Positiver Staueffekt

Das IGB-Forschungsteam untersuchte Langzeitdaten zum Wasserdurchfluss, Wasserstand und zur Biomasse der Wasserpflanzen in einem über 32 km langen Abschnitt der Spree südöstlich von Berlin zwischen dem Wehr Große Tränke bei Fürstenwalde und dem Müggelsee. Die Wissenschaftler berechneten den Staueffekt der Wasserpflanzen und zeigten, dass dichte Bestände den Durchflussquerschnitt verengen und die hydraulische Reibung erhöhen. Dadurch steigt der Wasserstand bei gleicher Abflussmenge an. Als Abflussmenge wird in der Wasserforschung das Wasservolumen bezeichnet, das einen Gewässerabschnitt innerhalb einer bestimmten Zeit durchfließt.

Obwohl die Abflussmenge um fast die Hälfte sank, blieb der Wasserstand konstant. Die Wasserpflanzen sorgten in den letzten Sommern für einen Wasseranstieg von rund 50 bis 60 cm im Vergleich zur Situation ohne Wasserpflanzen. So blieb der Wasserstand im Durchschnitt konstant, obwohl die abfließende Wassermenge laut der Studie seit den 1980er-Jahren im Durchschnitt um fast 50 % gesunken ist. Ursachen hierfür sind die Stilllegung des großflächigen Braunkohletagebaus und die anschließende Flutung der Tagebaurinnen. Hinzu kommt die hohe Verdunstung unter anderem aus den großen neuen Bergbauseen und der Vegetation im Spreewald.

„Wasserpflanzen bieten eine naturbasierte Lösung zur Stabilisierung des Wasserstands. Das stärkste Pflanzenwachstum erfolgt von Juni bis August, also genau in der Zeit, in der Trockenheit, weniger Abfluss und erhöhte Verdunstung die Spree besonders belasten“, erläutert Dr. Jörg Lewandowski, Autor der Studie. Künstliche Barrieren oder Totholz im Flussbett haben zwar einen ähnlichen Staueffekt wie Wasserpflanzen, heben jedoch den Wasserstand auch bei hohem Abfluss und möglichem Hochwasser im Winter und Frühjahr an. Das kann ein Risiko darstellen. Zudem bieten ausgedehnte Wasserpflanzenbestände viel Lebensraum und Futter für Kleintiere und Fische und kommen somit dem gesamten Nahrungsnetz im Ökosystem zugute.

Höherer Grundwasserspiegel in der Flussaue

Der positive Staueffekt der Wasserpflanzen beeinflusst auch das Grundwasser: Der Staueffekt der Wasserpflanzen erhöhte das im Flusswasserkörper gespeicherte Wasservolumen um fast 20 % und zusätzlich um das Anderthalbfache (bis zu 143 %) im Grundwasserleiter der Aue (Sommerdurchschnitt in den Jahren 2011–2021).

„Das zusätzliche Wasser im Grundwasserleiter hilft, plötzliche Schwankungen oder Rückgänge der Abflussmenge auszugleichen und die negativen Auswirkungen von Dürreperioden zu verringern“, so Jörg Lewandowski. „Ein erhöhter, konstanterer Grundwasserspiegel kann die Feuchtgebiete und Moore in der Aue feucht halten, ihre Remineralisierung verringern und die Nährstoffspeicherung in den Auenböden erhöhen. Das ist auch für die landwirtschaftliche Nutzung relevant, denn es profitieren dadurch auch Flächen, die extensiv beweidet werden.“

Sommermahd reduziert den Staueffekt

Wasserpflanzen werden auch in der Spree immer wieder gemäht. Die Forschenden zeigten, dass das Mähen im Juli den positiven Staueffekt in der Spree für den Rest der Saison reduzierte, für den Wasserrückhalt also kontraproduktiv war. Das Mähen im September hatte hingegen keinen Einfluss auf den Staueffekt, da zu dieser Zeit ohnehin viele Wasserpflanzen natürlicherweise absterben.

Der wichtigste – und oft einzige – Grund für das Mähen von Flüssen, Bächen oder Gräben in Tieflandgebieten ist das vermutete höhere Hochwasserrisiko. Doch ob Wasserpflanzen wirklich gemäht werden müssen, sollte auch im Hinblick auf immer längere Dürrephasen sorgfältig abgewogen werden. „Hohe Abflüsse sind im Sommer für die Flüsse in gemäßigten Tieflandgebieten sehr selten. Die meisten Hochwasserereignisse treten im Winter und Frühjahr auf, wenn keine Pflanzen wachsen. Dies gilt auch für andere Flüsse, Fließe und Grabensysteme und sollte von den zuständigen Bewirtschaftern – zum Beispiel den Wasser- und Bodenverbänden – stärker berücksichtigt werden. Wenn das Hochwasserrisiko gering oder der potenzielle Schaden tragbar ist, können die vielfältigen positiven Auswirkungen der aquatischen Vegetation dieses Risiko deutlich überwiegen“, sagt Dr. Jan Köhler, Autor der Studie.

Die Autoren weisen auch darauf hin, dass das Mähen außerdem schwere ökologische Auswirkungen haben kann. Dazu zählen die Zerstörung von Lebensräumen aquatischer Organismen, erhöhte Treibhausgasemissionen, die Remobilisierung von abgelagerten Partikeln und ein verringerter Rückhalt von Stickstoff.