Unsere "Wasserseite":
Gewässer-Ökologie

Aktualisiert 11.08.17 Me

Angebot für 2017: Fortbildung und Oberstufenkurse zu „Ökologie der Fließgewässer“


Die Lehrerfortbildungen 2014 und 2016 zum abiturrelevanten Thema „Waldökologie“ waren ein großer Erfolg und mit jeweils über 40 Oberstufenkursen einer unserer beliebtesten Kurse.
2015 wurde die "Gewässerökologie" ähnlich stark nachgefragt.
Um die Nachfrage nach praktischen Exkursionen auch 2017 bedienen zu können bieten wir Ihnen


Inhalte der Kurse (Modulvorschläge)
in dem die Schülerinnen und Schüler in ökologische Arbeitsweisen eingeführt werden:


- Entstehung von Fließgewässern dargestellt mit Hilfe von Strukturbrettern (Ober-/Mittel-/Unterlauf)
- Gewässerstrukturgütebestimmung
- biotische Faktoren (Saprobienindex-Bestimmung durch Makrofauna und/oder Phytoplanktonuntersuchung, evtl auch Pflanzen)
- abiotische Faktoren (chemische und physikalische Untersuchungen des Gewässers und der Umgebung)
- Bestimmung der Gewässergüteklasse

Die vierstündigen Kurse für die Qualifikationsphase (eA, gA) finden statt im Zeitraum vom

02.05.17 bis Mitte Juni 2017und nach den Sommerferien auf Nachfrage


Das Kursprogramm ist abgestimmt mit den Vorgaben des Curriculums (z.B. Kompetenzen FW 3.4 und FW 4.4. sind anhand des Ökosystems Fließgewässer zu erarbeiten),
den Vorgaben für das Abitur 2016 und der Bildung für nachhaltige Entwicklung.

Aktuelle Arbeitsblätter (2017)

Weiter unten auf dieser Seite finden Sie ältere Arbeitsmaterialien aus den vorangehenden Jahren.

Sauerstoff-Rechner für Gewässer

Der Sauerstoffgehalt eines Gewässers ist ein entscheidendes Kriterium bei der Beurteilung seiner Qualität.

Die maximale Sauerstoffkonzentration (DO = Dissolved Oxygen) ist abhängig

Mit dem hier herunterladbaren neuen EXCEL-Programm können Sie nach Eingabe der Wassertemperatur (°C), der Salinität (g/Liter) und des aktuellen Luftdrucks (hPa) ermitteln wie hoch
die maximale Sauerstoffkonzentration des Gewässers ist.

Fügen Sie zusätzlich die tatsächlich gemessenene O2-Konzentration ein berechnet Ihnen das Programm die Relative Sauerstoffsättigung.

Das Programm basiert auf den Formeln von BENSON und KRAUSE (1980/84) und damit auf derStandardmethode der "US Geological Survey".

 

Leitfähigkeit- und Salzgehalt-Rechner für Gewässer

Die gemessene elektrische Leitfähigkeit einer Gewässerprobe kann Aufschluß über den Gehalt an leitenden Ionen und damit über den Salzgehalt eines Gewässers
geben.

Mit dem hier herunterladbaren neuen EXCEL-Programm können Sie nach Eingabe der Leitfähigkeit (EC, uS/cm) und der Wassertemperatur (T, °C)
den Salzgehalt (PSU, TDS in g/Liter) ermitteln.

Das Programm basiert auf den Formeln der "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater" (1999) der American Public Health Association.

 

Einige Aspekte aus unseren Kursen:

Bio-Indikation mit Phytoplankton

(Foto: Ingo Mennerich)


Die Kieselalge Pinnularia mesolepta ist eine leicht zu identifizierende Diatomeen-Art mit "Zeigerwert":
Ihre ökologische Präferenz hat sie im oligo- bis betamesosaproben Bereich.
Diatomeen eignen sich, neben Tieren (Makrofauna) und Pflanzen besonders gut als Bioindikatoren
weil sie eine vom Habitus relativ geschlossene Gruppe bilden deren Saprobienwerte innerhalb der Gattungen
verhältnismäßig wenig streuen. (Foto: Ingo Mennerich)

 

Chlorophyllgehalt des Gewässers messen

Mit einem Photometer, z.B. dem bei uns ausleihbaren Gerät LF204 von WINDAUS, wird zunächst mit Leitungs- oder destilliertem Wasser
bei 480 Nanometer ein Nullabgleich durchgeführt.
Dann wird die Extinktion der Probe (Teich- oder Bachwasser) gemessen, hier z.B. 0,090.
Chlorophyll absorbiert bevorzugt Licht im blauen Wellenlängenbereich (z.B. 480nm).
Mit Hilfe des folgenden Diagramms kann man aus dem gemessenen Extinktions-Wert auf die Dichte des im Wasser vorhandenen Chlorophylls (Mikrogramm pro Liter) schließen.

Der Extinktions-Wert von 0,090 entspricht einem Chlorophyllgehalt weniger als 10 Mikrogramm Chlorophyll pro Liter.
Die Probe stammt aus einem beschatteten ("grüner Tunnel") beschatteten Abschnitt des in diesem Bereich fast stehenden Stöckener Baches.

Die oben dargestellte Referenzkurve wurde im Schulbiologiezentrum mit Hilfe von im Wasser gelösten und in einer Verdünnungsreihe herunterkonzentriertem Chlorophyll-Salz
bei 480nm gewonnen.


Am Beispiel unserer grünen, im "Bio-Reaktor" gehaltenen Scenedesmus-Kultur lässt sich die Methode gut einführen.

Fotos: Ingo Mennerich

Bioreaktor mit Scenedesmus-Kultur
Scenedesmus, lebend und abgestorben (Chlorophyllfrei),

Scenedesmus ist eine grüne im Wasser schwebende Alge, die normalerweise aus "Paketen" von jeweils vier zusammenhängenden Zellen besteht.
Vier nach außen gerichtete "Borsten" werden als Schwebeeinrichtungen und Fraßschutz gedeutet.
Ein gemesssener Extinktionswert 0,16 (bei 480nm) ergibt einen Chlorophyllgehalt von etwa 35 Mikrogramm/Liter.

O2-Bedarf des Gewässers abschätzen bzw. messen

Der BSB5-Wert ist die Differenz zwischen der am Tag 1 und am Tag 5 gemessenen Sauerstoffkonzentration einer im Dunkeln und bei 20°C gehaltenen Probe.
Wir ermitteln den Sauerstoffbedarf nach Zutropfen einer Kaliumpermanganat-Lösung visuell bzw. mit Hilfe des Photometers.
Dabei gibt es einen Zusammenhang:
Je stärker und schneller die Entfärbung der zunächst violetten Probe, desto größer ist die Konzentration der im Gewässer enthaltenen oxidierbaren Stoffe.

Mit definierten Glucose-Lösungen (10 - 200 mg/L) lässt sich eine Eichgerade herstellen mit Hilfe derer man den Sauerstoffbedarf der Gewässerprobe feststellen kann.

 

Photometrische und visuelle Gewässergütebestimmung

Sauerstoffbedarf (CSB) und Chlorophyllgehalt

Arbeitshilfe 19.78
"
Gewässergütebestimmung mit dem Photometer"

 

Weiteres Arbeitsmaterial zum Herunterladen

Präsentationen

 

EXCEL-Tabellen und Programme

Arbeitsblätter

Kleintiere als Bioindikatoren

Pflanzen als Bioindikatoren

Phytoplankton als Bioindikator
Die Bestimmung der als Indikator tauglichen Diatomeen-Arten ist ein so komplexes und zeitaufwändiges Verfahren, dass in der Schule
praktisch nicht umzusetzen ist. Daher haben wir den Versuch gewagt, die Saprobienwerte statt auf Arten auf Gattungen zu beziehen.
Dies geschah durch Mittelwertbildung unter Einbeziehungen der artspezifischen Gewichtungsfaktoren unter Kontrolle der
Mittelwert-Abweichungen.
Da es bei der Bioindikation in der Schule um das Erlernen eines Prinzips und nicht um wissenschaftliche Genauigkeit geht,
halten wir diese "didaktische Reduktion" für legitimierbar.
Sollten sich (z.B. im Rahmen von Seminararbeiten) Schüler finden, die sich tiefer mit der Materie beschäftigen sollen/wollen,
bieten wir hier im Folgenden beide Möglichkeiten (SI-Bestimmung über Arten und/oder Gattungen) an.
Wenn sich Arten definitiv bestimmen lassen, kann man den entsprechenden, oft vom Mittelwert der Gattung abweichenden Saprobienwert einfügen.