Lebensgemeinschaft im Teich

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Lebensgemeinschaft im Teich
Film und Beitrag: Anita Bach
Inhalt
Kommentartext zum Film
So einen Biologieunterricht im
Freien würden
sich Christian
und Magdalena
und all die anderen dieser 8.
Klasse
einer
Realschule immer wünschen.
Genauer unter die Lupe genommen werden soll
diesmal der Teich in der Umgebung der Schule.
Jedes Gewässer, ein Bach genauso wie ein See
oder Teich, hat bestimmte Eigenschaften, die
bestimmen wie die Wasserqualität ist und welche
Pflanzen und Tiere sich in und an ihm aufhalten.
Ein Teich ist kleiner und nicht so tief wie ein See,
beide zählt man sie zu den stehenden Gewässern.
Mit einem Thermometer messen die Schüler die
Wassertemperatur. An der Oberfläche ist das
Wasser zur Zeit wärmer als in der Tiefe. Es
kommt zu natürlichen Umwälzungen der Wasserschichten.
Aufgrund seiner spezifischen Dichte ist Wasser
von 4 Grad am schwersten und sinkt nach unten.
Ist ein See nur tief genug, friert er im Winter
nicht ein. Am Gewässergrund hat das Wasser
dann immer 4 Grad, so können die Fische darin
überwintern.
Mit einem ph-Meter misst Magdalena den Säuregehalt des Wassers. Damit kann sie z.B. heraus© Bayerischer Rundfunk
finden, ob saure oder alkalische Abwässer den
Teich belasten. "Also der ph Wert is jetzt 7,58",
d.h also nahezu neutral.
Christian und Markus nehmen eine Wasserprobe. Mithilfe einer Reihe chemischer Testsubstanzen wollen die Schüler nachweisen, wie es um
die Wasserqualität ihres Teiches bestellt ist. Gemessen werden soll zunächst der Sauerstoffgehalt des Wassers. Die Gebrauchsanleitung des
Tests muss genau befolgt werden, nur dann erhält man auch ein genaues Ergebnis. Auf jeden
Tropfen kommt es hier an. Der im Wasser gelöste Sauerstoff reagiert mit dem Reagenz allmählich in einer Farbreaktion. Nur wenn in einem
Gewässer genügend Sauerstoff gelöst ist, können auch Fische darin leben, denn die brauchen
den Sauerstoff zum atmen. Physikalisch löst sich
in kühlem Wasser mehr Sauerstoff als in warmem Wasser. Alle sind gespannt. Entscheidend
ist auch, aus welcher Wassertiefe die Probe
stammt. Die Intensität der entstandenen Farblösung kann jetzt mithilfe einer Skala bewertet werden. Und was bedeutet das jetzt, "Wassergüte
1"? - unbelastet.
Über die Luft und die Pflanzen gelangt der Sauerstoff ins Wasser. Nicht nur die Fische, auch im
Schlamm lebende Bakterien verbrauchen Sauerstoff in ihrem Stoffwechsel.
Vom Untergrund und den Lebewesen in einem
Gewässers hängt auch ab, ob ein Wasser eher
hart oder weich ist: Die Wasserhärte also. Die
Schüler bestimmen sie mithilfe bestimmter Reagenzien aus ihrem Wasserlabor. Die Wasserhärte wird gemessen in "Grad Deutscher Härte", sie
ist ein Maß für den im Wasser gelösten Kalk.
"Ein Tropfen von Lösung zwei entspricht einem
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Grad Wasserhärte, wir haben 16 Tropfen, also
mittelhart". Hartes Wasser findet man eher in
Seen mit Kies im Untergrund, besonders weiches
Wasser haben Moorseen.
Pflanzen wachsen in einem Gewässer nur dann,
wenn ihnen genügend Nährstoffe zur Verfügung
stehen, sie brauchen v. a. Stickstoff. Als Nachweis dafür dienen der Nitrit- und der Nitratgehalt
des Wassers. Mithilfe einer chemischen Testsubstanz aus ihrem Wasserlabor können die Schüler
diesen bestimmen. Eine Farbreaktion ergibt auch
hier einen Wert auf der Vergleichsskala. "Das
Wasser ist mäßig belastet mit Nitrit."
Bei starker Nährstoffbelastung würde ein Teich
durch starkes Pflanzenwachstum vom Ufer aus
allmählich verlanden. Ökologen sprechen von
Eutrophierung.
re sollen später unter der Lupe oder mit dem Mikroskop näher betrachtet werden.
Da gibt es Tiere, die laufen sogar blitzschnell auf
der Wasseroberfläche umher. Sie zu fangen erfordert Schnelligkeit und Geschick.
Alle Lebewesen im Teich, Tiere und Pflanzen,
fassen die Gewässerökologen zusammen, als
biotische Faktoren. Sie bilden eine Lebensgemeinschaft – eine Biozönose. Und die lebt im
Biotop, dem Teich.
Eine Becherlupe
hilft bei der näheren
Betrachtung
der Tiere. Anhand
von Zeichnungen
sollen
sie
bestimmt werden. Allerhand
Larven,
W asserasseln,
Eintagsfliegen, auch Wasserlinsen und eine winzige Schnecke gingen ins Netz. "Des is die spiralige Schnecke ..."
Besonders faszinierend ist der Blick durchs Mikroskop. Bei vielfacher Vergrößerung werden
auch noch kleinere Wasserlebewesen sichtbar.
Winzig kleine Wasserlebewesen wie die Bachflohkrebse und die Wasserflöhe bilden das Zooplankton.
Am Gewässergrund setzt sich Schlamm ab, das
ist verrottendes organisches Material wie absterbende Pflanzen. Tief ist die Schlammschicht im
Uferbereich ihres Teiches offenbar nicht, das
spüren Micha und Markus an ihren Füßen. Gelegentlich kann man im Schlamm Teichmuscheln
und Schnecken finden.
Der Teich ist ein Beispiel für ein Gewässer-Ökosystem. Viele Faktoren wirken hier zusammen:
die Wassertemperatur, der Sauerstoffgehalt, der
pH-Wert, der Nitrat- oder Nährstoffgehalt, Ökologen fassen sie zusammen als abiotische Faktoren.
Welche Wassertiere aber leben in diesem
Teich? Die Schüler begeben sich auf die Jagd.
Alles, was da zappelt und schwimmt soll zunächst gesammelt werden. Doch nur wenige
Wassertiere verirren sich im Netz. Man muss
schon an den richtigen Stellen fischen. Hin und
wieder aber erwischen sie mit ihren Keschern
einen Wasserbewohner. Fische fangen sie mit
dieser Methode nicht. Die wirbellosen Wassertie© Bayerischer Rundfunk
Algen in bizarren
und ganz unterschiedlichen Formen bilden das
sog. Phytoplankton
eines Gewässers.
Allerhand Grünalgen und Kieselalgen schweben im
Wasser.
Pantoffeltierchen sind Einzeller. Sie bewegen
sich mit ihren zahlreichen Geißeln wie kleine
Strudel durch das Wasser. Man findet solche
einzelligen Tiere, wie auch die Glockentierchen,
vorwiegend dort, wo das Wasser verschmutzt ist,
in Tümpeln.
Welche Pflanzen am Ufer wachsen, wollen Amelie und Rebekka herausfinden. Auch Blutweiderich und viele Gräser wachsen am Ufer.
Ein See oder Teich ist in verschiedene Lebensbereiche gegliedert. Man unterscheidet die Freiwasserzone von der Bodenzone. Diese wieder-
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um besteht aus dem Tiefenbereich und dem
Uferbereich. Im äußeren Uferbereich, in der sogenannten Bruchwaldzone, wachsen Erlen und
Weiden. Im seichten Wasser, in der Röhrichtzone, stehen das Schilf und die Teichsimse. Auch
Binsen, Pfeilkraut und Froschlöffel wachsen hier.
In der sich anschließenden Schwimmblattzone
wachsen z.B. Teich- und Seerosen. Im tieferen
Wasser, in der sog. Tauchblattzone, reichen die
Pflanzen nicht mehr bis an die Oberfläche. Hier
kommen Laichkräuter und die Wasserpest vor.
Für Tiere und Pflanzen ist der Teich Lebensraum. Doch diese Lebensgemeinschaft funktioniert nur, solange das Wasser nicht zu sehr vom
Menschen verunreinigt wird. Für die Schüler ist
der Teich in ihrer Umgebung ein Ort, wo sie sich
erholen und auch Spaß haben können.
Zwischen allen Lebewesen im Teich bestehen
Beziehungen. Die einen profitieren von den anderen. Pflanzen und Plankton dienen den Tieren
als Nahrung. Der reichhaltige Speisezettel der
Wasserfrösche umfasst Insektenlarven, Kaulquappen sowie die Fischbrut und die verschiedensten Insekten.
Oligotrophe (gr. oligos = wenig; gr. trophç =
Nahrung) Seen enthalten nur wenig Nä hrstoffe;
dadurch ist die Vermehrung der Algen und der
Wasserpflanzen begrenzt. Da nur wenig totes,
organisches Material anfällt, sind diese Seen das
ganze Jahr hindurch in allen Wassertiefen gut
mit Sauerstoff versorgt. Aufgrund der geringen
Dichte des Phytoplanktons ist die Sichttiefe groß
(bis zu 10 m), das Wasser erscheint klar, der
See hat eine blaue oder grüne Farbe. Am Boden
sammelt sich kein Faulschlamm, da für die aeroben Destruenten genügend Sauerstoff vorhanden ist, um das organische Material rasch abzubauen. Oligotrophe Seen zeichnen sich durch
einen großen Artenreichtum aus. Es handelt sich
hierbei zumeist um Stenoxybionten, die nur geringe Sauerstoffschwankungen tolerieren. Gelegentlicher Stickstoffmangel wird durch Stickstofffixierende, photoautotrophe Cyanobakterien ausgeglichen. Die geringe, meist organisch gebundene Phosphatmenge stammt vorwiegend aus
Zuflüssen. Die Uferzone ist schmal. Ungestörte,
subalpine Seen sind in der Regel oligotroph (Beispiel: Königssee).
Grundlage aller Nahrungsbeziehungen im Teich
sind die grünen Pflanzen, die Produzenten. Mithilfe der Photosynthese bauen sie organische
Stoffe und Sauerstoff auf. Alle Tiere leben von
den grünen Pflanzen, sie sind die Konsumenten,
sie brauchen Sauerstoff und Nahrung.
Die Pflanzenfresser unter ihnen sind die Konsumenten erster Ordnung z.B. eine Wasserschnecke. Sie wird zur Beute der Konsumenten zweiter
Ordnung. Auf der höchsten Stufe, der 3., steht
der Hecht. Im Teich findet ein immerwährender
Kreislauf statt. Von den Produzenten führt der
Weg zu den Konsumenten. Sterben diese ab,
werden sie von den Zersetzern, den Destruenten, abgebaut zu Mineralstoffen, diese wiederum
dienen den Pflanzen als Nährstoffe.
Fakten
Einteilung der Seen nach der Nährstoffmenge
Mesotrophe (gr. mesos = der Mittlere) Seen enthalten mehr Nährstoffe und damit eine größere
Menge an Produzenten, Konsumenten und Destruenten. Der Sauerstoffgehalt im Hypolimnion
während der Sommerstagnation ist zeitweilig gering.
In einem nährstoffreichen Teich nimmt das
Pflanzenwachstum allmählich zu. Kommen die
Konsumenten und Destruenten mit dem Abbau
nicht mehr nach, setzen Fäulnisprozesse durch
Bakterien ein. Der Sauerstoffgehalt sinkt dramatisch.
© Bayerischer Rundfunk
Eutrophe (gr. eu = gut, gediegen) Seen enthalten viele Nährsalze. Dadurch kommt es nach
den Vollzirkulationen im Frühjahr und im Herbst
zu einer starken Vermehrung von Phytoplankton.
Lichtmangel und Nährsalzmangel lassen die Algen aber bald wieder absterben, so dass die Biomasse im Epilimnion während der Sommerstagnation wieder geringer ist. Da nun sehr viel totes, organisches Material anfällt, kommt es zu einem Sauerstoffdefizit im Hypolimnion. Aufgrund
der hohen Dichte des Phytoplanktons ist die
Sichttiefe gering, das Wasser erscheint trübe,
der See hat eine braungrüne Farbe. Am Boden
sammelt sich eine dicke, aus organischem Mate-
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rial bestehende Halbfaulschlammschicht, wenn
die aeroben Destruenten aufgrund des Sauerstoffmangels durch anaerobe ersetzt werden.
Während der Vollzirkulationen kann diese Faulschlammschicht durch aerobe Destruenten wieder weitgehend abgebaut werden. Reicht der
Sauerstoff hierfür nicht, kommt es zum Umkippen des Sees. Dies ist dann der Übergang zum
hypertrophen Zustand (siehe unten). Eutrophe
Seen zeichnen sich durch einen geringeren Artenreichtum, aber durch eine hohe Individuendichte aus. Es handelt sich hierbei zumeist um
Euroxybionten, welche die zeitlichen und räumlichen starken Sauerstoffschwankungen tolerieren. Die Uferzone ist breit und dicht bewachsen.
Hypertrophe (gr. hypér = groß, übermäßig)
Seen enthalten sehr viel totes organisches Material, das sich am Boden als zuweilen mehrere
Meter mächtige Faulschlammschicht ablagert.
Das Hypolimnion enthält das ganze Jahr über
kaum Sauerstoff. Statt der aeroben bauen anaerobe Destruenten das organische Material ab.
Dieser Abbau erfolgt aber sehr viel langsamer
und unvollständig. Außerdem entstehen statt
Kohlenstoffdioxid und Mineralsalzen wie Nitrat
und Sulfat giftige Stoffe wie Methan, Ammoniak
und Schwefelwasserstoff. Diese Stoffe und der
Sauerstoffmangel machen den See zu einem lebensfeindlichen Gewässer, in dem nur wenige
Arten in geringer Individuenzahl leben können.
Hypertrophe Seen verlanden vom Ufer aus.
seln, Landschnecken), Spinnen und Insekten, vor
allem Stechmücken, zusammen, die wiederum
die Nahrungsgrundlage für Vögel darstellen, die
Bäume, Büsche und den Boden als geschütztes
Brutrevier nutzen.
Supralitoral: Spritzwasserzone
Dieser Uferstreifen wird zwar von den Wellen
selbst nicht erreicht, aber vom Spritzwasser der
sich am Ufer brechenden Wellen durchnässt.
Eulitoral: Brandungszone
In der Brandungszone herrschen starke mechanische Kräfte, die das Aufwachsen größerer Pflanzen nicht zulassen. Jedoch siedeln sich fest haftende, sauerstoffliebende Organismen wie Strudelwürmer (Turbellaria spec.) sowie krustenbildende Cyanobakterien hier an.
Infralitoral oder Sublitoral
In dieser Zone siedeln größere Pflanzen, die an
einen ständig überfluteten Boden angepasst
sind. Sie besitzen ein Aerenchym, ein zusammenhängendes System von großen Zellzwischenräumen (Interzellulare), so dass auch die
Wurzeln mit Sauerstoff versorgt werden können.
Dieser Uferbereich dient als Laich- und Brutgebiet für viele Fische, Vögel und Insekten.
Das Infralitoral wird in mehrere Abschnitte unterteilt:
Lebensgemeinschaften der einzelnen Zonen
Großseggenzone
Litoral: Boden der Uferzone
Das Litoral wird in einzelne Zonen oder Gürtel
aufgrund der Lebensgemeinschaften unterteilt:
Epilitoral, Erlengürtel, Weidengebüschzone. Das
Epilitoral ist der oberste Rand des Ufers, der
nicht mehr vom Wellenschlag betroffen ist. Aufgrund des hoch anstehenden Grundwasserspiegels stellt er einen Lebensraum für Pflanzen dar,
die mit einem feuchten Boden zurechtkommen
(Hygrophyten). Die lichten Erlenbruchwälder mit
Schwarzerle (Alnus glutinosa), Moorbirke (Betula
pubescens) und Weide (Salix spec.) haben einen
dichten Unterwuchs, der aus Moosen, Farnen
und Sauer- oder Riedgräsern (Binsen) besteht.
An offeneren Stellen findet man auch die SumpfSchwertlilie (Iris pseudacora) und in der Nähe
von Bächen die Sumpfdotterblume (Caltha palustris).
Die Tierwelt setzt sich zunächst aus Detritusfressern (Regenwürmer (Lumbricus terrestris), As© Bayerischer Rundfunk
Sie liegt im Bereich zwischen Hoch- und Niedrigwassermarke. Charakteristische Pflanzen sind
die Seggen (Carex spec.). Daneben kommen
auch Wasserminze (Mentha aquatica), Blutweiderich (Lythrum salicaria) und Sumpfschachtelhalm (Equisetum palustre) vor.
Röhrichtzone
Auch hier sind noch emerse Pflanzen, deren
Stängel und Blätter größtenteils über den Wasserspiegel hinausragen, zu finden. Dies sind vor
allem Schilfrohr (Phragmites communis), Rohrkolben (Typha spec.) und Froschlöffel (Alisma
spec.). Blässhuhn (Fulica atra) und Teichralle
(Gallinula chloropus) nisten hier.
Schwimmblattzone
In windgeschützten Teilen des Sees können sich
Schwimmblattpflanzen ansiedeln, die bis auf die
Blätter vollständig untergetaucht sind. Diese
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Blätter schwimmen auf der Wasseroberfläche
und haben die Spaltöffnungen für den Gasaustausch auf der Oberseite der Blätter. (Bei Landpflanzen befinden sich die Stomata in der Regel
auf der Blattunterseite). Am auffälligsten sind neben dem Wasser-Knöterich (Persicaria amphibia) die Vertreter der Seerosengewächse, Seerose (Nymphaea alba) und Teichrose (Nuphar lutea).
Laichkrautzone
Hier leben nahezu vollständig untergetauchte
Wasserpflanzen, die auch unterhalb der Wasserlinie Blätter aufweisen, die dann oft stark zergliedert sind, um die Oberfläche für den Stoffaustausch zu vergrößern. Namengebend ist das
Laichkraut (Potamogetum spec).
toral, der Purpurreiher (Nyctocorax nycticorax)
mit einem ähnlichen Nahrungsspektrum geht in
der Röhrichtzone auf Jagd.
Freiwasserzone (Pelagial)
In der lichtdurchflutenden Freiwasserzone findet
man vor allem Phytoplankton. Auf der Oberfläche zuweilen auch frei schwimmende Pflanzen
wie Wasserlinsen (Lemna spec.) oder den
Schwimmfarn (Salvinia natans).
Die gesamte Freiwasserzone ist Lebensraum für
Zooplankton und Destruenten.
Phytoplankton: Goldalgen (Dinobryon), Rhodomonas, Diatomeen (Tabellaria, Diatoma, Fragilaria, Asterionella), Grünalgen (Chlorella, Scenedesmus)
Characeenzone
Die Pflanzen dieser Zone sind vollständig untergetaucht. Blütenpflanzen wie das wurzellose
Hornblatt (Ceratophyllum spec.), Tausendblatt
(Myriophyllum spec.), Wasserpest (Elodea canadensis) und Wasserschraube (Vallisneria spec.)
können nicht in eine Tiefe über 10 m vordringen,
da der Wasserdruck ihr Aerenchym zerstören
würde. Wenn das Licht ausreicht, können aber
Moose, zum Beispiel das Quellmoos (Fontinalis
antipyretica) und Algen bis zu 30 Meter Tiefe
vorkommen. So bilden die Armleuchteralgen
(Characeae) die unterste Zone der unterseeischen Wiesen.
Eine Besonderheit stellt der bis zu 40 cm große
Wasserschlauch (Utricularia spec.) dar. Seine
fein zergliederten Blätter sind vollständig untergetaucht, nur seine gelbe Blüte ragt über den
Wasserspiegel. Um den Stickstoffmangel auszugleichen, fängt er Kleinkrebse mittels spezialisierter Blätter, die zu einer Saugfalle ausgebildet
sind.
Die einzelnen Zonen des Litorals bilden für Tiere
unterschiedliche ökologische Nischen, die es ihnen ermöglichen, trotz ähnlicher Nahrungsansprüche Konkurrenz zu vermeiden. Beispiele:
Die Stockente (Anas platyrhynchos) ist bei der
Nahrungssuche nur in seichteren Uferzonen zu
finden, da sie beim Gründeln nicht abtaucht. Der
Höckerschwan (Cygnus olor) kann mit seinem
längeren Hals den Boden in tieferem Wasser
nach Nahrung durchsuchen, während der Haubentaucher (Podiceps spec.) in größeren Tiefen
Jagd nach Fischen macht. Der Nachtreiher (Nyctocorax nyctocorax) findet seine Nahrung (Kleinsäuger, Amphibien, Insekten, Würmer) im Epili© Bayerischer Rundfunk
Zooplankton: Heterocopae, Ruderfußkrebse (Eudiaptomus, Cyclops, Mesocyclops), Blattfußkrebse (Daphnia), Rädertierchen
Temperaturschichtung
Stehende Gewässer weisen in der Regel eine
Temperaturschichtung des Wassers auf. Diese
geht auf die temperaturabhängigen Dichteunterschiede im Wasserkörper zurück.
Eine besondere modifizierende Rolle spielt hierbei die Dichteanomalie des Wassers, wonach
dieses bei 3,98 °C seine maximale Dichte von
1,0 g/ml aufweist. Sowohl kälteres als auch wärmeres Wasser hat eine umso geringere Dichte,
je weiter seine Temperatur von 3,98 °C abweicht.
Damit entstehen Auftriebskräfte, die dazu führen,
dass in einem Ruhezustand das jeweils spezifisch leichtere Wasser über dem dichteren zu liegen kommt. Es bildet sich also eine temperaturbedingte Dichteschichtung aus, die sich bevor-
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zugt als "Temperaturschichtung" erkennen lässt.
Diese Schichtung kann aber modifiziert sein
durch andere Faktoren, welche die Wasserdichte
in einem realen Gewässer beeinflussen. Dies
sind insbesondere die im Wasser gelösten und
feinsuspendierten Feststoffe und Gase.
Die Temperaturen des Wassers unterliegen einem ständigen Wechsel durch die Aufnahme
und Abgabe von Wärme durch das Gewässer.
Die wichtigsten Größen dabei sind:
•
•
•
•
Wärmeaufnahme aus einfallender Globalstrahlung, bestehend aus Sonnenlicht und
IR-Gegenstrahlung der Atmosphäre
Wärmeverlust durch IR-Abstrahlung (Wärmestrahlung, abhängig von der OberflächenTemperatur)
Wärmeverlust durch Verdunstung von Wasser
Wärmeverlust durch direkte Wärmeableitung
an die Luft ("fühlbare Wärme")
Dieser Wärmeaustausch unterliegt sowohl täglichen als auch jahreszeitlichen Zyklen. Eben so
zyklisch kommt es daher auch zu Veränderungen in der Temperaturschichtung. Diese ergeben
sich sowohl aus einer mit der Tiefe abnehmenden Aufnahme von Wärme aus eingedrungenem
Licht, als auch aus einer mechanischen Vermischung von Wasserschichten, die einerseits
durch den Wind und andererseits durch die Konvektionsströme von sich abkühlendem Oberflächenwasser angetrieben werden.
In den gemäßigten Breiten weisen hinreichend
tiefe Stillgewässer zum Beispiel eine "dimiktische" Wasserzirkulation auf. Das bedeutet, diese
Gewässer durchmischen sich zweimal im Jahr
vollständig. Flachere Gewässer hingegen können
mehrmals, Teiche sogar jede Nacht, bis zum
Grund durchmischt werden (polymiktische Zirkulation). Aber es gibt in den verschiedenen Regionen der Welt noch weitere, sehr unterschiedliche
Durchmischungstypen.
Dimiktische Seen
Dimiktisch nennt man Gewässer, die im Lauf des
Jahres zweimal vollständig durchmischt werden.
Typischerweise sind dies hinreichend tiefe Seen
im Flachland der gemäßigten Zonen.
Im Frühjahr erwärmen sich die oberflächennahen
Wasserschichten. Wind und Konvektionsströmungen sorgen für Turbulenzen. Durch sie wird
der Wasserkörper vollständig und gleichmäßig
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durchmischt (Frühjahrszirkulation). Diese Durchmischung sorgt für einen ausreichend hohen
Sauerstoffgehalt auch am Grund des Gewässers
und für eine gleichmäßige Verteilung der Nährstoffe.
Im Anschluss an die Frühjahrszirkulation bildet
sich eine Temperaturschichtung aus. Sonnenlicht
wird absorbiert und erwärmt das Wasser entsprechend seiner mit der Tiefe abnehmenden Intensität. Winde und nächtliche Konvektionen verteilen
die Wärme weiter in die Tiefe. Die Zirkulation findet nur noch innerhalb des sich ausbildenden
Epilimnions statt (Teilzirkulation), dessen Dicke
im Frühsommer stetig abnimmt und im Spätsommer und Herbst bei negativer Wärmebilanz des
Sees wieder zunimmt, bis sie schließlich in der
Herbstzirkulation die gesamte Seetiefe umfasst.
Der Gewässerkörper weist demnach im Sommer
bei ausreichender Tiefe drei Schichten auf:
•
•
•
Epilimnion: die warme Oberflächenschicht,
die einer allnächtlichen Durchmischung unterliegt,
Metalimnion: die so genannte Sprungschicht,
in der die Temperatur über die Tiefe hinweg
stetig abnimmt,
Hypolimnion: die gleichmäßig kalte Tiefenschicht mit einer Temperatur von mindestens
3,98 °C.
In Seen mit geringerer Tiefe kann das Metalimnion bis zum Grund des Sees reichen und die Ausbildung eines Hypolimnions unterbleibt. In flachen Seen und Teichen entfällt selbst das Metalimnion, so dass das Gewässer nur aus Epilimnion besteht und täglich bis zum Grund durchmischt wird. Dennoch bildet sich auch hier tageszyklisch eine Temperaturschichtung aus, die
meist durch nächtliche Konvektion wieder abgebaut wird.
Das Metalimnion weist in der Regel eine Feinstruktur auf, in der sich die Spuren größerer
Windeinwirkungen und stärkerer Abkühlungsperioden als gelegentlich zentimeterscharfe Stufungen aus abwechselnd homogenen und abfallenden Temperaturen abzeichnen. Interne Homogenisierungen zwischen den Schichten kommen
auch durch Ausgleichsströmungen zustande, die
während der häufigen internen Wellen (Seiche)
auftreten, denn "stehende Gewässer" stehen innerlich nie wirklich ruhig.
Im Winter stagniert die Zirkulation und es bildet
sich eine stabile Winter-Temperaturschichtung
aus: Wenn das oberflächennahe Wasser sich auf
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Temperaturen zwischen 0 und 3,98 °C abkühlt,
liegt das kältere und somit weniger dichte Oberflächenwasser stabil auf dem wärmeren und bei
höchstens 3,98 °C dichterem Tiefenwasser.
Wenn sich schließlich eine Eisschicht auf der
Seeoberfläche ausbildet, ist der Antrieb für eine
Zirkulation durch den Wind ganz ausgeschaltet.
Didaktische Hinweise
Die Sendung ist für den Einsatz im Biologieunterricht ab der 6. Jahrgangsstufe geeignet.
Lernziele
Die Schülerinnen und Schüler sollen
•
Pflanzen und Tiere des Lebensraumes "Teich" kennen lernen,
•
sich mit dem Lebensraum Wasser auseinandersetzen,
•
biotische und abiotische Faktoren nennen können,
•
ein Beispiel für eine Räuber-Beute-Beziehung im Teich erläutern können,
•
den Organismen im Teich die Begriffe " Produzenten", "Konsumenten" und "Destruenten"
zuordnen können,
•
die Zonierung des Ökosystems Teich kennen und erklären,
•
Bereitschaft zum aktiven Gewässerschutz entwickeln.
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Anregungen zur Unterrichtsgestaltung
Die Sendung eignet sich für den Einsatz in der 8. Jahrgangsstufe der Realschule. Mit entsprechender
Vorbereitung könnten Teile des Films auch bereits in der 6. Jahrgangsstufe der Hauptschule eingesetzt werden, wenn es um den Lebensraum Wasser geht. Dem Drehbuch der Sendung diente vorwiegend der Lehrplan der Realschule als inhaltliche Grundlage.
Soll der Film in eine Unterrichtseinheit eingegliedert werden, empfiehlt es sich, ihn in Abschnitten vor zuführen. Im ersten Teil des Films, in der Phase der Problembegegnung, ist eine Gruppe von Schülern zu sehen, die mit Mikroskop und allerhand Werkzeuge für die Gewässeruntersuchung ausgerüstet an einem Teich ankommt.
Im Hauptteil des Films, der Phase der Problembearbeitung, erkunden die Schüler in Zweiergruppen
den Teich.
Die Schüler untersuchen das Wasser und bestimmen Pflanzen und Tiere im und am Wasser. Der
Film könnte aber auch zur Vorbereitung für eine Unterrichtsstunde über das Ökosystem Teich eingesetzt werden. Es bedarf dafür einer geeigneten Ausrüstung für die Wassertests. Auch sollten mehrere
Bestimmungsbücher vorhanden sein. Die Vorbereitung ist sehr aufwändig. Sollte die Klasse sehr groß
sein, wird es für den Lehrer sehr schwierig werden, gleichzeitig alle agierenden Schüler zu unterstüt zen bzw. unter Kontrolle zu behalten. Sicherlich kann der Film eine praktische Unterrichtsstunde am
Teich nur bedingt ersetzen.
Fragen zum Film:
1. Gruppe: Gewässerqualität
Was messen die Schüler?
Welche Eigenschaften besitzt das Gewässer?
Welcher Güteklasse ist das untersuchte Wasser zuzuordnen?
Was besagt die Wasserhärte?
Was sind abiotische und biotische Faktoren?
2. Gruppe: Pflanzen am Teich
Welche Pflanzen finden die beiden Schülerinnen am Ufer des Teichs?
Welche Wasserpflanzen werden im Film sonst noch erwähnt?
Welche Rückschlüsse können gezogen werden, wenn in einem Teich ein starkes Pflanzenwachstum
stattfindet?
In welche Zonen wird das Ufer eines Teiches eingeteilt?
Welche Pflanzen wachsen in der jeweiligen Zone?
3. Gruppe: Tiere im Teich
Welche Wasserlebewesen finden die Schüler?
Welche tierischen Gewässerorganismen werden im Film außerdem genannt?
In welche Zonen wird ein Teich eingeteilt?
Im Film wird eine Nahrungskette erwähnt. Woraus besteht sie?
In welcher Beziehung stehen Produzenten, Konsumenten und Destruenten im Teich?
4. Gruppe: Ökosystem Teich
In welche Lebensbereiche gliedert sich ein Teich?
Welche Nahrungsbeziehungen bestehen im Teich?
Was versteht man unter Biozönose?
Was kennzeichnet das ökologische Gleichgewicht?
Wie kann es zum "Umkippen" eines Gewässers kommen?
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Literatur
Frank und Katrin Hecker: Tiere und Pflanzen, Bach und See. Kosmos Naturführer,
ISBN-13:978-3-440-10216-9
Karl Daumer, Manfred Schuster: Stoffwechsel, Ökologie und Umweltschutz. bsv München
Internettipps
http://www.hschickor.de/referate/oekosysteme/see/index.html
Biologie-Referat, 12. Jahrgangsstufe
http://www.gymnasium-himmelsthuer.de/fachbereiche/biologie/biotop/teich.htm
Bauanleitung für Schulteich
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