GUDENÅ- EKSPEDITIONEN 2012

Transkript

1 GUDENÅ- EKSPEDITIONEN 2012 Ekskursion i biologi til Gudenåen og Kjællinghøl/Hjermind Skov Øvelsesvejledninger og andre materialer Indholdsfortegnelse A) Akvatiske forsøg A1 Variation, vandremusling og vandkvalitet A2 - Makroindeks på to lokaliteter A3 - Biotiske og abiotiske målinger på to lokaliteter A4 - Mikroskopi af planktonalger fra to lokaliteter. B) Terrestriske forsøg T1 - Smådyrsfaunaen på to lokaliteter T2 - Jordprofil T3 - ph i skovjord C) Øvrige materialer Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 1 / 19

2 A1 Vandremusling og vandkvalitet Formål At finde og iagttage den invasive art Vandremusling samt udføre vandrensningsforsøg. Teori Vandremuslingen Dreissena poly- morpha, er en ny dyreart i de danske ferskvande. Den stammer oprindeligt fra egnene omkring Sortehavet, men blev i 1840erne indslæbt til Danmark og bred- te sig siden til store dele af Sjælland. Dårligt vandmiljø gjorde livet surt for den, men i de seneste årtier har den igen bredt sig meget nu også i det jy- ske. I 2006 blev vandremuslingen opda- get i gudenåsystemet og har siden spredt sig meget dér også. Arten kan optræde særdeles talrigt, f.eks. vurderes Fårup Sø ved Vejle at rumme 1,3 milliarder vandremuslinger! Muslingerne er særdeles effektive til at rense vand for planteplankton, og griber derfor voldsomt ind i de normale fødekæder. Vandremuslingen er en såkaldt invasiv art. Dermed forstås en organisme, som ikke naturligt bør forekomme i landet, og som hurtigt bliver talrig. Der er i den danske natur en del invasive arter. Materialer Ketcher, glas med låg Metode a) Et eller flere hold fanger med ketcher vandremuslinger i åen. Muslingerne indsamles i et glas, der fyldes med åvand. b) Muslingerne hjemtages til Skive til dissektion og til at opstille vandrensningsforsøg i labora- toriet. c) Evt. kan indfanges andre muslingearter til sammenligning. Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 2 / 19

3 A2 Makroindeks på to lokaliteter Formål At vurdere miljøtilstanden i Gudenåen (ved kanopladsen) og i et vandløb (ved Jægerhytten) ved at undersøge sammensætningen af smådyrsfaunaen. De to lokaliteter sammenlignes. Teori Makroindeks- metoden bruges til at vurdere et vandsystems forureningsgrad ved at se, hvilke dyr der lever på stedet. Fordelen ved denne metode er, at man kan få et indtryk af de generelle foru- reningsforhold i modsætning til fysiske/kemiske målinger, som blot fortæller om situationen her og nu. Da forurening med næringsstoffer har stor betydning for vandets iltindhold, vil en inddeling af vandløbsorganismerne efter deres iltkrav fortælle om vandets forureningsgrad. Dyr, der stiller store iltkrav, vil kun findes i meget rent vand, mens dyr der er tilpasset lave iltmængder, vil findes særlig talrigt i meget næringsbelastet vand. Makroindeks: 9-10 uforurenet vand (forureningszone I) 6-8 ret svagt forurenet vand (forureningszone II) 3-5 ret stærkt forurenet vand (forureningszone III) 0-2 meget stærkt forurenet vand (forureningszone IV) Materialer Ketcher, fotobakke, petriskål, skylleglas, litteratur til vandinsektbestemmelse, pincetter, lup. Fremgangsmåde a) Fang smådyr på lokalitetens vand ved at skrabe med ketsjeren forskellige steder på bunden, langs brinken, i vandvegetationen etc. Gør det så mange forskellige steder som muligt. b) Efter hvert skrab skylles indholdet ud i en hvid fotobakke, og der kigges efter de forskellige typer dyr. Bemærk, at nogle dyr er meget små, andre gemmer sig særdeles godt! Bestem dy- rene til gruppe ved hjælp af plancher og håndbøger. c) Sæt kryds ud for de dyregrupper I finder. d) Tæl derefter antallet af kryds. Dette antal kaldes gruppetallet. e) Makroindexet bestemmes ud fra skemaet på næste side. Find dén nøglegruppe (dyregruppe) blandt dem I har fundet på lokaliteten, der står øverst i oversigten til venstre. f) Derefter går man vandret ind under gruppetallet og bestemmer makroindekset. Læs også vej- ledningen til skemaet. Resultater På de følgende er to sæt skemaer, ét for hver lokalitet. Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 3 / 19

4 Afkryds ( Fede bokse ): Ingen vandplanter?. Vandet grønt?. Iltindholdet under 4 mg/l. Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 4 / 19

5 Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 5 / 19

6 Afkryds ( Fede bokse ): Ingen vandplanter?. Vandet grønt?. Iltindholdet under 4 mg/l. Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 6 / 19

7 Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 7 / 19

8 A3 - Biotiske og abiotiske målinger på to lokaliteter Formål At vurdere Gudenåens miljøtilstand (ved kanopladsen) samt et vandhuls miljøtilstand (ved Jæger- hytten) ud fra en række forskellige fysiske/kemiske målinger og registreringer. Resultaterne skal sammen med makroindekset indgå i en samlet vurdering af de to vandmiljøers miljøtilstand. Materialer Øjne, secchiskive, iltmåler, temperaturmåler (iltmåleren kan bruges), ph- sticks, testkits til næ- ringsstofmåling, stor flaske med låg, små flasker, algefanger. Resultater Skemaer til hver lokalitet på næste side. Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 8 / 19

9 A. Lokalitet: 1) Hvordan ser vandet ud? Klart Grumset Grønt (fuld af alger) 2) Hvad er sigtedybden? (Brug secchiskive) Sigtedybde: cm 3) Hvad er iltindholdet? (Lav en måling i flere dybder, noter dybden) Måling 1: Måling 2: Måling 3: mg O 2 /l Dybde 1: Dybde 2: Dybde 3: cm 4) Hvad er vandets temperatur? (Mål i flere dybder, noter dybden) Måling 1: C 5) Hvordan er plantevæksten i vandet og ved bredden? (se tegning ovenfor) Rørskov (siv) Flydebladsplanter Rankegrøde Bundplanter 6) Mål surhedsgraden ph = 7) Mål næringsstofkoncentrationer (følg vejledning i testkittene) 4 [NO 3 - ] =, [PO 4 3- ] =, [NH 4 + ] = mg/l 8) Tag en vandprøve til BI5- måling (udføres kun af 1 gruppe) Fyld en stor flaske helt op med vand, og mærk den med gruppens navn/nummer og lokalitet. Pak den ind i sølvfolie, så den er helt lystæt. Flasken tager vi med hjem til laboratoriet på gymnasiet, hvor den skal stå i fem dage. Resultat: Dag 1 mg O 2 /L Dag 5 mg O 2 /L Difference mg O 2 /L 9) Tag en vandprøve til algemikroskopi (lille flaske) (udføres kun af 1 gruppe) Sejl ud med algeopsamleren og træk den gennem vandet nogle gange. Fyld en lille flaske med vandet, og mærk den med lokalitet. Flasken tages med til senere mikroskopi. Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 9 / 19

10 B. Lokalitet: 1) Hvordan ser vandet ud? Klart Grumset Grønt (fuld af alger) 2) Hvad er sigtedybden? (Brug secchiskive) Sigtedybde: cm 3) Hvad er iltindholdet? (Lav en måling i flere dybder, noter dybden) Måling 1: Måling 2: Måling 3: mg O 2 /l Dybde 1: Dybde 2: Dybde 3: cm 4) Hvad er vandets temperatur? (Mål i flere dybder, noter dybden) Måling 1: C 5) Hvordan er plantevæksten i vandet og ved bredden? (se tegning) Rørskov (siv) Flydebladsplanter Rankegrøde Bundplanter 6) Mål surhedsgraden ph = 7) Mål næringsstofkoncentrationer (følg vejledning i testkittene) 4 [NO 3 - ] =, [PO 4 3- ] =, [NH 4 + ] = mg/l 8) Tag en vandprøve til BI5- måling (udføres kun af 1 gruppe) Fyld en flaske helt op med vand, og mærk den med gruppens navn/nummer og lokalitet. Pak den ind i sølvfolie, så den er helt lystæt. Flasken tager vi med hjem til laboratoriet på gymna- siet, hvor den skal stå i fem dage. Resultat: Dag 1 mg O 2 /L Dag 5 mg O 2 /L Difference mg O 2 /L 9) Tag en vandprøve til algemikroskopi (lille flaske) (udføres kun af 1 gruppe) Fyld en lille flaske med å- vand (evt. ved hjælp af algefangeren), og mærk den med lokalitet. Flasken tages med til senere mikroskopi. Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 10 / 19

11 A4 Mikroskopi af planktonalger på to lokaliteter Indledning De små planktonalger er i vandmiljøet de helt store primærproducenter. I denne øvelse skal I iagt- tage forskellige alger (og måske andre organismer) i mikroskopet. Materialer Vand fra Gudenåen og vand fra en lokal bæk. Objektglas, dækglas, pipette, mikroskop, algebestemmelseshæfte. Fremgangsmåde 1) Der tages vandprøver på de to lokaliteter. Ved lejren kigger vi på prøverne. 2) En dråbe vand sættes med pipette på et objektglas. Hold dækglasset i en vinkel på 45 o mod objektglasset, og sænk det langsomt ned over præparatet. Hvis der er luftbobler i præparatet (sorte ringe) kan de sædvanligvis fjernes ved forsigtigt at banke på dækglasset. 3) Når I har set færdig på et præparat, kan I prøve med en ny vanddråbe eller måske de aller- mindste vanddyr. 4) Algerne skal så vidt muligt tegnes og identificeres (tegningerne vedlægges en af rapporterne). Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 11 / 19

12 T1 - Smådyrsfaunaen på to lokaliteter Indledning I skal i denne øvelse sammenligne smådyrsfaunaen på to forskellige skovtyper: løvskov og nåle- skov. En gruppe tager sig kun af én naturtype. Senere samler vi alle gruppers resultater og sam- menligner naturtyperne. Teori Smådyrene på skovbunden lever ofte en skjult tilværelse. Mange af dyrene har endvidere typisk en dagsrytme, hvor de er mest aktive om natten. Ved at opsætte fangglas (pitfalls) kan man fange nogle af disse skjulte smådyr (insekter, edderkopper, bænkebidere, orme mv.). Denne teknik er god til jordbundens dyreliv. Mange insekter er imidlertid tilpassede et liv i vegetationen eller i luf- ten, og må fanges med andre teknikker. Normalt sættes et stort antal glas på en lokalitet, så fangsten bliver så repræsentativ som muligt. For at studere dagsrytmen, bør glassene ideelt også tømmes både morgen og aften. Vi må dog begrænse os denne gang. Materialer 10 fangglas pr. gruppe, spade/planteskovl, sæbevand (sulfo), håndbog i smådyr, kamera. Metode 1) Glassene nedgraves forskellige steder på lokaliteten. Vælg steder, der ikke er for tæt på andre skovtyper. Sørg for at I kan finde stederne igen. 2) Det er vigtigt, at glassene graves så langt ned, at jorden er fuldstændig plan helt hen til glas- kanten, og at der ikke efterlades jordbunker omkring. Ikke noget med at smådyrene lige skal kæmpe sig igennem en skyttegrav for at få lov til at falde ned i glasset! 3) Der hældes 1-2 cm sulfovand i glasset, hvilket sikrer, at de dyr der falder i, drukner meget hur- tigt. Hvis man undlader at fylde sulfovand i glasset, vil fangsten kun bestå af det største rovdyr (som er meget mæt)! Glassene tømmes næste morgen. 4) Lav notater over fangstlokalitetens øvrige biologiske forhold. Er den meget fugtig? Er der do- minerende planter? Er der en tæt/åben jordbundsvegetation? Er der skygge/lys? Er det ung/gammel skov? Er den tæt på andre naturtyper (hvilke)? Lav endvidere en jordprofil (se anden øvelsesvejledning). 5) Næste morgen gennemgås fangsten på lokaliteten. Dyrene sorteres i forskellige kategorier, og antal dyr i hver kategori noteres (se skema). Brug evt. en håndbog til at bestemme dyrene. 6) Interessante dyr kan sættes under stereolup. Tag gerne billeder af dyrene med henblik på se- nere bestemmelse og evt. brug i biologirapport. Resultater Udfyld skemaet næste side med jeres resultater Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 12 / 19

13 Kategori Antal Kategori Antal a) Insekter (6 ben) c) Andre leddyr (med mange ben) Løbebiller (mørke med store dækvin- ger) Ørentviste (med tang på bagkroppen) Myrer (smal talje) Hvepse (4 vinger) Fluer/myg/stankelben (2 vinger) Bladlus (rør på bagkroppen) Insektlarver ( orme med ben) Skolopendre (leddelt, mange ben, lan- ge antenner, bevæger sig hurtigt) Tusindben (rigtig mange korte ben, bevæger sig langsomt) d) Krebsdyr Bænkebidere (små krebsdyr med 7 par ben) e) Orme og bløddyr (uden ben) Snegle uden hus Snegle med hus Orme f) Andre smådyr Skovflåter (en blodsugende mide) b) Edderkopper og mejere (8 ben) Edderkopper (to kropsled) Mejere (ét kropsled) Naturtype: Øvrige iagttagelser: Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 13 / 19

14 T2 - Jordprofil Formål At forstå de økologiske vilkår, der findes i jordbundens strukturelle opbygning. Teori En jordbund er kilde for planternes nærings- og vandforsyning og grundlag for opbygning og nedbrydning af organisk mate- riale. Jordbundens struktur varierer meget efter, hvilken hi- storie den har haft. Man kan dele de danske jordbunde op i tre overordnede ty- per: Muldjord (brunjord), morjord (hedejord) og humusjord. De tre typer kan være mere eller mindre blandede eller vel- udviklede. Muldjord. Det organiske stof begraves under nedbrydningen af især regnorme. Det giver jorden en glidende overgang fra en brun, humusrig overflade, ned til lysere og ofte mere rødli- ge lag af jord, som ikke er påvirket af levende organismer. Muldjorde er som regel næringsrige, ph- neutrale, og med hurtig omsætning af dødt organisk materiale. Morjord. Nogle planters blade, såsom hedelyng, eg og nåle- træer har et stort indhold af syrer, som frigives til jorden, når de nedbrydes. Er jordbunden sur, vil bakterier have svært ved at trives, så nedbrydningen foretages næsten udelukkende af Venstre: morjord, højre: muldjord. svampe. Da bakterier udgør en vigtig næringskilde for regn- orme, vil de oftest mangle i en morjord. Det betyder, at de døde plantedele ikke begraves, og at de nedbrydes langsomt. Man får derfor øverst i jordoverfladen ophobet et lag af førn, som er dødt og ringe nedbrudt plantemateriale. Syren gør samtidig jern og andre ioner i jorden letopløselige, og de udvaskes med regnen ned til de neutrale jordlag. Resultatet er et blegt udvaskningslag og et hårdt rødt udfældningslag, hvor næringsstofferne findes. Morjord dannes oftest på sandjord. Humusjord. Humus kommer primært fra blade og andre døde plantedele. Jo mere detritus, der tilføres jorden, jo større kan omsætningen være. Et stort humusindhold er derfor et udtryk for god omsætning. Hvis jordens nedbrydere hæmmes af lav ph eller vandmættet, iltfattig jord, kan de imidlertid ikke nå at nedbryde så meget, som der tilføres. Der vil så ophobes førn eller fx tørve- mos. Et meget højt humusindhold vil altså være udtryk for ringe nedbrydning. Metode 1. Et tilfældigt sted på jeres lokalitet (uden for mange store rødder) graves et hul på ½ x ½ m ned til ca. 40 cm dybde. Sørg for at den ene af siderne i hullet er helt lodret, og at der ikke sker en udtværing af lagene i jorden, mens I graver. 2. Tegn eller fotografer herefter de forskellige lag I ser på jordprofilen. Angiv ca. dybde og far- ve for hvert lag I ser. Hvor tykt er humuslaget? 3. Tag jordprøve til ph- bestemmelse (læs vedledning i næste øvelse) Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 14 / 19

15 T3 - ph i skovjord Formål Sammenligning af jordens ph- værdi på to skovtyper. Teori I skovjord finder man på muldbund ofte en ph- værdi omkring 6-7,5, mens der på morbund (under ældre nåleskov) typisk er en ph på 3-6. Materialer Pose, spade/skovl, demineraliseret vand, ph- meter/sticks, vægt Metode Der indsamles en jordprøve med jordspyd eller spade fra gruppens skovlokalitet med henblik på. ph- bestemmelse. Jordprøven tages i rodzonen (5-10 cm dybde), og puttes i en plastpose og mær- kes ph. 1. Udrør 20g jord i 50 ml demineraliseret vand. 2. Omrør med jævne mellemrum i to timer 3. Mål ph med ph- meter eller med ph- sticks. Resultater Skovtype NÅLESKOV LØVSKOV ph Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 15 / 19

16 C - Øvrige materialer Vejledende vanddata (søer) Sigtedybde Ilt Målemetode Beskrivelse af variabel Reference værdier En hvid Secchi- skive nedsænkes i vandet til den forsvinder af syne. Dybden note- res. Måles i mg O2/l vand med elektro- nisk digitalmåler. Dobbelt sigtedybde er ca. hvor 1% af overfla- delyset er tilbage. Højt iltindhold tyder på stor fotosyntese og lav respiration og/eller god fysisk iltning (bølger, turbulens). Iltindholdet falder med stigende temperatur. Ferskvand kan maximalt indehol- de 14,63 mg O2/l lige over 0 C. Ren næringsfattig sø: 3,5-11 m Ren næringsrig sø: 2-5 m Forurenet næringsrig sø: 0,1-2 m Spildevand: få cm Iltkrav Laksefisk og flodkrebs >6-7 mg O2/l Ørred dør ved < 4 Gedde og ål: >4-5 Karpefisk: >3 Temperatur ph Ammoniak NH 3 Nitrat NO 3 - Fosfat PO 4 3- Måles i C med elektronisk digital- måler eller analogt måleapparat. Måles i ph på en skala fra 0 12 vha. ph- meter. ph = - log [H + ] Måles i mg NH3/l vand på kemianaly- sesættet. Måles i mg NO 3 - /l vand på kemianaly- sesættet. Måles i mg PO 4 3- /l vand på kemianaly- sesættet. Temperaturen i søen/åen reguleres overvejen- de af solens tilførsel af energi, vindomrøring og opblanding med evt. tilløbende vandmasser. Koldt vand er tungere end varmt vand. Udtrykker mængden af H+ ioner i vandet. Stort indhold ~ lav ph- værdi (surt vand); lavt indhold ~ høj ph- værdi (basisk vand) Særlig høj ph- værdi (>8,5) skyldes høj fotosyn- tese. Ved lave ph- værdier er der kun lidt kalk i vandet; ved høje værdier meget kalk. Ammoniak indgår i en kemisk ligevægt i vand: NH 3 + H 2 O NH OH -. Dannes der ammoni- umioner (NH + 4 ) vil ligevægten forskubbes mod ammoniak. NH + 4 dannes ved nedbrydning af proteinholdigt organisk materiale. Højt NH + 4 indhold kan tyde på to ting: 1. iltfattige forhold fordi NH + 4 nor- malt iltes videre til nitrit og nitrat, 2. organisk forurening. Højt NH 3 indhold kan tyde på en meget høj fotosyntese (hæver ph, som forsky- der ammoniakligevægten mod venstre). Nitrat dannes ved at ammonium- ionen iltes til nitrit (NO - 2 ), som iltes videre til nitrat. Nitrat er et vigtigt plantenæringsstof. Nitrit kan ophobes hvis iltindholdet er lavt. Nitrit er giftigt i små koncentrationer. Nitrat er ofte begrænsende for algevæksten i saltvand. I ferskvand overtager Cyanobakterier produkti- onen, når der mangler nitrat (dvs. kvælstof) de kan nemlig selv fiksere frit kvælstof (N 2 ). Fosfat er et vigtigt plantenæringsstof. Er ofte begrænsende for algevæksten i ferskvand. Bliver utilgængelig som plantenæringsstof ved binding til jern (Fe + 3 ) under iltede forhold i bunden. Frigives som næringsstof når bunden bliver iltfri. Bindes også planteutilgængeligt til aluminium uanset iltkonc. Vand målsat som fiskevand nattens iltminimum 6 (laksefisk) og 4 (karpefisk) Kilder: omkring 8 C året rundt. Overfladen, vinter, søer: lidt over 0 C Overfladen, sommer, søer: omkring 20 C Sur brunvandet sø: 5,5-6 Ren næringsrig sø: 6,5-8,5 Forurenet næringsrig sø: 7,5-11 Ren næringsrig sø: 0-1 Renset spildevand: 0-1 Ammonium ion indholdet Næringsfattig sø: <0,5 Næringsrigt bundvand: op til 2-5 Udledningskrav fra renseanlæg max. 8 mg kvælstof/l vand. Kvælstof omfatter alt N fra ammo- nium, nitrit, nitrat og ammoniak Ren næringsfattig sø: 0-0,5 Ren næringsrig sø: 0-5 Forurenet næringsrig sø: 0,1-10 Renset spildevand: 2-3 Udledningskrav fra renseanlæg max. 8 mg kvælstof/l vand. Kvælstof omfatter alt N fra ammo- nium, nitrit, nitrat og ammoniak Ortho- fosfat indhold: Ren næringsfattig sø: 0-0,01 Ren næringsrig sø: 0-0,3 Forurenet næringsrig sø: >0,3 Renset spildevand: 0-1 Udledningskrav fra renseanlæg max. 1,5 mg fosfat/l vand Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 16 / 19

17 Om løv- og nåleskov Løvtræer og nåletræer står som regel adskilte i danske skove som typisk dyrkes som plantager. I andre lande, hvor nåleskov forekommer naturligt, ser man ofte en blandskov af løv- og nåletræer. Nåle- og løvtræer er arkitektonisk meget forskellige. Nåletræers krone er som regel smal og høj, mens løvtræers krone er bred og lavere. Da nåletræer naturligt vokser nordligt på vores del af Jor- den, så er den høje, smalle nåletræskrone godt tilpasset til at fange den lavtstående sols stråler. Længere mod syd er det en fordel med løvtræernes brede og lavere krone, fordi solen her står højere på himlen. I troperne står solen lodret på himlen. Her ser man mange paraply- og skærm- formede løvtræskroner, der fanger solstrålerne næsten som en omvendt parabol. Nåle- og løvtræers forskellige kronebygning betyder, at de på forskellig vis påvirker lysforholdene under kronetaget og dermed vækstbetingelserne for andre planter i underskoven. Pga. forskellene i kroneformen kan løv- og nåletræer også plantes med forskellige tætheder, som også påvirker lysforholdene i underskoven. Blade som kastes fra nåletræer og løvtræer har forskellig indvirkning på jordbundens ph- forhold. Denne parameter er igen med til at bestemme hvilke slags dyr, der kan leve i jorden, og hvor man- ge individer af hvert slags dyr, der er til stede. Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 17 / 19

18 Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 18 / 19

19 Ved kanopladsen (1cm = cirka 40 m) Ved Tangeværket (1 cm = cirka 15 m) Skive Gymnasium & HF, 31. dec. 2014, side 19 / 19