Sowohl die Wassermenge, die durch die Landschaft fließt, als auch die Fließgeschwindigkeit spielen eine entscheidende Rolle für das Risiko der Nitratbelastung. Ein Anstieg von Nitrat ist somit häufig klimabedingt und wird durch extreme Wetterereignisse wie starke Regenfälle oder Dürreperioden beeinflusst, die den Wasserkreislauf beschleunigen oder verlangsamen. Zu diesem Schluss kommt eine Studie des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) mit dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ). “Bisher wurde die Nitratbelastung hauptsächlich auf menschliche Einträge wie Düngemittel zurückgeführt. Wir konnten jedoch zeigen, dass auch die Fließgeschwindigkeit eine entscheidende Rolle bei der Nitratauswaschung spielt”, sagt der Hauptautor Dr. Songjun Wu vom IGB.
Die Fließgeschwindigkeit spielt demnach eine entscheidende Rolle bei der Nitratbelastung, da sie das Gleichgewicht zwischen Transport und Verstoffwechselung bestimmt. Höhere Fließgeschwindigkeiten, wie sie beispielsweise an der nordwestlichen Küste Europas und in Bergregionen vorherrschten, verkürzten die für den Nitratabbau verfügbare Zeit. Dadurch steige das Risiko einer Nitratauswaschung aus den Böden in das Grundwasser und in Fließgewässer. In Gebieten mit langsameren Fließgeschwindigkeiten, wie sie in Tieflandregionen vorherrschten, hätten Pflanzen und Mikroorganismen mehr Zeit für den Nitratabbau.
Klimatische Extreme erhöhen die Nitratbelastung
Die Studie zeigt den Autoren zufolge, dass das Ausmaß klimabedingter Veränderungen im Wasserhaushalt die Entwicklung des Nitratkreislaufs bestimmt. Moderate Schwankungen verringern demnach im Allgemeinen die Nitratauswaschung, während extreme Veränderungen diese verstärken. So könne eine starke Beschleunigung in feuchteren Perioden beispielsweise dazu führen, dass Nitrat rasch in Gewässer gespült werde, ohne dass genügend Zeit für die Verstoffwechselung bleibe. Eine starke Verlangsamung gehe dagegen oft mit Dürre einher, was die Aufnahme durch Pflanzen und Mikroorganismen unterdrücke und zu einer Nitratanreicherung im Boden sowie zu einer pulsartigen Auswaschung bei starken Regenfällen führe.
Um diese Dynamiken zu erfassen, führen die Forscher das Konzept der „Feuchtigkeitsgrenzen” ein. Das Verbleiben innerhalb dieser Grenzen mindere die Nitratbelastung. Wie Projektleiterin Doerthe Tetzlaff vom IGB und der Humboldt-Universität zu Berlin erklärt, können die Feuchtigkeitsgrenzen “dabei helfen, einen sicheren Handlungsspielraum zu definieren, der gegenüber hydrologischen Veränderungen widerstandsfähig ist.” Sie könnten auch genutzt werden, um potenziell erhöhte Risiken bei der Nitratauswaschung zu identifizieren.