Was ist Naturlehre? Die Welt um uns. Naturlehre. Biologie Physik Chemie

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2 Was ist Naturlehre? Ich gehe mit offenen Augen durch die Welt und versuche Naturphänomene zu entdecken und zu hinterfragen Ich kenne die Teilgebiete von Biologie, Physik und Chemie. Naturlehre Biologie Physik Chemie Botanik (Pflanzenkunde) Zoologie (Tierkunde) Anthropologie (Menschenkunde) Genetik (Vererbungslehre) Lehre von den lebenden Stoffen Mechanik (Lehre der Kräfte) Optik (Lehre des Lichts) Akustik (Lehre des Schalls) Kalorik (Wärmelehre) Elektrizitätslehre Magnetismus Atom- und Kernphysi Lehre von den toten Stoffen (der Stoff bleibt im Gegensatz zur Chemie der selbe!) Organische Chemie Anorganische Chemie (Lehre der Eigenschaften und Umwandlungen von Stoffen) Lehre von den toten Stoffen (der Stoff verändert sich im Gegensatz zur Physik!) Die Naturwissenschaften befassen sich mit der Frage: Wie funktioniert die Welt? Es ist wichtig, dass auch wir unsere Umwelt mit offenen Augen ansehen, neugierig sind und uns immer wieder viele Fragen stellen: Woher kommt unser Trinkwasser? Wie kommt unser Strom aus der Steckdose? Was ist genau Diabetes? Wie lange lebt ein rotes Blutkörperchen? usw. Gehe in der nächsten Woche offen und (hinter-) fragend durch deine Umwelt und schreibe so viele Fragen wie möglich in dein Notizheft auf. Notiere hier deine wichtigsten Fragen: 2

3 Lebensraum Bach: Exkursion Wann: Freitag, 2. September 2016 (oder ) Zeit: Uhr Mitnehmen: Was machen wir: Velo und Helm wasserdichte Gummistiefel trockene Ersatzsocken evt. Regenschutz Zmittag Schreibzeug (Bleistift und Gummi) Bach untersuchen - Bachlauf zeichnen - Wassertemperatur messen - Fliessgeschwindigkeit messen - Tiere einfangen und untersuchen - Pflanzen bestimmen 3

4 Lebensraum Bach: Bachlauf und Wassertemperatur Ich kann erklären was ein Bachlauf ist Ich kann den Bachlauf massstabsgetreu zeichnen Ich kann die Wassertemperatur an verschiedenen Stellen im Bach messen und daraus eine Durchschnittstemperatur berechnen Ob ein Bach einen guten Lebensraum bietet für viele verschiedene Pflanzen und Tiere, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Bachlauf Der ideale Bachlauf sieht so aus: Der Bach ist nicht gerade sondern schlängelt sich durch die Landschaft (Mäander). Die Breite des Baches ist nicht gleich, sondern unterschiedlich (mal schmal, mal breit). Es wachsen verschiedene Pflanzen am Bach. Es sind Sand- und Kiesbänke sowie einzelne Steine über dem Wasser sichtbar. Es bestehen grossen Hindernisse (Schwellen) die Fische und andere Bachtiere nicht überwinden können. Aufgabe: Bachlauf Wähle einen für dich interessanten Bachabschnitt aus. Miss mit Schritten ca. 15m Bachlänge ab. Zeichne den Bach möglichst massstabsgetreu von oben auf das gehäuselte Blatt. So gehst du vor: Nimm das Blatt quer. Schreibe den Titel Der Bachlauf Zeichne die 15m Bach auf dein Blatt. Trage die Länge ein. Schätze an 3 verschiedenen Stellen die Breite und trage sie auf deiner Skizze ein. Zeichne Sträucher, Bäume sowie Steine und Kiesbänke. Zeichne mit Pfeilen ein, wie das Wasser fliesst. Dies kannst du gut beobachten, wenn du einige Blätter in das Wassers gibst. Wassertemperatur Die Wassertemperatur eines Gewässers spielt eine wichtige Rolle. Je nach Temperatur leben andere Pflanzen und Tiere im Gewässer. Denn für jede Tier- und Pflanzenart gibt es einen optimalen Temperaturbereich. Verändert sich die Temperatur nach oben oder unten, könnte dies zum Kälteoder Hitzetod eines Lebewesens führen. Aufgabe: Streckt eure Hand ins Wasser und schätzt seine Temperatur. Schätzung: Nehmt den Thermometer und misst die Temperatur des Wassers an 5 verschiedenen Stellen (Wasseroberfläche, Bachrand, Bachmitte, etc.) Berechnet anschliessend die Durchschnittstemperatur. Temperatur 1 Temperatur 2 Temperatur 3 Temperatur 4 Temperatur 5 Ø 4

5 Lebensraum Bach: Farbe, Geruch, Fliessgeschwindigkeit Ich kann die Farbe des Wassers beurteilen und weiss, was die Farben bedeuten Ich kann die durchschnittliche Fliessgeschwindigkeit des Wassers genau bestimmen Ich kann erklären wie der PH-Wert gemessen wird und weiss was er bedeutet Farbe des Wassers Aufgabe: Fülle das Glasgefäss mit Bachwasser und halte es gegen das Licht. Kreuze an, was du siehst. Farblos Gelbbraun Grünlich sauberes Wasser Humusstoffe aus Erde, durch Niederschläge in den Bach eingetragen einzellige Algen, weisen auf viele Nährstoffe im Wasser hin PH-Wert des Wassers Mit den ph Teststreifen kann man den ph-wert eines Gewässers bestimmen. Ein natürlicher Bach sollte den ph-wert 7 = neutral aufweisen. Aufgabe: Welchen PH-Wert hat das Bachwasser? Was bedeutet dies? Fliessgeschwindigkeit Die Geschwindigkeit besagt, wie viel Weg in einer bestimmten Zeit zurückgelegt wird. Als Masseinheit verwendet man vor allem Meter pro Sekunde (m/s) oder Kilometer pro Stunde (km/h). Die Geschwindigkeit kann man berechnen, indem man die Zeit misst, die benötigt wird, um eine bestimmte Wegstrecke zurückzulegen. Die Fliessgeschwindigkeit in einem Bach hängt von verschiedenen Faktoren ab: Gefälle (wie steil), Breite und Menge des Wassers, das fliesst. Die Geschwindigkeit in einem Bach ist am Ufer und am Grund des Baches kleiner als in der Mitte. Zudem gibt es über den Steinen eine dünne Grenzschicht von 1-4 mm ohne Strömung. Tiere, die sich dort aufhalten, werden nicht von der Strömung mitgezogen. Auch hinter den Steinen gibt es Zonen ohne Strömung. Viele Tiere nutzen sie als Schutz damit sie nicht abdriften. Aufgabe: Bestimmen der Fliessgeschwindigkeit Wähle am Bach eine Strecke von ca. 10m. Markiere mithilfe des Meters und Klebeband am Ufer 1 m- Abschnitte. Lass ein kleines Aststück oder ein Blatt schwimmen und notiere bei jedem 1 m-abschnitt die fortlaufende Zeit in Sekunden. Wiederhole diesen Versuch für die gleiche Strecke ein zweites und ein drittes Mal. Notiere deine Resultate in der Tabelle. Messung in Sekunden Ø-Geschw. Beispiel m/s Messung 1 Messung 2 Messung 3 5

6 Lebensraum Bach: Kleintiere fangen Ich kenne verschiedene Methoden, wie ich Bach-Kleintiere einfangen kann ohne sie zu verletzen Ich kann Bach-Kleintiere mit Hilfe des Bestimmungsschlüssels bestimmen Bachtiere Aufgabe: Kleintiere fangen Fange Kleintiere im Bach ein und bestimme sie. Material o Fangnetz oder Küchensieb o Fanggefäss (Glacebehälter) o Hand-, Käfer-(Becher-)Lupe o 2 weisse Plastikteller o Pinsel o Plastiktuch o Skript, Schreibzeug Vorgehen o Entscheide dich für einen Arbeitsplatz, wo du einen guten Zugang zum Bach hast! Alles Material, welches du nicht gerade zum Arbeiten benötigst, kannst du an diesem Platz zurücklassen. o Steig an einer geeigneten Stelle in den Bach. Drehe einen Stein um und halte dabei das Sieb wie auf dem Bild unten an den Stein. Suche den Stein nach Kleintieren ab. Die Kleintiere können mit dem Pinsel in einen wassergefüllten Teller übertragen werden. o Stelle das Fangnetz in die Strömung, wirble oberhalb des Netzes den Bachgrund auf und leere den Fang in einen wassergefüllten Teller. o Betrachte nun die gefangenen Tiere mit der Lupe und versuche sie mithilfe des Bestimmungsschlüssels grob zu bestimmen. o Erstelle eine Artenliste mit Häufigkeitsangaben! o Zum Schluss werden alle gefangenen Tiere wieder freigelassen. Hinweise Bachtiere benötigen unterschiedlich viel Sauerstoff. Im sauberen Wasser hat es mehr Sauerstoff als im schmutzigen Bachwasser und im kalten Bachwasser hat es mehr als im wärmeren. Kleintiere, die viel Sauerstoff benötigen, finden wir nur in sauberem, kühlem Wasser. Kleintiere, die weniger Sauerstoff benötigen können auch in einem verschmutzten, warmen Gewässer überleben. 6

7 Lebensraum Bach: Auswertung Wassergüte Ich kann anhand der Häufigkeit der verschiedenen Bachtiere die Wassergüte bestimmen Ich kann den Begriff Wassergüte erklären Ich kenne die wichtigsten Kleinlebewesen im Bach und weiss ob sie mehrheitlich in sauberem oder verschmutztem Wasser vorkommen Aufgabe Übertrage die Anzahl Kleintiere, die du am Bach gefangen hast auf das vorliegende Blatt. Gruppe 1: Zeigerarten für sauberes, unbelastetes Gewässer Steinfliegenlarve Eintagsfliegenlarve Alpen-Strudelwurm Total Tiere Gruppe 2: Zeigerarten für leicht verschmutztes Gewässer Fischegel Köcherfliegenlarve Kriebelmückenlarve und -puppe Bachflohkrebs Total Tiere Gruppe 3: Zeigerarten für stark verschmutztes Gewässer Wasserassel Rollegel Waffenfliegerlarve Total Tiere Gruppe 4: Zeigerarten für völlig verschmutztes Gewässer Schlammröhren-wurm Rote Zuckmücken-larve Rattenschwanz-larve Total Tiere Auswertung Gruppe 1: Sauberes und unbelastetes Gewässer Gruppe 2: Leicht verschmutztes Gewässer Gruppe 3: Stark verschmutztes Gewässer Gruppe 4: Völlig verschmutztes Gewässer gefangene Tiere Anzahl Arten Unser Bach zeigt an dieser Stelle folgende Wasserqualität: 7

8 Lebensraum Bach: Anpassungen Kleinlebewesen Ich kann begründen und beurteilen, ob ein Bach naturnah oder naturfern ist Ich kann je 8 Merkmale eines naturnahen und eines naturfernen Baches nennen Mit Hilfe der untenstehenden Tabelle kannst bewerten, ob der Brandbach ein naturnaher oder naturferner Bach ist. Bewerte jedes Kriterium mit 1 3 Punkten. Es sind auch halbe Punkte möglich. Zähle die Punkte zusammen und berechne den Durchschnitt (Mittelwert).Vergleiche den errechneten Wert mit der untenstehenden Tabelle und kreuze an. Faktor 1 Punkt* 2 Punkte* 3 Punkte* Punkte 1 Bachlauf natürlich, schlängelnd 2 Bachbreite abwechselnd eng und breit 3 Wassertiefe stark wechselnd 4 Wasserdurchfluss 5 Sohlensubstrat 6 Ufer 7 Uferbefestigung (Steine, Holz, Mauern) 8 Uferbewuchs 9 Fischwanderung stark wechselnd, schnell und langsam fliessende Stellen, stehendes Wasser vielgestaltig, natürlich (Steine, Kies, Sand, Falllaub) vielfältig abwechselnd, mal flach, mal steil natürlich, häufig unterspült natürlich und vielfältig, Bäume, Sträucher, Kräuter, hohe Stauden im natürlichen Bach immer möglich 10 Nutzung keine erkennbar Summe aller bewerteten Punkte Mittelwert (Durchschnitt) (Summe geteilt durch 10) Korrekturen sichtbar, bogig geschwungen leicht abwechselnd mindestens im Uferbereich unterschiedlich unterschiedliche Fliessgeschwindigkeiten, ohne stehendes Wasser abwechselnd, teilweise natürlich, künstliche Eingriffe erkennbar abwechselnd künstliche und natürliche Abschnitte künstliche Ufersicherung erkennbar (Steinblöcke), abwechselnd mit natürlichen Stellen künstlich angelegt und mehr oder weniger einheitlich (Wiese, Gebüsch, Baumreihe) niedrige Schwellen (unter 20 cm) mit Steinen oder Holz behindern nur wenig geringe Auswirkungen erkennbar gestreckt, kanalisiert immer gleich breit, kanalisiert völlig einheitlich Einheitliche Fliessgeschwindigkeit künstlich, einheitlich (z. B. nur Kies, nur Sand, Beton) völlig einheitlich, gleichförmig aneinandergefügte Steinblöcke, Betonmauer fehlend, bebaute oder Landwirtschaftsflächen bis zum Wasser hohe Schwellen über 70 cm verhindern eine Wanderung starke Auswirkungen (z. B. Wassernutzung, Gülleeinfluss) Gesamtbeurteilung Unser Bach ist an dieser Stelle: 1 naturnah 1.5 ziemlich natürlich 2 leicht verbaut 2.5 naturfern, mässig verbaut 3 naturfern, stark verbaut 8

9 Lebensraum Bach: Lebewesen im und am Bach Ich kann die Namen von 22 verschiedenen Klein- und Grosslebewesen im und am Bach aufzählen Aufgabe: Erstelle eine Legende zu den Tieren auf der nächsten Seite!

10 Lebensraum Bach: Lebewesen im und am Bach 10

11 Lebensraum Bach: Anpassungen Kleinlebewesen Ich kann 4 verschiedene Anpassungsformen von Kleintieren an die Bachströmung beschreiben Ich kenne mindestens ein Beispiel eines Tieres zu jeder Anpassungsform Anpassungen an das fliessende Wasser Fliesswassertiere laufen dauernd Gefahr, weggeschwemmt zu werden. Um diesem Problem zu begegnen, gibt es verschiedene Möglichkeiten [Z.B. Anpassungen des Körperbaus, Ausnutzung der Grenzschicht, Aufenthalt in Totwasserräumen, Eingraben, etc.]. A B C D E F G Verankerung im Untergrund Grobe Borsten dienen der Verankerung im Untergrund. Scharfe Fusskrallen ermöglichen das Festkrallen am Untergrund. Beispiel: Mückenlarve Saugnäpfe 6 Saugnäpfe schützen die Lidmückenlarve vor dem Abdriften Flache Körperform Eintagsfliegenlarven schmiegen sich der Unterlage an und werden nicht weggeschwemmt Eingraben Eintagsfliegenlarven können sich mit ihren Grabbeinen im schlammigen Untergrund eingraben. Regenerationsfähigkeit Strudelwürmer sind leicht verletzlich. Werden sie durch rollende Steine zerfetzt, können sich die Teilstücke zu lebens- und wachstumsfähigen Tieren regenerieren. Ballast Schwere Gehäuse und Ballaststeine schützten Köcherfliegenlarven vor abdriften und abrollen und bieten Schutz vor Feinden Kompensationsflug Eintagsfliegen kompensieren die Abdrift, indem sie als erwachsene Insekten bachaufwärts fliegen und die Eier weit oberhalb ihres Schlupfortes ablegen. Aufgabe Ordne die Buchstaben der einzelnen Tiere der entsprechenden Anpassung zu. 11

12 Lebensraum Bach: Nahrungsnetz Ich kann erklären was ein Nahrungsnetz ist Ich kann von 3 Bachtieren aufzählen was sie fressen Aufgabe 1. Schneide die Bilder von den Bachtieren aus und ordne sie unten im Kreis an. 3. Klebe die ausgeschnittenen Tiere im Kreis auf das Blatt. 4. Beschrifte die einzelnen Tiere. 4. Zeichne, gemäss der Tabelle, von jedem Tier aus Pfeile zu den anderen Tieren. Der Pfeil bedeutet: frisst! Benütze für jedes Tier eine andere Farbe. Dieses Tier frisst Ringelwurm Flohkrebs Steinfliegenlarve Eintagsfliegenlarve Köcherfliegenlarve Kriebelmückenlarve Bachforelle Wasseramsel diese Tiere Detritus, Algen Algen, verwesende Pflanzen, Detritus Verwesende Pflanzen, Algen, Insektenlarven, Würmer Algen, Detritus, verwesende Pflanzenreste Algen, verwesende Pflanzenteile, Detritus Detritus, Algen Insekten und deren Larven, Flohkrebse, Würmer Insektenlarven aller Art, Flohkrebse, Würmer 12

13 Lebensraum Bach: Wirkungsdiagramm Ich kann beschreiben, wie sich die einzelnen Faktoren in einem Bach gegenseitig beeinflussen Am Wirkungsdiagramm lassen sich Auswirkungen von einzelnen natürlichen oder durch den Menschen verursachten Veränderungen sichtbar machen. Aufgabe Welche der untenstehenden Faktoren sind miteinander vernetzt? X Y bedeutet X beeinflusst Y, X Y bedeutet, X und Y beeinflussen sich gegenseitig. Strömung Fliessgeschwindigkeit Bachstruktur Temperatur Flora (Pflanzen) Sauerstoffgehalt A Fauna (Tiere) A: Tiere brauchen zum Leben Sauerstoff. Ist nicht genügend Sauerstoff vorhanden, ist kein Leben im Wasser möglich. Der Sauerstoffbedarf ist je nach Tierart unterschiedlich. 13

14 Lebensraum Bach: Wirkungsdiagramm 14

15 Lebensraum Bach: Eingriffe des Menschen und deren Folgen Ich kann 4 Eingriffe des Menschen in den Lebensraum Fliessgewässer nennen und deren Folgen erklären Ich kann 3 Arten von Verbauungen eines Fliessgewässers nennen und kann deren Folgen erklären Eingriffe des Menschen Der Mensch greift auf vielfältige Weise in den Lebensraum Fliessgewässer ein. Die dadurch entstehenden Veränderungen gefährden die Bäche: Die eingeleiteten Abwässer der ARA und das Regenwasser verändern die Wasserqualität. Das Kühlwasser der Industrie und der Kernkraftwerke verändert die Wassertemperatur. Der Bau von Wasserkraftwerken verändert die Fliessgeschwindigkeit und vieles mehr. Der Bau von Wasserwegen für die Schiffe verändert den Bachlauf. Der Hochwasserschutz verlangt einen Dammbau. Zur Landgewinnung werden die Bäche zum Teil verrohrt. Spaziergänger, Fischer, Kanufahrer, Picknicker etc. beunruhigen die Tiere und zerstören die Pflanzen. All diese Eingriffe in die Fliessgewässer verändern den Lebensraum nachhaltig. Es ist unsere Aufgabe, auf die Fliessgewässer Rücksicht zu nehmen und sie nicht zu stark zu beeinträchtigen oder sogar zu zerstören. Wir müssen mit der Natur leben, nicht gegen sie! Gewässerverbauungen Die natürliche Vielfalt der Flora und Fauna eines Fliessgewässers hängt neben der Wasserqualität vor allem von der Struktur und Form des Bachbettes ab. Wird ein Fliessgewässer verbaut, kommen weniger verschiedene Tier- und Pflanzenarten vor und allgemein weniger Lebewesen. Begradigungen trennen Überschwemmungszonen ab und machen den Fluss gerade. Damit hat es weniger Flächen, auf denen Pflanzen und Tiere leben können. Durch Begradigungen wird auch die Fliessgeschwindigkeit vergrössert. Die erhöhte Fliessgeschwindigkeit schwemmt den feinen Sand und die kleinen Steine weg. Damit kommen Arten, die auf feinem Untergrund wohnen nicht mehr vor. Verrohrungen bedeuten die völlige Vernichtung des Lebensraumes für alle Bachtiere und die meisten Pflanzen. In der Schweiz sind 20% der 4200 km Fliessgewässer in Röhren gelegt. Durch die Aufstauung eines Flusses verschwinden die strömungsliebenden Arten grösstenteils. Eine Staustufe kann auch Tierwanderungen behindern oder sogar verunmöglichen. Die Nutzung als Verkehrswege verlangt meistens bauliche Veränderungen. Dazu wirken sich die Unruhe, der Wellengang der Boote und Schiffe, aber auch das verlorene Öl negativ auf den Lebensraum aus. Was kannst du zum Schutz der Fliessgewässer beitragen? 15

16 Lebensraum Bach: Eingriffe des Menschen und deren Folgen Aufgabe Notiere die Namen von Pflanzen und Tieren, die im Film gezeigt werden. Aufgabe Ergänze die folgenden Sätze zu korrekten Aussagen! Wasservögel leben von Forellen brauchen Wasser. Tiere im Bach sind vor allem unter... und im... Untergrund zu finden. Köcherfliegenlarven bauen Wohnröhren aus S..., S..., F... oder Zweigstücklein. Bachflohkrebse filtern... aus dem Wasser heraus und halten es so Kleinkrebse sind Nahrung für Fischotter leben von,, und Fischen. Auen sind natürliche... am Gewässerrand. sollen das Überschwemmungsproblem lösen. Sinnvoller ist es, den Bächen und Flüssen zu geben und sie umzugestalten Diese Umgestaltung nennt man 16