Wasserknappheit – Alternativen für Aquakultur und Landwirtschaft

Der Kli­ma­wan­del schrei­tet immer wei­ter vor­an und die Aus­wir­kun­gen sind mitt­ler­wei­le deut­lich spür­bar. In Euro­pa und auch in Deutsch­land brei­ten sich in den Som­mer­mo­na­ten ver­stärkt anhal­ten­de Hit­ze, Tro­cken­heit und Dür­re aus. Gleich­zei­tig ver­su­chen Land­wirt­schaft und Indus­trie, eine wach­sen­de Pro­duk­ti­on am Lau­fen zu hal­ten – und benö­ti­gen hier­für gro­ße Men­gen an Was­ser. Die­ses ist in Anbe­tracht der öko­lo­gi­schen Kri­se kei­ne unend­li­che Res­sour­ce mehr. Ver­schie­de­ne Stu­di­en pro­gnos­ti­zie­ren, dass die Grund­was­ser­spie­gel welt­weit wei­ter fal­len und Was­ser­knapp­heit zu einer rea­len Bedro­hung der Mensch­heit wird, für wel­che umge­hend Maß­nah­men ergrif­fen wer­den müs­sen.[1][2] Im nach­fol­gen­den Bei­trag erläu­tern wir, wie es zur Was­ser­knapp­heit kommt, was dage­gen unter­nom­men wer­den muss und wel­che Rol­le Land­wirt­schaft und Aqua­kul­tur beim Was­ser­ver­brauch einnehmen.

Woher kommt das Wasser?

Unse­re Erde ist zu mehr als zwei Drit­teln von Was­ser bedeckt. Ohne Was­ser ist kein Leben oder Arbei­ten mög­lich. Dabei ist Trink­was­ser „für den mensch­li­chen Genuss geeig­ne­tes Was­ser“ und Nutz- oder Brauch­was­ser „für gewerb­li­che oder indus­tri­el­le Zwe­cke bestimm­tes Was­ser, das nicht als Trink­was­ser geeig­net ist.“ [3] Ver­wert­bar für den mensch­li­chen Ver­zehr, Tie­re und die Bewäs­se­rung der meis­ten Pflan­zen ist dabei nur Süß­was­ser. Die­ses stammt ent­we­der aus Ober­flä­chen­was­ser oder aus dem Grundwasser.

Ober­flä­chen­was­ser ist „Was­ser, das an der Erd­ober­flä­che (als ste­hen­des oder flie­ßen­des Gewäs­ser) vor­han­den ist.“ Es bezeich­net also Seen und Flüs­se, aber auch noch nicht ver­si­cker­tes Nie­der­schlags­was­ser.[4]

Grund­was­ser dage­gen ist eine „Ansamm­lung von Was­ser im Boden, das durch Ver­si­ckern der Nie­der­schlä­ge oder aus Seen und Flüs­sen in den Erd­bo­den gelangt.“[5] Es sam­melt sich in Rit­zen und Hohl­räu­men unter der Erde und wird dort gespei­chert. Bei der Ver­si­cke­rung fließt es durch ver­schie­de­ne Erd- und Gesteins­schich­ten und wird dadurch gerei­nigt und gefil­tert. Grund­was­ser kann daher beson­ders gut als Trink­was­ser ver­wen­det wer­den.[6]

Der Wasserfußabdruck

Rund 74 Pro­zent des Trink­was­sers, das wir in Deutsch­land nut­zen, stam­men laut Umwelt­bun­des­amt aus dem Grund­was­ser. Dabei braucht jede Per­son durch­schnitt­lich 128 Liter Trink­was­ser pro Tag für die Kör­per­pfle­ge, zum Kochen, Wäsche­wa­schen, Put­zen und … Trin­ken. Nur gerin­ge Antei­le die­ser Men­ge wer­den jedoch tat­säch­lich zum Trin­ken ver­wen­det, ca. 2–3 Liter pro Tag. Der über­wie­gen­de Teil ent­fällt auf die ande­ren Haus­halts­funk­tio­nen und beinhal­tet auch die Ver­wen­dung von Trink­was­ser durch Bäcke­rei­en, Metz­ge­rei­en und Arzt­pra­xen, die unser täg­li­ches Leben beein­träch­ti­gen.[7] Der gesam­te Was­ser­ver­brauch eines jeden Men­schen besteht jedoch nicht nur aus dem im eige­nen Haus­halt genutz­ten Trink­was­ser, son­dern auch aus dem in Land­wirt­schaft und Indus­trie ein­ge­setz­ten Was­ser. Der Was­ser­fuß­ab­druck beschreibt also das direkt und das indi­rekt genutz­te Was­ser für den mensch­li­chen Kon­sum. Er liegt bei 7.200 Litern pro Tag.[8]

Seit 1980 steigt der welt­wei­te Was­ser­ver­brauch um etwa 1 Pro­zent jähr­lich an. Bis 2050 ist das also eine Stei­ge­rung um 30 Pro­zent im Ver­gleich zu heu­te.[9] Gleich­zei­tig gehen die ver­füg­ba­ren Res­sour­cen auf­grund ver­än­der­ter Umwelt­be­din­gun­gen stark zurück.

 Warum gehen Grundwasserspiegel zurück?

Grund­was­ser ist für die Süß­was­ser­ver­sor­gung von ent­schei­den­der Bedeu­tung, ins­be­son­de­re in tro­cke­nen Regio­nen, in denen die Ver­füg­bar­keit von Ober­flä­chen­was­ser begrenzt ist. Eine nach­hal­ti­ge Nut­zung des Grund­was­sers wird jedoch häu­fig ver­nach­läs­sigt. „Mehr als die Hälf­te der gro­ßen Grund­was­ser­lei­ter der Welt […] wür­den schnel­ler abge­pumpt, als sie wie­der auf­ge­füllt wer­den, und daher erschöpft.“[10] Ins­be­son­de­re Deutsch­land zählt zu den Regio­nen, die am stärks­ten von Was­ser­ver­lust betrof­fen sind. Das Grund­was­ser geht hier um 2,5 Kubik­ki­lo­me­ter pro Jahr zurück. Schon der Rück­gang des Grund­was­ser­spie­gels um weni­ge Zen­ti­me­ter hat dabei ele­men­ta­ren Ein­fluss auf die Lebens­fä­hig­keit von Pflan­zen. [11]

Die Grün­de für sin­ken­de Grund­was­ser­spie­gel sind ein­fach aber zahl­reich: Einer­seits gibt es auf­grund des Kli­ma­wan­dels zu wenig Nie­der­schlag lan­ge Peri­oden ohne grö­ße­ren Regen. Ande­rer­seits kommt es durch die Hit­ze zu mehr Ver­duns­tung. Die Böden trock­nen aus und ver­lie­ren ihre Spei­cher­ka­pa­zi­tät. So kön­nen sie dann bei Stark­re­gen­er­eig­nis­sen das Nie­der­schlags­was­ser nicht schnell genug auf­neh­men und es kann zu Über­flu­tun­gen kom­men. Außer­dem kämp­fen pri­va­te Haus­hal­te und die Land­wirt­schaft mit einer über­mä­ßi­gen Was­ser­nut­zung gegen den aus­blei­ben­den Regen bei der Bewäs­se­rung von Gar­ten und Pflan­zen an. [12] Auch das Bevöl­ke­rungs­wachs­tum[13],  Urba­ni­sie­rung und Glo­ba­li­sie­rung, der stei­gen­de Wohl­stand und damit zuneh­men­de Kon­sum füh­ren zu einem erhöh­ten Wasserverbrauch.

Die Aus­wir­kun­gen des Kli­ma­wan­dels auf die Grund­was­ser­spei­cher könn­ten die Nach­hal­tig­keit der Süß­was­ser­res­sour­cen stark beein­träch­ti­gen.[14] Da wir in Deutsch­land zu lan­ge der Auf­fas­sung waren, dass Was­ser im Über­fluss vor­han­den ist, braucht es jetzt umso stra­te­gi­sche­re Pla­nun­gen, um lang­fris­tig Eng­päs­se in der Ver­sor­gung zu ver­mei­den. Die Bun­des­re­gie­rung hat bereits im März 2023 eine „Natio­na­le Was­ser­stra­te­gie“ ver­ab­schie­det Bun­des­um­welt­mi­nis­te­rin Stef­fi Lem­ke betont: „Was­ser ist für uns lebens­wich­tig. Wir müs­sen alles dafür tun, um unser Was­ser zu schüt­zen – für uns und nach­fol­gen­de Gene­ra­tio­nen.“ Die Natio­na­le Was­ser­stra­te­gie beinhal­tet u.a. Maß­nah­men zur Wie­der­her­stel­lung von Wäl­dern und Grün­flä­chen sowie zur Ent­sie­ge­lung beto­nier­ter Flä­chen. Sie hat eine gegen Kli­ma­ex­tre­me gewapp­ne­ten Was­ser­haus­halt sowie jeder­zei­ti­ge und orts­über­grei­fen­de Ver­füg­bar­keit zum Ziel für 2050. [15]

Welche Bedeutung haben diese Veränderungen für Mensch und Landwirtschaft?

Für die Men­schen gilt also: Was­ser spa­ren und das in allen mög­li­chen Berei­chen, um mit Dür­re­ef­fek­ten und ver­än­der­ter Was­ser­ver­füg­bar­keit zurecht­kom­men zu kön­nen.[16] Das betrifft nicht nur die Bevöl­ke­rung im pri­va­ten Bereich, son­dern bei­spiels­wei­se auch die Land­wirt­schaft, die gro­ße Was­ser­men­gen zur Lebens­mit­tel­pro­duk­ti­on benötigen.

Schon heu­te pla­nen meh­re­re Kom­mu­nen in Deutsch­land Ein­schrän­kun­gen bei der Was­ser­nut­zung. [17] Das bedeu­tet z. B. in Nie­der­sach­sen, dass land- und forst­wirt­schaft­lich genutz­te Grün­flä­chen ab einer Tem­pe­ra­tur von 24 Grad Cel­si­us zwi­schen 11:00 und 19:00 Uhr nicht mehr bereg­net wer­den dür­fen. [18] In Nord­rhein-West­fa­len wur­de für die Bevöl­ke­rung eine Trink­was­ser­am­pel ein­ge­führt, die über den der­zei­ti­gen Was­ser­be­stand infor­miert und damit ein Bewusst­sein für den nach­hal­ti­gen Umgang mit Was­ser schafft. In ver­schie­de­nen Land­krei­sen wur­den auch Ver­bo­te zur Bewäs­se­rung der eige­nen Gär­ten mit Grund­was­ser aus Brun­nen aus­ge­spro­chen oder Was­ser aus Flüs­sen zu ent­neh­men. [19]

Beson­ders die Betrie­be im Osten sind mitt­ler­wei­le von 5 Jah­ren mit extre­mer Tro­cken­heit, zurück­blei­ben­den Ertrags­zie­len und Ern­te­aus­fäl­len geplagt, teil­wei­se exis­tenz­be­droht. Land­wir­tIn­nen müs­sen sich daher zukünf­tig beson­ders für Was­ser­knapp­heit rüs­ten und ihre Betrie­be ent­spre­chend neu auf­stel­len. Hit­ze­re­sis­ten­te­re Pflan­zen, eine effi­zi­en­te­re Bewäs­se­rung. Grö­ße­re Vor­rats­spei­cher sind eine Lösung. Aber auch der Ein­stieg in ande­re Wirt­schafts­be­rei­che, wel­che die schwan­ken­den Erträ­ge aus­glei­chen sol­len. [20]

Wasserverbrauch in der Aquakultur

Die Fisch­zucht ist ein sol­cher alter­na­ti­ver Wirt­schafts­be­reich für Land­wir­tin­nen und Land­wir­te. Sie ist nicht nur der wachs­tums­stärks­te Bereich der Lebens­mit­tel­pro­duk­ti­on, son­dern trägt inzwi­schen mit einer jähr­li­chen Pro­duk­ti­ons­men­ge von 88 Mio. Ton­nen zur Pro­te­in­ver­sor­gung bei.[21]

Da auch die Aqua­kul­tur in natür­li­chen Gewäs­sern (also Mee­ren und Tei­chen) zuneh­mend von kli­ma­ti­schen Fak­to­ren beein­träch­tigt ist, bewegt sich die Auf­zucht von Fischen zuneh­mend an Land. [22] Rezir­ku­lie­ren­de Kreis­lauf­an­la­gen (KLA) sind hier die umwelt­freund­li­che Lösung zur künf­ti­gen Fisch­er­zeu­gung. Sie stel­len nicht nur die natür­li­chen Bedin­gun­gen unter Ein­satz von Tech­nik nach, son­dern kön­nen dank aus­ge­reif­ter Bio­fil­ter auch noch beson­ders was­ser­spar­sam agieren.

Bei der Aus­wahl einer Aqua­kul­tur­anla­ge gibt es im Kon­text Was­ser­spa­ren jedoch eini­ges zu beach­ten. Gera­de kon­ven­tio­nel­le Sys­te­me sind häu­fig wenig auto­ma­ti­siert und wer­den ohne Deni­tri­fi­ka­ti­on betrie­ben. Sie ope­rie­ren so typi­scher­wei­se mit einem ver­gleichs­wei­se hohen Was­ser­ver­brauch von 0.1–1 m³ pro kg Fut­ter.[23] Rezir­ku­lie­ren­de Kreis­lauf­an­la­gen mit einer funk­tio­nie­ren­den Deni­tri­fi­ka­ti­on wie der SEAWATER Cube sind ein neu­es Kon­zept, wel­ches schon heu­te an die künf­ti­gen Anfor­de­run­gen ange­passt ist. Der Cube schafft es dank funk­tio­nie­ren­dem Bio­fil­ter und auto­ma­ti­scher Steue­rung, den Was­ser­ver­brauch auf 0.01 m³ pro kg Fut­ter zu redu­zie­ren. Das ent­spricht pro Anla­ge rund 700 L Was­ser­be­darf pro Tag, bei einem Hal­tungs­vo­lu­men von 70 m³.

Es mag unlo­gisch erschei­nen, da Was­ser Haupt­be­stand­teil in Aqua­kul­tu­ren ist, aber gera­de die Fisch­zucht in Kreis­lauf­an­la­gen ist eine sinn­vol­le Form der Pro­te­inerzeu­gung, um Was­ser künf­tig mög­lichst effi­zi­ent und kli­ma­an­ge­passt zu nut­zen. Das zeigt auch der Ver­gleich der Gesamt-Res­sour­cen­ver­brauchs in der Tier­zucht im Blog­bei­trag Res­sour­cen­ver­brauch der Tier­zucht im Ver­gleich. 

Wirk­lich nach­hal­tig schüt­zen wir unse­re Vor­kom­men an Was­ser aber nur, wenn neben den Erzeu­ge­rIn­nen auch jeder Ein­zel­ne Ver­brau­cher sei­nen Bei­trag zur Scho­nung der natür­li­chen Res­sour­cen leis­tet. Dafür müs­sen Gewohn­hei­ten kri­tisch hin­ter­fragt wer­den, bei­spiels­wei­se bei täg­li­chen Rou­ti­nen wie dem Was­ser­ver­brauch beim Duschen oder Zäh­ne­put­zen. Es sind aber auch bewuss­te­re Kon­sum­entschei­dun­gen, mehr Wert­schät­zung und weni­ger Aus­schuss, gera­de bei Lebens­mit­teln. Und wo kann es uns leich­ter fal­len, unse­ren Bei­trag für die Siche­rung der künf­ti­gen Ver­sor­gung zu leis­ten, als beim emo­tio­na­len und genuss­be­haf­te­ten The­ma Lebensmittel?

Weiterführende Informationen

Ver­brau­che­rIn­nen kön­nen sich über diver­se Quel­len rund um die The­men Tro­cken­heit und Was­ser infor­mie­ren: Der Dür­re­mo­ni­tor des Helm­holtz Zen­trum für Umwelt­for­schung lie­fert täg­lich flä­chen­de­cken­de Infor­ma­tio­nen zum Boden­feuch­te­zu­stand in Deutsch­land. Die Kar­ten zei­gen Infor­ma­tio­nen zu Dür­re­zu­stand des Gesamt­bo­dens, des Ober­bo­dens und zum pflan­zen­ver­füg­ba­ren Was­ser im Boden.[24] Monat­li­che Kli­ma­sta­tus­be­rich­te ver­öf­fent­licht der Deut­sche Wet­ter­dienst und auch das Umwelt­bun­des­amt teilt Tipps zum sorg­sa­men Umgang mit Was­ser. [25]

Refe­ren­zen / Quellen

  • [1] Wu W. et al., Diver­gent effects of cli­ma­te chan­ge on future ground­wa­ter avai­la­bi­li­ty in key mid-lati­tu­de aqui­fers, Natu­re com­mu­ni­ca­ti­ons (2020)
  • [2] Wunsch A. et al., Deep lear­ning shows decli­ning ground­wa­ter levels in Ger­ma­ny until 2100 due to cli­ma­te chan­ge, Natu­re com­mu­ni­ca­ti­ons (2022)
  • [3] Duden online, https://www.duden.de/ , abge­ru­fen 19.07.23
  • [4] Ebd.
  • [5] Ebd.
  • [6] https://www.planet-schule.de/mm/die-erde/Barrierefrei/pages/Wie_entsteht_Grundwasser.html, abge­ru­fen 19.07.2023
  • [7] https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/wasser-bewirtschaften/wasserfussabdruck#was-ist-der-wasserfussabdruck, abge­ru­fen 19.07.2023
  • [8] WWAP The United Nati­ons World Water Deve­lo­p­ment Report 2019: Lea­ving No One Behind (UNESCO, 2019).
  • [9] https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/grundwasser, abge­ru­fen 19.07.2023
  • [10] https://www.nationalgeographic.de/umwelt/2022/03/hydrologen-warnen-deutschland-trocknet-aus, abge­ru­fen 19.07.2023
  • [11] Wu W. et al., Diver­gent effects of cli­ma­te chan­ge on future ground­wa­ter avai­la­bi­li­ty in key mid-lati­tu­de aqui­fers, Natu­re com­mu­ni­ca­ti­ons (2020)
  • [12] Ebd.
  • [13] Vörös­mar­ty, C. J., Green, P., Salis­bu­ry, J. & Lam­mers, R. B. Glo­bal water resour­ces: vul­nerabi­li­ty from cli­ma­te chan­ge and popu­la­ti­on growth. Sci­ence 289, 284–288 (2000)
  • [14] ebd.
  • [15] https://www.bmuv.de/download/nationale-wasserstrategie/, abge­ru­fen 25.07.2023
  • [16] https://www.nature.com/articles/s41467-022–28770‑2
  • [17] https://www.landundforst.de/niedersachsen/trockenheit-niedersachsen-wassernutzung-eingeschraenkt-569494
  • [18] https://utopia.de/news/giessen-verboten-trinkwasserampel-auf-gelb-jetzt-reagieren-kommunen/
  • [19] https://www.mdr.de/nachrichten/sachsen-anhalt/stendal/salzwedel/wasser-mangel-landwirt-weizen-kartoffeln-100.html, abge­ru­fen 25.07.2023
  • [20] Wunsch A. et al., Deep lear­ning shows decli­ning ground­wa­ter levels in Ger­ma­ny until 2100 due to cli­ma­te chan­ge, Natu­re com­mu­ni­ca­ti­ons (2022)
  • [21] Food and Agri­cul­tu­re Orga­niza­ti­on of the United Nati­ons (2022), The sta­te of world fishe­ries and aquaculture
  • [22] Ahmed N., Tur­chini G., Recir­cu­la­ting aquacul­tu­re sys­tems (RAS): Envi­ron­men­tal solu­ti­on and cli­ma­te chan­ge adapt­a­ti­on, Jour­nal of Clea­ner Pro­duc­tion (2021
  • [23] Aich N. et. al., A review on Recir­cu­la­ting Aquacul­tu­re Sys­tems: Chal­lenges and Oppor­tu­ni­ties for sus­tainable aquacul­tu­re, Inno­va­ti­ve Far­ming (2020)
  • [24] https://www.ufz.de/index.php?de=37937
  • [25]https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/6232/publikationen/uba_flyer_zukunft-unseres-wassers_final.pdf