Das Gewässerlabor

Pflanzen

Ladet euch nun das Protokoll ,,Pflanzen“ und die Datei ,,Ellenberg-Werte“ aus dem Materialordner herunter!

Was tun wir an dieser Station?

An dieser Station beschäftigt ihr euch mit den Wasserpflanzen und Uferpflanzen, denn sie liefern wertvolle Hinweise auf die Nährstoffbelastung und den ökologischen Zustand des Gewässers. Zunächst werden mit Hilfe von Probennehmern Wasserpflanzen gesammelt und bestimmt. Anschließend wird ihre Häufigkeit auf einer fünfstufigen Skala von „sehr selten“ bis „massenhaft“ eingeschätzt. Jede Pflanzenart besitzt eine festgelegte Belastungsstufe, die mit der Häufigkeit multipliziert wird. Aus allen so ermittelten Werten entsteht schließlich eine Gesamtbelastungsstufe, aus der sich ablesen lässt, ob das Gewässer eher nährstoffarm, mäßig belastet oder stark eutroph ist.

Neben den Wasserpflanzen wird auch der Uferbereich untersucht. Hier bestimmen die Gruppen typische Gehölze und krautige Pflanzen, kleben Blätter auf vorbereitete Bögen, beschriften sie und zeichnen ein Uferprofil. Dabei wird eingetragen, welche Pflanzen und Tiere im Gewässergrund, im Uferbereich und im Landbereich vorkommen. Diese Profilzeichnung hilft dabei, Strukturen des Lebensraumes sichtbar zu machen und ökologische Zusammenhänge zu verstehen.

Mithilfe der Ellenberg-Werte für Zeigerpflanzen werden wir die bestimmten Arten einordnen um ein Gefühl für das ,,Profil des Gewässers“ zu bekommen.

Auswertung mit Hilfe der Ellenberg-Zeigerwerte

Nachdem ihr die gefundenen Pflanzenarten bestimmt habt, können diese zusätzlich mit Hilfe der Ellenberg-Zeigerwerte ökologisch interpretiert werden. Die von Heinz Ellenberg entwickelten Zeigerwerte beschreiben das ökologische Verhalten mitteleuropäischer Pflanzenarten und geben an, unter welchen Umweltbedingungen eine Art bevorzugt vorkommt.[1][2] Auf dieser Grundlage lassen sich aus der Zusammensetzung einer Pflanzengesellschaft Rückschlüsse auf Standortbedingungen wie Feuchtigkeit, Bodenreaktion oder Nährstoffverfügbarkeit ziehen.[1][3]

Für die Bewertung der Gewässerumgebung ist besonders der Stickstoff- bzw. Nährstoffzeigerwert (N-Wert) relevant. Dieser wird auf einer Skala von etwa 1 bis 9 angegeben. Niedrige Werte kennzeichnen Pflanzenarten, die vor allem an nährstoffarmen Standorten vorkommen. Hohe Werte zeigen dagegen Arten an, die typischerweise auf nährstoffreichen oder durch Nährstoffeinträge belasteten Standorten wachsen.[3][4] Pflanzen mit hohen N-Werten werden häufig als Nitrophyten bezeichnet und können auf erhöhte Nährstoffeinträge, etwa durch Landwirtschaft oder Abwässer, hinweisen.[4]

Wenn ihr also die gefundenen Pflanzenarten mit ihren Ellenberg-Zeigerwerten vergleicht, könnt ihr eine ökologische Einschätzung des Gewässers vornehmen. Dominieren Arten mit niedrigen N-Werten, spricht dies eher für ein nährstoffarmes, wenig belastetes Gewässer. Treten hingegen viele Arten mit hohen N-Werten auf, deutet dies auf eutrophe Bedingungen und eine erhöhte Nährstoffbelastung hin.

Durch die Kombination aus Bestimmung der Pflanzenarten, ihrer Häufigkeit im Gelände sowie der Auswertung der Ellenberg-Zeigerwerte entsteht somit eine fundierte ökologische Charakterisierung des untersuchten Gewässers. Pflanzen fungieren dabei als Bioindikatoren, da ihr langfristiges Vorkommen die Umweltbedingungen eines Standortes widerspiegelt und damit Veränderungen der Gewässerqualität sichtbar machen kann.[2][5]

Quellen:
[1] Allan, J. D., & Castillo, M. M. (2007). Stream ecology: Structure and function of running waters (2nd ed.). Springer.

[2] European Environment Agency. (2020). Nutrients in freshwater in Europe.
https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/nutrients-in-freshwater

[3] Umweltbundesamt. (2023). Eutrophierung von Gewässern.
https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/gewaesser/meere/nutzung-belastungen/eutrophierung

[4] United States Environmental Protection Agency. (2022). Sources and solutions: Water pollution.
https://www.epa.gov/nutrientpollution

[5] Hering, D., Feld, C. K., Moog, O., & Ofenböck, T. (2006). Cook book for the development of a multimetric index for biological condition of aquatic ecosystems. Hydrobiologia, 566, 311-324.

Pflanzen am und in Gewässern

Gewässer wie Seen, Flüsse und Teiche sind komplexe Lebensräume, in denen Pflanzen eine zentrale Rolle spielen. Diese sogenannten Wasserpflanzen (Hydrophyten) sind speziell an das Leben im oder am Wasser angepasst und kommen sowohl vollständig untergetaucht als auch an der Wasseroberfläche oder am Ufer vor [1].

Allgemeine Informationen zu Wasserpflanzen

Wasserpflanzen lassen sich in verschiedene Gruppen einteilen:

  • Unterwasserpflanzen (submerse Pflanzen) wachsen vollständig unter Wasser
  • Schwimmblattpflanzen wurzeln im Boden, ihre Blätter liegen auf der Wasseroberfläche
  • Ufer- und Sumpfpflanzen (emers) wachsen im flachen Wasser oder am Rand

Diese Einteilung hängt vor allem von der Wassertiefe und den Standortbedingungen ab [2].

Wasserpflanzen erfüllen viele wichtige Funktionen im Ökosystem:

  • Sie produzieren Sauerstoff durch Photosynthese
  • Sie bieten Lebensraum und Schutz für Tiere
  • Sie nehmen Nährstoffe auf und verbessern so die Wasserqualität
  • Sie stabilisieren den Gewässergrund und beeinflussen Strömung und Temperatur

Außerdem sind sie die Grundlage vieler Nahrungsketten und spielen eine wichtige Rolle für das ökologische Gleichgewicht [3]. Studien zeigen, dass Wasserpflanzen sogar Sauerstoffgehalt, pH-Wert und Nährstoffkreisläufe in Gewässern stark beeinflussen .

Pflanzen am und in Gewässern

Gewässer wie Seen, Flüsse und Teiche sind komplexe Ökosysteme, in denen Pflanzen eine zentrale Rolle spielen. Diese sogenannten Wasserpflanzen (Hydrophyten) sind speziell an das Leben im oder am Wasser angepasst und kommen sowohl vollständig untergetaucht als auch an der Wasseroberfläche oder im Uferbereich vor [1]. Sie haben sich im Laufe der Evolution an besondere Bedingungen wie wechselnde Wasserstände, Strömung und Lichtverhältnisse angepasst.

Grundsätzlich lassen sich Wasserpflanzen in verschiedene Gruppen einteilen. Unterwasserpflanzen wachsen vollständig im Wasser, Schwimmblattpflanzen wurzeln im Boden und bilden Blätter an der Oberfläche, während Ufer- und Sumpfpflanzen im flachen Wasser oder am Rand von Gewässern vorkommen. Diese Einteilung hängt vor allem von der Wassertiefe sowie von den jeweiligen Standortbedingungen ab [2].

Wasserpflanzen erfüllen eine Vielzahl wichtiger Funktionen in Gewässern. Sie produzieren durch Photosynthese Sauerstoff und tragen damit wesentlich zur Versorgung von Fischen und anderen Wasserorganismen bei. Gleichzeitig bieten sie Lebensraum und Schutz für zahlreiche Tiere wie Insekten, Amphibien und Fische. Darüber hinaus nehmen sie Nährstoffe aus dem Wasser auf und leisten so einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Wasserqualität. Auch für die Stabilität eines Gewässers sind sie entscheidend, da sie den Gewässergrund festigen und Strömungsverhältnisse beeinflussen [3]. Untersuchungen zeigen zudem, dass Wasserpflanzen maßgeblich den Sauerstoffgehalt, den pH-Wert sowie den Nährstoffkreislauf in Gewässern beeinflussen und damit eine zentrale Rolle im gesamten Ökosystem einnehmen .

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist ihre Bedeutung für die Nahrungsketten. Als sogenannte Primärproduzenten bilden Wasserpflanzen die Grundlage für viele weitere Lebewesen. Von ihnen hängen zahlreiche Konsumenten und Destruenten ab, wodurch sie eine Schlüsselposition im Ökosystem einnehmen . Gleichzeitig reagieren sie empfindlich auf Umweltveränderungen und können daher als Indikatoren für den Zustand eines Gewässers dienen.

In Deutschland gibt es viele typische Wasserpflanzenarten, die in unterschiedlichen Gewässern vorkommen. Die Seerose (Nymphaea) ist eine bekannte Schwimmblattpflanze mit großen, runden Blättern und auffälligen Blüten, die vor allem in ruhigen Gewässern wächst und durch ihre Beschattung das Algenwachstum verringern kann. Die Wasserpest (Elodea canadensis) ist eine Unterwasserpflanze, die besonders viel Sauerstoff produziert und zur Reinigung des Wassers beiträgt, sich jedoch auch stark ausbreiten kann. Das Laichkraut (Potamogeton) umfasst eine große Gruppe von Arten, die in vielen Gewässern verbreitet sind und eine wichtige Rolle als Lebensraum und Laichplatz für Fische spielen. Historisch gehörten diese Pflanzen zu den häufigsten Wasserpflanzen in Deutschland . Das Tausendblatt (Myriophyllum) ist durch seine fein gefiederten Blätter gekennzeichnet und bietet zahlreichen Kleintieren Schutz. Der Wasserhahnenfuß (Ranunculus fluitans) wächst vor allem in fließenden Gewässern und gilt als typische Art für saubere, naturnahe Flüsse [4].

Neben ihrer ökologischen Bedeutung spielen Wasserpflanzen auch für den Naturschutz eine wichtige Rolle. Gewässer mit einer vielfältigen Pflanzenwelt sind in der Regel artenreicher und stabiler. Gleichzeitig sind viele Wasserpflanzen durch menschliche Eingriffe bedroht. Gewässerausbau, Verschmutzung, intensive Landwirtschaft und Nährstoffeinträge führen häufig dazu, dass die natürliche Pflanzenvielfalt zurückgeht . Daher ist der Schutz von Wasserpflanzen eng mit dem Schutz ganzer Ökosysteme verbunden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Pflanzen am und im Wasser unverzichtbar für gesunde Gewässer sind. Sie tragen zur Wasserreinigung bei, schaffen Lebensräume für Tiere und sichern das ökologische Gleichgewicht. Gleichzeitig sind sie ein wichtiger Indikator für den Zustand eines Gewässers und zeigen, wie stark dieses durch menschliche Einflüsse verändert wurde.

Typische Wasserpflanzen in Deutschland

Seerose (Nymphaea)

  • Aussehen: Große, runde Blätter und auffällige weiße oder rosa Blüten
  • Lebensraum: Ruhige Gewässer wie Seen und Teiche
  • Bedeutung:
    • Spendet Schatten und verhindert starkes Algenwachstum
    • Bietet Schutz für Fische

Wasserpest (Elodea canadensis)

  • Aussehen: Dichte, grüne Stängel mit kleinen Blättern
  • Lebensraum: Stehende und langsam fließende Gewässer
  • Bedeutung:
    • Produziert viel Sauerstoff
    • Unterstützt die Reinigung des Wassers
    • Kann sich stark ausbreiten

Laichkraut (Potamogeton)

  • Aussehen: Unterschiedliche Blattformen je nach Art
  • Lebensraum: Seen, Flüsse und Gräben
  • Bedeutung:
    • Wichtiger Lebensraum und Laichplatz für Fische
    • Sehr typische Pflanzengruppe in deutschen Gewässern

Historisch waren Laichkräuter in vielen Gewässern weit verbreitet und bildeten einen wichtigen Bestandteil der Wasserflora .

Tausendblatt (Myriophyllum)

  • Aussehen: Fein gefiederte, „federartige“ Blätter
  • Lebensraum: Seen und langsam fließende Gewässer
  • Bedeutung:
    • Bietet Verstecke für kleine Tiere
    • Stabilisiert das Ökosystem

Wasserhahnenfuß (Ranunculus fluitans)

  • Aussehen: Weiße Blüten über Wasser, feine Blätter unter Wasser
  • Lebensraum: Fließgewässer wie Bäche
  • Bedeutung:
    • Zeigerpflanze für gute Wasserqualität
    • Typisch für naturnahe Flüsse

Bedeutung für Natur und Umwelt

Wasserpflanzen sind unverzichtbar für gesunde Gewässer. Sie tragen dazu bei, dass:

  • Wasser klar und sauber bleibt
  • Tiere Lebensraum und Nahrung finden
  • das ökologische Gleichgewicht stabil bleibt

Gewässer mit vielen Wasserpflanzen sind oft artenreicher und ökologisch wertvoller. Gleichzeitig sind diese Pflanzen empfindlich gegenüber Umweltveränderungen wie Verschmutzung oder Gewässerausbau, wodurch ihre Vielfalt abnehmen kann .

Fazit

Pflanzen am und im Wasser sind ein zentraler Bestandteil unserer Umwelt. Sie sorgen für sauberes Wasser, bieten Lebensraum für zahlreiche Tiere und sind ein wichtiger Indikator für die Gesundheit eines Gewässers. Der Schutz dieser Pflanzen ist daher entscheidend für den Erhalt funktionierender Ökosysteme.

[1] Pflanzen-Deutschland. (o. J.). Wasserpflanzen.
https://www.pflanzen-deutschland.de/Wasserpflanze/

[2] Re-natur. (o. J.). Grundlagen der Wasserpflanzen.
https://www.re-natur.de/info/das-wasserpflanzen-1-x-1—grundlagen-der-pflanzenverwendung-in-bachlauf-gartenteich-schwimmteich-und-naturpool.html

[3] Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB). (o. J.). Das Grün im Blau.
https://www.igb-berlin.de/news/das-gruen-im-blau

[4] Landesanglerverband Brandenburg (LAVB). (o. J.). Pflanzenarten an und in unseren Gewässern.
https://www.lavb.de/pflanzenarten-an-und-in-unseren-gewaessern/

[5] Schwieger, F. (2002). Wasserpflanzen in Fließgewässern des niedersächsischen Elbegebietes.