Ziele, Durchführung und Ergebnisse des Schul-Projekts "Verbreitung und ökologischer Existenzbereichs der Blütenpflanzen und Farne im Rumbecker Holz"

Ziele des Projekts Pflanzenverbreitung

Vorgaben durch die Lehrpläne

Die Kernlehrpläne für das Fach Biologie schreiben sowohl für die Sekundarstufe I als auch für die Sekundastufe II zur Erlangung prozessbezogener Kompetenzen obligatorische Inhaltsfelder und fachliche Kontexte zur Ökologie vor, u.a. die Erkundung eines Ökosystems. Dabei sollen ökologische Inhalte im Zusammenhang eines Basiskonzepts "System" vermittelt werden um zu verdeutlichen, dass vielfältige Beziehungen und Abhängigkeiten für das Leben auf jeder Organisationstufe - in der Zelle und im Organismus ebenso wie im Ökosystem und der in der Biosphäre - typisch und entscheidend sind und entsprechend in die inhaltliche Kompetenz-Progression im Verlauf der Schulausbildung eingebunden werden. Zusammen mit den Inhalten sollen methodische Kompetenzen zur Schulung der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung integriert werden.
Auf diesem Hintergrund bot und bietet es sich an, Unterrichtsziele am Beispiel das schulnahen Waldökosystems "Rumbecker Holz" zu formulieren. Einzelaspekte sollten anhand ausgewählter Beziehungen und Abhängigkeiten im Wald auf dieser Probefläche untersucht und hierbei methodische Kompetenzen gefördert werden. Ein für den Unterricht gut geeignetes Beispiel für Abhängigkeiten im Wald ist die Verbreitung von Gefäßpflanzen und deren Beziehungen zum Waldboden.

Inhaltliche Ziele

Es sollte folgenden Fragen nachgegangen und hierzu Untersuchungsdaten erfasst werden:

  • Welche Blütenpflanzen und Farne sind auf der Untersuchungsfläche "Rumbecker Holz" zu finden?
  • Wie sieht der Bestand und das Verbreitungsmuster der einzelnen Pflanzenarten auf der Waldfläche aus?
  • Unterscheiden sich die Verbreitungsmuster verwandter Pflanzenarten einer Gattung?
  • Sind Pflanzenarten vorhanden, die hinsichtlich ihres Standortes ein ähnliches Muster auf der Untersuchungsfläche aufweisen und sich deshalb zu einer Gruppe zusammenfassen lassen?
  • Von welchen Standort-Faktoren ist die Existenz der einzelnen Pflanzenart an einem bestimmten Ort abhängig?
  • Zeigt das Verbreitungsmuster einer Art in Verbindung mit Messdaten zu Bodenfaktoren eine Korrelation mit den Zeigerwerten nach ELLENBERG?
  • Lassen sich anhand der Zusammensetzung des Pflanzenbestands an bestimmten Orten Hinweise auf Eingriffe in das Waldökosystem nachweisen? 
  • Warum wachsen auf der nahe gelegenen Waldfläche Sternhelle viele andere Pflanzenarten?

Prozessbezogene (methodische) Kompetenzziele

Am Beispiel der Pflanzenverbreitung im Rumbecker Holz sollten folgende Kompetenzen geschult werden:

  • Beobachten und Beschreiben der Vegetationsdecke auf der Untersuchungsfläche
  • Bestimmen von Pflanzenarten anhand von Bestimmungsliteratur
  • Kartieren einzelner ausgesuchter Pflanzenarten auf der Basis einer ortsbezogenen Kartenunterlage
  • Entwickeln von Fragestellungen anhand von Beobachtungen zur lokal unterschiedlichen Vegetationsstruktur und Pflanzenverbreitung
  • Auf einzelne Fragestellungen bezogenes Recherchieren in verschiedenen Quellen einschließlich der Einschätzung der Verlässlichkeit einer Quelle
  • Sammeln, Dokumentieren und Auswerten von Untersuchungsergebnissen zur Klärung einzelner Fragestellungen
  • Anwenden des Instruments der Zeigerwerte zur Einschätzung des Existenzbereichs eine Pflanzenart in Abhängigkeit von der Ausprägung von Standortfaktoren
  • Aufstellen von Hypothesen anhand von Untersuchungsdaten zur Standortabhängigkeit ausgesuchter Pflanzenarten
  • Interpretieren der Untersuchungsdaten zur Klärung der Fragen  zur Verbreitung der Pflanzenarten und ihrer Existenz-Abhängigkeit von  Standortfaktoren

 

Methode der Pflanzenkartierung

Im Wesentlichen wurde der Bestand an Gefäßpflanzen auf der 25 ha großen Untersuchungsfläche in den Jahren 1996 bis 1998 kartiert. Dazu war Folgendes notwendig:

  • Ein Team von botanisch erfahrenen Lehrkräften mit Artenkenntnis, da diese Grundlagenarbeit von Schülern nur in sehr beschränktem Umfang, z.B. bei der Erfassung der Baumarten, zu leisten ist. An der Pflanzenkartierung waren 4 Lehrkräfte beteiligt.
  • Die Kartierungen mussten im Laufe einer Vegetationsperiode mehrfach durchgeführt werden, um die Pflanzen je nach artspezifischen, jahreszeitlich unterschiedlichen Wachstums- und Entwicklungsphasen genauer zu erfassen.
  • Es mussten eine Kartengrundlage und Hilfen zur genaueren Gelände-Orientierung erstellt werden, da ein öffentlich nutzbares Satelliten-Navigationssystem noch nicht zur Verfügung stand. Deshalb wurde auf der Basis der Deutschen Grundkarte 1 : 5000 eine eigene Geländekarte der Untersuchungsfläche mit erkennbaren Geländemarken erstellt (s. Karte 1).
  • Als zusätzliche Orientierunghilfe im Gelände wurde mit Hilfe eines heimischen Vermessungsbetriebs ein 50x50m-Gitternetz eingemessen, dieses in die Geländekarte eingepasst und die Quadrate bezeichnet (s. Karte 2). Die Kreuzpunkte des Gitternetzes wurden im Gelände - mit Genehmigung der Forstverwaltung - an einem nahestehenden Baum - mit der Quadratbezeichnung groß markiert.
  • Aus den vielen einzelnen Kartierungsergebnissen wurden artspezifische Verbreitungskarten erstellt, die dann auch für eine Kombination mit Ergebnissen aus den Bodenuntersuchungen genutzt werden konnten (s. Karte 3).

Bei der Auswertung der so entstandenen Artkarten ist zu bedenken, dass es sich bei den Kartierungsdaten bezüglich der Pflanzen-Standorte nicht um eine punktgenaue Erfassung handelt, sondern um Ergebnisse mit einer gewissen örtlichen Ungenauigkeit (maximal etwa 10-15 m), vor allem auf Teilflächen ohne erkennbare Geländerelief-Marken.

Abb. Pflanzenkartierung 1: Geländekarte auf der Basis der Deutschen Grundkarte
Abb. Pflanzenkartierung 2: Kartierungsblatt mit 50x50m-Gitternetz
Abb. Pflanzenkartierung 3: Kartierungsergebnis am Beispiel Sauerklee

 

 

 

 

 

 

 

Zusammenarbeit der Projekte "Pflanzenverbreitung" und "Waldboden"

Abb. Pflanzenkartierung 4: Boden und Pflanzendecke als Teile des Waldökosystems
Abb. Pflanzenkartierung 5: Messung von Bodenparametern im Labor

Parallel zum Projekt Pflanzenverbreitung wurde auch ein umfangreiches Projekt Waldboden als Beitrag des Fachs Chemie zum Thema Waldökologie durchgeführt. Dabei wurden die Parameter Bodenart, pH-Wert, Leitwert, Härte, Kohlenstoff-Gehalt und Stickstoff-Gehalt bestimmt. Die Stellen der Probennahme auf der Untersuchungsfläche Rumbecker Holz wurden so gewählt, dass unterschiedliche Bereiche erfasst und die Messergebnisse auch für die Erstellung von Bodenkarten zur Bodenfeuchte, dem Bodenäure-Gehalt und zum Bodenstickstoff-Gehalt genutzt werden konnten. Einzelheiten zu den Zielen, zur Durchführung und zu den Ergebnissen der Boden-Untersuchungen können der Projektbeschreibung "Waldboden" entnommen werden.

 

 

 

 

 

Ergebnisse des Projekts Pflanzenverbreitung im Rumbecker Holz

Inhaltsübersicht: