Der Wasserschulgarten

Naturnahe Wasserreinigung durch Schilfpflanzen

Bei einem Besuch des Forschungszentrums Jülich lernten Schülerinnen und Schüler der Umwelt-AG „Wasserschulgarten“ des Gymnasiums Zitadelle die AMOVA (Aquatische Modell-Vegetations-Anlage) von Herrn Dr. Eberhard Stengel kennen. Von der Funktion der Anlage beeindruckt und der Möglichkeit die Gewässerqualität auch neben dem bereits geplanten Schilfgürtel im Teich des Wasserschulgartens zusätzlich zu verbessern, kamen die Schüler auf die Idee im Bereich des Wasserschulgartens eine solche bzw. eine vergleichbare Anlage einzurichten.

Die ökotechnische Anlage im Brückenkopf-Park besteht aus einem 12 m langen und 2 m breiten Becken, dass in zwei mit Kies befüllte und mit Schilf bepflanzte Kammern unterteilt ist, und befindet sich auf der Halbinsel des Wasserschulgartens. Die Zirkulation des Wassers zwischen Teich und Schilfanlage wird durch Pumpen geregelt.

Der Bau der Anlage und eines Trennbauwerks vor dem bereits bestehenden Schilfgürtel erschien erforderlich, da das in den Wasserschulgarten eingeleitete Wasser durch den herbstlichen Laubfall des starken Baumbestandes entlang des Brückenkopfweihers, durch den Entenbesatz des Brückenkopfweihers und des Zooteiches und der unmittelbar an den Zooteich angrenzenden Freifläche für verschiedene Vögel organische und anorganische Fracht mit sich führt und somit eine Eutrophierung im Teich des Wasserschulgartens bedingt.

Gelingt die Reinigung des Wassers, könnten sich verschiedene Wasserpflanzen (z.T. auch seltene Pflanzen) besser entwickeln. Die Lebensgemeinschaften mit diesen Pflanzen blieben erhalten. Ein ausgeprägtes Nahrungsnetz könnte sich im Teich ausbilden. Weniger getrübtes Wasser lässt die von Beginn an gewünschte Betrachtung der Unterwasserpflanzen zu.

Schilfrohr

Ausgehend von einem tief reichenden Rhizomsystem entwickelt sich ein hochwüchsiges Gras mit 1 – 4 m hohen und 15 – 23 mm dicken Stängeln.

Die Blattspreiten sind 15 – 30 mm breit. Von Juli bis September treten 20 – 50 cm lange, gelblich bis dunkelpurpurne, vielblütige Rispen auf.

Schilfrohr ist wie andere Sumpfpflanzen an den sauerstoffarmen bis sauerstofffreien unterirdischen Teil seines Standortes angepasst.

Das Rhizom wird durch ein Luftkanalsystem, das über die Blätter, die Halme und den Wurzelhorizont ausgebreitet ist, mit ausreichend Sauerstoff versorgt. Durch eine Ventilation von jungen zu alten Halmen wird einerseits Luft und damit Sauerstoff zum Rhizomsystem befördert und anderseits werden die vom Rhizom aufgenommenen Stoffe, wie z.B. Distickstoffmonoxid und der molekulare Stickstoff, in die Atmosphäre gepumpt. Auch Phosphate werden in hohem Maße eliminiert.

Ausschnitt aus Myriophyllum (Tausendblatt) als Modellbeispiel für Wasserpflanzen

Dr. E. Stengel

Umweltfaktoren, wie die Sonne und der Wind, erzeugen in und um Pflanzen bei den Gasen Temperatur- und Wasserdampfpartialdruck-Gradienten, die bei Vorhandensein einer feinporösen Trennschicht zu - einem Druckaufbau in der Pflanze führen. Dieser bewirkt einen Ventilationsstrom, der die im Sediment angesiedelten oder untergetauchten - Pflanzenorgane mit Sauerstoff versorgt („belüftet“).

Welche Möglichkeiten bieten sich beim Besuch des „Grünen Klassenzimmers“?

Wasserproben können vor der AMOVA und am Auslauf der Anlage entnommen werden und die Ammonium-, die Nitrit- und die Nitratkonzentrationen mittels eines Fotometers bestimmt werden. Es liegen Erkenntnisse vor, die die Ansprache der Umwandlung von Stickstoffverbindungen im Bereich des durchwurzelten Bodens im folgenden Unterricht ermöglichen.

Morphologische Untersuchungen der Schilfpflanzen und Druckmessungen am Schilfhalm zeigen die besondere Anpassung der Wasserpflanzen an den Lebensraum auf.