Seine Analysen zeigen, dass sich die Abflussmengen kaum verändert haben, während die Temperaturen in den Fliessgewässern um 0,8 bis 1,3 °C gestiegen sind. Dieser Anstieg verlief jedoch nicht linear, sondern war durch einen Temperatursprung in der 2. Hälfte der 1980er-Jahre gekennzeichnet – in der Rhone unterhalb Genf stieg das Thermometer um 1,1 °C, in der Thur um 0,4 °C. «Ein solcher Temperatursprung war europaweit in Gewässern, im Grundwasser oder im Boden zu beobachten», ergänzt Zobrist.

Die Konzentrationen und Frachten von Stickstoff sind von 1982/83 bis 1987 /88 markant angestiegen. Etwas verzögert spiegelt sich darin die starke Intensivierung der Landwirtschaft, die Anfang der 1980er-Jahre die höchsten Stickstoffüberschüsse verursachte. Das heisst, dass mehr Hofdünger und Kunstdünger eingesetzt wurden, als über die Ernte wieder weggeführt wurde. Dadurch stieg der Stickstoffvorrat in den Böden stark an und entsprechend wurde mehr Stickstoff in die Gewässer ausgewaschen. Hinzu kam, dass der aussergewöhnliche Temperaturanstieg in Boden und Wasser in den späten 1980er-Jahren zu einer erhöhten biologisch bedingten Mobilisierung des Stickstoffs führte.

Seit den 1990er-Jahren hat die Gesamt-Stickstoff Fracht deutlich abgenommen – um bis zu 50 %. «Die Änderungen in der landwirtschaftlichen Düngepraxis und die verbesserte Abwasserreinigung, insbesondere die Einführung der Denitrifikation in einigen grossen Abwasserreinigungsanlagen, zeigten Wirkung», so Zobrist.

Keine grossen, aber trotzdem messbare Veränderungen, waren auch bei den geochemischen Parametern zu erwarten. Denn Calcium, Magnesium und Bicarbonat entstehen bei der Verwitterung von Calcit- und Dolomit-Gesteinen im Einzugsgebiet der Flüsse. Dabei wird CO₂ gebunden und das entstandene Bicarbonat (HCO₃-) gelangt in die Gewässer. CO₂ gast teilweise wieder in die Atmosphäre aus oder wird als Calcit erneut ausgefällt. Diese Grundprozesse im geochemischen Kohlenstoffkreislauf pendeln sich in einem Gleichgewicht ein, sie sind abhängig von den Bedingungen in der Umwelt.

«Die Bicarbonat-Konzentrationen haben zugenommen. Der Grund für diesen Anstieg begründet Zobrist einerseits mit dem Klimawandel: «Der Temperaturanstieg von rund 1,5 °C in der Luft führt dazu, dass die Mikroorganismen im Boden aktiver sind, mehr atmen und mehr CO₂ abgeben.» Im feuchten Boden ist das CO₂ als Kohlensäure gelöst. Mit einem höheren Gehalt an Kohlensäure wird mehr Gestein, vor allem carbonathaltige Mineralien, verwittert und die Bicarbonat-Konzentrationen steigen. Dieser Prozess konnte mit Hilfe eines klassischen CaCO₃-CO₂ Gleichgewichtprogramms quantifiziert werden. Unterhalb von Seen zeigt auch die Reoligotrophierung einen Effekt: Weil das Angebot an Phosphor in der untersuchten Zeitperiode sank, wuchsen in den Seen weniger Algen, die über die Photosynthese CO₂ binden. Und wenn mehr CO₂ im Wasser gelöst bleibt, wird weniger Calcit ausgefällt.

Gegenläufige Effekte überlagern sich

In der Thur bei Andelfingen zeigt die Bicarbonat-Konzentration über die letzten drei Jahrzehnte einen gegenläufigen Trend. Einerseits ist diesem Fluss kein See vorgelagert – der Effekt der Reoligotrophierung wirkt hier also nicht. Andererseits gibt es auch Entwicklungen, die zu einem Rückgang der Verwitterung geführt haben, so Zobrist: «Der Einsatz von im Boden Säure bildenden Düngern in der Landwirtschaft hat abgenommen. Zudem war auch die saure Deposition aus der Atmosphäre rückläufig – etwa durch die Reduktion vom Schwefelgehalt im Heizöl und vor allem durch die Abnahme der SO₂ Emissionen in den ehemaligen Ostblockländern.» In der Folge war die Calcit-Verwitterung rückläufig.

Die Langzeittrends zeigen, dass der geochemische Kohlenstoffkreislauf Änderungen unterworfen ist und auf menschliche Einflüsse reagiert. „Die Veränderungen sind zwar gering, aber statistisch signifikant“, resümiert Zobrist, der sich mit dieser Arbeit nun definitiv vom Forschen verabschiedet.