Auswirkungen des Klimawandels auf Meere und die Seefischerei
Im maritimen Bereich müssen die Einflüsse des Klimawandels auf die Fischbestände (z. B. Verbreitung, Ertrag) grundsätzlich immer auch vor dem Hintergrund anderer Stressfaktoren wie Habitatverluste, Meeresverschmutzung und Fischerei betrachtet und beurteilt werden.
Stress durch erhöhte Meerwassertemperaturen: Fische werden als wechselwarme Tiere stark von der sie umgebenen Wassertemperatur beeinflusst. Für viele Fischarten bedeutet eine von ihrer spezifischen Optimumstemperatur abweichende Wassertemperatur Stress. Über einen längeren Zeitraum diesem Stress ausgesetzt werden Stoffwechsel und damit Wachstum, Reproduktion und Sterblichkeit der Fische beeinflusst. So bedingen erhöhte Wassertemperaturen schnelleres Wachstum, schnellere Eientwicklung und erhöhte Stoffwechselraten. Für Deutschland sind u.a. Änderungen der Wassertemperatur in der Nord- und Ostsee relevant. Im Zeitraum von 1969 bis 2017 hat sich die mittlere jährliche Oberflächentemperatur der Nordsee um 1,3 Grad erwärmt. Die absolute Erwärmung der Ostsee im Zeitraum von 1980 bis 2015 liegt für die westliche Ostsee bei 1,6 Grad an der Oberfläche sowie bei 1,9 Grad in 20 Meter Tiefe. Hier wird je nach ?Klimaszenario? angenommen, dass die Ostsee bis zum Ende des Jahrhunderts an der Oberfläche im Mittel um 2 bis 3 Grad wärmer sein wird und sommerliche Oberflächenwassertemperaturen über 18 Grad Celsius bis zu einem Monat länger auftreten könnten als bisher.
Auswirkungen auf die Phänologie von Fischen: Eine erhöhte Meerestemperatur kann die Phänologie von Fischen derart verändern, dass sich die zeitliche Synchronisation bestimmter Entwicklungsphasen auflöst. So bestimmt die Wassertemperatur im Frühling, wann die Laichwanderung des Atlantischen Herings (Clupea harengus) in die Ostsee beginnt und Heringsweibchen ihre Eier ablegen. Werden diese Wassertemperaturen früher im Jahr erreicht, entwickeln sich die Fischeier schneller und die Larven schlüpfen eher. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich die Laichwanderung und das „Startsignal“ zum Ablaichen in vergangenen Jahren im Kalender immer weiter nach vorne verschoben haben. Dies kann dazu führen, dass die Heringslarven bereits schlüpfen bevor die Frühjahrsplanktonblüte eingesetzt hat und damit würde ihnen kaum Planktonnahrung zur Verfügung stehen, d. h die Nahrungsbeziehung ist entkoppelt. Das mangelnde Nahrungsangebot führt zu einer erhöhten Belastung der Jungtiere in ihrer empfindlichsten Lebensphase und zum Absterben. Eine derartige asynchron verlaufende Entwicklung („Nahrungs-Mismatch“) ist, neben der intensiven Fischerei, eine der Erklärungen für die beobachteten Einbußen der Heringsbestände in der Ostsee seit den 1990er Jahren.
Stress durch Sauerstoffmangel und Eutrophierung: In unmittelbarer Verbindung zur Wassertemperatur steht die Sauerstoffverfügbarkeit für die Meerestierwelt. Mit steigender Temperatur nimmt die Gaslöslichkeit ab, im Gegensatz dazu steigt jedoch der Bedarf an Sauerstoff für den Stoffwechsel. Die Zahl der küstennahen Gewässer mit Sauerstoffmangel und sogenannte „tote Zonen“ weiten sich aus und beeinträchtigen die Küsten-Ökosysteme und die Fischereiwirtschaft. Für die „toten Zonen“ in den küstennahen Gewässern ist der Nährstoffeintrag vom Land eine der Hauptursachen. Von der hohen Nährstoffbelastung (Eutrophierung) der Küstengewässer profitieren fädige Braunalgen (z.B. der Gattungen Pilayella und Ectocarpus), die sich massenhaft ausbreiten können. Diese Algen wachsen auf den Seegräsern und Laichkräutern, die die wichtigsten Heringslaichbetten bilden. Die Pflanzenbetten werden dadurch langfristig geschädigt. Die Braunalgen profitieren zudem von milden Wintertemperaturen.
Stress durch Meeresversauerung: Steigt der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre, nehmen die Meere mehr Kohlendioxid (CO2) auf. In der Folge sinkt der pH-Wert des Meerwassers, die Meere versauern. Seit Beginn der industriellen Revolution sind die Meere um fast 30 Prozent saurer geworden, der durchschnittliche pH-Wert der Meeresoberfläche ist von 8,2 auf 8,1 gesunken. Bis zum Jahr 2100 wird der pH-Wert der Ozeane voraussichtlich um weitere 0,3 bis 0,4 Einheiten sinken und das Meerwasser so um 100 bis 150 Prozent saurer werden. Fische gelten als relativ unempfindlich gegenüber der Versauerung. Dennoch könnte sie sich direkt auf das Verhalten und die Physiologie von Fischen auswirken. Sinkt der pH-Wert des Meerwassers, so sinkt auch der pH-Wert in den Körperflüssigkeiten der meisten Lebewesen und es kann zu einem Säureungleichgewicht kommen. Fische können ihren Säurehaushalt innerhalb von Stunden oder Tagen regulieren. Das kostet allerdings Energie, die für das Wachstum und die Fortpflanzung fehlen kann. Die Versauerung der Meere stellt eine Gefahr für kalkbildende Lebewesen dar (z.B. schalenbildendes Plankton). Durch saures Wasser wird die Bildung von Innenskeletten oder Schutzhüllen aus Calciumcarbonat (Kalk) erschwert, die Schalen und Kalkskelette dieser Meeresbewohner werden dünner oder lösen sich womöglich auf. Da diese Organismen eine Grundlage der Nahrungspyramide im Meer sind, ergeben sich weitreichende Konsequenzen für die Nahrungskette im Meer mit Folgen auch für die Fischpopulationen.
Veränderung der Artenzusammensetzung und räumlichen Verteilung von Fischen: Durch die Veränderung der Meerestemperatur könnten Werte erreicht werden, die außerhalb der ökologischen Präferenz der Fischarten liegen. Hierdurch ergeben sich Veränderungen in der Fischartenzusammensetzung und der Verteilung der Fischarten, wie sie bereits in der Nord- und Ostsee zu beobachten sind. Als offenes Randmeer des Atlantiks bietet die Nordsee generell den Fischarten mehr Möglichkeiten, ihre Lebensräume mit den klimawandelbedingten steigenden Meereswassertemperaturen zu verschieben. So ist zu beobachten, dass sich der Lebensraum kälteliebender Fischarten, z. B. Kabeljau (Gadus morhua), Atlantische Makrele (Scomber scombrus), Lodde (Mallotus villosus), Seelachs (Pollachius virens) und Blauer Wittling (Micromesistius poutassou) in Richtung Pol und damit in kühlere Regionen verschiebt. Auch der Scholle (Pleuronectes platessa) ist die „Kinderstube“ Wattenmeer zu warm geworden. Die Jugendstadien wandern bereits in die Nordsee ab. Hingegen ermöglicht der Anstieg der Wassertemperaturen und das Ausbleiben sehr kalter Winter wärmeliebenden Fischarten aus südlicheren Meeresgebieten die Einwanderung, Überwinterung und Fortpflanzung in der Nordsee. Hierzu gehören z. B. der Seehecht oder Hechtdorsch (Merluccius merluccius), die Sardine (Sardina pilchardus), die Sardelle (Engraulis encrasicolus), die Rote Meerbarbe (Mullus barbatus) und der Wolfsbarsch (Dicentrarchus labrax). In der Ostsee könnte der kälteliebende Dorsch, für viele Fischereibetriebe der westlichen Ostsee eine zentrale Einkommensquelle, nach Norden in Richtung Arktis auswandern. Dagegen können andere Fischarten in die Ostsee einwandern und dort heimisch werden. Die Dicklippige Meeräsche (Chelon labrosus) zieht mittlerweile regelmäßig im Frühjahr aus der Nordsee ein, wenn das Wasser sich bei 11 Grad einpendelt, bleibt bis zum Herbst und wandert dann wieder zurück zum Laichen in die Nordsee. Auch Sardelle, Sardine, Rote Meerbarbe und Dorade wandern mehr und mehr um Jütland (Dänemark) herum in die Ostsee ein. In der Ostsee breitet sich zudem seit den letzten Jahrzehnten die Schwarzmund-Grundel (Neogobius melanostomus) in riesigen Mengen aus. Ihre natürlichen Verbreitungsgebiete sind die Küstenbereiche des Schwarzen und Kaspischen Meeres. Die Grundel ist gegenüber Temperaturschwankungen, geringem Sauerstoffgehalt sowie unterschiedlich hohem Salzgehalt tolerant. Aufgrund ihrer Ausbreitungsfreudigkeit und Fortpflanzungspotenz gilt sie als invasive Art, die gegenüber vielen heimischen Arten als Nahrungs- und Raumkonkurrent auftritt. Das Bundesamt für Naturschutz hat die Schwarzmund-Grundel bereits 2010 als invasive Art in die Schwarze Liste invasiver Arten aufgenommen.
Indikator aus dem Monitoring zur DAS: Verbreitung warmadaptierter mariner Arten