Vandløbsbiologi

Undersøg livet og økologien i et vandløb. Lær dyr og planter at kende - og undersøg deres tilpasninger til livet i det strømmende vand.

Tre elever måler vandløbet op.

Kort om forløbet

Vandløbsundersøgelser
I dette undervisningsforløb lægges der op til at lave biologiske undersøgelser af livet og økologien i et vandløb.

Kendskabet til de mange organismetyper og deres krav og tilpasninger til livet i det strømmende vand rummer mange af biologiens grundlæggende begreber. Anvendelsen af smådyrene som forureningsindikatorer er ligeledes klassiske aktiviteter i vandløbet. Desuden vil det også være oplagt at diskutere de geografiske, kulturelle og historiske aspekter omkring vandets skæbne i det danske landskab i forbindelse med forløbet (se også Matematik og Fysik i Vandløbet).

Formål med aktiviteterne

  • At eleverne får en naturnær oplevelse af vandløbets fysiske forhold og biologfiske karakteristika
  • At eleverne får kendskab til feltudstyr, prøvetagning og feltbiologisk metode.
  • At eleverne får kendskab til vandløbets dyre- og planteliv og lærer at identificere de mest almindelige arter og grupper
  • At eleverne i praksis anvender forskellige målemetoder og vurderer og sammenligner resultaterne.

Forberedelse

Forudsætninger
I klassen bør eleverne have modtaget teoretisk gennemgang om vandets kredsløb, ånding under vand, livscykler og forvandling, fødekæder, næringsstoffer, og spildevand.

Find et vandløb
Find et vandløb som egner sig til aktiviteterne. Det skal være 4 - 6 meter bredt, have god strømhastighed (gerne over 0,2 m/sek), passende dybde, så man kan gå i det med gummistøvler eller waders, let adgang, og en venlig lodsejer som har givet tilladelse.

Gruppearbejde i værksteder
Aktiviteterne kan lægges an på arbejde i mindre grupper af ca. 4 elever, som cirkulerer mellem flere værksteder. Fordel aktiviteterne/værkstederne langs vandløbet, så alle grupper kan arbejde samtidig.

Aktivitetsark - find alt her
Forløbet består af 5 aktiviteter. Hver aktivitet er beskrevet på et aktivitetsark. På arket finder du øvelsesvejledning for både lærer og elever, grejliste, resultatark, spørgsmål og beregninger. Resultaterne fra de enkelte aktiviteter kan med fordel sammenlignes og diskuteres.

I højre margin finder du aktivitetsark til:

  1. Smådyrenes levesteder
  2. Smådyrenes åndingsmekanismer
  3. Vandløbets forureningsgrad
  4. Vandløbets fysiske og kemiske forhold
  5. Interessekonflikter omkring vandløbet

De fleste aktivitetsark fylder 2 sider - og hvis du printer dem ud på begge sider, kan du dele 1 ark ud til eleverne.

Lav om
Aktivitetsarkene er skrevet i Word - og du kan gå ind og tilpasse dem til jeres å, hvis der er behov.

Færdsel og adgang
Fra 2013 er der offentlig adgang langs åer og vandløb i Danmark. Mange af vores vandløb er sårbare, så tal med eleverne om, hvordan de færdes med respekt for flora og fauna. Vær særlig opmærksom i fuglenes yngletid, så I ikke forstyrrer.

Sådan gør du

Aktivitetsark
På de 5 ark ovenfor får du vejledninger til de enkelte aktiviteter. Her står også, hvad I skal bruge, hvordan eleverne skal arbejde + beregninger og spørgsmål. Print de 5 kopiark ud - og vælg de aktiviteter ud I skal arbejde med.

Grej
Pak det grej I skal have med - evt. sammen med eleverne. Tag ud til åen - og stil værkstederne op. Gennemgå hvert værksted / aktivitet med eleverne - og sæt dem i gang.

Bearbejdning

Aktiviteterne kan bearbejdes i felten - og når I kommer tilbage på skolen. Eleverne kan aflevere en samlet rapport - enten i gruppen eller hver især.

Baggrund

Vandløbets fysiske og kemiske forhold
Vandløbets fysiske forhold har stor betydning for plante- og dyrelivet i vandet, og dermed også for kvaliteten af vandløbet.
Omgivelserne har betydning for tilførslen af spildevand og næringsstoffer.
Landskabselementer som træer, buske, lys/skygge, samt vandløbets variation i størrelse, form og snoning har betydning for antallet af levesteder (habitater og nicher) som er tilgængelige for planter, smådyr og fisk.
Strømhastigheden har stor betydning for bundsubstratet, som igen danner grundlag for dyr med forskellige tilpasninger til rindende vand (strøm og turbulens).

vandlob2-piger-maaler-klaus-peter-brodersen_0.jpg
Opmåling af vandløbets mange dimensioner. Foto: Klaus Brodersen.

 

I øvelsen kan I notere og afkrydse de observationer, I umiddelbart kan se i og omkring vandløbet. Selvom I ikke har mulighed for at måle f.eks. ilt og næringssalte, så kan I stadig sammenholde jeres observationer fra de forskellige målestationer med f.eks. øvelserne omkring smådyrenes tilpasninger til substrat, føde og forureningsindikator-værdier. Vejledninger til måling af strømhastighed og vandføring finder I her på siden LINK…

Smådyrenes levesteder og substratvalg
Der kan findes mange typer bund i vores vandløb og søer. Bundforholdene er bl.a. afhængige af strømhastigheden (vandløb), vind og bølger (søer), området omkring bredden (skov/mark), og om der kommer lys ned til vandet.


vandlob3-drenge-smaadyr-klaus-peter-brodersen_0.jpg
Smådyrene undersøges for tilpasninger til substrattype. Foto: Klaus Peter Brodersen.

 

Smådyrene er nøje tilpasset den bundtype de lever på. Dyr som lever i frisk strøm med store sten er ofte trinde, affladede, har sidestillede ben med kraftige kløer, eller huse med småsten (ballaststen). Dyr som lever i blød bund er ofte gravende og mangler fasthæftningsmekanismer.

I øvelsen skal I indsamle smådyr fra forskellige typer substrat (bundforhold). Er der en sammenhæng mellem dyrenes bygning og udseende og substratet de lever på. I kan sammenligne resultaterne fra flere forskellige lokaliteter i søen eller strækninger i åen og sammenhold dem med de fysiske og kemiske forhold, der hvor I tager prøverne (aktivitetsark LINK her).

I vandløb kan man benytte smådyrene som forureningsindikatorer og vurdere vandløbets miljøkvalitet. Det kan man IKKE i samme grad med smådyrene i stillestående vand (søer og damme). LINK til aktivitetsark: Vandløbets forureningsgrad.

Smådyrenes åndingsmekanisme
Ligesom dyrene på land, så er dyrene i vand afhængige af ilt (O2) for at kunne overleve. Ilten bruges til åndingsprocesserne (respirationen) hvor føden forbrændes og der udvikles energi til dyrets aktivitet og vækst. Ved respirationen forbrændes sukker (glucose) og der frigives kuldioxid (CO2).

C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + Energi

 

De fleste vanddyr optager ilt direkte fra vandet. Men sammenlignet med luften, så indeholder vand kun ca. 1/25 af iltmængden, samtidig med at ilten bevæger sig (diffunderer) ca. 10.000 gange langsommere i vand end i luft. Ilt bliver derfor hurtigt en mangelvare i vandløbet, og smådyrene har derfor udviklet mange forskellige tilpasninger til at optage ilt.


vandlob4-smaadyr-iltoptag_0.jpg
Vanddyrenes forskellige måder at optage ilt på.
Gennem huden, små ”gæller”, rødt hæmoglobin, ånderør, luftkammer.

 

Små og primitive dyr som f.eks. fimreorme optager ilten direkte over huden. Mange insekt-larver og -nymfer har udviklet ”gæller”, så de har en større overflade at optage ilt over. Visse dansemyggelarver og børsteorme har udviklet et rødt hæmoglobin-lignende stof som hjælper iltoptagelsen i meget iltfattigt vand. Mange vandbiller henter en luftboble med ned under vandet (fysisk gælle), og endelig er der nogle som har udviklet et ånderør (snorkel) til at optage ilt fra luften. I meget iltfattigt og forurenet vand er det kun de røde med hæmoglobin, og de som henter ilt fra luften som overlever.

I denne øvelse skal I indsamle smådyr fra ferskvand (sø og å) og bestemme de forskellige dyre-gruppers måde at optage ilt på. I kan sammenligne resultaterne fra flere forskellige lokaliteter i søen eller strækninger i åen og sammenholde dem med de fysiske og kemiske forhold, der hvor I tager prøverne (aktivitetsark LINK her).

Vandløbets forureningsgrad
Hvis man skal bedømme et vandløbs forureningsgrad, kan man bruge flere metoder. Man kan analysere vandet for plantenæringsstoffer, iltindhold og vandets iltforbrug i 5 dage (BI5). Så får man et mål for hvor meget næringsstof og spildevand der ledes til vandløbet. Man da vandet er i konstant bevægelse, er det ikke det samme vand man måler på om mandagen og om onsdagen, så pludselige hændelser og udledninger kan være svære at spore rent kemisk.


vandlob5-pige-si-klaus-peter-brodersen_0.jpg
Smådyr-arternes tilstedeværelse (makrofaunaen) afspejler, at deres minimumskrav er opfyldt. Derfor kan de bruges som forureningsindikatorer (Makrofauna-indeks). Foto: Klaus Peter Brodersen.

 

Smådyrene i vandløbet er til gengæld ret stationære, dvs. de opholder sig på samme sted i lang tid. Hvis særlige arter er til stede, afslører det derfor, at forholdene for arten har været acceptable i en længere periode. Hvis vandløbet således indeholder arter, som ellers er følsomme for forurening, så konkluderer vi, at forholdene er acceptable for den enkelte ”indikator-art”. Tilstedeværelse af mange følsomme arter, som ikke tåler forurening er derfor en god indikation. Hvis de følsomme arter mangler, og der kun er arter tilbage som tåler forurening, er det indikation på dårlige forhold.

Metoden kræver, at man gør sig umage med identifikationen af smådyrene!

Metoden kan kun i meget begrænset omfang bruges i stillestående vand (søer/damme)!

I øvelsen skal I bedømme vandløbets forureningsgrad ved hjælp af smådyrene (faunaen) i vandløbet.

I kan sammenligne resultaterne fra flere forskellige strækninger i vandløbet og sammenholde dem med vandløbets fysiske og kemiske forhold og/eller med vandløbets substratforhold. (aktivitetsark LINK her). Får I f.eks. samme forureningsgrad på stenbund og mudderbund?

Interessekonflikter omkring vandløb – Rollespil
Mennesker har altid levet med vandløbet i landskabet. Vi har også udnyttet vandløbet på mange forskellige måder. Kraften i vandstrømmen har været anvendt til vandmøller, og man byggede opstemninger til mølledamme rigtig mange steder. Senere har landbruget haft stor betydning for vandløbene, fordi vandløbets hovedformål var at lede vandet så hurtigt og effektivt væk fra markerne som muligt. Derfor blev mange vandløb rettet ud til grøfter og kanaler, og vandplanterne (grøden) blev skåret bort, så vandet uhindret kunne strømme væk. I mange jyske vandløb, hvor der løber koldt grundvand om sommeren, har man anlagt dambrug til produktion af f.eks. regnbueørreder. Desuden modtog vandløbene rigtig meget urenset spildevand. Det var heldigvis tidligere meget værre, end det er i dag.

 
vandlob5-kanalgravere.jpg
Kanalgravere.

 

De fleste mennesker holder af at opleve vandløbene i landskabet. Langs vandløbet findes en helt særlig naturtype som rummer dyr og planter, der ikke findes så mange andre steder. Vandløbene har stor betydning i friluftslivet f.eks. for lystfiskere, kanosejlere, fuglekiggere (ornitologer) og mange flere.

I øvelsen her kan I diskutere meningen, fornuften, økonomien, og relevansen af forskellige brugeres interesse i udvalgte vandløbskarakteristika.

Forslag til videre arbejde

Ud med flere naturfag
Det er oplagt at flere naturfag kan give timer til en ekskursion til vandløbet.

I kan fx med fordel koble resultater og observationer fra forløbet om vandløbets fysiske forhold sammen med de klassiske biologiske vandløbsundersøgelser.

Smådyrenes tilpasninger til strøm eller hård/blød bund er oplagt, ligesom forureningsbedømmelse vha. smådyrsfaunaen er koblet direkte til de fysiske forhold. Fx: får man mon samme indeks-værdi ved frisk strøm og stenbund, som ved svag strøm og blød bund?

Vandløbenes ilt-forhold er vigtige for livet i vandet. Hvordan er sammenhængen mellem ilt og strøm (turbulens/genluftning).

Hvem, hvad, hvor

Fag:Biologi
Klasse:7. - 9. klasse, Gymnasium
Sted:Sø og å
Årstid:Sommer, Efterår

Grej

Se kopiark.

Tid

Aktiviteterne i felten kan gennemføres på ca. en halv time.

Ved et heldagsforløb (4 timer), kan man nå flere aktiviteter. Det giver fin mulighed for metode- og resultatsammenligning. Identifikation af smådyrene kan med fordel gennemføres indendørs, hvor stereolupper og bestemmelseslitteratur lettere håndteres.

Undervisningsmål

Relation til Fælles Mål for faget biologi: Eleverne skal: beskrive ...
Relation til Fælles Mål for faget biologi:

Eleverne skal:
  • beskrive hovedtræk af vands og kulstofs kredsløb i naturen (fælles med fysik/kemi og geografi)
  • planlægge, gennemføre og evaluere enkle undersøgelser og eksperimenter i forskellige biotoper og i laboratoriet.
  • anvende enkelt udstyr til undersøgelser og eksperimenter i naturen og i laboratoriet, herunder mikroskop, stereolup samt udstyr til analyse af fysiske og kemiske forhold.
  • forklare årsager og virkninger for naturlige og menneskeskabte ændringer i økosystemer og deres betydning for den biologiske mangfoldighed
  • formulere enkle problemstillinger, opstille og efterprøve hypoteser samt vurdere resultater

Kolofon

Forfatter og foto
Klaus Peter Brodersen, biolog og naturvejleder på Rådvad Naturskole, www.naturskolerne.dk

Redaktør
Malene Bendix, koordinator for Skoven i Skolen, www.skoven-i-skolen.dk og www.udeskole.dk.

Støtte
Materialet er en del af Skoven i Skolens delprojekt "Naturfag i Naturen", som er støttet med tilskud fra Aage V. Jensens Naturfond.