Gewässererkundung des Leistungskurses Biologie Mai 2009

Biologie LK bestätigt gute Wasserqualität der Littfe

Kreuztal. Im Rahmen ihrer Unterrichtsreihe „Gewässerökologie“ führte der Biologie-Leistungskurs des Städtischen Gymnasiums Kreuztal am 29. Mai 2009 zwischen Stendenbach und Eichen eine Gewässeruntersuchung der Littfe und eines angrenzenden Stehgewässers durch. Die rund 20 Schüler organisierten sich in vier Gruppen, um sich einen Überblick über Struktur, Pflanzen im Uferbereich, Tiere und die chemische Zusammensetzung der Gewässer zu schaffen. Jede Gruppe übernahm dabei eine Untersuchung. Mit Hilfe von verschiedenen Bewertungskriterien ordneten sie die Ergebnisse ein und konnten zusammenfassend eine gute Wasserqualität des Fließgewässers bestätigen.

Um 9.00 Uhr begannen die Schüler mit ihrem Fachlehrer Volker Pletz ihre Untersuchung und fanden bei sonnigen und bewölkungsfreien Wetterverhältnissen optimale Voraussetzungen für eine umfangreiche und tiefgehende Arbeit. Nördlich des Vereinsheims Eichen-Krombach grenzten sie zunächst den Bach auf den zu untersuchenden Abschnitt ein. Eine Arbeitsgruppe charakterisierte dann den Bach und einen nebenliegenden Tümpel in ihre strukturellen Eigenschaften: Der Bach wurde als stark geschwungen und wenig begradigt beurteilt und zeigte, wie auch das Stehgewässer, im Gewässerquerschnitt keine starke unnatürliche Eintiefung im Verhältnis zur Breite. Dies zeigt, dass Bach und Tümpel sehr naturbelassen geblieben sind. Elementar unterschieden sich Bach und Tümpel vor allem in der Beschaffenheit ihrer Gewässersohle und des Uferbewuchs. Während die Bachsohle abwechslungsreich mit Kies, Sand, Lehm und Totholz strukturiert war, war die Tümpelsohle über größere Strecken verschlammt. Dies führten die Schüler darauf zurück, dass durch die Fließgeschwindigkeit des Baches von ca. 0,25m/s sich im Gegensatz zu der nichtvorhandenen Bewegung im Stehgewässer kaum Schlamm ablagern kann. Nach vollständiger Analyse der Gewässerstruktur und des Gewässerumfelds bestimmten die Schüler schließlich die Gewässerstrukturgüte des Baches als gut und die des Tümpels als mäßig.

Eine genaue Bestimmung und Bestandsaufnahme des Uferbewuchses, in der sich Bach und Tümpel ebenfalls offensichtlich unterschieden, übernahm gleichzeitig eine andere Gruppe. Sie arbeiteten sich systematisch vom Ufer aus mit Bestimmungsbüchern durch den Baum- und Pflanzenbewuchs und konnten dabei wichtige Erkenntnisse gewinnen. So war der Bewuchs am nahen und weiteren Uferbereich des Baches sehr vielseitig und ging über Schwarz-Erlen bis hin zu Lichtnelken und einigen Kräutern. Rund um den Tümpel herrschten wenige Arten, wie beispielsweise die Brennnessel oder der Giersch vor. Sie waren jedoch dafür in hoher Individuenzahl vorhanden. Für dieses Pflanzenbild um Bach und Tümpel gäbe es eine passende Antwort. Die Schüler erklärten, dass in Gebieten mit einseitigen Nährstoffgrundlagen überwiegend spezialisierte Pflanzen wachsen. So sei zum Beispiel die Brennnessel eine Zeigerart für eine hohe Stickstoffkonzentration im Boden. Diese könne, so analysierten die Schüler weiter, durch Kuhabfall oder Dünger von den naheliegenden Feldern ausgehen. Demnach müsse durch einen ständigen Nährstofftransport durch den Bach auch die Artenvielfalt rund um diesen zu erklären sein. Mehr Pflanzen könnten die unterschiedlichen Bedingungen nutzen. Vielseitigkeit von Ökofaktoren schaffe die Voraussetzung für die Bildung vieler ökologischer Nischen und damit viele verschiedene Lebensgrundlagen für verschiedene Lebewesen.

Bestätigt wurden diese Analysen auch durch die Beobachtungen der Gruppe, die für den Tierbestand zuständig waren. Während sich die Botanik-Gruppe meist auf trockenem Boden bewegt hatte, agierten die Nachwuchsbiologen, die für die biotischen Faktoren zuständig waren, mit Gummistiefeln, Kescher, Pinzette und Mikroskop gerüstet in Bach und Tümpel, um eine Statistik über die im untersuchten Gewässerbereich lebenden Tiere zu erheben. Dabei ging es hauptsächlich darum, in der analytischen Auswertung den Saprobienindex der Gewässer zu bestimmen. Dieser Saprobienindex stellt eine biologische DIN-Norm dar, der eine Beurteilung der Gewässergüte mit Zeigerarten zulässt. Die Schüler drehten in Folge dessen jeden Stein um und zählten fleißig Köcherfliegenlarven, Bachflohkrebse, Kriebelmückenlarven, Egel, etc. In der Auswertung ihrer Daten errechneten sie später im Unterricht den Saprobienindex. Mit einem Wert von 1,90 des Fließgewässers bestätigten sie eine gute Wassergüte der Littfe und mit einem Wert von 3,03 des Stehgewässers einen erwartungsgemäß starken Fäulniszustand des stehenden Gewässers.

Dieser Fäulniszustand konnte nachher auch von der Gruppe der chemischen Wasseruntersuchung bestätigt werden. Sie hatten sich zur Aufgabe gesetzt, die Zusammensetzung der Gewässer zu erforschen. Mit experimentellen Analysekoffern untersuchten sie pH-Werte, den Sauerstoffgehalt, Zink-, Eisen-, Phosphatkonzentration, die Gesamthärte der Gewässer und eine eventuelle Öl-Verschmutzung. Beide Gewässer verzeichneten einen neutralen pH-Wert von 7 und zeigten keinerlei Ölverschmutzung. Allerdings wiesen die Messungen deutliche Unterschiede zwischen den Werten des Baches und des Tümpels auf, beispielsweise bei der Sättigung mit Sauerstoff. Im Bach lag diese bei 100 % und im Tümpel bei 50%. Im Unterrichtsgespräch nachher erklärten die Schüler, dass dieser niedrige Sauerstoffgehalt mit der fehlenden Umwälzung des Gewässers zusammenhänge und die Löslichkeit gasförmiger Stoffe bei sinkender Temperatur steige. Da sich ein stehendes Gewässer durch die Sonne aufheize und in einem Bach das Wasser ständig mit Luft durchmischt werde, sei der O2-Gehalt in solch einem Bach tendenziell immer höher als in einem stehenden Gewässer. Außerdem werde bei dem Abbau der organischen Stoffe durch die Bakterien Sauerstoff gebraucht, was dann auch zu einer etwas höheren Belastung des Tümpels mit Nährsalzen aus dem Abbau führte.

Allgemein konnte die Arbeitsgruppe schließlich alle Analysen der anderen Gruppen bestätigen und untermauerte, was die Schüler schon hinsichtlich der Zeigerarten der Pflanzen und Tiere gedeutet hatten. Anhand der untersuchten Kriterien könne man die Vielfalt von ökologischen Nischen ablesen. Der Tümpel sei in Folge dessen ein Ökosystem, dass mit seinen einseitigen Bedingungen nur Lebensraum für spezialisierte Lebewesen sein kann. Der Bach wiederrum biete durch die ständige Veränderung, die durch die Bewegung des Wassers und der damit einhergehenden Nähr- und Sauerstoffzufuhr verursacht wird, vielen verschiedenen Lebewesen eine Lebensgrundlage. Andererseits sei dafür die Individuenzahl geringer. Man könne also an diesem realen Beispiel die eben erwähnten biozönotischen Grundprinzipien des Biologen Thienemanns erkennen, die heute unter dem modernen Schlagwort Biodiversität diskutiert werden.

Dieses Resümee stellte für alle einen erfolgreichen Abschluss dar und machte deutlich, dass in der Ökologie die Vernetzung aller Faktoren immer zu einem Ergebnis führen. Ich denke als Schüler unseres Biologie-Leistungskurs kann ich stellvertretend für alle sprechen, dass es ein spannender Morgen war. Die Biologie „life“ zu erleben und die theoretischen Inhalte dabei mit praktischem Material zu füllen war eine sehr interessante und lerneffiziente Methode, um gelerntes Wissen auf reale Zusammenhänge zu übertragen.

Verfasst von Kilian Köppen

Der vorstehende Artikel ist auch in der Siegener Zeitung erschienen.