Der Wasserschulgarten III

 

Empfehlung [Jahrgangsstufen 11 bis 13]

 

Der Brückenkopf-Park in Jülich beherbergt einen außerschulischen Lernort, der durch sein professionell ausgestattetes Wasserlabor in der Zoo-Rotunde insbesondere für limnologische Untersuchungen geeignet ist.
Die Einbindung des Wasserschulgartens in das Gewässersystem des Brückenkopf-Weihers, der neben dem Zoo-Teich von zahlreichen Enten besetzt ist, macht die Gewässeruntersuchung aus stadtökologischer Sicht interessant.

Der Brückenkopf-Weiher wird, wie von den Baumeistern Napoleons geplant, mit Rur-Wasser gespeist. Aus städtebaulicher Sicht sollte beachtet werden, dass das benachbarte Wohngebiet in der Kanalisation ein Trennsystem aufweist. Das hierin geführte Regenwasser wird mit dem Rur-Wasser vermischt in den Brückenkopf-Weiher geleitet. Die Ableitung vom Brückenkopf-Weiher aus erfolgt entweder direkt zur Rur oder über den Zoo-Teich und den Wasserschulgarten zur Rur.

Als 1998 zur Landesgartenschau in Jülich der Wasserschulgarten angelegt wurde, pflanzte man viele einheimische Wasserpflanzen. Da die Wasserpflanzen zum Teil eine gute Wasserqualität benötigen, legte man im Zulauf ein Kiesbett mit einer Schilfbepflanzung - Schilfkläranlage - an. Hier werden die wissenschaftlichen Erkenntnisse über Stickstoff- und Phosphateliminierung durch Wasserpflanzen (insbesondere durch das Schilf) von  Dr. Eberhard  Stengel, Forschungszentrum Jülich, praktisch erprobt und zukünftig auch noch durch ökotechnische Maßnahmen verbessert.

Der Besuch des Grünen Klassenzimmers (Wasserschulgarten) könnte nach den folgenden Unterrichtszielen ausgerichtet sein:

Methoden der praktischen Gewässeruntersuchung (biologische und chemisch-physikalische Untersuchungen) sollen eingeübt werden.
Kenntnisse im Umgang mit Messgeräten (Sauerstoff, pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit, Fotometer) sollen gewonnen werden.
Die Fähigkeit, Gewässer nach ihrem augenblicklichen Zustand d.h. nach biologischen und chemisch-physikalischen Parametern klassifizieren zu können, soll erworben werden.
Die Methoden der Artenbestimmung (Bestimmungsliteratur und Hilfsgeräte) sollen eingeübt und die Artenkenntnis bereichert werden.
Gedanken und Ziele des Umweltschutzes sollen einsichtig werden.

Man muss dabei berücksichtigen, dass manche Ziele erst durch die Auswertung der Untersuchungsergebnisse im nachfolgenden Unterricht erreicht werden.

Der zeitliche Rahmen sowie die Anzahl der Untersuchungsstellen (auch Fließgewässer) können von jeder Kurslehrerin und jedem Kurslehrer in Absprache mit dem Betreuer des Grünen Klassenzimmers mitbestimmt werden. Das Minimalprogramm wäre lediglich die Untersuchung des Teiches im Wasserschulgarten (ca. 4 - 5 Stunden).

Nach einer Einführung über die Gewässersituation sollten die Schüler in der Lage sein, die Untersuchungsstellen zu benennen. Um die Teamfähigkeit zu fördern, wird arbeitsteilig gearbeitet.

 

Themen für die Arbeitsgruppen:

Gruppe 1   Pflanzen   Zeigerorganismen
Gruppe 2 Tiere              (biologische
Gruppe 3 Plankton   Gewässeruntersuchung)
Gruppe 4 Chemische und physikalische Gewässeruntersuchung

Neben den Freilanduntersuchungen steht Ihnen in der Zoorotunde ein Arbeitsraum mit dem entsprechenden Inventar zur Verfügung.

 

Mikroskopische Aufnahmen

 

zur Inventarliste

 

Für die Arbeit vor Ort wird pro Arbeitsgruppe benötigt:
feste Schreibunterlage, Notizpapier, Bleistift, ggf. Rechner für die Auswertung (kann auch erst im Unterricht zum Einsatz kommen), Gummistiefel

 

Arbeitsaufträge für die Gruppen

Gruppe 1 Pflanzen
Freiland: - Erstellen eines Vegetationsprofils (Skizze) mit den typischen Pflanzengürteln eines Gewässers.
- Bestimmung der dort wachsenden Pflanzen
- Aufstellen einer Artenliste mit Angabe der Häufigkeitswerte und Charakterpflanzen
Zoorotunde: - Ermittlung ihrer Zeigerwerte und Auswertung
Geräte und Materialien: - Arbeitsanleitung, Bestimmungsbücher, Maßbänder, Protokollbögen, Zeitung und Plastiktüten

 
Gruppe 2

 
Tiere
Freiland: - Untersuchung der Tierwelt eines Gewässers / Entnahme der Organismen, die für die Gewässergüte relevant sind
Zoorotunde: - Bestimmung der gesammelten Tiere mit Hilfe von binokularen Lupen und anhand von Bestimmungsbüchern
- Erstellung von Artenlisten und Ermittlung des jeweiligen Saprobitätsindex
- Ausstellung der bestimmten Tiere
Geräte und Materialien: - Siebe, Pinsel und Pinzetten, große und kleine verschließbare Behälter oder Plastikwanne, Bestimmungsbücher, Protokollbögen, Arbeitsanleitung

 
Gruppe 3

 
Plankton
Freiland: - Planktonfang vom Steg und vom Ufer aus, aus verschiedenen Teichtiefen
Zoorotunde: - Mikroskopische Artenbestimmung
- Erstellen einer Artenliste ggf. getrennt nach Phyto- und Zooplankton
- Notieren der Güteklasse und Auswertung
Geräte und Materialien: - Planktonnetz, Kanister , Mikroskop und Bestimmungsbücher, Protokollbögen, Arbeitsanleitung

 
Gruppe 4

 
Chemische und physikalische Gewässeruntersuchungen
Freiland: - Untersuchung der Gewässer mit Messgeräten vom Steg und vom Ufer aus; Untersuchung der Probe vor Ort mit Reagenzien des Merck-Wasserlabors.
Zoorotunde: - Die Konzentrationen von Ammonium, Nitrit, Nitrat und Phosphat werden zusätzlich mit einem Fotometer ermittelt.
Geräte und Materialien: - Merck-Wasserlabor, Geräte der Station, Millimeterpapier, Protokollbögen, Arbeitsanleitung

 

Mit Hilfe der Untersuchungsergebnisse lässt sich die Güte der verschiedenen Gewässer bestimmen. Die Wasserproben, deren Zusammensetzung sich durch chemische und biologische Prozesse verändert, müssen sofort an Ort und Stelle analysiert werden. Da die Wege im Brückenkopf-Park relativ kurz sind, liegen ideale Bedingungen vor, um diese Forderung zu erfüllen.

Im Folgenden wird kurz erläutert, wie die Bestimmung der Pflanzen, der Tiere und der Planktonorganismen einerseits und die Untersuchung der chemischen Parameter andererseits zur Festlegung der biologischen und chemischen Güte beitragen. Die Fülle der Daten ermöglicht auch, Nahrungsketten und Nahrungsnetze aufzustellen.

Flora
Um die Bodenqualität eines Biotops zu beschreiben, werden die vorkommenden Pflanzen protokolliert, die Häufigkeiten ermittelt und die Zeigerwerte dem Buch "Zeigerwerte Mitteleuropas" entnommen (Hierzu benötigt man den lateinischen Pflanzennamen). Diese Indices zeigen dann das langfristige Zusammenwirken mehrerer Umweltfaktoren an, beschreiben ein Biotop und können beim Vergleich mit früher gemessenen Indices die Änderung wichtiger Faktorenkombinationen anzeigen und ermöglichen eine Diskussion über den Sukzessionstrend eines Ökosystems (feuchter, trockener, schattiger, stickstoffärmer etc.).

Plankton
Das Plankton weist auf bestimmte Gütekriterien eines Gewässers hin. Da die Organismen nicht immer einer Güteklasse genau zu geordnet werden, lässt sich erst eine Tendenz über den Zustand eines Gewässers herleiten.

Fauna
Jedem Tier (Insektenlarven, Würmer, Egel u.a.) wird entsprechend seinem Sauerstoffbedarf ein Saprobitätsgrad zu geordnet (0,0 - 4). Dabei gilt: je höher der Sauerstoffbedarf des Tieres desto niedriger der Saprobitätsgrad (S). Mit Hilfe dieser Werte und der Häufigkeit (H) der einzelnen Tierarten kann man nach der Formel:
s = Sum (S * H) / Sum H
den Saprobienindex (s) berechnen. Mit dem Index erhält man Aussage über den Grad der Verschmutzung des Gewässers. Je größer s, desto größer ist die Verschmutzung (Eutrophierung). Die Wasseruntersuchungsämter der BRD erstellen nach dieser Methode die Gewässergütekarten.

Chemie
Voruntersuchungen - der Geruch, die Färbung, Klarheit/ Trübung, Leitfähigkeit usw. - geben erste Hinweise auf den Zustand eines Gewässers. Für die chemische Gewässergüte wird vor allem die Temperatur, der pH-Wert, der Sauerstoffgehalt, die Ammonium-, Nitrat- und Phosphatkonzentration (im Protokoll mit * gekennzeichnete Werte) benötigt. Die Gewässergüte wird mit Hilfe von in der Literatur vorliegenden Tabellen ermittelt.

Um die Dynamik von Ökosystemen zu erfassen, muss man sich mit der Vergangenheit, der Gegenwart und der Zukunft des Ökosystems beschäftigen. Anhand von Berichten über Umweltbelastungen und konkret über Gewässerverschmutzungen insbesondere an Stadtparkteichen werden die Schüler sensibilisiert, sich mit der neuen Thematik zu beschäftigen. Am Anfang steht die Erfassung des derzeitigen Zustandes eines Ökosystems. Weitere Untersuchungsdaten können einer bei der Brückenkopf-Park Jülich GmbH erhältlichen CD-ROM "Wasserschulgarten" entnommen und mit Hilfe des Internets aktualisiert werden. Kostenbeitrag für diese CD-ROM: 3,00 €

Die Anmeldung erfolgt über die Brückenkopf-Park GmbH (s. auch Grünes Klassenzimmer). Der außerschulische Lernort wird pädagogisch begleitet von: 

 

Walter Bähr
Gymnasium Zitadelle
Postfach 1206
52411 Jülich

 
bei Rückfragen, die den Ablauf betreffen:
priv.: 02461/ 50553
E-Mail Herr Bähr

 

 

Literatur

Barndt, G., Bohn, B.: Biologische und chemische Gütebestimmung von Fließgewässern. Berlin. 

Schriftenreihe der Vereinigung deutscher Gewässerschutz, Band 53, 1994.

Begon, M. E., Harper, L. und Townsend, C. R.: Ökologie. Heidelberg × Berlin: Spektrum, 1996.

Bohle, H. W.: Limnische Systeme. Berlin Heidelberg: Springer, 1995.

Ellenberg, H,: Zeigerwerte der Gefäßpflanzen Mitteleuropas, Scripta Geobotanica, Band 12. 

Verlag E. Glotze KG, Göttingen. 2. verbesserte und erweiterte Auflage, 1979.

Groenert, H.J. u. Haß, H.: Lernen an außerschulischen Orten - Unterricht im Freien, 

Staatliches Institut für Lehrerfortbildung, Speyer 1988.

Heubgen, G. L., 1994: Untersuchung aquatischer Ökosysteme im Leistungskurs. 

Biologie in der Schule 43 (2), S. 114 -125.

Joger, Ulrich (Hrsg.): Praktische Ökologie. Frankfurt am Main: Diesterweg, 1989.

Lampert, W., Sommer, U.: Limnoökologie. Stuttgart × New York: Thieme, 1999.

Pews-Hocke, C.: Vielfalt von Ökosystemen. Berlin: Paetec, 1993.

Philipp, E.: Experimente zur Untersuchung der Umwelt. München: Bayerischer Schulbuch Verlag, 1993.

Schmidt, E.: Ökosystem See. Wiesbaden: Quelle & Meyer, 1996.
Band 1 Der Uferbereich des Sees, Band 2 noch nicht erschienen

Schwoerbel, J.: Einführung in die Limnologie. Stuttgart: Fischer,1987.


 

 

Weitere Informationen finden Sie auch unter:       

www.zitadelle.juel.nw.schule.de/faecher/biologie/index.html (GÖS-Vorhaben)

http://www.gymnasium-zitadelle.de/aktiv/projekt_wasser/  (Projekte)

www.zitadelle.juel.nw.schule.de/projekte/umwelt/wsg/index.html

 

Kontakt:
Tel.: 02461/9795-0     Fax.: 02461/9795-22     E-Mail: brueckenkopf-park@t-online.de

Ansprechpartner für Grünes Klassenzimmer: Herr Müller Tel.: (02461) 9795-19


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(bm)