Geoökologie

Abgeschlossene Arbeiten des Jahres 2007

Unterrichtskonzept zur Vorbereitung eines Besuches im Medienlabor des "Rosenhauses" Wangerooge
(Bachelorarbeit Benjamin Steffen, September 2007)

Bachelorstudiengang Biologie/Germanistik: 44 S. (Zweitgutachter)

Das Wattenmeer der südlichen Nordsee ist ein sehr vielfältiger Lebensraum, der unterschiedliche Biotope beinhaltet. Diese Biotope besitzen jeweils typische Lebensgemeinschaften von Pflanzen und Tieren. Vernetzt sind diese Lebensräume durch Organismen wie die Vögel, welche verschiedene Gebiete zu unterschiedlichen Zeiten nutzen. Es wird deutlich, dass das Wattenmeer vielfältigste Betrachtungsmöglichkeiten bietet. Im Hinblick auf die Behandlung des Themas im schulischen Rahmen ist es nötig, zwischen den Inhalten zu selektieren und auf diese Weise den Unterrichtsstoff auf beispielhafte Phänomene zu reduzieren. Hinsichtlich der Vorbereitung auf das Medienlabor des Rosenhauses soll dies nicht ein umfassendes Detailwissen zum Wattenmeer, sondern vielmehr ein übersichtliches Vorwissen in einer großen Bandbreite sein. Im Rahmen des Medienlabors wird auf diese Themen im Detail eingegangen, es werden weitere Informationen gestellt und eine tiefergehende Behandlung der einzelnen Lebensräume gefordert. Ziel der entworfenen Unterrichtsideen ist es daher auch nicht, auf alle Themen, welche das Wattenmeer betreffen, detailliert einzugehen.

Im Hinblick darauf wurden Methoden wie das Gruppenpuzzle ausgewählt, welche zum Erreichen dieses Ziels geeignet erschienen. Die Methoden und Arrangements sind dabei als Anregungen zu verstehen. Es müssen nicht zwangsläufig alle Elemente wie geschildert durchgeführt werden, die Ideen können auch als Ausgangspunkt für eigene Überlegungen dienen. Mit den unterschiedlichen Unterrichtsarrangements wurden die vier Kompetenzbereiche der Bildungsstandards abgedeckt. Einige Bereiche werden ausführlicher behandelt als andere, dies liegt aber wohl auch in der Natur der Sache. Besitzen die Lernenden vor der Teilnahme am Medienlabor eine Grundkenntnis des behandelten Themengebiets, so ist dies für die weitere Arbeit von Vorteil. Die Filme können detaillierter, tiefergehender, inhaltlich umfassender und lebendiger werden, je mehr Wissen die Filmgruppe über das Thema besitzt. Die Arbeit wird dadurch interessanter und das Verständnis für die Lebenswelten der südlichen Nordsee wird gefördert. Auf diese Weise kann ein Bewusstsein in Bezug auf die Natur entwickelt werden, was wiederum das eigene Verhalten und die Auseinandersetzung mit der eigenen Umwelt prägt. Damit wird eine Wahrnehmung und Wertschätzung von Naturräumen auch vor der eigenen Haustür einhergehen.

Anhand des Wattenmeeres können viele Faktoren ökologischer Systeme beschrieben werden. Zusammenhänge von Struktur und Funktion sowie die Einflüsse des Menschen auf großräumige Systeme und die daraus folgenden Konsequenzen sind offensichtlich und demnach anschaulich darzustellen. Gelingt es, mit dieser Arbeit eine unterrichtliche Vorbereitung des Medienlabors anzuregen, kann auf diese Weise die Qualität des gesamten Projekts verbessert und von der jeweiligen Schulklasse interessanter gestaltet werden. Mit Hilfe der dargestellten Arrangements ist dies auf anschauliche Art möglich.

Die holozäne Entwicklung der ostfriesischen Insel Langeoog - eine sedimentologische und geophysikalische Studie
(Diplomarbeit Sabine Klaffke, Oktober 2007)

Diplomstudiengang Geographie der Philipps-Universität Marburg: 147 S. (Zweitgutachter)

Im Folgenden sind die wichtigsten Ergebnisse und Schlussfolgerungen der vorliegenden Arbeit dargestellt:

  • Unterhalb von -11 m NN wurden holozäne Schichten mit umgelagerten pleistozänen Ablagerungen erbohrt. Diese enthalten aufgearbeitetes pleistozänes Material, das eine transgressive Fazies vermuten lässt. Da diese jedoch in einer so großen Tiefe liegen und im Hangenden ein Rinnenkörper identifiziert wurde, entstanden die vorgefundenen Schichten wahrscheinlich bei der Aufarbeitung durch eine Rinne.
  • Im Hangenden sind Sedimente flachmarinen bis sublitoralen Ursprungs zu finden. Darin befindet sich ein lateraler Zuwachskörper, erkennbar in den Georadarprofilen zwischen -5,25 m und -1 m NN. Er weist Einfallswinkel von bis zu 9,4° nach SE auf und keilt nach SE aus. Der laterale Zuwachskörper entstand vermutlich parallel zum Anwachsen der Insel und ihrer Verlagerung nach SE durch die laterale Verfüllung eines Prieles.
  • Zwischen -1 m und 0 m NN (im E des Untersuchungsgebietes -2 m bis -1 m NN) folgen typische Wattsedimente, die hohe Schluff- und organische Anteile aufweisen. In den Georadarprofilen sind in diesem Bereich keine Reflexionen erkennbar, was vermutlich auf einen schnellen Schichtwechsel zurückzuführen ist, so dass es zu Interferenzen in den Georadaraufzeichnungen kommt. Der Wechsel von hydrobienreichen Lagen und Schlufflagen in LANG4 bestätigt diese Vermutung.
  • Zwischen -1m und 0 m NN (in den Bohrungen) bzw. -1m und 0,70 m NN (in den Georadarprofilen) konnten Strandsedimente identifiziert werden. Diese setzen sich in LANG 5 am rezenten Strand bis zur Geländeoberfläche fort. Auf dem heutigen Groden (LANG 1) werden die Strandsedimente von den rezenten Grodensedimenten überlagert.
  • Oberhalb von 0 m/0,70 m NN folgen in den Bohrungen LANG 2 bis 4 Dünensedimente, die in zwei Generationen unterteilt sind. Die ältere Generation wird diskordant überlagert. Dies ist entweder auf Bodenbildungsphasen zurückzuführen oder aber auf eine erosive Kappung während Sturmfluten.


Fazit:
Die Kombination von Bohrungen und Georadar hat sich als geeignet erwiesen, um den Aufbau der Insel Langeoog über die bisherigen Kenntnisse hinaus zu dokumentieren und zu verstehen. Dadurch konnten die oben aufgelisteten Entwicklungsstadien mit beiden Methoden bestätigt werden.

Die Frage nach der Entstehung der Insel konnte jedoch nicht beantwortet werden, da sich das Untersuchungsgebiet offenbar in einer ehemaligen Rinne befindet. Keine der vorgestellten Hypothesen zur Inselentwicklung konnte deshalb bestätigt werden. Dennoch belegen die Ergebnisse eine laterale Auffüllung der Rinne, die mit dem Anwachsen der Insel nach SE einherging. Dabei entstand zunächst ein Wattgebiet, auf dem sich dann ein Strand ausgebildet hat. In der weiteren Entwicklung wuchsen Dünen auf in deren Schutz sich am südlichen Rand der Insel ein Groden herausbilden konnte.

Die Erfassung des Übergangs zwischen marinen und äolischen Sedimenten ist in den Dünengebieten mit Hilfe der kombinierten Methoden möglich. Deshalb wird empfohlen, eine weitere Studie im westlicheren Teil der Insel durchzuführen und diese über ein größeres Untersuchungsgebiet zu erstrecken, um die Frage nach der Entstehung der Insel zu beantworten. Eventuell könnte am Strand und auf dem Groden, wo Georadaruntersuchungen aufgrund der hohen Leitfähigkeit des Salzwassers nicht möglich sind, eine andere geophysikalische Untersuchungsmethode, wie z. B. Seismik, eingesetzt werden. In den Dünenbereichen sollte mit verschiedenen Antennen gearbeitet werden, um verschiedene Tiefen und Auflösungen zu erreichen. Um die Faziesräume genauer zu bestimmen, könnten geochemische Analysen weitere Rückschlüsse zulassen.

Findet man eine Schichtabfolge, die nicht durch die erosive Tätigkeit von Rinnen zerstört wurde, wie sie z. B. auf Geestkernen vermutet wird, wäre dort eine Datierung der Grenze zwischen marinen und äolischen Sedimenten sinnvoll, um den Zeitpunkt des Trockenfallens und damit den Beginn der Existenz der heutigen Insel datieren zu können. Empfohlene Datierungsmethoden sind zum einen die Radiokohlenstoff-Methode (14C), die jedoch auf in situ abgelagerte Mollusken oder Pflanzen angewiesen ist und zum anderen die Lumineszenzanalyse, die eine Datierung der ungestörten Sande zulässt.

Blutchemische Parameter brütender Flussseeschwalben (Sterna hirundo) und ihre Variation aufgrund exogener und endogener Einflüsse
(Diplomarbeit Susanne Kreutzer, Februar 2007)

Diplomstudiengang Landschaftsökologie: 110 S. (Zweitgutachter)

In dieser Arbeit wurden die Einflüsse endogener und exogener Faktoren auf sieben verschiedene Blutparameter brütender Flussseeschwalben untersucht und zusätzlich die Frage bearbeitet, ob und inwieweit diese die Qualität der Brutvögel und den Reproduktionsaufwand widerspiegeln.

Während der Brutsaison 2006 wurde von Mitte Mai bis Mitte Juli 270 vorwiegend alters- und geschlechtsbekannten, brütenden Flussseeschwalben (Sterna hirundo) der Kolonie in Wilhelmshaven mit Hilfe von Raubwanzen der Gattung Dipetalogaster in der Mitte ihrer Inkubationszeit Blut entnommen. Unter ihnen befanden sich 17 Paare, die zusätzlich zu Beginn und am Ende der Inkubationszeit nach Schlupf des ersten Kükens beprobt wurden. In rund 84 % der Fälle konnte eine erfolgreiche Nahrungsaufnahme der Wanze und somit eine ausreichende Blutmenge zur Konzentrationsbestimmung von Fetten (Cholesterin und Triglyceride), Proteinen (Gesamtprotein) und Stoffwechselendprodukten (Harnstoff, Harnsäure und Kreatinin) verzeichnet werden. Darüber hinaus wurde durch Zentrifugieren der Hämatokrit bestimmt.

Die Einflüsse endogener Faktoren zeigten sich im Rahmen dieser Untersuchung besonders beim Cholesteringehalt der weiblichen Vögel und dem Parameter Kreatinin: Cholesterin zeigte als einziger Parameter einen Geschlechtsunterschied. Zusammenhänge mit dem Alter und ein vermutlicher Einfluss der Gelegegröße konnten für die Parameter Gesamtprotein, Kreatinin und das Cholesterin der Weibchen nachgewiesen werden. Als Konditionsanzeiger stellten sich der Cholesteringehalt der Weibchen und der Kreatininspiegel der Männchen heraus.

Die Einflüsse exogener Faktoren konnten an einer Vielzahl von Parametern festgestellt werden: Die Wetterfaktoren Luft- und Wassertemperatur wirkten sich dabei deutlich auf den Hämatokrit und die Konzentrationen von Cholesterin, Gesamtprotein und Kreatinin aus. Einflüsse des Niederschlags und der Windgeschwindigkeit konnten für die Parameter Hämatokrit, Triglyceride, Gesamtprotein, für das Cholesterin der Weibchen sowie sämtliche Abbauprodukte erfasst werden. Abhängig von den Gezeiten waren darüber hinaus der Hämatokrit, Gesamtprotein, Harnstoff und Harnsäure. Saisonale Effekte zeichneten sich primär für die Gehalte an Cholesterin, Gesamtprotein und Kreatinin sowie für den Hämatokrit ab. Die Tageszeit spielte für die Konzentrationen von Triglyceriden, Harnstoff und Harnsäure und bei den Hämatokritwerten eine Rolle.

Die Ergebnisse zeigen, dass sich die 7 Blutparameter größtenteils gut als Indikatoren für die Belastung der Flussseeschwalben während der Brut eignen. Neben der Möglichkeit, mit Hilfe dieser Aussagen über die Einflüsse von exogenen und endogenen Faktoren treffen zu können, gewähren sie auch einen Einblick in die unterschiedlichen Phasen der gesamten Inkubationszeit und die jeweiligen Belastungen, die die Tiere für eine erfolgreiche Reproduktion bewältigen müssen. Rückschlüsse auf die Qualität der Vögel konnten dabei nur bedingt gezogen werdne, da lediglich das Cholesterin der Weibchen und Kreatinin als sicherer Anzeiger von Alterseinflüssen und individueller Kondition dienten.