Themen:
Biologie, Primärproduktion, Nährstoffe, EutrophierungZiele:
Beobachten Sie den saisonalen Zyklus des Phytoplanktons und besprechen Sie die wesentlichen UrsachenMaterial:
- Zwei Bilder zum Zeigen
Benötigte Zeit:
- Eine Schulstunde
Ablauf:
Die Schüler betrachten zuerst zwei Karten der Konzentration von Chlorophyll-a in den Küstengewässern Belgiens. Beide Bilder sind im Rahmen des europäischen Projektes REVAMP entstanden. Die Karten basieren auf Beobachtungen des Messinstrumentes MERIS der ESA, welches die Meeresfarbe der Küstengewässer erfasst. Die in den Karten dargestellten Beobachtungen haben eine räumliche Auflösung von 3 mal 3 km, im Original hatten die Beobachtungen eine Auflösung von 1 mal 1 Quadratkilometern. Nachdem die Farben und die Legende, welche in Kapitel 2 erklärt wird, betrachtet wurden, stellen die Schüler fest, dass eine starke Zunahme des Phytoplanktons an der Küste stattgefunden hat. Als nächstes wird ein Übergang zu Beobachtungen geschaffen, die über mehr als 10 Jahre an einem Punkt durchgeführt wurden. Wir hoffen, dass die Schüler so eine Verbindung zwischen einem räumlichen Bild eines Monats und einer an einem Punkt aufgenommenen Zeitreihe herstellen können. Anschließend werden Fragen zum Wachstumszyklus des Phytoplanktons gestellt, da eine für einen Punkt erstellte jahreszeitliche Kurve leichter zu verstehen ist, als variable Muster.Inhalt: Phytoplanktonblüte in den Küstengewässern Belgiens
Quelle: REVAMP Atlas
Quelle: REVAMP Atlas
1) Aus dem Weltraum betrachtete Frühjahrsblüte des Phytoplanktons. Das April-Bild zeigt eine ausgedehnte Phytoplanktonblüte für die Küstengewässer sowie die offene See im Bereich der südlichen Nordsee. Daten langfristiger Beobachtungen der Küstengewässer Belgiens lassen einen Höchstwert der Chlorophyll-a-Konzentration im April erkennen, es treten starke saisonale Schwankungen auf.
2) Von einem Schiff aus gemessene Frühjahrsblüte des Phytoplanktons. Das Diagramm auf der linken Seite unten zeigt als Beispiel eine Messstation, die sich 25km vor Oostende befindet (in der Abbildung durch ein rotes Kästchen gekennzeichnet). Chlorophyll-a-Messungen vor Ort liegen im April bei etwa 5 bis 30 mg m-3 und sinken im Dezember oder Januar auf einen Jahresminimalwert von ~1 mg m-3 ab. Die Chlorophyll-a- Messungen von REVAMP betragen für diese Station 8 bis 24 mg m-3 im April 2003, was mit den vor Ort erhobenen Messdaten übereinstimmt. Lokale saisonale Schwankungen der Chlorophyll-a-Konzentration 25 km vor Oostende. Die Daten wurden vom Belgischen Zentrum für Meeresdaten bezogen und stammen vom MUMM und der Universite Libre de Bruxelles.
F 1. Warum ist die Algenkonzentration in den Wintermonaten so gering?
A 1. Die Sonnenstrahlung ist zu gering und stellt nicht genug Energie zur Verfügung, um die Photosynthese aufrecht zu erhalten.
F 2. Warum ist die Algenkonzentration in den Sommermonaten so gering?
A 2. Weil die meisten Nährstoffe aufgenommen worden sind und in Pflanzen, Tieren oder totem Material festgesetzt sind.
F 3. Wir können gewöhnlicherweise eine kleine Blüte am Ende des Sommers beobachten. Können Sie erklären, woran das liegt?
A 3. Bakterien haben tote Biomasse abgebaut und dadurch Nährstoffe wieder frei gesetzt.
F 4. Beschreiben Sie die Unterschiede zwischen den beiden Bildern.
A 4. Es bestehen eindeutig große Konzentrationsunterschiede vor den Küsten Belgiens, der Niederlande und Großbritanniens. In diesen Küstenbereichen haben sich viele Nährstoffe angesammelt, die zu Beginn der Frühjahrsblüte zur Verfügung stehen. Auch in der Mitte der südlichen Nordsee haben Algen begonnen zu wachsen, sie erreichen jedoch nur niedrigere Konzentrationen. Die Hauptfliessrichtung des Wassers ist von Süd nach Nord. Beachten Sie, dass die Fahne der Algen, die an das Ästuar der Themse gekoppelt ist, darauf hinzudeuten scheint, dass Nährstoffe in den Nordosten transportiert werden und dort, weiter entfernt von der Flussmündung der Themse, zu Algenblüten führen.
Bewertung der Auswirkungen der Eutrophierung: In Belgien, den Niederlanden und Deutschland stellt die Tatsache, dass der jährliche Chlorophyll-a-Höchstwert einen Grenzwert von 15 mg m-3 überschreitet, eines der Kriterien dar, die genutzt werden, um zu bestimmen, ob ein Gebiet ein Problem mit Eutrophierung hat (gemäß der OSPAR-Konvention von 1992). Dieses Bild zeigt, dass der Grenzwert im Bereich der gesamten belgisch-niederländisch-deutschen Küstenlinie der Nordsee überschritten wurde.
