Søen som økosystem - Kirsten Hyldahl Pedersen's Blog Web viewI sensommeren er der ofte mangel på nitrat i mange eutrofe søer over springlaget og det betyder en stor...

Søen som økosystem- Ekskursionens betydning for læring

0

Fag: Biologi Eksamensmåned og - år: Juni 2010

Studienr.: Stamhold:

Søjle: Navn:

a260198 26.8 C Kirsten Hyldahl Pedersen

a260020 26.8 C Karsten Ellehauge Bech

Underviser: Steffen Elmose UCN-læreruddannelsen maj 2010Biologieksamen

IndholdIndledning (Kirsten)...................................................................................................................................2

Problemformulering (Fælles).....................................................................................................................2

Opgavens opbygning (Kirsten)..................................................................................................................2

Teori (Kirsten)...........................................................................................................................................3

Forskellige søtyper.................................................................................................................................3Den klarvandede eutrofe sø...............................................................................................................3Den eutrofierede sø med ringe sigtedybde.........................................................................................3Den klarvandede oligotrofe sø...........................................................................................................3Den brunvandede dystrofe sø.............................................................................................................4

Næringssalte i vandet.............................................................................................................................4Fosforkredsløb i vand........................................................................................................................5Nitrogenkredsløbet.............................................................................................................................5

Fødekæder..............................................................................................................................................7Næringssaltes betydning for fødekæden............................................................................................8

Beskrivelse af undersøgelsesstationer (Karsten).......................................................................................8

Metode (Karsten).......................................................................................................................................9

Resultater (Karsten).................................................................................................................................10

Faglig diskussion (Karsten).....................................................................................................................10

Ekskursionens betydning for læring (Karsten)........................................................................................12

Beskrivelse af undervisningsplan(Kirsten)..............................................................................................15

Konklusion(Karsten)................................................................................................................................15

Perspektivering(Karsten).........................................................................................................................16

Litteraturliste............................................................................................................................................17

Bilag 1 – Undervisningsplan(Karsten).....................................................................................................18

Søen som økosystem – Ekskursionens betydning for læring 1


IndledningDanmark har mange søer, som landskabs- og naturmæssigt spiller en stor rolle. Desværre er

vandkvaliteten i størstedelen af vores søer ringe, da vandet ofte er uklart og artsrigdommen blandt

planter og dyr generelt er lille. I perioder er der store mængder af blå-grønalger som kan ligge sig i

tykke lag på vandoverfladen, men planterne på søbunden er forsvundet, eller deres udbredelse er kraftig

reduceret i mange søer. Fiskebestanden er som regel stor og domineret af fredfisken, herunder skaller

og braser. De fleste fuglearter, som er tilknyttet søerne findes kun fåtalligt, da fødemulighederne er

begrænsede. Den ringe vandkvalitet skyldes ofte en for stor tilførsel af næringssalte som fosfor og

nitrogen.

I forhold til at forbedre vandkvaliteten er der gennem de sidste 20-30 år foretaget store investeringer for

at begrænse tilførslen af næringssalte, ikke mindst fra byernes spildevand. Således har en del søer fået

lavere indhold af fosfor. I nogle tilfælde har dette medført bedre vandkvalitet, men dette er desværre

ikke altid tilfældet. Grunden til denne beskedne effekt kan skyldes at reduceringen ikke har været stor

nok til at ændre tilstanden tilstrækkeligt.

ProblemformuleringI denne opgave vil vi undersøge de abiotiske og biotiske forhold i to forskellige søer, for på baggrund

at dette konkluderer på typen af fødekæder. Vi vil desuden se på hvorfor ekskursioner er vigtige i

biologiundervisningen, og hvorledes disse begrundes fagligt og læringsmæssigt.

Opgavens opbygningOpgaven er opbygget således, at vi først vil redegøre for teorien bag søtypebestemmelse og

næringssaltes betydning for søen og dens fødekæde. Vi benytter Ivar Cornelius Petersens teorier om

sammenhængen mellem søtyper, næringssalte og fødekæder. Vi vil også benytte S.E. Abrahamsens

makro-index metode. Efterfølgende vil vi se på hvordan man kan planlægge og gennemføre en

ekskursion til en sø, i dette tilfælde Østerådalen. Vi vil efterfølgende bearbejde vores resultater af vores

ekskursion og diskutere dem i forhold til teorien. Yderligere vil vi redegøre for ekskursionens

betydning i forhold til Illeris læringsbegreb og give et eksempel på et undervisningsforløb til en 7.



klasses arbejde med søen som økosystem. Afsluttende vil vi svare på opgavens problemformulering på

baggrund af førnævnte teorier og diskussioner.

Teori

Forskellige søtyper

Vi vil i det følgende komme ind på fire forskellige hovedtyper af søer. Der er forskellige egenskaber

ved en sø, som er afgørende for hvordan søen ser ud. Vandets indhold af forskellige næringssalte har

afgørende betydning for søen, og man benævner derfor søer som eutrofe eller oligotrofe. Ligeledes

kategoriseres søerne som sure, neutrale eller alkaliske alt efter indholdet af brintioner og opløst kalk.

Desuden kaldes en sø der indeholder mange humusstoffer en dystrof sø.1

Den klarvandede eutrofe sø

Denne hovedtype har et rigt dyre- og planteliv med rankegrøde og bundgrøde, da solens stråler kan nå

langt ned i vandet. Vandet er neutral – basisk pga. et højt kalkindhold. Næringssaltende bliver opbrugt i

løbet af sommeren, og derfor er der stort set intet planteplankton i sensommeren, hvilket vil sige at

søen har en god omsætning og iltproduktion.2

Den eutrofierede sø med ringe sigtedybde

Søen har et højt indhold af næringssalte, hvilket betyder at der er en stor algevækst og derfor ringe

sigtedybde. Der er plantevækst på lav vand, men på bunden er der ingen plantevækst. Dette betyder at

den store tilførsel af organisk stof som kræver ilt til nedbrydning resulterer i, at der ikke er nogen

iltproduktion. Der er typisk åkander, da disse får ilt fra luften gennem flydebladene.3

Den klarvandede oligotrofe sø

Søen har relativ lav PH, ofte under 5 pga. et meget lavt indhold af næringssalte og kalk. Dette resulterer

i at kulstofkilden til fotosyntese er CO2 i stedet for HCO3-, hvilket kun få planter kan udnytte.

Vegetationen er ret sparsom, men den kan vokse på dybt vand. 4

1 De ferske vande s. 92 Ibid. s. 10.3 Ibid. s. 11.4 Ibid. s. 12



Den brunvandede dystrofe sø

Søens vand er brunt pga. humusstoffer, hvilket betyder at der er ringe sigtedybde. Denne søtype er ofte

næringsfattig da grunden til at der er mange humusstoffer skyldes, at vandet er meget surt så den

bakterielle nedbrydning bliver ufuldstændig. På bunden er der ofte ingen panter, men der ophobes

organiske rester. Søen vil ofte danne hængesæk af især spagnummos. Den brunvandede sø kan i

sjældne tilfælde findes i alkalisk form med grundvandskontakt, således at der er kalk i vandet, men pga.

de store mængder af nedfaldende balde fra den omgivende skov, kan nedbrydningen forblive

ufuldstændig. Her er der en god bredvegation, men ingen bundvegetation.5

Udover de nævnte hovedtyper kan der nævnes skovdamme, vandhuller og moser. Vi kan på baggrund

af ovenstående se at forskellige faktorer spiller ind i forhold til hvilken hoved type sø der er tale om.6

Næringssalte har blandt andet en stor betydning for søens tilstand, hvilke vi vil uddybe nærmere i

følgende afsnit.

Næringssalte i vandet

Hydrogencarbonat og calcium findes i de højeste koncentrationer i ferskvand, og har betydning for

artsantal og artssammensætning inden for forskellige plante – og dyregrupper. Disse har til gengæld

ikke særlig stor betydning for produktion af især fytoplanktonet, da de forekommer i store

koncentrationer i forhold til algernes vækst i modsætning til stoffer som f.eks. fosfat, ammonium og

nitrat som er de begrænsende faktorer. Forsyningen af næringssaltene fosfor og kvælstof er

begrænsende for den hastighed hvormed planterne kan vokse, og for den maksimale biomasse som

udvikles. Den øgede tilførsel af specielt fosfor og kvælstof til de danske vandområder har medført

væsentlige ændringer i miljøstanden de sidste 100 år. Ændringerne har man især kunne observere i

søer, hvor der er sket store opblomstringer af fytoplankton, dårlige lysforhold, iltsvind, tilbagegang for

bunddyrene og tilfælde af fiskedød. Man har derfor været meget interesseret i hvordan man effektivt

kan nedbringe belastningen og forbedre kvaliteten af miljøet, dette er der kommet en vandmiljøplan I

og II ud af. Vi vil i det følgende gøre rede for fosfors og kvælstoffets kredsløb og til sidst sammenholde

disse med vandmiljøplanerne.7

5 Ibid. s. 126 Ibid. s. 127 Ferskvands Økologi s. 29-30



Fosforkredsløb i vand

I naturen findes fosfor i form af fosfat PO43-, da denne ion

både kan binde sig til organiske og uorganiske forbindelser.

Planterne optager fosfatet via vandet hvori det er opløst i

mindre mængder, således indbygges det i plantens eget væv.

Fosfaten er bundet så længe det er i organismen. Ædes

planten af en planteæder, indbygges fosfatet i dennes DNA

eller i knoglerne. Når planten eller dyret dør nedbrydes de af

bakterier og fosfaten frigøres igen i de frie vandmasser og

således kan en ny cyklus tage sit udspring. Fosfat kan

desuden bindes som et tungopløseligt salt på søbunden hvor

det senere kan blive frigjort.

Døde blade og lignende fra skovens træer tilfører søen mere fosfat, hvorimod fiskeren, fiskehejren og

isfuglen fjerner noget via de fisk de fjerner fra økosystemet. Nedenfor kan man se en model af

fosforkredsløbet (P-kredsløb i vand). 8

Nitrogenkredsløbet

Nitrogen indgår i mange af organismernes vigtige stoffer, herunder DNA, ATP og protein. Nitrogen

findes i naturen på mange forskellige former og de organismer der indgår i nitrogens kredsløb har vidt

forskellige formål med at omsætte nitrogenforbindelser. Når planterne vokser optager de nitrat evt.

ammonium fra vandet og indbygger disse i deres egne molekyler. Nitrogen eksisterer i planten i form

af protein eller DNA. Når et dyr æder planter forbliver Nitrogen på organisk form. Når de levende

organismer dør, nedbrydes de af bakterier og svampe ved respiration. Det Nitrogenholdige

affaldsprodukt fra denne proces er ammoniak NH3+ og det organiske nitrogen er blevet mineraliseret.

Den dannede ammoniak kan optages af planterne eller det kan blive omdannet til nitrit af nitrificerende

bakterier. De nitrificerende bakterier udnytter at ammoniak er en energirig forbindelse som ved

respiration omdannes til nitrat, denne proces kalde nitrifikation.9

Nitrifikation

8 Natursyn – økologi til B-niveau s. 379 Ibid. s. 40


Figur 1 viser fosfors kredsløb i en sø. Fra Natursyn – økologi til B-Niveau s. 37


Den nedbrydningsdannede ammoniak (NH3+) iltes hurtigt videre til nitrit (NO2

-) og derefter til nitrat

(NO3-). De mikroorganismer som indgår i processen obligat aerobe, hvilket betyder at de skal leve et

iltholdigt miljø for at kunne eksistere. Processen varetages af to typer bakterieslægter nitribakterierne:

Nitrosomonas ognitratbakterierne Nitrobacter. Først oxyderes ammonium til nitrit af Nitrosomonas,

hvorefter nitrittet oxideres videre til nitrat af bakterier fra Nitrobacter slægten. De nitricerende bakterier

er kemoautotrofe organisme, hvilket vil sige at de oxidere uorganiske stoffer for at skaffe energi til

opbygningen af deres egne organiske stoffer. Kemosynten har således mange fælles træk med

fotosyntesen.10

Denitrifikation

Ved nitrifikationen dannes nitrat som planterne kan optage eller så kan de udvaskes fra planternes

rodzone. Desuden kan der ske en denitrifikation, hvor nitrat ved reduktion omdannes til luftformigt

Nitrogen eller N2O (lattergas- dinitrogen-oxid).

Denitrifikation kræver aerobe forhold, nitrat og organisk stof. Der er her tale om anaerobe

nitrifikationsprocesser der kan betegnes som anaerobe respirationsprocesser, hvor nitratet bruges som

oxydant i fravær af frit ilt. Organismerne som står for denitrifikationen er bakterier fra slægterne

Pseudomonas, Bacillus og Micrococcus. Denitrifikation foregår især i fugtige jorder med dårlig

iltforhold11.

Denitrifikationen bevirker ikke en eutrof sø således at den igen bliver oligotrof, da denne søtype også

er kulturpåvirket, og at der udover nitrogenholdige næringssalte og tilføres fosfat. Både nitrat,

ammoniak og fosfor er en forudsætning for algevæksten, så hvis nitrat er den begrænsede faktor vil det

hæmme algevæksten.

Nitrogenfiksering

Når søen mangler næringssalte i form af nitrat opstår der en ny form for algevækst, nemlig

blågrønalger. Blågrønalger kan fiksere luften frie nitrogen N2, og indbygger det i cellens molekyler.

Blågrønalger kan derfor klare sig uden nitrat, bare der er rigeligt med fosfat i vandet og temperaturen er

over 20 celsius. I sensommeren er der ofte mangel på nitrat i mange eutrofe søer over springlaget og

det betyder en stor opblomstring af blågrønalger. Dette fænomen kaldes vandblomst.

10 Økologi og naturforvaltning s. 97 11 Ibid.



Årligt tilføres der en lille mængde nitrat og ammoniak via tordenvejr hvilket skyldes de elektriske

udladninger. Yderligere fordamper en del ammoniak fra landbrugets gylletanke. Ligeledes bidrager

nitrat fra spildevand og landbrugets afdækning af marker til næringstilførslen af de ferske vande.

Nitrogen tilføres også via løvfald. Desuden fjernes der nitrogen fra økosystemet ved at der fiskes og

vandløbe der føre bort fra søen.12

Figur 2 viser N-kredsløbet i en sø. Fra Natursyn – økologi til B-Niveau s. 40. Obs. Nitrifikationen er ikke illustreret korrekt. Se afsnittet ”Nitrifikation”.

Fødekæder

I søernes åbne vand omfatter græsningsfødekæden i forenklet form fire

hoved niveauer. Det første niveau består af planteplanktonet, hvor

organisk materiale er bygget op via næringsstoffet og lys. Det andet led

er dyreplanktonet, der stort set kun lever af planteplankton. Tredje led er

de dyreplanktionædene fredfisk og det sidste led består af rovfisk. Det

skal understreges at der yderligere indgår forskellige andre

organismetyper i fødekæden på forskellige niveauer, herunder bakterier,

ciliater, rovlevende invertebrater. I næringsrige søer dominerer

12 Natursyn – økologi til B-Niveau s. 42-43


Figur 3 viser en fødekæde. Fra Danske søer og deres restaurering s.16


planteplankton- og fredfisk, mens biomassen af rovfisk og dyreplankton er lille. Mængden af

planteplankton i disse søer begrænses derfor kun i ringe grad af dyreplankton.

Næringssaltes betydning for fødekæden

Fiskenes sammensætning ændres markant ved indholdet af næringsstoffer. Aborre dominerer i de

næringsfattige søer, mens skallen og brasen (fredfisk) dominerer ved højt indhold af næringssalte. I de

næringsfattige søer er der ofte mange planter på søbunden og da aborren er bedre tilpasset livet mellem

planterne end skalle og brasen, så har aborren dominans i disse søer. Desuden konkurrerer unge

aborrer, skaller og brasen om føde, og her er aborren stærkt overlegen mellem planterne i forhold til de

andre, men det er omvendt på åbent vand. Aborren har derfor i næringsfattige søer god mulighed for at

nå rovfiskestadiet, der typisk nås i 2-3 års alderen ved en længde over 12-15 cm. Indtil den når dette

stadie lever den af søens smådyr.

I næringsrige søer er plantemængden på bunden lille og ligeledes er rovaborrens andel. Gedde og

sandart bliver i stedet dominerende rovfisk i nogle søer, men de er ikke så virkningsfulde i forhold til at

kontrollere fredfiskene som aborren. Sandart fanger sit bytte ved lugte og sidelinjesansning, hvilket

giver den gode livsbetingelser i uklare søer. Sandart dog ofte en uheldig virkning på fiskebestanden,

idet den fremmer brasen på bekostning af skalle, da sandart har en snævert svælg, kan den ikke så nemt

æde brasen, da den er højrygget. Brasen har en mere negativ indvirkning på vandets klarhed end skalle,

da brasen søger føde på bunden, så der hvirvles materiale op i vandet og indholdet af partikler øges i

vandet, samt at der frigives næringssalte. Gedden er trives bedst i små næringsrige søer med en

veludviklet rørskov, da denne giver dem gode opvækstmuligheder i de første leveår.13

Beskrivelse af undersøgelsesstationerUndersøgelsesstationerne er placeret ved to forskellige søer lokaliseret i Østerådal i Aalborg. Området

er fredet, og der er ikke landbrug eller anden større mulighed for næringsstofbelastning.

Sø 1 er en større sø på ca. 79.200 m2 og en maxdybde på 10-12 meter. Der findes enkelte bælter af siv

langs land, samt et område på ca. 4800 m2 der er helt dækket af siv i den sydlige ende af søen. Vandet

er meget klart med en god sigtedybde. Bunden består af en blanding af kridt, ler og sand. Der er mange

vandplanter, der både dækker bunden, samt rækker op i vandsøjlen. Søen er omkranset af engarealer,

13 Danske søer og deres restaurering s.16



en å og to mindre søer, men står ikke i

forbindelse med hverken å eller søer.

Undersøgelserne er foretaget mellem to

sivbælter direkte fra land.

Sø 2 er en mindre sø på ca. 550 m2 og en

maxdybde på 1 meter. Søen er omkranses af et

bælte af siv, som dækker det meste af søen.

Vandet er forholdsvis uklart. Bunden er mudret

og der er ingen eller kun få planter. Gennem en

smal kanal er søen forbundet med to mindre

søer, som er omkranset af træer og anden

vegetation. Undersøgelsen er foretaget i et

område på ca. tre meter hvor der var et hul i

sivbæltet, og en form for bro, som gjorde det

muligt at nå et stykke ud i søen. Undersøgelsen

af denne sø er foretaget af en anden gruppe.

Metode Iltmætningsprocent

Måles ved undersøgelsesstationen med en iltmåler. Der måles ca. 10 cm. under

vandoverfladen.

pH

pH er målt ved søen med indikatorpapir, samt i en vandprøve hjemme i laboratoriet med et

pH-meter.

Hårdhed, nitrit, nitrat, fosfat, Total N og ammonium

Måles ved hjælp af et ”water Laboratory” fra Riedel-deHaën.

Temperatur

Temperaturen er målt med et almindeligt termometer ca. 10 cm. under vandoverfladen.

Dyr


Figur 4 viser Østerådalen og de to søer. Billedet er fra Google Earth


Indfanges med net.

Resultater

Målinger er foretaget august 2008.

Faglig diskussionSø nr. 1 er alkalisk da pH er over 7. Dette skyldes formodentlig bundens høje indhold af kridt, som

frigiver opløst kalk til vandet, og derved påvirker pH-værdien. Dette kan også ses i vandets hårdhed der

er > 37,5°e. Det målte indhold af nitrit er stort set 0 mg/L hvilket skyldes at nitratbakterier omdanner

nitrit til nitrat med det samme, med mindre iltkoncentrationen er meget lav. Da indholdet af ilt stort set

er 100 % i sø nr. 1 vil der derfor ikke findes frit nitrit i vandet. Fosfat indholdet er 0 mg/L hvilket

formodentlig skyldes at fosforpuljen er opbrugt af planter og planteplankton. Fosfat er derfor den

begrænsende faktor for væksten af planter og planteplankton. Nitratindholdet i sø nr. 1 er 25 mg/L og

total kvælstof er 2,3 mg N/L. Ammoniumindholdet er stort set 0 mg/L, hvilket skyldes at det omdannes

til nitrat hvis der er rigeligt med ilt i vandet, hvilket er tilfældet.

I sø nr. 2 er pH tæt på neutral, hvilket formodentlig skyldes en anden bundsammensætning end sø nr. 1.

Der er intet frit nitrit i vandet, hvilket skyldes at det er omdannet til nitrat, da søen er overmættet med

ilt. Nitratindholdet er forholdsvist stort, hvilket kan skyldes tilførsel fra de mindre søer og kanalen, som


Målinger Sø nr. 1 Sø nr. 2

pH 8,5 7,5

NO2 (nitrit) ≤ 0,02 mg/L ≤ 0,02 mg/L

PO4 (fosfat) 0 mg/L 0,5 mg/L

NO3 (nitrat) 10 mg/L 25 mg/L

Total N 2,3 mg N/L 5,7 mg N/L

NH4 (ammonium) < 0,05 mg/L <0,05 mg/L

Hårdhed (CA++) > 37,5°e >37,5°e

O2 99 % 103 %

Temperatur 18 °C 18 °C

Sø nr. 1 Sø nr. 2

Dyr SnegleKrebsdyrSlørvingerDøgnfluerVårfluerDovenfluerVandbillerVandmider

SnegleVandnymferVandtægerVårfluer

Planter TagrørSv. VandaksVandaksVandranunkel

Tagrør


er overdækket med træer. Nedfald af grene og blade, tilfører både fosfat og nitrat til søen.

Fosfatindholdet er lavt, hvilket skyldes af fosforpuljen er ved at være opbrugt af planteplankton.

Sø nr. 1 er mindre næringsbelastet end sø nr. 2. Dette skal dog ses i forhold til søens størrelse. Søerne

kan have samme næringsbelastning, men grundet størrelsen af sø nr. 1 er den ikke så påvirkelig som sø

nr. 2 som ikke har nær det samme vandvolumen. Temperaturen er målt til 18 °C i begge søer, men i sø

nr. 1 vil der være et væsentligt temperaturudsving. Dette skyldes søen størrelse og dybde. Ved bunden

på de dybeste partier vil der være en rimelig konstant temperatur omkring de 4-5 °C, mens

overfladevandet vil have en skiftende temperatur som går ned til ca. 6-7 meters dybde hvor springlaget

vil befinde sig i sommerhalvåret. Springlaget gør at der vil være iltrigt vand til stede hele sommeren,

hvilket giver muligheder for at søen har en bestand af større fisk, som for eksempel aborre, gedde,

skalle og lignende. I sø nr. 2 gør den ringe dybde at temperaturen vil være ens i hele søens dybde.

Derved opvarmes vandet i løbet af sommeren, og der vil være chance for lave iltkoncentrationer. Dette

samt den forholdsvis store mængde næringsstoffer giver mulighed for perioder med lidt eller ingen ilt i

vandet. Søen er derfor ikke levested for større fisk, mens mindre arter som for eksempel karusse, der

kan klare meget lave iltkoncentrationer, formodentlig trives, da der er lille eller ingen predation.

Sø nr. 1 har mange krebsdyr. Disse kræver rent vand. Især slørvinger og døgnfluer kræver rent og iltrigt

vand. Ved at benytte S.E. Abrahamsen makro-index metode kan man se at der er 8 nøglegrupper,

hvoraf flere kræver rent vand. Søen får derfor et indextal på 8, som viser at den økologiske vandkvalitet

er meget god. Sø nr. 1 har desuden et rigt planteliv, hvor vandaks og vandranunkel, som kræver rent

vand, for at solens lys kan nå bladene. Planterne er med til at holde på næringsstofferne, og giver skjul

til dyreplankton og små rovfisk. De er derfor med til at forbedre vandkvaliteten. Sø nr. 2 indeholder

kun få dyrearter. Herunder snegle, vandtæger og vandnymfer og vårfluer. Der er desuden inden

vandplanter, andet end tagrør, som ikke indgår i makro-index bestemmelsen. Vandet var også lettere

grønligt. Ifølge makro-index metoden får søen derfor et indextal på 4, som er ret dårlig økologisk

vandkvalitet.

Der vil opstå to forskellige typer fødekæder i søerne. I sø nr. 1 vil der opstå en fødekæde, hvor

rovfiskene vil predatere på fredfiskene. Dette holder mængden af fredfisk nede, og derved vil

predatortrykket på dyreplankton holdes ned. Dyreplanktonet predatere igen på planteplanktonet og

holder denne nede, hvorved søen forbliver klarvandet. Når søen er klarvandet, fremmes planternes

vækst, hvilket igen fremmer mængden af dyreplankton og små rovfisk, der kan søge skjul blandt



planterne. Planterne er også med til at binde næringsstofferne, hvilket igen holder bestanden af

planteplankton nede. I sø nr. 2 vil der kun være få eller ingen rovfisk, hvorved fredfiskene uhindret kan

predatere på dyreplanktonet. Dette får mængden af dyreplankton til at falde, og der vil derfor være

store opblomstringer af planteplankton. Dette gør søen uklar, hvilket igen gør det svære for rovfiskene

at finde føde, samt der vil ikke nå lys ned til planterne som dør. Derved frigøres der næringsstoffer, og

dyreplankton og små rovfisk kan ikke finde skjul.

Ekskursionens betydning for læring

Hvor man tidligere drænede søer for at give landbrugsjord, er man nu begyndt at genskabe mange sø-

og moseområder. Derfor bliver søer en habitattype som bliver mere almindelig i det danske landskab.

Eleverne vil derfor støde på begrebet ”sø” både i medierne, hvor forskellige parter i den danske

naturdebat, vil komme med udsagn for og imod genskabelsen, men også som et møde ude i naturen.

Traditionelt har ekskursioner i biologi ofte haft til formål at undersøge et vandløb. Mængden af

vandløb har gjort at de fleste skoler har haft et inden for kort afstand, og det har derfor været naturligt

at bruge dette til ekskursioner. Netop genskabelsen af mange søer, gør at de fleste skoler nu får

mulighed for at bruge disse til ekskursioner. Praktisk arbejde kan virke som motiverende faktor, da

eleverne får nogle konkrete ting i hånden. Blandt andet har Nordlabprojektet lavet en undersøgelse, Fra

oplevelse og iagttagelse til læring14. Her beskriver de i deres konklusion nogle generelle træk, som

gælder for betydningen af praktisk aktivitet i undervisningen. F.eks. kan elever og kursister godt lide

kombinationen af teori og praktiske aktiviteter, da dette øger interessen og skaber motivation for emnet

i det pågældende undervisningsforløb. Endvidere var nogle af kommentarerne i evalueringerne, at i og

med at man bruger flere sanser hjælper dette forståelsen.15 Kommentarerne lød f.eks. således; ”- Man

engagerer sig mere når man får arbejdet præsenteret gennem flere sanser, det gør det mindre kedeligt,

tørt.”- Man husker bedre, når man har oplevelser”. ”- Det var mere nærværende, noget der kommer mig

ved”.”- Fordi man har set det, ikke bare billeder og overheads”. ”- Det er noget andet at opleve tingene

selv og sjovere at bevæge sig end at sidde på en stol i 2 timer”.16 Ekskursionen forventes således at skabe

14 http://nordlab.emu.dk/projekter/pro12/index.html15 Ibid. s.12.16 Citat: Ibid s. 12.



en form for engagement og elevmotivation som kan bidrage til, at der kan finde læring sted i

undervisningen.

En ekskursion er en timekrævende og økonomisk dyr aktivitet. Der skal derfor gode argumenter til, for

netop at fremhæve at der skal bruges penge og timer på en tur til en sø, frem for en billigere og effektiv

klasseundervisning. Et vigtigt argument findes i selve formålet med

biologiundervisningen; ”formålet med undervisningen er at eleverne

tilegner sig viden om…..” Det at eleverne skal tilegne sig viden, altså lære,

er et centralt dogme i folkeskolen, og derfor også i faget biologi. Derfor er

det netop læringspotentialet i ekskursioner der er en hovedpointe. Ifølge

Knud Illeris er al læring omfattet af tre dimensioner. Den kognitive, den

psykodynamiske og den samfundsmæssige dimension. Læringen er spændt

ud mellem disse tre poler (se figur 1)17.

Denne opfattelse bygger på, at menneskets læringsberedskab er en

integreret del at dets potentiale til livsudfoldelse, og som udgangspunkt er

lystbetonet.

Selve læringen er en proces, der altid involverer en kognitiv, en psykodynamisk og en social og

samfundsmæssig dimension. Den omfatter altså både en direkte eller medieformidlet samspilsproces

mellem eleven og dets materielle og sociale omgivelser, samt en indre psykisk tilegnelsesproces18.

Samspilsprocesser udgør læringens ”råstof”, og kan have karakter af henholdsvis perception,

formidling, oplevelse, imitation, virksomhed eller deltagelse. Disse skal dog ikke opfattes som adskilte

muligheder, men som et kendetegn ved samspilsprocessen, hvor den enkelte karakter kan være mere

eller mindre fremtrædende i situationen. Den indre psykiske tilegnelsesproces udvikles dels på

kognitive strukturer og dels på psykodynamiske mønstrer. Det at disse ”væves” sammen indebærer, at

de erkendelsesmæssige strukturer altid er følelsesmæssig besat, og de følelsesmæssige mønstrer

indbefatter erkendelsesmæssige momenter. De indre psykiske processer kan overvejende være af

kumulative, assimilative eller akkomodative karakter. Læringsresultater af akkomodative processer er

17 Illeris, K., Læring - aktuel læringsteori i spændingsfeltet mellem Piaget, Freud og Marx18 Illeris, K., Læring - aktuel læringsteori i spændingsfeltet mellem Piaget, Freud og Marx


Figur 5: Læringens spændingsfelt ifølge Illeris. Figuren er fra Læring – aktuel læringsteori i spændingsfeltet mellem Piaget, Freud og Marx.

Ekskursion/Eksperiment

Hypotese

Gruppearbejde

Kognitiv Samfundsmæs

sighed

Psykodynamisk


frit tilgængelige, mens læringsresultaterne ved kumulative og assimilative processer forudsætter at der

subjektivt kan skabes forbindelse til den oprindelige læringssammenhæng19.

Styrken ved en ekskursion er netop, at den kombinere tilegnelseprocessen og samspilprocessen.

Eleverne arbejder i grupper med forskellige hypoteser gennem undersøgelser og eksperimenter. Det vil

atlså sige vi får en læringstrekant der kan udvides med begreberne hypotese, ekskursion/eksperiment og

gruppearbejde. Det vil altså sige at ekskursioner er effektive rent læringsmæssigt, da de netop tager

hensyn til at kombinere viden og praksis.

I dette forløb har vi i forbindelse med de naturfaglige

kompetencer20 haft særligt fokus på

modelleringskompetencen. Modelleringskomeptencen er defineret på følgende måde: Eleverne kan

forenkle et komplekst fænomen, designe og bygge efter egne idéer og redegøre for disse fremstille

skalamodeller af eksisterende objekter udarbejde modeller der illustrerer en faglig sammenhæng

skelne mellem model og virkelighed21

Faglig kompetence

Færdighedsmål: Bygge model af økosystem sø

Kundskabsmål Bygge model af andre økosystemer

Meningsmål Forurening – miljømæssige konsekvenser på

baggrund af indsigt i den fine balance og

sammenhæng. Predatorkontrol opretholdes af natur-

fredning osv.

Beskrivelse af undervisningsplanI dette forløb22 arbejdes der ud fra et konstruktivistisk læringsyn. Først klargøres elevernes forforståelse

i forhold til aktuelle økologiske begreber. På baggrund af dette udarbejdes der begrebskort der løbene

opdateres i takt med undervisningens progression. Disse skal bruges som led i en løbende evaluering.

Eleverne arbejder praktisk og teoretisk med økosystemet i laboratoriet inden ekskursionen. Dette

19 Illeris, K., Læring - aktuel læringsteori i spændingsfeltet mellem Piaget, Freud og Marx20 Empiri-, repræsentations-, perspektiverings - og modelleringskompetence21 Citat: Steffens artikel22 Se bilag 1.


Figur 6 viser den udvidede læringstrekant som er gældende for ekskursioner.


skyldes at eleverne teoretisk skal tilegne sig en grundlæggende forståelse og indsigt i forhold til den

kommende ekskursion. Formålet med dette er, at ekskursionen muligvis kan forekomme mere givende

og skabe relevans i forhold til elevernes nyerhvervede teoretiske forforståelse hjemme fra laboratoriet. I

mødet med søen skal eleverne således kunne sammenkæde deres teoretiske viden med praksis og

videre i laboratoriearbejdet, i forbindelse med analyse og konklusion af deres respektive sø. Eleverne

kan tage planter, sten osv. med hjem til deres økosystemmodel. Den afsluttende evaluering består af en

fremlæggelse, hvor der vil være fokus på elevernes analyse af deres målinger, videreudvikling af

økosystemmodel, samt brug af biologiske begreber som: Økosystem, abiotisk, biotisk, fødekæde,

kalkindhold, PH-værdi, næringssalte mm.

KonklusionPå baggrund af vores abiotiske og biotiske målinger kan vi konkludere at der vil være forskel på

fødekædesammensætningen i de to søer. Sø nr. 1 vil have en fødekæde hvor rovfisk vil kunne holde

bestanden af fredfisk ned, hvorved predationen på dyreplankton vil falde. Dyreplanktonet vil predatere

på planteplankton, og holde koncentrationen af disse ned. Den lave koncentration af planteplankton

giver klart vand, så vandplanterne kan få lys og derfor vokse. Disse er igen med til at binde

næringsstoffer, og giver skjul til små rovfisk og dyreplankton. I sø nr. 2 hæmmer det uklare vand

rovfiskenes predation, hvilket giver en høj koncentration af fredfisk, der predatere på dyreplankton. Der

vil derfor kun være en lille predation på planteplankton, hvorved koncentrationen af disse stiger. Dette

giver uklart vand, som hæmmer eller umuliggøre planternes vækst. Derved frigøres næringsstoffer til

vandet, som igen er med til at forhøje koncentrationen af planteplankton.

Ekskursioner er vigtige i biologiundervisningen da de bidrager med motivation til læring af det faglige

stof. Det praktiske arbejde er motiverende og skaber erkendelse netop fordi at eleverne selv oplever og

iagttager stoffet in vitro. Der er fokus på den naturfaglige dannelse, ved at eleverne udvikler deres

emperikompetence, gennem arbejdet med måleapparater og udstyr. Det læringsmæssige i ekskursioner

ligger i den treenighed der skabes mellem tilegnelsesprocessen og samspilsprocessen. Det faglige,

motiveres gennem ekskursionen, og fortolkes via den sociale interaktion i grupperne og med læreren.



PerspektiveringDet er oplagt at bruge en ekskursion omhandlende søer eller vandløb, som en optakt til undervisning i

emnet landbrug. Netop vandkvalitet og landbrug er i Danmark knyttet tæt sammen, og landbruget er

netop skyld i de største ændringer foretaget i og ved de danske åer, søer og vådområder. Det giver

heller ikke megen mening at tale om næringsstofbelastning, uden at omtale kilderne til næringsstoffet.

At undersøge en sø eller å der er påvirket af landbrug, giver derfor en utraditionel indgangsvinkel til

emnet landbrug. Der vil desuden være mulighed for at starte en debat vedrørende de samfundsforhold,

der er gældende ved landbrug og naturbevarelse.

Vandmiljøplan III blev vedtaget i 2004, på baggrund af redegørelser fra forskere og andre fagfolk, der

var med i VMP III arbejdsgrupperne. Vandmiljøplanen er desuden formet således at den vil bidrage til

opfyldelsen af EU’s Vandramme- og Habitatdirektiver. Aftalen indeholder også aftaler om

undersøgelser af tilstand og mål for individuelle vådområder samt sårbare naturområder. Netop det at

eleverne arbejder med undersøgelsesmetoder i de naturområder som er beskrevet i aftalen eller

lignende områder, giver eleverne indsigt i baggrunden for de bestemmelser en sådan aftale indeholder.

Indsigt er netop grundlaget for dannelsen af samfundsborgere der skal fungere i et demokrati, og det er

derfor oplagt at benytte en ekskursion som grundlag for gennemgang af VMP III, hvor en oplevelse

ude i naturen, kan danne modvægt til et tung og teoretisk materiale.



LitteraturlisteRasmussen, Bent, Natursyn – Økologi til B-niveau, Nucleus, Århus, 2007

Petersen, Ivar Corneliu, De ferske vande, Nucleus, Århus, 2007

Carsten Bagge, Økologi og naturforvaltning, Nucleus, Århus, 2007.

Elmose, Steffen, Naturfaglige kompetencer – til gavn for hvem?, artikel, Mona 2007.Jensen,

Illeris, Knud., Læring - aktuel læringsteori i spændingsfeltet mellem Piaget, Freud og Marx, Roskilde

Universitetsforlag, Frederiksberg, 2006

Sjøberg, Svein, Naturfag som almen dannelse – en kritisk fagdidaktik, Klim, Århus, 2005.

Bech, Karsten, Praktisk orienteret undervisning i folkeskolen, Professionsbachelor 2009, UCN-

Læreruddannelsen.

Pedersen, Kirsten, Praktisk – eksperimenterende biologiundervisning, Professionsbachelor 2009, UCN-

Læreruddannelsen.

Internethjemmesider:http://nordlab.emu.dk


http://nordlab.emu.dk/


Bilag 1 - UndervisningsplanTema Trinmål Faglige begreber og

generalisationerForslag til aktiviteter



Økosystemer Kende nogle økologiske forskelle på udvalgte danske og udenlandske økosystemer, herunder betydningen af klimaforhold, jordbundsforhold, økosystemets alder og årstider

Gøre rede for udvalgte græsnings- og nedbryderfødekæder

Anvende it til søgning af data og informationer om relevante biologiske problemstillinger

Læse, forstå og vurdere informationer i både trykte og digitale faglige tekster

Anvende biologiske begreber og viden om biologiske processer i forskellige sammenhænge

Økologi:Videnskaben om sammenhængen mellem organismerne i naturen og deres relationer til det omgivende miljø. Økosystem:Et afgrænset område i naturen hvor der sker et sammenspil mellem levende organismer og deres miljø.Abiotisk faktorer:Den ikke-levende del af levende organismers omgivelser.Biotisk:En biotisk faktor er en levende organisme der påvirker en anden organisme.Nedbrydere:Organismer der nedbryder dødt organisk materiale.Producenter:En organisme der selv kan producere den energi den skal bruge. Konsumenter:En konsument er en organisme der ikke selv kan producere den energi den har brug for. Den er altså nødt til at spise andre levende organismer.

Kort Gennemgang af forskellige økosystemer og teori.

Evt. Lav model af en sø.

Fremlægge gruppens sø som økosystem for resten af klassen



Stofkredsløb nitrogens kredsløb i naturen og problemer, der knytter sig til brug af nitrogenholdig gødning i moderne landbrugsformer (fælles med fysik/kemi)

Beskrive den biologiske betydning af energistrømme samt udvalgte kredsløb i forskellige økosystemer

Læse, forstå og vurdere informationer i både trykte og digitale faglige tekster

anvende biologiske begreber og viden om biologiske processer i forskellige sammenhænge

Kvælstof kredsløb:Udleveres som tegning.Fosfors kredsløb:Udleveres som tegning.

Klassen opdeles i grupper, hvor der arbejdes med nitrogens og fosfors kredsløb, samt deres betydning for søen som økosysten.

Eleverne bruger deres egne søer til at forklare og fremlægge.



Ekskursion Beskrive den biologiske betydning af energistrømme samt udvalgte kredsløb i forskellige økosystemer

Opstille og afprøve naturfaglige hypoteser på baggrund af egne undersøgelser

Formulere konklusioner på grundlag af egne og andres

Anvende biologiske begreber og viden om biologiske processer i forskellige sammenhænge

Abiotiske faktorer: Ilt Temperatur Sigtedybde Bundforhold

Biotiske faktorer: pH Nitrit Nitrat Fosfat Nedbrydere Producenter Konsumenter

Målinger og observationer

Analyse af målinger og kategorisering af udvalgte

Fremlæggelse

Forklare årsager og virkninger for naturlige og menneskeskabte ændringer i økosystemer og deres betydning for den biologiske mangfoldighed

Fremlæggelse af Resultater, analyser og konklusion af søtype


Søen som økosystem - Kirsten Hyldahl Pedersen's Blog Web viewI sensommeren er der ofte mangel på nitrat i mange eutrofe søer over springlaget og det betyder en stor...

Documents