Fischerei

Fische und Korallenriffe vor den Malediven

Die Fischereiwirtschaft

Die globale Fischerei erwirtschaftet jährlich 80 – 85 Milliarden US$. Direkt und indirekt werden durch sie etwa 520 Millionen Menschen beschäftigt, was 8% der Weltbevölkerung entspricht. Vor allem in maritimen Niedriglohnländern ist die Arbeit in der Fischerei von großer Bedeutung, da sie die Ärmsten der Welt mit einem Einkommen und Nahrung versorgt.

Der Anteil der Kalorien aus Fischprodukten an der Welternährung ist sehr gering: In 2009 wurden global pro Kopf 18.4kg Fisch konsumiert. Allerdings versorgt die Fischereiwirtschaft drei Milliarden Menschen mit 20% ihres Bedarfs an tierischem Eiweiß. Insgesamt trägt der konsumierte Fisch zu 16.5% des globalen tierischen Proteinbedarfs bei, sein Anteil an Protein allgemein liegt bei 6.4%.

In der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts erlebte die marine Fischerei einen Aufschwung: Die Anlandungen stiegen von 16.8 Millionen Tonnen pro Jahr in 1950 auf 96.4 Millionen Tonnen pro Jahr in 1996; seitdem stagnieren die Erträge der marinen Fischerei bei etwa 80 Millionen Tonnen pro Jahr mit einer leicht fallenden Tendenz. Die Fischerei aus Binnengewässern und dem Meer stagniert bei etwa 90 Millionen Tonnen. Von dem global angelandeten Fisch stammt der Großteil aus der marinen Fischerei (52.1%). Hiervon werden 90% der Erträge in den Ausschließlichen Wirtschaftszonen (AWZ) der Küstenstaaten erwirtschaftet, etwa 10% stammen aus der Hohen See. 7.6% der globalen Fischproduktion werden durch die Süßwasserfischerei erwirtschaftet und etwa 40% stammen aus der Aquakultur. 64.3% der Fische, die in der Aquakultur gezüchtet wurden, stammten in 2010 aus dem Meer und 35.7% aus Binnengewässern. Die Aquakultur hat seit 2001 um 6.3% pro Jahr zugenommen; in absoluten Werten bedeutet das, dass sich die Fangmenge aus der Aquakultur von 34.6 Millionen Tonnen in 2001 auf 59.9 Millionen Tonnen in 2010 gesteigert hat.

Insgesamt trägt die Aquakultur zum Überleben der Fischerei-Industrie bei und tendiert dazu, die Versorgung und die Preise zu stabilisieren. Der Top-Fischerei-Staat ist China gefolgt von Indonesien, Indien und den USA. Etwa 40.4% der globalen Fischereifänge werden weggeworfen, weil sie entweder zu klein sind, ihr Fang verboten ist oder kein profitabler Markt existiert. Das Wegwerfen von Beifang ist nur in der industriellen Fischerei üblich.

Die Fischerei konzentriert sich überwiegend auf Arten, die weit oben im Nahrungsnetz stehen (z.B. Thunfisch und Kabeljau). Zu den global am meisten gefischten Arten gehört der Anchovis (obwohl der Anchovisfang in 2010 im Vergleich zum Vorjahr um 39% gesunken ist), gefolgt von dem Alaska Seelachs, dem Echten Bonito (Thunfisch), dem atlantischen Hering und der Japanischen Makrele.

Die Überfischung ist die wichtigste Ursache für den Verlust der biologischen Vielfalt in den Meeresökosystemen. Nach Schätzungen der FAO sind

• 30% der globalen Fischbestände überfischt
• 57% der globalen Fischbestände voll ausgeschöpft, gemessen am höchstmöglichen Dauerauftrag und
• 12.7% der globalen Fischbestände theoretisch in der Lage, höhere Fangerträge zu verkraften.

Die Fischereiwirtschaft ist weltweit auch durch den Klimawandel betroffen. Seine Auswirkungen schlagen sich in Änderungen in der Primärproduktion, in Verschiebungen der Verteilung der Bestände und in Änderungen der potentiellen Erträge von überfischten marinen Spezies nieder.

Lebensräume der Fische im Klimawandel

Mit dem Beginn der Industrialisierung nahm der menschliche Einfluss auf die Atmosphäre, die Landsysteme und die Meere zu. Damit änderten und ändern sich auch immer noch die Lebensräume der Fische.

Ozeane

Kohlenstoffaufnahme durch den Ozean

Hauptartikel: Kohlenstoff im Ozean

Geschätzte Verringerung des pH-Werts an der Meeresoberfläche durch anthropogenes Kohlendioxid in der Atmosphäre zwischen ca. 1700 und den 1990er-Jahren.

Die Meere spielen eine zentrale Rolle im Kohlenstoffkreislauf der Erde. Vor der Industrialisierung gab der Ozean jährlich etwa 0.6 Gt Kohlenstoff an die Atmosphäre ab, also die Menge, die in Form organischen Materials über die Flüsse eingetragen wurde. Da der Kohlenstoff des organischen Materials über Photosynthese aus der Atmosphäre stammte, änderte der Austausch den CO₂-Gehalt der Atmosphäre nicht und es herrschte ein Gleichgewicht im System.

Erst die anthropogene Störung des Kohlenstoffkreislaufs machte das Meer zu einer CO₂-Senke: Steigt das CO₂ in der Atmosphäre, gibt diese solange Kohlenstoffdioxid an den Ozean ab, bis die Partialdrücke im Oberflächenwasser und in der Atmosphäre wieder ausgeglichen sind. Daher führen CO₂-Emissionen in der Atmosphäre zwangsläufig zu einem Übergang von CO₂ in den Ozean. Mittlerweile nimmt der Ozean jährlich mehr als 2 Gt Kohlenstoff in Form von CO₂ (entspricht 7.3 Gt CO₂) auf: Das ist etwa ein Drittel der anthropogenen CO₂-Emissionen. Ein Teil des CO₂ gelangt dann auf verschiedenen Wegen in die Tiefe der Meere, allerdings verbleibt das CO₂ auch teilweise im Oberflächenwasser oder wird von Pflanzen aufgenommen. Insgesamt sind im Meer etwa 38.000 Gt Kohlenstoff gespeichert, was das Fünfzigfache des Kohlenstoffgehalts der Atmosphäre ist.

Das CO₂ löst sich im Meerwasser und bildet eine schwache Säure, sodass der pH-Wert absinkt und es so zu einer Ozeanversauerung kommt. Seit der Industrialisierung ist der pH-Wert der Ozeane um 0.1 Einheiten gesunken, der Säuregehalt hat also um etwa 30% zugenommen. Mit dem pH-Wert ändert sich auch die Konzentration der Karbonat-Ionen im Meerwasser, welche von Meeresorganismen benötigt werden, um Kalkschalen zu bilden.

Für die Korallenriffe, welche vielen Fischarten als Habitate dienen, ist der zunehmende CO₂-Ausstoß die am schnellsten wachsende Bedrohung, da die Kalkbildung von der Konzentration von Karbonationen abhängt. Die Kalkbildung ist die Grundlage für das Wachstum der Korallenriffe und wirkt der Erosion entgegen. Korallenriffe gelten als artenreichstes Ökosystem der Meere; sie sind vor allem in flachen, nährstoffarme Gewässern in den Tropen zu finden (30° nördliche bis 30° südliche Breite). Rund 4000 Fischarten leben in Korallenriffen; sie dienen den Fischen als Fress- und Laichstätten. Korallen leben in Symbiose mit den sogenannten Zooxanthellen, einer Algenart.

Erwärmung der Meere

Hauptartikel: Erwärmung des Ozeans

Ein weiterer Effekt durch den Klimawandel ist die zunehmende Erwärmung der Meere; die oberflächennahen Temperaturen steigen und liegen heute um +0.7 °C höher als in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Die tieferen Schichten des Ozeans haben sich hingegen sehr viel weniger erwärmt (> +0.004 °C zwischen 1955 – 1998). Durch den erhöhten Temperaturunterschied zwischen der Meeresoberfläche und den darunterliegenden Schichten ist das oberflächennahe Meerwasser stärker geschichtet,

Veränderung des Wärmegehalts in den oberen Schichten des Ozeans

wodurch die Tiefenkonvektion verringert wird. Der Anstieg der Wassertemperaturen ist in den hohen Breiten der Nordhemisphäre im Nordatlantik am stärksten. Damit ist auch der Rückgang des Meereises gekoppelt. Zusätzlich folgt aus der Erwärmung und der Versauerung, dass sich die Anfälligkeit der Korallenriffe erhöht. Geraten Korallen in eine Stresssituation (z.B. durch zu hohe oder zu niedrige Temperaturen, durch zu intensives Licht), stoßen sie die Algen, mit denen sie in Symbiose leben, aus ihrem Gewebe aus. Da dann das Korallenskelett sichtbar wird, das ohne die Algen nur noch blass gefärbt ist, spricht man bei diesem Effekt von der Korallenbleiche. Hält die Korallenbleiche über einen langen Zeitraum an, verhungern die Korallen und sterben ab.

Einige Untersuchungen zeigen, dass die globale Phytoplankton-Biomasse im Ozean über die letzten 50 Jahre abgenommen hat, dieses Ergebnis ist allerdings umstritten.

Aus der Erwärmung und der stabileren Schichtung folgt im offenen Ozean eine Abnahme der Sauerstoffkonzentration. Die Erwärmung verringert die Löslichkeit von Sauerstoff im Meerwasser, während die stabilere Schichtung den Transport von sauerstoffreichem Oberflächenwasser in tiefere Schichten reduziert, wo Sauerstoff kontinuierlich von Meeresorganismen aufgezehrt wird. Das Ausmaß der klimawandelbedingten Sauerstoffabnahme wird daher von der Wärmemenge bestimmt, die der Ozean aufnimmt. In den letzten 50 Jahren konnte in den meisten Regionen der tropischen Meere eine abnehmende Sauerstoffkonzentration beobachtet werden; damit breiten sich auch sauerstoffarme Zonen aus. Ähnliches konnte auch im Nordpazifik beobachtet werden.

Die erhöhte Meerestemperatur, die stabilere Schichtung und die damit verbundene Reduktionen des Sauerstoffgehalts haben deutliche Auswirkungen auf die Meeresökosysteme: Es kommt zu Änderungen in der Artenzusammensetzung, zu räumlichen Verschiebungen der Populationen und zu einem veränderten Nahrungsnetz.

Süßwassersysteme

In Süßwassersystemen können ähnliche Effekte wie in den Meeren beobachtet werden. Durch die Klimaerwärmung steigen auch im Süßwasser die Wassertemperaturen und mit den steigenden Wassertemperaturen sinkt die Sauerstofflöslichkeit. Gleichzeitig steigt die Schädlichkeit von Giftstoffen (z.B. Schwermetalle) für Fische.

Auch die hydrologischen Bedingungen unterliegen aufgrund des Klimawandels Änderungen: So ändert sich das Ausmaß der saisonalen Wasserstände durch Änderungen beim Niederschlag. Außerdem erhöhen sich durch die Klimaerwärmung auch die Strom- und Grundwassertemperaturen; gemäßigte Regionen sind hierdurch stärker betroffen als tropische Ströme, bei denen die Grundwassertemperaturen beinahe den Temperaturen der Ströme in den Sommermonaten entsprechen.

Ebenfalls führt die Erwärmung und die erhöhte UV-B-Einstrahlung zu veränderten Schichtungsmustern: In großen Seen werden die tiefen Schichten (Hypolimnion) nicht durch das Sonnenlicht erreicht. Gleichzeitig werden die oberflächennahen Wasserschichten (Epilimnion) durch die erhöhte Einstrahlung immer stärker erwärmt, sodass sich ein Dichtegradient zwischen den Schichten bildet, der die Durchmischung der Schichten verhindert. Die Erwärmung sorgt dafür, dass dieser Gradient immer früher im Jahr gebildet wird.

Eine weitere Auswirkung des Klimawandels ist der drohende Wasserverlust in einigen stehenden Gewässern. Das betrifft zum Beispiel den Mittelmeerraum, Südafrika, Mittelamerika und Südaustralien. Erhöhte Temperaturen und Sonneneinstrahlung könnten die gegenwärtigen Wasserverlustraten dieser Systeme erhöhen, da mehr Wasser verdampft als durch Niederschlag in die Gewässer eingetragen wird.

Auswirkungen des Klimawandels auf die Fischbestände

Die Verschiebungen von Fischbeständen ist die am meisten erwähnte Reaktion von marinen Spezies auf Umweltänderungen. Ozeanströmungen und Temperaturen ändern die Ausbreitung von Larven und damit die Vernetzung der marinen Populationen. Es konnte beobachtet werden, dass die Rekrutierung vieler überfischter Fische und wirbelloser Tiere mit ihren Umweltbedingungen zusammenhängt.

Weiterhin wandern die Fische polwärts und in tieferes Wasser: Das konnte bereits im Nordatlantik, an der US-Ostküste, im Beringmeer und vor Australien beobachtet werden. Unter anderem konnte festgestellt werden, dass sich das Zentrum von Verteilungen von 15 Spezies (aus 36), bestehend aus benthischen Fischen, in höhere Breiten verschoben haben, einige dieser Spezies haben sich auch in tiefere Gewässer bei einer Rate von 3m pro Jahrzehnt bewegt.

Das Ausmaß und die Richtung der Auswirkungen durch den Klimawandel sind immer noch unsicher; das liegt zum Teil daran, dass bei Schätzungen oft global das offene Meer betrachtet wird, der Großteil der Fische wird jedoch in kontinentalen Sockeln gefangen.

Ozeanversauerung

Hauptartikel: Ozeanversauerung

Zwischen der Luft und dem Ozean findet ein permanenter Gasaustausch statt. Das bedeutet, dass mit dem Anstieg des CO₂-Gehalts der Atmosphäre auch die Reaktion zu Kohlensäure im Meer zunimmt. Damit werden Protonen frei und das Meer versauert. Ein CO₂-Anstieg in diesem Ausmaß und in so kurzer Zeit hat noch nie in der Erdgeschichte stattgefunden, daher ist bis jetzt unklar, welche Folgen er auf die marine Fauna hat. Allerdings ist sicher, dass insbesondere kalkbildende Organismen, zum Beispiel Korallen, Muscheln und Mikroplanktonarten, von der Versauerung betroffen sind. Eine der direkten Auswirkungen ist, dass Organismen Schwierigkeiten haben, Skelettstrukturen aufzubauen. Auch das Plankton gehört zu den kalkbildenden Arten und ist für etwa ¾ der globalen marinen Kalkbildung verantwortlich. Über den Export von Kalk in die Tiefsee spielen sie nicht nur eine Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf, sondern sie liefern zusätzlich durch die Ausbildung großer Planktonblüten Nahrung für andere Meerestiere. Die verringerte Kalkbildung beeinträchtigt die Überlebensfähigkeit der Organismen, sodass sich die Konkurrenzverhältnisse zugunsten nicht kalkbildender Arten verschieben werden.

Auch die Organismen der Fische werden durch den steigenden CO₂-Gehalt beeinflusst. In den Fischen können ähnliche Vorgänge wie bei der Lösung von CO₂ im Wasser beobachtet werden, da CO₂ ungehindert durch Zellmembranen wandert: In den Körperzellen und im Blut führt die vermehrte CO₂-Aufnahme zu einer pH-Absenkung. Der Organismus muss dann diese Störung des natürlichen Säure-Base-Haushalts kompensieren und das Gelingen dieses Unterfangens ist von Art zu Art unterschiedlich. Die beschriebene Verschiebung kann zu Beeinträchtigungen des Wachstums und der Fortpflanzungsfähigkeit führen und im Extremfall sogar das Überleben einer Art in ihrem Lebensraum gefährden.

Besonders CO₂-tolerant sind mobile und aktive Tiere wie Fische, Krebstiere und Kopffüßer (z.B. Tintenfische). Ausgewachsene Fische sind physiologisch gut in der Lage, die zu erwartenden erhöhten atmosphärischen CO₂-Konzentrationen abzupuffern, juvenile Stadien sind jedoch sehr empfindlich: Das schlägt sich in deutlich verringerten Überlebensraten von Fischlarven nieder, die bei erhöhten CO₂-Konzentrationen schlüpfen. Beim Kabeljau konnten beispielsweise direkte Gewebeschäden an den Larven beobachtet werden. Außerdem zeigen Fischlarven unter Versauerung Verhaltensänderungen gegenüber Räubern sowie Störungen des Geruchssinns.

Das Phytoplankton, welche die Grundlage des gesamten Nahrungsnetzes des Ozean ist, ist direkt von der Versauerung betroffen, da es ausschließlich in den oberflächennahen Wasserschichten der Weltmeere vorkommt.

Die Klima-Erwärmung und ihre Sekundäreffekte

Bereits natürliche Klimaänderungen, wie zum Beispiel das El-Niño-Phänomen, können bei Fischpopulationen Wanderungen oder starke Bestandsschwankungen auslösen. Die anthropogene Klimaerwärmung hat bereits zu räumlichen Verschiebungen von Meerespopulationen in Richtung der Pole und in tieferes Wasser geführt.

In den Tropen und den mittleren Breiten wird die marine Produktivität hauptsächlich durch Nährstoffe begrenzt, in polaren und subpolaren Regionen sind jedoch Licht und die Temperatur die wesentlichen begrenzenden Faktoren. Marine Fische reagieren auf die Erwärmung des Ozeans mit Änderungen in den Verteilungen, der Menge, der Phänologie und der Körpergröße, was letztendlich auch die Fischerei betrifft. In tropischen Regionen sind die Auswirkungen durch den Klimawandel weniger zu spüren als in den mittleren und hohen Breiten.

Höhere Temperaturen erschweren auch die Sauerstoffversorgung: Dadurch werden die Funktion, das Wachstum und die Reproduktion von Meeresfischen reduziert. Die Temperatur beeinflusst die Gebiete und den Erfolg der Reproduktion; sie ist außerdem nicht nur für einzelne Organismen ein entscheidender Faktor. Außerdem konnte beobachtet werden, dass polare Fische die Fähigkeit verloren haben, sogenannte „Heat shock proteins“ zu produzieren, die Zellstrukturen reparieren, die durch relativ hohe Temperaturen geschädigt wurden. Das macht sie besonders empfindlich gegenüber Temperaturänderungen. Auch Meeresökosysteme reagieren sensibel und schnell auf Temperaturerhöhungen. Auf großen Skalen sind die Muster mariner Biodiversität eng mit dem Klimawandel gekoppelt. Erhebliche Gebietsverschiebungen bei marinen Arten und in der Folge mögliche Störungen von Ökosystemleistungen sind zu erwarten; die Verteilungsränder und Schwerpunkte vieler mariner und wirbelloser Fische verschieben sich, indem sie den Änderungen im Ozean folgen. Spezies verschieben sich also mit der Klimaaerwärmung polwärts und eine „Tropikalisierung“ (wachsende Dominanz von Warmwasserfischen) ist aufgrund der Ozeanerwärmung zu erwarten. Die Erwärmung könnte dazu führen, dass die thermische Toleranz von tropischen Spezies überschritten wird und sich so ihr Fangpotential verringert. Die Tropen sind also besonders verwundbar. Aus der Erwärmung der Wassertemperaturen folgt eine verstärkte Schichtung, die den Transport von Nährstoffen aus tieferen Schichten an die Meeresoberfläche verhindert, sodass die Nahrungszufuhr gefährdet wird.

Die Auswirkungen des Klimawandels zeigen sich jetzt schon auf allen trophischen Ebenen: Im Nordpazifik kann die niedrige Phytoplanktonproduktion über mehrere trophische Stufen mit niedrigeren Fischerträgen korrelieren. In Australien hingegen ist die Primärproduktion von Phytoplankton durch den anthropogenen Klimawandel gestiegen, sodass auch die regionalen Fischerträge steigen. Die Abnahme des Phytoplankton im letzten Jahrhundert hängt mit den gestiegenen Oberflächentemperaturen zusammen.

Sauerstoffarme Zonen

Verteilung der Sauerstoffminimumzonen in den Ozeanen (hier: lila markiert)

Viele Organismen hängen stark vom Sauerstoffgehalt ab. Bereiche, in denen zu wenig Sauerstoff vorhanden ist, um das Überleben der Fische zu sichern, werden als sauerstoffarme/- lose Zonen oder auch als Totwasserzonen bezeichnet. Die Anzahl und die Ausdehnung von Totwasserzonen hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen, ihre Auswirkung wurde bis jetzt aber eher unterschätzt. Insgesamt beträgt die Fläche an sauerstoffarmen Zonen in mehr als 400 Meeresgegenden mehr als 245.000 km². Je länger sich die Sauerstoffarmut ausbildet, desto länger wird die Erholung und die Rekolonisierung der benthischen Habitate dauern. Im tropischen Nordostatlantik birgt der verringerte Sauerstoffgehalt eine Gefahr für die bereits überfischten Thun- und Schwertfischbestände. Sauerstoffarme Zonen könnten aber andedrerseits auch den Räuberdruck auf Arten verringern, die gegenüber Sauerstoffarmut tolerant sind. Jedenfalls sind die Fischereierträge bislang nicht so stark reduziert, wie es aufgrund hoher Stickstoffeinträge zu erwarten wäre.

Besonders in Nebenmeeren wie der Ostsee ist die Sauerstoffarmut ein großes Problem. Neben der Eutrophierung begünstigt der Klimawandel das Wachstum von beispielsweise Cyanobakterien (umgangssprachlich auch Blaualgen genannt). Bei der Zersetzung der Biomasse wird dann Sauerstoff verbraucht, sodass sauerstoffarme Zonen gebildet bzw. verstärkt werden.

Wärmeres Wasser erhöht einerseits den Sauerstoffbedarf beim anabolen Stoffwechsel der Fische, während es andererseits die Sauerstofflöslichkeit des Wassers verringert. Individuen mit kleinerer Körpergröße haben einen geringeren Bedarf an Sauerstoff, weil ihre Körperoberfläche im Verhältnis zu ihrem Volumen größer ist. Modellsimulationen haben daher bis 2050 eine Reduktion des mittleren maximalen Körpergewichts um 14-24 % global vorhergesagt. An sechs von acht kommerziellen Fischarten wurde dieser Zusammenhang zum ersten Mal für die Nordsee empirisch nachgewiesen. So wurden Reduktionen der Länge zwischen den beiden Zeiträumen 1973-1977 und 1993-1997 beim Schellfisch um 29 %, beim Hering um 13 %, bei der männlichen Seezunge um 13 % festgestellt. Im Mittel betrug die Verringerung der Länge bei den untersuchten Arten 16 %. Die Reduktion der Körpergröße ging einher mit einer Temperaturzunahme von 1-2 °C und hatte eine Abnahme der Fangmenge bei den betroffenen Arten um 23 % zur Folge.

Projektionen

Insgesamt wird der Klimawandel die bereits bestehenden Stressoren auf die Fischbestände verstärken. Als weitreichende Wirkungen sind räumliche Verschiebungen von Populationen und die veränderte Artenzusammensetzung mariner Ökosysteme zu erwarten, diese sind aber im Detail schwer vorhersagbar.

Veränderungen im Ozean

Der anthropogene Klimawandel resultiert in Langzeitänderungen in der Atmosphäre und im Ozean. Dazu gehören die Ozeanerwärmung, die Verminderung von Meereis, ein stärker geschichteter Ozean und die zunehmende Versauerung. Es wird erwartet, dass sich diese Entwicklungen zukünftig fortsetzen werden. Auch die Ausbreitung von Sauerstoffminimumzonen, Änderungen in der Primärproduktion, ein weiterer Meeresspiegelanstieg und das vermehrte Auftreten von Extremwetterereignissen werden vorhergesagt.

Aus der Erwärmung der Meere folgt eine verstärkte Schichtung (also: schwache Durchmischung) des Meerwassers und eine abgeschwächte Ozeanzirkulation. Die Versauerung ist nur auf extrem langen Zeitskalen irreversibel. Die Geschwindigkeit der Versauerung ist heute mehr als hundert Mal schneller als in den letzten 65 Millionen Jahren. Die stärkste pH-Änderung wird künftig in der Arktis erwartet, da die CO₂-Aufnahme durch schmelzendes Meereis erhöht wird; außerdem mindern die Süßwassereinträge durch das schmelzende Eis die Sättigung.

Der größte Sauerstoffverlust wird in mittleren und höheren Breiten erwartet; bereits sauerstoffärmere und weniger produktive tropische und subtropische Gebiete zeigen in Modellsimulationen geringere Änderungen. Der Sauerstoffgehalt könnte im globalen Mittel in diesem Jahrhundert um 1 – 7% abnehmen. Die klimawandelbedingte Sauerstoffabnahme ist auf gesellschaftlich relevanten Zeitskalen irreversibel.

Auswirkungen auf die Fischbestände

Es wird erwartet, dass Fische in warmem Wasser eine kleinere maximale Körpergröße ausbilden und bei ihrer ersten Reife kleiner sein werden. Kleinere Fische haben in warmen Gewässern eine erhöhte Sterblichkeitsrate. Das sind wichtige Faktoren, die die Populationsdynamik und -produktivität beeinflussen.

Verteilung invasiver Fischarten in den Ozeanen. Regionen, in denen heimische Arten nicht verdrängt oder beeinträchtigt werden, sind grün.

Fische, deren Habitate in Kaltwasserregionen sind, werden am meisten unter dem Stress der Klimaerwärmung leiden. Dieser abiotische Stress könnte dadurch verschärft werden, dass Veränderungen schneller eintreten, als sich die Arten daran anpassen können. Können sich Arten nicht anpassen, werden sie sich in günstigere Habitate zurückziehen müssen. Gelingt ihnen das nicht schnell genug oder können sie sich nicht hinreichend verbreiten oder in ihrer neuen Lebensgemeinschaft behaupten, werden sie aussterben. Beide Fälle haben lokale Artenverschiebungen zur Folge, die dazu führen, dass sensitive Arten verschwinden, während sich opportunistische, anpassungsfähigere Arten verbreiten werden.

Mit der verstärkten Schichtung der Meere wird die Primärproduktion verringert, global wird mit zunehmendem Klimawandel eine abnehmende aquatische Produktion einschließlich der Fischereiproduktion prognostiziert. Im wärmeren Klima treten möglicherweise El-Niño-Bedingungen immer häufiger und stärker auf, was die Verminderung der globalen Ozeanproduktion verstärkt.

Es gilt als sicher, dass wirbellose Tiere am meisten unter der Versauerung der Ozeane leiden werden. Global gesehen werden Arten verloren gehen und Ökosysteme werden sich ändern. In einzelnen Fällen können Ökosysteme regionale Veränderungen der Artengemeinschaft, z.B. durch Zuwanderung, verkraften. In der Antarktis könnten Planktonalgen von der Meerwassererwärmung sogar profitieren, ebenfalls ist die Aussüßung der östlichen Ostsee ein Vorteil für süßwasserliebende Arten. Zusätzlich kann es durch die Einwanderung fremder Spezies in manchen Lebensräumen zu einer kurzfristigen Erhöhung der biologischen Vielfalt kommen. Generell sind die regionalen Auswirkungen jedoch sehr schwer abzuschätzen. Da die Anpassungspotentiale unterschiedlich ausgeprägt sind, könnten sich die Konkurrenzverhältnisse zwischen den Arten drastisch verschieben, strukturelle Veränderungen im marinen Nahrungsnetz sind jedoch kaum vorhersagbar.

Auswirkungen auf die marine Fischerei

Die Fischerei wird stark beeinflusst, da sich sowohl die Quantität, Qualität und Vorhersagbarkeit des marinen Fischfangs ändern werden. Ein direkter Einfluss ist zum Beispiel die Ausbreitung von Sauerstoffminimumzonen, die sich auf die Physiologie und die Verteilung von pelagischen marinen Organismen auswirkt. Diese Verschiebungen werden in Gewinnen und Verlusten für die Spezies resultieren und die Strukturen der Fischbestände ändern. Allerdings können die Verteilungsverschiebungen auch neues Potential bieten. Durch die Ozeanerwärmung wird ein Anstieg bei der Menge der Hummer in den tieferen Gewässern vor West-Australien erwartet und auch in der Nordsee könnte es zu einem vermehrten Aufkommen von Warmwasserspezies wie dem Wolfsbarsch kommen.

Mögliche Konsequenzen für die Fischerei könnten sein, dass sich Preis und Wert der Fische, die Kosten, die Einkommen, der Gewinn für die Betriebe und die wirtschaftliche Rendite ändern. Die Auswirkungen könnten ähnlich ausfallen wie beim El-Niño-Phänomen: In El-Niño-Phasen werden vor Südamerika (Chile, Peru) weniger pelagische marine Spezies angelandet, dafür steigen die Anlandungen der Südostasiatischen Makrele. Es sollte zusätzlich beachtet werden, dass die Gewinne nicht nur von der Quantität, sondern auch von der Fangzusammensetzung abhängen. So ist beispielsweise im Keltischen Meer die Zahl der Fänge gestiegen; aber aufgrund der gehäuften kleineren, minderwertigen Spezies unter ihnen hat der Wert der Anlandungen insgesamt abgenommen.

Zusätzlich wird eine stark steigende Nachfrage nach Fischprodukten prognostiziert, da die Weltbevölkerung steigt und immer mehr Menschen Fisch konsumieren. Dieser Konsum kann nicht allein durch Wildfischerei befriedigt werden, da die Fisch-Erträge nicht steigen werden. Stattdessen muss die Fischereiintensität vorübergehend gemindert werden, um eine Erholung der Bestände zu erreichen.

Auf den Kontinentalsockeln (bis auf hohe Breiten) werden die Fangpotentiale überall zurückgehen und auf Hoher See insgesamt eher zunehmen. Treiber hierfür sind Populationsverschiebungen und Änderungen in der Primärproduktion. In der Arktis und der Subarktis ist eine Zunahme der Fangpotentiale um 30 – 70% möglich, in den Tropen wird jedoch mit Abnahmen um bis zu 40% gerechnet. Das erhöhte Fangpotential in der Arktis und Subarktis könnte auch durch die Versauerung der Ozeane und weniger gelöstem Sauerstoff wieder relativiert werden. Generell ist davon auszugehen, dass sich Warmwasserspezies durchsetzen werden.

Auswirkungen auf die Süßwasserfischerei

Fische in gemäßigten Regionen

Generell wird das Wachstum der Fische in gemäßigten Regionen mit der Temperatur steigen, bis die Umgebungstemperatur optimal für die jeweilige Spezies ist. Etwa 90% des jährlichen Wachstumsprozesses der Fische fällt in die Sommermonate, da hier die Futterverfügbarkeit maximal ist und die Wassertemperaturen optimal für das Wachstum der Fische ist. Die Erwärmung weitet diesen Zeitraum weiter aus und sorgt für weniger Winterstress.

Gleichzeitig führt die Erwärmung zu einem gesteigerten Energiebedarf, da sich mit steigenden Temperaturen auch der Stoffwechsel der Fische erhöht. Dieser zusätzliche Energiebedarf wird von den Fischen durch eine vermehrte Nahrungsaufnahme kompensiert, allerdings können Gebiete mit begrenzter Nahrungsverfügbarkeit nicht mit dem erhöhten Bedarf mithalten. Ein Anstieg der Menge der Kaltwasserfische ist also nur zu erwarten, wenn auch mehr Futter zur Verfügung steht. Auch die Reproduktion könnte durch die erhöhten Temperaturen beeinträchtigt werden: Besonders verwundbar sind Spezies, die große Eier und ein kleines Gelege legen und erst spät die sexuelle Reife erreichen („equilibrium species“). Am wenigsten durch den Klimawandel betroffen sind sogenannten opportunistische Spezies (frühe Reife, kleine Eier, kleines Gelege, häufiges Laichen).

Tropische Fische

Tropische Süßwasser-Fische, die zum Beispiel im Victoriasee in Ostafrika zu finden sind, können sich gut an steigende Temperaturen anpassen. Da die Klimaerwärmung die Tropen ohnehin nicht stark treffen wird, ist es wahrscheinlich, dass tropische Fische im Gegensatz zu Fischen in polaren und gemäßigten Gebieten wenig durch die Erwärmung leiden werden. Außerdem suggerieren einige Studien, dass tropische Fische gegenüber geminderten gelösten Sauerstoffkonzentrationen sehr widerstandsfähig sind.

Insgesamt gilt es jedoch als sicher, dass geänderte Strömungsregime einen größeren Schaden anrichten werden als steigende Temperaturen. Außerdem ist es sehr wahrscheinlich, dass der Klimawandel in den Tropen durch andere Effekte wie der Entwaldung und Änderungen in der Landnutzung überschattet wird. Eine Entwaldung im Amazonasgebiet könnte beispielsweise dazu führen, dass es in Parana und Paraguay zu erhöhtem Niederschlag und in Uruguay und Negro zu vermindertem Niederschlag kommen könnte. Bei diesem Szenario würde die Fischereiproduktivität dann durch Änderungen im Störmungsregime variieren.

Polare Fische und Fische in hohen Breiten

Viele Süßwasserfische in den hohen Breiten sind bis in gemäßigte Zonen verbreitet. Die Klimaerwärmung könnte für Fische in polaren Regionen und in hohen Breiten positiv sein, da sich aus der daraus folgenden Eisschmelze mehr Habitate für die Fische ergeben könnten. Während sie sich jedoch in höhere Breiten ausbreiten können, steigt die Konkurrenz an den äquatorwärtigen Grenzen der Habitate in den mittleren Breiten, da sich mehr Fische aus gemäßigten Regionen ansiedeln. Daher ist ebenso eine Reduzierung der Habitate für polare Fische durchaus möglich. Da die Fische an die kalten Temperaturen in polaren Gegenden gewöhnt sind, sind sie sehr empfindlich gegenüber Temperaturerhöhungen.

Aquakultur

Aufzucht von Lachs vor Vestmanna/Färöer

Der Haupteinfluss der globalen Erwärmung ist auch bei der Aquakultur die daraus resultierende steigende Wassertemperatur. Diese ist besonders bedeutsam für die Aquakultur in gemäßigten Regionen und kaltem Wasser. Die Erwärmung bietet länger optimale Konditionen für die Fischzucht, sodass der ökonomische Anreiz künftig steigen wird, da beispielsweise Energiekosten gesenkt werden können.

Der Meeresspiegelanstieg könnte in den Tropen und Subtropen dazu führen, dass es größeres Potential für Fischfarmen gibt.

Aber auch bei der Aquakultur hat der Klimawandel nicht nur Vorteile. So wird erwartet, dass die erhöhten Wassertemperaturen die Aquakultur in gemäßigten Zonen, insbesondere bei der Kultivierung von Lachs, einschränken wird. Das liegt daran, dass in diesen Zonen schon die ideale Zuchttemperatur vorliegt und diese durch die Erwärmung dann überschritten wird. Insgesamt könnten sich die Zuchtbedingungen polwärts verschieben.

Außerdem könnten in einigen Ländern und Regionen die steigenden Temperaturen zu einer vermehrten Algenblüte und der Verbreitung von Krankheiten führen. Das ist besonders problematisch, da Fische in Aquakulturen bereits eine verminderte genetische Variabilität vorweisen, die sie anfälliger für Erreger machen. Die verminderte genetische Variabilität verringert zusätzlich die Anpassungsfähigkeit an die veränderten Umweltbedingungen.

Die Aquakultur wird auch indirekt durch den Klimawandel betroffen: Die Auswirkungen, die dieser auf die marine Fischerei hat, beeinträchtigt auch die Aquakultur, da die Rohmaterialien für die Produktion von Fischmehl und -öl überwiegend aus der marinen Fischerei stammen.

Fischerei als Klimafaktor

Es sollte nicht übersehen werden, dass die Fischerei durch ihren Verbrauch an fossilen Brennstoffen auch ein Verursacher von Emissionen ist. Allein die Fischereiflotte emittiert jährlich 43 – 134 Millionen Tonnen CO₂. Umgerechnet bedeutet das, dass für 1t Lebendgewicht an angelandetem Fisch 1.7 Tonnen CO₂ freigesetzt werden.

Bei der Wildfischerei ist der Fischfang die Phase im Lebenszyklus, die der Umwelt am meisten schadet. Hierbei spielt der Brennstoffverbrauch der Fischerboote eine besonders große Rolle; Schleppnetzfischerei ist weit energieaufwändiger als Fischerei mit Ringwadennetzen. Passive Methoden wie Haken und Fallen sind besonders energieeffizient. Die stärkste Belastung wird durch die Hochseefischerei verursacht, die aufgrund der weiten Distanzen zwischen Fanggebieten und Häfen besonders emissionsintensiv sind.

Einzelnachweise

Klimadaten zum Thema

Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus verschiedenen Daten eigene Karten erzeuge.

Hier finden Sie eine Anleitung zur Visualisierung der Daten.

Schülerarbeiten zum Thema

Schülerarbeiten zum Thema des Artikels aus dem Schulprojekt Klimawandel:

• Auswirkungen des Klimawandels auf die Nordsee (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
• Der Rückgang des Kabeljaubestands in der Nordsee Anthropogene und klimabedingte Ursachen (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
• Hat die Abschwächung des Nordatlantikstroms eine Auswirkung auf das Überleben der Europäischen Aale? (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
• Miesmuschel vs. Auster Wird die Miesmuschel in der Nordsee aussterben und wird die Pazifische Auster stattdessen die Nordseeküste bevölkern? (Gymnasium Allee, Hamburg)
• Müssen wir dem Ostseedorsch ein Denkmal setzen? Direkte und indirekte anthropogene Einflüsse auf den Dorschbestand der Ostsee. (Stadtteilschule Bergstedt, Hamburg)
• Wird die Pazifische Felsenauster die Miesmuschel aufgrund des Klimawandels aus der Nordsee verdrängen? (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)

Lizenzhinweis

Kontakt: Dieter Kasang