ähnlich wie am Grund und betragen ca. 4°C bzw. 100%. Im Sommer schichtet sich der See. Die Zirkulation reicht nun nicht mehr bis zum Grund des Sees. Die Temperatur zwischen Oberfläche (warm) und Grund (kalt, ca. 4°C) sind nun nicht mehr ähnlich. Auch die Sauerstoffsättigung ist oben hoch unten mittel und in der Mitte, an der Sprungschicht, sehr niedrig. Im Herbst findet eine Zirkulation wie im Frühjahr statt. In der Winterstagnation ist durch eine Eisbedeckung sowohl die Temperatur als auch die Sauerstoffsättigung im Waser gleich. Die Zirkulation wird durch Wind hervorgerufen. Frühjahrszirkulation, Sommerstagnation, Herbstzirkulation und Winterstagnation

In unseren Breiten sind Seen in der Regel dimiktisch, das heißt der Wasserkörper unterliegt zweimal im Jahr einer Zirkulation (Frühjahres- und Herbstzirkulation, siehe Abbildung).

Während den anderen Zeiten des Jahres haben tiefere stehende Gewässer die Eigenschaft, sich zu schichten (Stagnation, siehe Abbildung Beispiel eines typischen mesotrophen Sees). Das hängt mit Dichteunterschieden des Wassers innerhalb des Gewässers zusammen, die durch Temperaturunterschiede hervorgerufen werden. So heizt sich im Sommer das oberflächennahe Wasser gleichmäßig auf und hat somit eine geringe Dichte, während das kalte Wasser mit der höheren Dichte in die Tiefe absinkt. Die Zwischenschicht, die sog. Sprungschicht oder das Metalimnion, zeichnet sich durch starken Temperaturabfall innerhalb des Wasserpakets aus. Das warme oberflächennahe Wasser nennt man Epilimnion, das Tiefenwasser Hypolimnion. Während der sog. Sommerstagnation (siehe Abbildung) findet eine Zirkulation nur im Epilimnion statt.

Stoffliche Lebensbedingungen im See

Pflanzen brauchen zum Wachstum Licht und Nährstoffe. Der Phosphor (P) spielt für den Stoffhaushalt und die Lebensbedingungen der Biozönose in Seen eine bedeutsame Rolle. Phosphor ist der Nährstoff im Wasser, der auf das Pflanzenwachstum limitierend wirkt. In anthropogen (vom Mensch gemacht) unbeeinflussten Gewässern herrscht oft ein Mangel an P. Durch anthropogene Einflüsse ist meistens ein Überangebot an Phosphor vorhanden, das eine Eutrophierung zur Folge hat. Die daraus resultierende übermäßige Pflanzenbiomasse wird unter Sauerstoffverbrauch wieder abgebaut. Untenstehende Graphik zeigt beispielhaft den natürlichen Eintrag bzw. Kreislauf des Phosphors.

Grafische Darstellung des Kurvenverlaufs des Pythoplanktons über die 4 Jahreszeiten (abfallend im Winter, ansteigend im Frühjahr, abfallend im Sommer, Wiederanstieg im Herbst). Im Bezug dazu ist der Verlauf von Nährstoffen (Winter: hoch, abfallend Frühjahr, Wiederanstieg über Sommer und Herbst), Licht (regelmäßiger Übergang zwischen weniger im Winter bis mehr im Sommer) und Temperatur (Verlauf wie beim Licht nur mit größerem Ausschlag). Jahresverlauf von Phytoplanktonproduktion im Zusammenhang mit Temperatur, Nährstoff- und Lichtverhältnissen

Das Zusammenspiel zwischen Nährstoff-, Lichtangebot und Temperatur während eines Jahres ist für das Wachstum der Pflanzen, wie im folgenden Beispiel dem Phytoplankton (siehe Abbildung), zu erkennen.

Nach dem Winter führt ein Anstieg der Temperatur sowie ein erhöhtes Angebot an Licht und Nährstoffen zu starker Phytoplankton-Entwicklung (in Alpenseen vermehrt Kieselalgen). Die Algen verbrauchen die im Wasser gelösten Nährstoffe fast vollständig und sterben nach kurzer Zeit ab (Frühsommer, Sommer). Hinzu kommt der auf die Algen wirkende Fraßdruck des Zooplanktons (Klarwasserstadium). Nach Mineralisierung der abgestorbenen Biomasse und zusätzlichen Einträgen ist ein erhöhtes Angebot an Nährstoffen vorhanden, welches im Herbst zum erneuten Anstieg des Algenwachstums führen kann (oft sind dies die als "Blaualgen" bezeichneten Cyanobakterien).

Durch die sommerliche Schichtung des Sees, warme Temperaturen und eine erhöhte Eutrophierung kann es im Wasserkörper zu Sauerstoffmangel kommen. Dies kann dazu führen, dass vielen Organismen die "Luft zum Atmen" ausgeht. Für Fische wie Seeforellen, Renken und Saiblinge ist bereits ein Rückgang der Sauerstoffkonzentration von durchschnittlich 8 mg/L (bei 20° C) auf weniger als 5 mg/L schädlich.

Teilen