BIOLOGIEKSKURSION TIL FERSKVANDSCENTRET AQUA, SILKEBORG Tirsdag den

Transkript

1 BIOLOGI Øvelsesvejledning En rig natur BIOLOGIEKSKURSION TIL FERSKVANDSCENTRET AQUA, SILKEBORG Tirsdag den Ekskursionen går til AQUA i Silkeborg, adressen er Vejlsøvej 55, 8600 Silkeborg, tlf Her skal vi undersøge tre forskellige søer, med det formål at type- og forureningsbestemme dem, og desuden skal vi stifte bekendtskab med nogle feltbiologiske undersøgelsesmetoder. Tjek vejrudsigten og tag PASSENDE TØJ (REGNTØJ?!) OG FODTØJ på. Husk skiftetøj, vejledningen, papir, blyant og madpakke (vi spiser i naturen undervejs når det passer ind i programmet). Program for dagen: Kl. 8.10: Kl. 8.15: Mødetid OG Afgang fra OG med bus Kl. ca. 9.15: Ankomst AQUA Introduktion og klargøring til feltundersøgelser. Herefter går vi ud til søerne, og begynder på dagens øvelser. Kl. ca Afgang fra AQUA til OG Øvelser: Øvelse 1: Øvelse 2: Øvelse 3: Øvelse 4: Øvelse 5: Øvelse 6: Øvelse 7: Den visuelle metode Plankton- og bundplantebestemmelse, herunder rørskovtæthed Saprobieundersøgelse Bestemmelse af sigtdybde Måling af ph. Måling af temperaturens og iltindholdets variation med dybden. Måling af næringssaltindholdet. ØVELSER Generelt for alle øvelser: Husk tydelig afmærkning af alle flasker, prøver osv, især dem som skal med hjem og arbejdes videre med! Mærkning skal indeholde: hold, øvelsesnr, materiale (fx iltmåling, ph osv), dybde, lokalitet og dato. * henviser til, at der er informationer om øvelsen i bilaget. Øvelse 1: Den visuelle metode Beskriv vandets udseende: er det klart, grumset, grønt, brunligt, ildelugtende eller andet? Beskriv bundens udseende: er der sten, grus, ler, mørkt slam, sand eller andet? Iagttag fuglelivet på søen: er der få eller mange fugle? Hvilke?

2 Øvelse 2: Plankton- og bundplantebestemmelse, herunder rørskovstæthed Planteplankton: Der skal hentes en algeprøve fra søen. I skal gå lidt ud i vandet (til ca. 1 meters dybde) eller ud for enden af en bro, hvorfra I kaster algenettet ud og trækker det tilbage, således at nettet befinder sig nogenlunde i overfladen. Træk nettet gentagne gange op og ned i vandoverfladen, for at koncentrere indholdet i den nederste del af cylinderen. Prøven aftappes i en opbevaringsflaske. Indsamlingen gentages et par gange. Prøven tages med hjem, og der laves et skøn over mængden af alger (mange/få!). Materialer: Planteplanktonnet, opbevaringsflaske. Bundens vegetation: I skal bestemme forekomsten af bundplanter, det gøres ved med planteriven at lave nogle træk langs bunden, og opsamle og bestemme art og vurdere tætheden. Rørskovstætheden* skal også bestemmes; dette er et indirekte skøn over primærproduktionen. Indenfor 1 m 2 optælles tagrørerne. Materialer: Waders, målepind, planterive, 2 bakker og flora. Øvelse 3: Saprobieundersøgelse Saprobieundersøgelse: Der udtages med ketcher prøver fra bund, vandplanter og det frie vand. Saprobiegrad bestemmes. Materialer: Ketcher, bakke, pincet, sabrobiebakker, nøgle til ferskvandsdyr. Øvelse 4: Bestemmelse af sigtdybde I ror ud til et passende sted på søen. Sigtdybden: I måler sigtdybden ved at secchi-skiven sænkes ned i vandet på skyggesiden af kanoen (for at undgå refleksion). Når skiven ikke længere kan ses, hives den lidt op igen, til den netop lige kan ses. Så sænkes den forsigtigt ned igen, til den ikke kan ses længere, og sigtdybden aflæses (enten direkte på snoren eller ved at sætte en klemme fast, og måle bagefter). Notér resultatet. Materialer: Secchi-skive Øvelse 5: Måling af ph* Med vandhenteren hentes vandprøver fra overfladen, ½ x sigtdybde, sigtdybde, 2 x sigtdybde og fra bunden af søen. Med indikatorpapir måles ph for hver dybde og resultatet noteres. HUSK mærkning. Materialer: Vandhenter, bæger, ph indikator papir. Øvelse 6: Måling af iltindholdets og temperaturens variation med dybden Ro ud hvor søen er dybest. Mål iltindholdet og temperaturen for hver meter. Resultaterne noteres. Er der springlag? Materialer: Ilt- og temperaturmåler. Øvelse 7: Måling af næringssaltindholdet Næringssaltindholdet: Tag en vandprøve af overfladevandet og tag med vandhenteren en vandprøve tæt ved bunden. Tag prøverne med ind (HUSK at mærke prøverne!) og mål koncentrationen af NH 4 +, NO 3 - og PO (Laves evt. i felten) Materialer: Vandhenter, 2 beholdere med låg. *: Bilag med note til rørskovstæthed og ph!

3 RESULTATER ALMIND SØ BRASSØ Rørskovstæthed (tagrør/m 2 ) Sigtdybde (m) ph overfladen (0 m) ½ x sigtdybde ( m) sigtdybde ( m) 2 x sigtdybde ( m) bund ( m) Iltindholdet (mg O 2 /l)& Temperatur ( o C) top 1 m 2 m 3 m 4 m 5 m 6 m 7 m 8 m 9 m 10 m 11 m 12 m 13 m 14 m bund Springlagsdybde (m) Næringssaltindhold (mg/l) - NO 3 top bund 3- PO 4 top bund Algeforekomst Forekomst af bundplanter Saprobiegrad for Vejlbo Mose

4 OPGAVE Besvar følgende spørgsmål. Forklar hvilken rolle planter (herunder også alger) spiller i økosystemet? Hvad karakteriserer en oligotrof og en eutrof sø? Kom herunder ind på hvilke biotiske og abiotiske faktorer der er karakteristiske for søtypen. Hvordan kan en oligotrof sø udvikles til en eutrof sø? Hvordan kan en eutrof sø genoprettes? Hvorfor er biologiske parametre ofte mere pålidelige end fysisk/kemiske parametre til at vurdere vandkvalitet? Lav en grundig vurdering af de 3 undersøgte søers tilstand, idet du inddrager og forklarer dine resultater fra undersøgelserne i AQUA.

5 BILAG: Lidt om tæthed af tagrør: strå/m 2 = næringsfattig (oligotrof) sø, strå/m 2 = næringsrig (eutrof) sø, strå/m 2 = stærkt næringsrig og forurenet sø. Lidt om ph: Følgende naturligt indstillelige ligevægtssystem vil finde sted i reaktion mellem CO2 og vand: CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 - H + + CO 3 -- At det er et ligevægtssystem vil sige, at systemet vil reagere på udefrakommende ændringer ved at forsøge at modvirke dem. Hvis der tilføres CO 2 til systemet vil ligevægten forskydes mod højre for at modvirke den øgede mængde CO 2. En forskydning mod højre medfører at [H + ] stiger og dermed at ph falder. Opløsningen bliver altså mere sur. Hvis der omvendt fjernes CO 2 fra systemet vil ligevægten forskydes mod venstre, [H + ] falder, ph stiger og opløsningen bliver mere basisk.

6 Undersøgelse af søens vandkvalitet Indledning En sø er et afgrænset område og er derfor et forholdsvis overskueligt økosystem. Der foregår mange forskellige processer i en sø, og mange af dem indvirker på hinanden. Det er svært at opsplitte et så komplekst system i mindre dele. Det er svært at starte et sted og slutte et andet, for faktisk kører det hele i ring. Det er svært at koncentrere sig om fosfor eller fødekæder, for man kan ikke konkludere ret meget uden også at se på iltindhold, repræsenterede dyregrupper, kvælstofkredsløb osv. (se fig.3.2). Vandhuller og søer er vigtige habitater for mange dyr og planter. For at kunne bevare nogle sunde danske søer er det nødvendigt at kunne forstå, hvad der foregår af både kemiske og biologiske processer i og omkring søen. Den gennemsnitlige danske sø er lavvandet, næringsrig og dermed uklar. Ved at studere rester af dyr og planter fra tidligere tider, som findes på bunden, kan man imidlertid konkludere, at søerne for 50 og 200 år siden var klarvandede. Øget tilførsel af kvælstof og fosfor har ændret det biologiske system i søerne.

7 I en næringsfattig og klarvandet sø findes rovfisk, som aborre og gedde, men når vandet bliver uklart, kan rovfiskene ikke længere se tilstrækkeligt tydeligt til at kunne jage. I en næringsrig og uklar sø vil man i stedet fange fredfisk som skalle og brasen. Fredfisk æder af zooplankton og i søer med mange fredfisk, vil der derfor kun findes en lille mængde zooplankton. Mængden af planteplankton reguleres bl.a. af mængden af zooplankton. Hvis der er meget zooplankton vil der blive græsset meget på planteplankton, men hvis zooplankton bliver spist af fredfisk, vil planteplankton ikke blive spist, og der vil være meget af det. Der er altså to processer, som fører til øget planteplanktonmasse i en sø, dels øget næringstilførsel og dels fredfiskenes predation på zooplankton. De to processer forstærker hinanden og holder søen fast i en ond spiral, som kan ende med iltmangel på bunden forhold, som hindrer mange følsomme arter i at leve i søen. Mængden af planteplankton har også betydning for undervandsplanter, som skygges bort, hvis vandet er uklart. De fugle, som normalt lever af undervandsplanter, vil forsvinde fra søen, hvis de ikke kan finde noget at spise. Undervandsplanter fungerer også som skjul for smådyr og zooplankton, og hvis undervandsplanter forsvinder, mister disse organismer muligheden for at skjule sig for fredfisk, og den onde spiral forstærkes yderligere (se fig. 3.7). Når man undersøger en sø, undersøger man ikke bare en bestemt dyregruppe eller nogle bestemte sammenhænge man undersøger et helt økosystem. Det kan være en ganske kompliceret affære at få overblik over de forskellige parametre, der har betydning for et økosystems tilstand og sammensætning.

8 De mest anvendte parametre til beskrivelse af søer kan opdeles i tre kategorier: Fysiske parametre f.eks. dybde, temperatur, springlag osv. Kemiske parametre f. eks. ph, nitratindhold, fosfatindhold, iltindhold, indhold af andre stoffer som f.eks. tungmetaller osv. Biologiske parametre f. eks. dyrearter, plantearter. Ved at undersøge flora og fauna i og omkring søen fås et indtryk af søens generelle helbredstilstand. Dyrelivet kan analyseres ved hjælp af såkaldte faunaindeks. Der findes forskellige udgaver af disse faunaindeks, og de bruges i stor stil af myndighederne til at give et skøn over søers og vandløbs tilstand. Der er nogle arter af dyr, som især optræder i meget rene og veliltede vande (rentvandsindikatorer), og andre arter, som trives godt ved lave iltkoncentrationer og i mere forurenede vande (forureningsindikatorer). Søens vegetation er fødegrundlaget for hele søens fødenet og spiller desuden en rolle for hvilke dyr, der kan leve i søen f.eks. er nogle dyr knyttet til særlige plantearter. Ligesom det er tilfældet med mange dyr, kan man bruge planternes artssammensætning til at danne sig et indtryk af søens generelle tilstand. Kantvegetationen kan spille ind, da store træer skygger og bidrager med forholdsvis store mængder af organisk materiale, som synker til bunds i søen. Søens fauna Søens fauna vil afspejle søens tilstand. Når man benytter et såkaldt faunaindeks, antager man, at organisk forurening formindsker antallet af forskellige dyregrupper, og at dyregrupperne forsvinder i en bestemt rækkefølge, alt efter hvor følsomme de er. Oftest er bestemmelser af dyrelivet mere pålidelige end fysisk/kemiske parametre, da disse varierer fra uge til uge, ja, selv døgnet igennem, mens udbredelsen af dyr er mere stabil over en længere periode. Lidt teori om metoden Vi skal benytte den metode der kaldes saprobieindeks-metoden til at bestemme antallet og udbredelsen af forskellige dyregrupper ved og i søen. Metoden bruges i praksis til at vurdere et vandsystem, en å eller en søs forureningsgrad, ved at se hvilke dyr der lever på det pågældende sted. Fordelen ved at bruge denne metode er, at man får et indtryk af forureningsforholdene over en længere periode i modsætning til fysisk/kemiske målinger, der kun giver et billede af forureningen på prøvetagningstidspunktet. Forureningsgraden er ofte et spørgsmål om, hvor meget ilt, der er til rådighed for de levende organismer. Ved stigende forurening vil den tilgængelige ilt-mængde blive mindre og mindre, og kun dyr med velfungerende iltoptagende organer kan leve der. Man bruger begrebet indikatordyr. Et godt indikatordyr skal have følgende karakteristika: 1) være stedfast (dyr der hurtigt kan bevæge sig over store afstande, kan blot flygte, hvis miljøet bliver for ubehageligt for dem og er derfor ikke noget godt indikatordyr). 2) nemt at fange 3) nemt at genkende 4) være jævnt fordelt i området 5) skal have et specifikt iltkrav (enten stort ilt-krav eller lille ilt-krav).

9 Oversigt vanddyr Dyregruppe Føde /ernæringsmåde Særlig specialisering Tilpasning til Fimreorm Ådsler, smådyr Rød slambørsteorm Detritus + hæmoglobin og stor overflade til Iltfattigt miljø Forureningsindikator itloptagelse Rød dansemyggelarve Sediment + hæmoglobin Iltfattigt miljø Forureningsindikator Igle Blod, blodsuger, rov Ferskvandssnegl Alger, detritus, rasper Musling Detritus, plankton, filtrator Vandbænkebider Sediment, ituriver Fladtrykt krop Ferskvandstangloppe ituriver Sammentrykt krop Åer, ret lav strømhastighed Slørvingelarve Affladet krop Høj strømhastighed Rentvandsindikator Døgnfluelarve sediment Affladet krop Strømmende vand Vårfluelarve ituriver Gæller på bagkrop, Rentvandsindikator lever skjult i rør for at undgå predation Stikmyggelarve zooplankton Vandkalvelarve rov Bugsvømmer rov Skorpionstæge Rov, udsuger dyr Ånderør Kan leve ved lav iltkonc. Forurenet vand: få arter, mange individer (pga lavt predationstryk). Lav diversitet Rent vand: Mange arter, få individer (pga stort prædationstryk). Stor diversitet

10 Typiske dyr vi finder i vandløb og sø Husk også figurer over vanddyr og tilpasninger i siderne fra Biologi til tiden!!