Das ökologische Modell des Bodensees : Konzept, Simulation und Test an Langzeitdaten

Die Simulation von Seeökosystemen hat innerhalb der Limnologie eine verhältnismäßig lange Tradition, die bis in die 1970er Jahre zurückreicht [1]. Das Interesse an der Entwicklung von ökologischen Modellen für Standgewässer kam dabei gleichermaßen aus der Grundlagenforschung als auch von der angewandten Limnologie bzw. dem Gewässermanagement. Aus wissenschaftlicher Sicht sind Seen verhältnismäßig abgeschlossene Öko systeme, die somit gut studierbar sind und hervorragend als Modellsysteme geeignet sind. Aus der Perspektive des Gewässermanagements spielen ökologische Prozesse eine zentrale Rolle, weil die Wasserqualität eines Wasserkörpers maßgeblich durch ökologische Zustandsgrößen beeinflusst wird (z. B. Phytoplanktonbiomasse, toxische Algen, Nährstoffkonzentration en). Geeignete Modellsysteme zur Simulation der Ökosystemdynamik stellen daher wichtige Instrumente dar, um Auswir kun gen von anthropogenen Stressoren oder anderen Umweltfaktoren zu untersuchen bzw. vorherzusagen. Klassische Ein satz bereiche solcher Modelle sind Gewäs sereutrophierung oder Gewässersanierung. Neue Anwendungsfelder richten sich auf die Auswirkungen des globalen Klimawan dels, der Invasion exotischer Arten oder die Effekte fortschreitender Reoligotrophierung. Im Rahmen des Verbundprojektes BodenseeOnline wurde eine ganz andere, neuartige Anwendung eines ökologischen Modells angestrebt: Die Kurzfrist-Prognose der ökologischen Prozesse im Rahmen des BodenseeOnline-Systems (s. a. Lang et al. [2] in diesem Heft der WasserWirtschaft). Hierbei liefern Modelle Prognosen über Zeiträume von wenigen Tagen, die als Entscheidungsunterstützung im Ge wässermanagement des Bodensees herangezogen werden können. Die Anwendung eines ökologischen Models auf derartig kurzen Zeitskalen ist bisher selten realisiert worden, was sehr wahrscheinlich darauf zurückzuführen ist, dass viele elementare ökologische Prozesse eher auf Zeitskalen von Wochen (z. B. Planktonsukzession) bis mehreren Monaten (z. B. Nährstoffkreisläufe, Zirkulation) ablaufen. Eine sinnvolle Beurteilung der Simulationsergebnisse von ökologischen Modellen muss deshalb über längere Zeiträume stattfinden, im besten Fall über mehrere aufeinanderfolgende Jahre, um auch Prozesse des saisonalen Wechsels von Stratifikation, d. h. Schichtung, und Durchmischung sowie langDas Ökosystem Bodensee ist aus ethischer, ökologischer und wasserwirtschaftlicher Sicht eine wertvolle Ressource. Die nachhaltige Nutzung und ein sinnvoller Schutz des Bodensees setzen ein elementares Verständnis der Ökosystemdynamik des Bodensees voraus. Im Rahmen des Verbundprojektes BodenseeOnline wurde die Anwendung des 1-D-Modellsystems DYRESM-CAEDYM auf den Bodensee realisiert, welches wertvolle Einsichten in die Funktionsweise des Ökosystems liefert und somit das Fundament für Kurzund Langzeitprognosen für den Bodensee bildet. Das ökologische Modell des Bodensees: Konzept, Simulation und Test an Langzeitdaten