In den letzten Jahren sind die Temperaturen in Untergrund urbaner Räume deutlich gestiegen – besonders in dicht bebauten Stadtzentren, wo sich die thermische Beeinflussung des Untergrunds bspw. infolge von Versiegelung, Bebauung, Verkehr und Abwärmeeinträgen besonders stark überlappt (Menberg et al. 2014, Tissen et al. 2019).

Gleichzeitig sind in den letzten Jahren grundwasserökologische Fragestellungen zunehmend in den fachlichen Fokus getreten, insbesondere wenn es um die Diskussion zur behördlichen Beurteilung von thermischen Eingriffen in das Grundwasser geht. Damit hat auch die Charakterisierung der abiotischen Randbedingungen an Bedeutung gewonnen. Im Rahmen des Projekts CHARMANT wird untersucht, ob und wie sich thermische Veränderungen im urbanen Untergrund auf die Grundwasserökologie auswirken und welche Beurteilungskriterien und Empfehlungen sich für den behördlichen Vollzug und Managementmaßnahmen ableiten lassen.

Vor diesem Hintergrund wurde zunächst anhand von Daten des Berliner Landesmessnetzes analysiert, welches räumliche Muster die Temperaturen im Untergrund respektive Grundwasser aufzeigen und wie sich die Temperaturen und Parameter wie Sauerstoff langjährig verändert haben. In Kombination mit einer Untersuchung der faunistischen Besiedlung von Grundwassermessstellen zeigt sich, dass die Temperatur in urbanen Aquiferen als ein wichtiger Einflussfaktor für die abiotischen Randbedingungen im Untergrund betrachtet werden sollte. Möglicherweise spielt jedoch der Gehalt an gelöstem Sauerstoff im Grundwasser eine entscheidendere Rolle für die Biodiversität und Funktion des Ökosystems Grundwasser.

In urbanen Aquiferen wird auch der Sauerstoffhaushalt zunehmend durch anthropogene Einflüsse beeinflusst – etwa durch erhöhte stoffliche Belastungen, Versiegelung oder thermische Überprägung des Untergrunds. Diese Prozesse beeinflussen die mikrobielle Aktivität, den Stoffumsatz und damit unmittelbar die Lebensbedingungen der Grundwasserfauna. Ebenso muss betrachtet werden, dass die Geologie – insbesondere das Lockergestein der norddeutschen Tiefebene – einen wichtigen Einfluss auf die Sauerstoffverhältnisse im Grundwasser hat und in vielen Regionen – so auch in Berlin - zu ökologisch ungünstigen Sauerstoffverhältnissen führt.

Diese Beobachtungen lassen vermuten, dass Sauerstoffmangel eine ökologische Grenze für das Auftreten von Grundwasserfauna markiert, jenseits derer Temperaturveränderungen kaum noch eine Rolle spielen. Wärmebelastungen könnten somit vor allem indirekt wirken, indem sie die Sauerstofflöslichkeit und mikrobielle Aktivität beeinflussen. Ziel der laufenden Arbeiten ist es, die Wechselwirkungen zwischen Geologie, thermischen und biologischen Prozessen besser zu verstehen und Zonen erhöhter ökologischer Sensitivität im Berliner Untergrund zu identifizieren. Langfristig sollen die Ergebnisse dazu beitragen, Indikatoren und fachlich fundierte und in der behördlichen Praxis anwendbare Beurteilungskriterien für das Management urbaner Grundwassersysteme und den Grundwasserschutz zu entwickeln.

Literatur

Menberg, K., Blum, P., Kurylyk, B. L. and Bayer, P.: Observed groundwater temperature response to recent climate change, Hydrol. Earth Syst. Sci., 18(11), 4453–4466, doi:10.5194/hess-18-4453-2014, 2014.

Tissen, C., Benz, S. A., Menberg, K., Bayer, P. and Blum, P.: Groundwater temperature anomalies in central Europe, Environ. Res. Lett., 14(10), 104012, doi:10.1088/1748-9326/ab4240, 2019.