Ökologisches Praktikum

Biologie

"Der Leipziger Auwald"

Auwald im Frühjahr

'Die Auwälder gehören zu den schönsten Laubwäldern. Ein wahres Muster eines solchen Auwaldes erstreckt sich von Leipzig mehrere Meilen westlich bis Merseburg Und in solch glücklicher Lage befindet sich Leipzig, welches aus seinem westlichen Tor unmittelbar in einen der schönsten Auwälder Deutschlands eintritt.'

E. H. Rossmähler, 1863

Gliederung:

1. Einführung in das Exkursionsgebiet

1.1. Begriff und Kennzeichen des Auwaldes

1.2 Geologische Entstehung

1.2.1. Vorgänge während den Eiszeiten

1.2.2. Vorgänge nach den Eiszeiten

1.3. Geschichte des Menschen im Leipziger Auwald

1.4. Lage des Leipziger Auwaldes

1.5. Besondere abiotische Faktoren im Frühjahr

1.6. Meteorologische Verhältnisse des Exkursionstages

1.6.1. Klimatische Besonderheiten im Leipziger Raum

2. Biotische und abiotische Merkmale des Ökosystems

2.1. Charakteristische Pflanzenarten des Ökosystems

2.1.1. Schätzungsschlüssel nach Braun- Blanquet

2.2. Charakteristische Tierarten des Ökosystems

2.3. Komplex der abiotischen Umweltfaktoren

2.4. Zeigerarten

2.4.1. Definition

2.4.2. Zeigerarten des Auwaldes und der pH- Wert des Bodens

2.4.3. Protokoll - Bestimmung des pH- Wertes des Bodens

3. Untersuchungen

3.1. Wasseruntersuchungen

3.1.1. Protokoll - Wasseruntersuchung

3.1.2. Verschmutzungsgrad des Wassers

3.2. Luftuntersuchung

3.2.1. Flechten als Bioindikatoren

3.2.2. Beobachtung und Folgerung

3.3. Verschmutzungsgrad

4. Maßnahmen zum Schutz des Auwaldes

1. Einführung in das Exkursionsgebiet

1.1. Begriff und Kennzeichen des Auwaldes

Aue= Niederung

Der Auwald ist ein Feucht- oder Nasswald, der in Überschwemmungsgebieten von Flüssen und auch in Gebieten mit hohem Grundwasserstand zu finden ist, und wird häufig als "Dschungel Mitteleuropas" bezeichnet.

Auwälder ziehen sich an dauerhaft nassen Flüssen (wie z. B. Pleiße, Weiße Elster) entlang und man nennt sie daher auch Begleitwälder der Bäche und Flüsse, welche gekennzeichnet sind durch einen ständigen Wechsel von Fließwasser- und Stillwasserstadien. Diese Flüsse haben meist Nebenarme ( z. B. Parthe, Luppe), Strömungen und Schleifen.

In solchen Gebieten befinden sich feuchtigkeitsliebende Pflanzen. Charakteristisch für Auwälder ist der Artenreichtum. Auch die Strauch- und Krautschicht ist nicht weniger ausgeprägt. Typisch für den Auwald ist das Fehlen jeglicher Nadelholzarten, und auch die Rotbuche kann man nicht im Auwald finden. Man unterscheidet den Auwald in Weichholzaue und Hartholzaue. In der Ersteren findet man Bäume, die häufigen Überschwemmungen standhalten. Zu diesen Bäumen zählt man Pappeln, Weiden und Erlen. Die Hartholzaue liegt in nicht so oft überschwemmten Gebieten, d. h. in höheren Gebieten als die Weichholzaue. Typische Bäume dieser Aue sind Eschen, Ulmen und Stieleichen.

Die Aue besteht aus Wäldern, Uferzonen, Feldern und Wiesen. Sie bietet Lebensraum und Nahrungsgrundlage für viele verschiedene Tiere und Pflanzen.

Die Leipziger Auwälder sind, bis auf geringe Teile, Hartholzauen, wegen ihrer Vielzahl an Ulmen, Eschen und Eichen. Weichholzauen, die zum größten Teil aus Schwarzpappeln, Silberweiden und anderen Weichhölzern besteht, existieren in anderen Teilen Deutschlands.

Auen sind die produktionskräftigsten Mischwäldern Mitteleuropas (darum auch

"Lebensadern" genannt), weil der Boden aus nährstoffreichen Auelehm besteht. Durch die jährlichen Überschwemmungen wurden Nährstoffe angeschwemmt und abgelagert.

Das Ausmaß und die Zusammensetzung von Flora und Fauna werden durch die Stärke der Überschwemmung beeinflusst und geregelt. Der Leipziger Auwald liegt im Wesentlichen in der Überschwemmungszone der Elster und der Luppe. Auch die Parthe und Pleiße bilden Überschwemmungsgebiete. Diese sind aber weitgehend bebaut, so dass von der weiten unberührten Natur nichts mehr oder wenig zu finden ist.

1.2. Geologische Entstehung

Die in der Zeit des Quartiär, das vor 11500 Jahren begann und bis heute andauert, abgelaufenen geologischen Vorgänge formierten das Leipziger Tiefland so, wie wir es zum heutigen Tage vorfinden können.

Im Norden Mitteleuropas gab es drei Eiszeiten, die auch für das Gebiet Leipzigs Bedeutung hatten. Bei der Elster-Eiszeit, der ersten Eiszeit, gab es zwei Eisvorstöße. Bei der zweiten, der Saale- Kaltzeit, kam es zu drei Eisvorstößen, und bei der jüngsten, der Weichsel-Eiszeit, ist das Eis nicht bis in das Leipziger Gebiet vorgedrungen.

Dabei sind Ablagerungen aus Warmzeiten des ältesten Abschnitts des Quartärs, dem Pleistozän, nicht bekannt. Größtenteils wurden noch vor der Eisbedeckung riesige Schotterterrassen gebildet. Diese entstanden durch die Ablagerung von Schutt aus den Mittelgebirgen und dem Vogtland, den die Flüsse mit sich brachten.

1.2.1. Vorgänge während den Eiszeiten

Vorgänge während der Elster- Kaltzeit

Während der Elster-Eiszeit entstand der untere Teil der Schotter aus Flusskies und Sand. Im ältesten Teil dieser in der Elster-Eiszeit entstandenen Schotter findet man noch kein Gesteinsschutt aus dem Norden, denn erst im weiteren Verlauf dieser Eiszeit schoben sich Eismassen bis in dieses Gebiet vor und brachten das Gestein mit sich. Nach dem Abtauen des Eises lagerten sich diese Gesteine als Moräne ab. Aus dieser wurden dann im weiteren Verlauf Feuersteine und anderer Gesteine aus dem Norden ausgewaschen, gelangten durch Erosion in die Flüsse und vermischten sich dort mit einheimischen Geröllen. Über dem Schotter aus der Elster-Eiszeit liegt eine Grundmoräne, die aus grauem Geschiebemergel besteht.

Vorgänge während der Saale- Kaltzeit

Zu Anfang der Saale- Kaltzeit entstanden die Hauptterrassen, die sich aus Schutt des Mittelgebirgsraums bildeten. Zu den einheimische Geröllen gehören unter anderem Quarz, Sandstein und Schiefer. Die Eismassen der Saale-Eiszeit brachten sandig-tonigen Geschiebemergel und Geschiebelehm mit sich, der auf den Flussschottern eine Grundmoräne bildete.

Vorgänge während der Saale- Kaltzeit

Während der Weichsel-Eiszeit (vor 100.000-10.000 Jahren) wurden dann die Auen geformt. Durch das Geröll, das die Flüsse mit sich führten, wurde wiederum ein Schicht abgelagert, die man als Niederterrasse bezeichnet. Im unteren Teil dieser Terrasse überwiegt der Kies und im oberen Teil der Sand. Dazwischen sind dünne Torflagen zu finden.

Auch nach den Eiszeiten kam es noch zu Schotteransammlungen. Auf dieser Niederterrasse befinden sich Mooreichen und andere Bäume. Darüber liegt eine zwei bis vier Meter mächtige Schicht von rötlich-braunen Aulehm. Die Aulehmbildung steht im Zusammenhang mit der Besiedlung durch den Menschen vor ca. 5000 bis 6000 Jahren. Aufgrund von Rodungen wurden große Flächen freigelegt, und durch den Niederschlag konnten so die oberen Bodenteilchen abgespült werden. Diese Teilchen wurden von den Flüssen mitgeschleift und im Tiefland außerhalb des Flussbettes wieder abgelagert.

1.2.2. Vorgänge nach den Eiszeiten

Legende für die folgenden Abbildungen

Stufe

Noch ca. 5000 v. Chr. lag das Augebiet wesentlich tiefer, als es heute liegt. In dem Gebiet, wo der Boden dem Grundwasser nah war und es viele Überschwemmungen gab, bildete sich Torf.

1. Stufe

Durch den Einfluss der Menschen kam es zu einer Aulehmablagerung.

2. Stufe

In der Zeit zwischen 1350 und 900 v. Chr. kam es zu einer weiteren Ablagerung von Aulehm.

3. Stufe

Seit dem achten Jahrhundert nach Christi, in der Zeit in der immer mehr Ackerbau betrieben wurde, transportierten die Flüsse verstärkt Schwebeteilchen, und es kam erneut zur Aulehmbildung.

So entstand während der Zeit der Leipziger Auwald, wie wir ihn heute vorfinden.

4. Stufe

1.3. Geschichte des Menschen im Auwald

Bereits aus der Saale- Kaltzeit lassen sich Spuren von Menschen im Leipziger Gebiet finden. Die ersten Siedler ließen sich ca. 5000 v. Chr. am Rand der Aue nieder und wo die Parthe in die Elster mündet wurde die Siedlung Lipsk gegründet, die bis in das 6. Jahrhundert besiedelt wurde. Da Siedlungen oft an fischreichen Flüssen, dienend als Nahrungsquelle, entstanden, wurde auch an Pleiße und Elster gesiedelt. Zu essentiellen Landschaftsveränderungen kam es, als Verkehrswege gebaut, Flüsse reguliert, Furten ausgebaut und Brücken sowie Verteidigungsanlagen errichtet wurden und der Auwald hatte für die Siedlungen eine große Bedeutung, da er als Nahrungsquelle und zur Materialgewinnung diente.

Man betrieb Imkerei im Auwald, rodete stadtnahe Gebiete zur Nutzung von Acker- und Weideland, legte Fischteiche an und stellte aus dem Aulehm Ziegel her. Mit diesen Veränderungen der Landschaft entwickelte sich auch Handel, Handwerk und die Produktion. Als die Stadt Interesse am Naherholungsgebiet zeigte, kaufte sie Waldgebiete auf und man erließ 1563 die erste Leipziger Waldordnung, in der der Holzeinschlag aktenkundig erwähnt wurde und zum ersten Mal junge Bäume gepflanzt wurden. Bereits in der zweiten Waldordnung wurde der Holzeinschlag bis ins Detail geregelt.

Zu Anfang des 18. Jahrhunderts gestaltete man die Gebiete in Stadtnähe nach dem Vorbild Frankreich um und barocke Gärten entstanden.

Auch die industrielle Revolution 1830 hatte die Veränderung der Aulandschaft zur Folge. So wurden Wohnsiedlungen und Industriegebäude errichtet, neue Straßen und Eisenbahngleise gebaut.

Durch diese rapiden Veränderungen an der Aue gab es 1912 erstmals die Absicht des Sächsischen Heimatschutzes den Auwald zu schützen und daraufhin wurden größtenteils keine Eingriffe mehr im Leipziger Auwald vollzogen.

Mit der Reduzierung des Holzeinschlags konnten sich das Unterholz und die Schattenpflanzen ausprägen, die alten Eichen starben aus und Ahorn siedelte sich vermehrt an.

Mit dem Bau des Leipziger Hauptbahnhofs wurden große Mengen Kies benötigt, die im Süden von Wahren abgebaut wurden und daraus entstand der Auensee, der von nun an der Erholung diente.

Unter Landschaftsschutz wurde der Auwald nach dem 2. Weltkrieg gestellt. Als dann in den 60er Jahren eine Pilzkrankheit den Leipziger Auwald befiel, wurden größtenteils die Ulmenbestände zerstört. Weitere landschaftliche Veränderungen des Auwaldes stellte die Belastung der Flüsse und der Braunkohleabbau im Süden Leipzigs dar. Auch die Errichtung von der Fernverkehrstraße B2/B95 hatte die Abholzung eines großen Teils des Auwaldes zur Folge.

1.4. Lage des Auewaldes

Anders als heute floss die Elster nach Norden in Richtung Delitzsch/ Bitterfeld. Die während der Saalekaltzeit entstandenen Gletscher hinterließen auf dem Flussschotter eine 12m starke Grundmoräne. Durch den Absatz der Grundmoränenplatte kam es zu einer Verschüttung des nach Norden gerichteten Elsterlaufes. Dadurch war der Fluss gezwungen bei Möckern eine Laufbiegung nach Westen durchzuführen.

Der Rest eines gemeinsamen Flusslaufes von Elster und Saale lässt sich, von Knauthain kommend, in Richtung Gohlis verfolgen.

Bereits westlich von Rötha flossen Pleiße und Elster in einer Mündung zusammen. Auf einer Fläche von wenigen 100 m Breite erstreckt sich eine Grundmoräne, entstanden über dem elstereiszeitlichen Flussschotter, vom Ortsrand der Pleißenaue vom Stadtkern bis etwa zum Connewitzer Kreuz im Süden.

Die durchschnittliche Geländeoberfläche in der Elster- Pleiße- Aue senkt sich von rund 110 m über dem Meeresspiegel im Connewitzer Wald auf rund 96 m über Meeresspiegel südlich von Schkeuditz.

1.5. Besondere abiotische Faktoren im Frühjahr

1.6. Meteorologische Verhältnisse des Exkursionstages

2. Biotische und abiotische Merkmale des Ökosystems

2.1. Charakteristische Pflanzenarten des Ökosystems

Erklärungen:

2.2. Charakteristische Tierarten des Ökosystems

2.3. Komplex der abiotischen Umweltfaktoren

2.4. Zeigerarten

2.4.1. Definition

Zeigerarten sind Pflanzen mit einem kleinen Toleranzbereich ( stenök) gegenüber einem Umweltfaktor, die diesen somit mit großer Wahrscheinlichkeit anzeigen. Sie sind Indikatorpflanzen, die wegen ihrer spezifischen Standortansprüche als Zeiger, für die im Boden vorhanden Stoffen dienen. Der Wert der Zeigerpflanze ist umso größer, desto spezieller die Ansprüche der Pflanze ist.

Sie können genutzt werden um die Bodenqualität und Untergrund hinsichtlich von Bauvorhaben, Erzlagerstätten und Abraumhalden einzuschätzen und dienen zur Erleichterung der Beurteilung der Nährstoff- und Feuchtigkeitsverhältnisse in land- und forstwirtschaftlichen Böden, da Pflanzen wesentlich empfindlicher auf Umweltgifte reagieren als der Mensch.

Zeigerpflanzen können starke Nässe (Bsp. Schilf, Schwertlilie), starke Trockenheit (Bsp. Kakteen, Gräser auf Trockenbasen (Gebirge)), starke Lichtintensität (Bsp. Sonnenblume), Schatten (Bsp. Wurmfarn, Adlerfarn) und Stickstoffvorkommen (Bsp. Brennnessel, Schwarzer Holunder) anzeigen.

2.4.2. Zeigerarten des Auwaldes und der pH- Wert des Bodens

Aus den Zeigerpflanzen und den somit ermuteten pH- Wert des Bodens geht demnach hervor, dass ein annähernd neutraler Boden zu erwarten ist.

2.4.3. Protokoll - Bestimmung des pH- Wertes des Bodens

1. Aufgabe: Ermitteln Sie experimentell die Bodenreaktion und vergleichen Sie mit der durch Zeigerarten bestimmten.

2. Vorüberlegung: schwach sauer - neutral - schwach basisch

3. Geräte & Chemikalien: Erlenmeyer Kolben

Reagenzgläser

Reagenzglasständer

Trichter

destilliertes Wasser

Spatel

Filterpapier

pH- Vergleichskala

Bodenprobe

Czensny Indikatorlösung

4. Durchführung:       Knicken des Filterpapiers in Trichter

Trichter in Reagenzglas

Bodenprobe in Erlenmeyer Kolben, destilliertes Wasser dazu

Beobachtung: brauner Bodensatz in Kolben

trübe, braune Flüssigkeit (aufgeschlemmt)

obendrauf Schwebeteilchen, organ. Material

schaumig

Gemisch in Reagenzglas und filtrieren

Filtrat klare, farblos

Filterpapier brauner Filterrückstand

(rot- braun)

3-4 Tropfen Indikatorläsung ins Filtrat

gelblich- grüne Lösung

5. Auswertung:           Der Abgleich mit dem Filtrat und der zugegebenen Indikatorlösung mit der Czensny Skale ergibt, dass der Boden einen pH- Wert zwischen 6,5 und 7 hat, demnach schwach sauer bis neutral ist.

6. Die Hypothese hat sich bestätigt.

3. Untersuchungen

3.1. Wasseruntersuchungen

3.1.1. Protokoll - Wasseruntersuchung

Ort: Gewässer I: Pleißewehr Connewitz am Auwald

Schleußiger Weg

Gewässer II: Leipziger Auwald, Schleußiger Weg

Beipert

Datum:Gewässer I:    14. 04. 2003

Gewässer II: 16. 04. 2003

Zeit: Gewässer I: 9:55 Uhr

Gewässer II: 9.40 Uhr

Ergebnisse:

Auswertung:

Aus der Untersuchung der Gewässer auf die verschiedenen Ionen geht hervor, dass das Gewässer eins leicht stärker belastet ist als das Gewässer zwei. Das Gewässer zwei ist mäßig belastet, besitzt einen neutralen pH- Wert und zeigt vor allem bei den Nitrat- Ionen eine wenigere Konzentration (im Gegensatz zu Gewässer eins) auf, wobei das Gewässer eins kritisch belastet ist, einen leicht basischen pH- Wert besitzt und eine bei den Nitrat- Ionen übermäßigt verschmutzt ist.

Erklärungen:                          

Wasserhärte                 Verschmutzungsgrad

5° dh - sehr weiches Wasser I unbelastet bis sehr gering belastet

5 - 10° dh - weiches Wasser I - II gering belastet

10 - 18° dh - mittelhartes Wasser II mäßig belastet

18 - 25° dh - hartes Wasser II - III kritisch belastet

> 25° dh                      - sehr hartes Wasser III stark verschmutzt

III - IV sehr stark verschmutzt

IV übermäßig verschmutzt

3.1.2. Verschmutzungsgrad des Wassers

Nach der Filtration des Wasser der Paußnitz lässt sich anhand des Filterpapiers feststellen, dass die Paußnitz sichtbar mäßig verschmutzt ist.

3.2. Luftuntersuchung

3.2.1. Flechten als Bioindikatoren

Flechten sind so genannte Lebensgemeinschaften aus Pilz und Alge, die in symbiotischer Verbindung leben. Sie reagieren sehr empfindlich auf Luftverschmutzung, insbesondere auf Autoabgase. Im Frühstadium ihres Lebens vertragen sie kein Blei, und auch andere Schwermetalle führen bei ihnen zu bleibenden Veränderungen.

Deshalb sind sie sensible Bioindikatoren, die durch ihr Wachstum Verunreinigungen der Luft anzeigen.

3.2.2. Beobachtung und Folgerung

Im gesamten Exkursionsgebiet konnten wir keinen Flechtenwuchs feststellen. Demnach wäre die Höhe des Deckungsgrades der Flechten nach M. Domrös mit einer O festzuhalten. Für den Leipziger Raum und die Höhe des Deckungsgrades nach Domrös hat P. Gutte Zonen für den Verschmutzungsgrad des Leipziger Raums festgelegt. Nach Gutte und unseren Beobachtungen handelt es sich also um einen Flechtenwüste, die als Folge einer sehr hohen Luftverunreinigung vorhanden ist.

Somit ist für die Luftuntersuchung festgestellt, dass es sich für das Exkursionsgebiet und den Raum Leipzig um eine starke Luftverschmutzung handelt.

3.3. Verschmutzungsgrad

Wir haben anhand von Blättern des Bärlauch an 5 verschiedenen Stellen den Verschmut-zungsgrad festgestellt.

1. Im Wald beim Herrn Fechner:                              2. Am Pleißewehr bei Frau Gentzsch:

3. Am Pleißewehr direkt am Wasser:                                  4. Am Wegrand bei Frau Hähnel:

5. Direkt am Schleußiger Weg:

Die Verschmutzung direkt an der Straße ist aufgrund der Autoabgase am größten. Sobald man in den Auwald weiter hinein geht, nimmt die Verschmutzung stetig ab. Direkt am Wasser war sie dann am geringsten. Somit lässt sich Nachweisen, dass die Einwirkungen vom Schleußiger Weg allein schon ausreichen um den Wald zu verschmutzen.

4. Maßnahmen zum Schutz des Auwaldes

Trennung von der Auenlandschaft angepassten Erholungs- und Erlebnisbereichen von den Naturschutzräumen durch weiträumige Pufferzonen

Verbesserung der Wasserqualität der Elster, Pleiße und Parthe (Wiederbelebung des ehemaligen Luppenlands)

Anlegen von Naturschutzgebiete

künstliche Überschwemmungen der Auenlandschaft in der Südaue (Wiederherstellen der ehemaligen Frühjahrshochwasser)

Aufforsten und Anpflanzen auentypischer Bäume z.B. Esche, Stieleiche und Ahornbäume

Schaffung künstlicher Biotope durch das Liegenlassen des Altholzes

Beendigung der Abwassereinleitung in das Flussnetz des Auwaldes

Ausarbeitung von geeigneten Maßnahmen zu schnelleren Wiederherstellung der natürlichen Wasserqualität;

grundsätzliche Vermeidung weiterem Flächenentzug durch gebietsverändernde Maßnahmen

künstliche Verbindung stillgelegter Flussarme zur 'Wiederbelebung' der Flussarme

neue Verkehrswege nur noch auf bereits bestehenden Trassen bauen

keine touristische Vermarktung

brachfallendes Ackerland soll mit standortgemäßen Holzarten aufgeforstet werden

Erhaltung des Gleichgewichts zwischen Wald und Wild (überhöhte Wildbestände schaden Wald und Wild selbst)