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Multimedia: Beschreibung der interaktiven Animationen

Überdüngung eines Gewässers

Ein idyllisch-verträumter See am Waldesrand: Hier scheint die Natur noch in Ordnung zu sein … Doch plötzlich fährt ein Lastwagen vor und leitet Abwässer in den See! Welche Folgen diese unkontrollierte Phosphor- und Stickstoffzufuhr für das biologische Gleichgewicht des Sees hat, kann hier interaktiv erkundet werden.

Animation Überdüngung eines Gewässers starten

Ein idyllischer See stellt den Ausgangspunkt der lehrreichen Animation dar.



Funktionsweise der interaktiven Animation

Die interaktive Animation beginnt an einem kleinen See, der die Heimat vieler Pflanzen und Tiere darstellt. In verschiedenen Episoden werden dem Benutzer die Gefahren der Überdüngung nahegebracht. An zwei Schlüsselszenen kann interaktiv in die Animation eingegriffen werden.

Detailansicht der interaktiven Animation: ein Blick in die Unterwasserwelt

Pflanzen und Algen stehen am Anfang der Nahrungskette im See.

Chronologischer Ablauf der Animation

Am Anfang der Nahrungskette stehen Pflanzen und Algen. Normalerweise befindet sich die Produktion, und was davon konsumiert wird, im Gleichgewicht. Doch plötzlich wird das harmonische Naturidyll gestört: Ein Lkw nähert sich und parkt direkt vor dem See! Nun muss der User in die interaktive Animation eingreifen, indem er auf die Ladefläche des Lastwagens klickt. Der Fahrer kippt darauf hin seine Industrieabwässer in den See!

Durch diesen unbegrenzten Vorrat von Stickstoff und Phosphor steigt die Produktion der Konsumenten - eigentlich ein Schlaraffenland für die Konsumenten! Aber sie kommen gar nicht mehr nach mit der "Ernte". Das Überangebot an Nährstoffen führt zu einer Überwucherung des Sees mit Algen. Aber auch Algen leben nicht ewig …

Um den nächsten Schritt der Animation auszulösen, muss man auf den dicken Algenteppich klicken, der sich an der Oberfläche des Sees gebildet hat. Das absterbende Algen-Material sinkt zu Boden. Nun beginnt eigentlich ein Fest für die Destruenten! Sie müssen "Extraschichten fahren", um die toten Algen zu zersetzen. Extrem viel Sauerstoff wird dabei verbraucht. Sind die Zersetzer mit der riesigen Masse überfordert, entstehen außerdem Faulgase.

Detailansicht der interaktiven Animation: Ein Mann kippt einen Fass Nitrat in den See.

Um die interaktive Animation fortzusetzen, muss auf die Ladefläche des Lastwagens geklickt werden.

Der Sauerstoffmangel, der somit durch die Überdüngung verursacht wird, ist die eigentliche Katastrophe. Fische und viele andere Seebewohner ersticken. Da durch die Zersetzung wieder ein Großteil der Nährstoffe ins Wasser gelangt, kann es einige Wachstumszyklen dauern, bis sich wieder ein Gleichgewicht zwischen Produzenten und Konsumenten einstellt.

Gesetzliche Maßnahmen gegen die Wasserverschmutzung wie eine Begrenzung des Phosphatgehaltes in Waschmitteln und ein Düngeverbot in Wasserschutzgebieten sind also unverzichtbar, will man die Vielfalt der Gewässer erhalten.

Weiterführende Informationen

Oligotrophe und eutrophe Seen

Seen unterscheiden sich oft in ihrem Nährstoffangebot und damit auch in ihrer Produktivität. Hoch gelegene Gebirgsseen sind zum Beispiel meist sehr nährstoffarm. Seen im Flachland dagegen sind häufig sehr nährstoffreich, da hier eher durch Abwässer und Landwirtschaft, aber auch auf natürlichem Wege - durch Bäche, Tiere und Pflanzen - Phosphor und Stickstoff eingetragen werden. Die Menge und Vielfalt der Seebewohner hängt direkt von der Konzentration dieser Nährstoffe ab. Manche Arten kommen nur in besonders nährstoffreichen Gewässern vor, andere haben sich auf nährstoffarme spezialisiert.

Detailansicht der interaktiven Animation: Der See ist mit einer dicken Algenschicht überzogen.

Durch die unkontrollierte Überdüngung kann ein See umkippen.

Seen, die nährstoffarm sind, nennt man oligotroph. Man erkennt sie am klaren, blauen Wasser. Seen, deren Wasser grün und trübe ist – aufgrund des hohen Planktonwachstums – sind meist reich an Nährstoffen. Man bezeichnet sie als eutroph.

Einfluss der Wassertemperatur

Die Nährstoffe sind meist ungleichmäßig im See verteilt – abhängig vor allem von der Wassertemperatur. Durch zunehmende Erwärmung wachsen mehr Pflanzen und Algen und als Folge auch mehr Tiere, die sich von ihnen ernähren. Phosphor wird dabei dem Wasser oder dem Boden entzogen und von den Pflanzen gebunden. Später, im Herbst, nimmt die Stickstoff-Konzentration zu. Dafür ist die Zersetzung von totem Pflanzen- oder Tiermaterial verantwortlich.

Gefahren durch Überdüngung

Dieser natürliche Kreislauf wird gestört, sobald von außen zusätzlicher „Dünger“ zugeführt wird. Aus der Landwirtschaft, durch Industrie- und Haushaltsabwässer und über verschmutzte Luft gelangen zusätzliche Nährstoffe ins Wasser. Es kommt zu einer Überdüngung, der Eutrophierung. Auch die vermehrte Nutzung von Seen spielt dabei eine Rolle: Sedimente, in denen Phosphor lagert, werden aufgewirbelt und der Phosphor im Wasser gelöst.

Detailansicht der interaktiven Animation: Querschnitt des Sees, der mit einer dicken Algenschicht überzogen ist.

Auch in dieser Szenerie ist der Eingriff des Benutzers notwendig: Durch Klicken auf den Algenteppich sinken dessen absterbende Bestandteile zu Boden.

Eine verheerende Kettenreaktion

Am Anfang profitieren auch die Wasserpflanzen von den zusätzlichen Nährstoffen, genauso wie sämtliche Tiere, die sich von den verstärkt wachsenden Pflanzen und Algen ernähren. Bald wird der Algenteppich in der obersten Wasserschicht aber so dicht, dass immer weniger Licht nach unten dringt. Die Pflanzen der Tauchblattzone können keine Fotosynthese mehr betreiben; sie sterben ab.

Das Umkippen eines Sees

Nun findet am Seeboden die Zersetzung der abgestorbenen Pflanzenteile statt. Bei diesem Abbauprozess werden große Mengen Sauerstoff verbraucht. Der Seeboden wird aufgrund des Sauerstoffmangels für viele Tiere zunehmend unbewohnbar.

Ist es zudem sehr warm, kann auch der Sauerstoff aus der Luft nicht mehr im Wasser gelöst werden. Selbst die oberen Schichten enthalten dann immer weniger Sauerstoff. Auch die Algen an der Oberfläche leben nicht ewig. Wenn sie im Hochsommer ebenfalls absterben, wird bei ihrer Zersetzung noch mehr Sauerstoff verbraucht – im Extremfall so viel, dass der ganze See „umkippt“. Das heißt, das Wasser ist dann so arm an Sauerstoff, dass die Seebewohner regelrecht ersticken. Es kommt zu einem Massensterben.

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