Arbeitsblatt: Ökologie und menschliches Handeln

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Fächerübergreifendes Dossier à la "Pfannen-Fertig" mit Arbeitsmaterial, Lösungen, Lehrplan-21-Bezug und Lehrerkommentar zum Thema Ökologie und menschliches Handeln. Für 1. bis 3. Sekundar-/Oberstufe geeignet. Mit Hilfe des Dossiers kann im Unterricht folgenden Fragen nachgegangen werden: * Wie funktioniert die Natur? Wie leben Pflanzen und Tiere in Lebensräumen? Wie stehen sie in Beziehung zueinander? * Was ist überhaupt der Unterschied zwischen Pflanzen und Tieren? Und weshalb sind Pilze keine Pflanzen? * Was passiert im Lebensraum, wenn ein Tier ausstirbt oder ausgerottet wird? * Was passiert, wenn Schadstoffe in die Umwelt geraten und wie können sie dadurch zum Problem für den Menschen werden? * Was passiert mit dem Laub, das im Herbst auf den Waldboden fällt und im Sommer verschwunden ist? Wohin verschwinden die Knochen von toten Lebewesen? Was passiert im Komposthaufen? * Denken braucht viel Energie, genauso wie Sport. Aber woher kommt die Energie, diese Energie, die wir zum Überleben brauchen überaupt? * Weshalb verzichten einige Menschen aus ökologischen Gründen auf Fleisch? * Wie hat sich die Weltbevölkerung seit der Geburt deiner Grosseltern entwickelt und was bedeutet dies für dein Leben? * Wie können wir in Zukunft sicherstellen, dass alle Menschen auf der Erde und vor 
allem auch in der Schweiz genügend Nahrung zur Verfügung haben werden? 
 Ziele, die SchülerInnen durch die Bearbeitung erreichen sollen: * Du kannst erklären, was ein Ökosystem ist und einige Prozesse nennen, darin ablaufen (Lebensgemeinschaft, Umweltfaktoren, Beziehungen zwischen Lebewesen, Nahrungsketten &-Netze, Schadstoffanreicherung in der Nahrungskette, Stoffkreislauf). * Du erkennst erklären, weshalb das Leben von Menschen vom Funktionieren der Ökosysteme abhängig sind. * Du kannst beschreiben, wie sich die Weltbevölkerung entwickelt hat und vermutlich entwickeln wird und welchen Zusammenhang dies mit der Tragfähigkeit von Ökosystemen zu tun hat. * Du kannst einige Folgen der Weltbevölkerungsentwicklung in Bezug auf Mensch und Umwelt nennen und deren Auswirkungen auf Ökosysteme beschreiben. * Du bildest dir eine Meinung zur Unabhängigkeit und Nachhaltigkeit der Nahrungsmittelproduktion in der Schweiz. * Du erkennst zukünftige Handlungsmöglichkeiten und reflektierst deren Folgen in Bezug auf Mensch und Umwelt. 

Biologie
Oekologie
8. Schuljahr
39 Seiten

Statistik

195855
284
10
03.12.2020

Autor/in

Romanus Marxus
Land: Schweiz
Registriert vor 2006

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Textauszüge aus dem Inhalt:

Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 0. Modul Ökologie und menschliches Handeln Modul Ökologie und menschliches Handeln Fragen: • • • • • • • • • RM Wie funktioniert die Natur? Wie leben Pflanzen und Tiere in Lebensräumen? Wie stehen sie in Beziehung zueinander? Was ist überhaupt der Unterschied zwischen Pflanzen und Tieren? Und weshalb sind Pilze keine Pflanzen? Was passiert im Lebensraum, wenn ein Tier ausstirbt oder ausgerottet wird? Was passiert, wenn Schadstoffe in die Umwelt geraten und wie können sie dadurch zum Problem für den Menschen werden? Was passiert mit dem Laub, das im Herbst auf den Waldboden fällt und im Sommer verschwunden ist? Wohin verschwinden die Knochen von toten Lebewesen? Was passiert im Komposthaufen? Denken braucht viel Energie, genauso wie Sport. Aber woher kommt die Energie, diese Energie, die wir zum Überleben brauchen überaupt? Weshalb verzichten einige Menschen aus ökologischen Gründen auf Fleisch? Wie hat sich die Weltbevölkerung seit der Geburt deiner Grosseltern entwickelt und was bedeutet dies für dein Leben? Wie können wir in Zukunft sicherstellen, dass alle Menschen auf der Erde und vor allem auch in der Schweiz genügend Nahrung zur Verfügung haben werden? 1 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 0. Modul Ökologie und menschliches Handeln Ziele: • • • • • • Du kannst erklären, was ein Ökosystem ist und einige Prozesse nennen, darin ablaufen (Lebensgemeinschaft, Umweltfaktoren, Beziehungen zwischen Lebewesen, Nahrungsketten &-Netze, Schadstoffanreicherung in der Nahrungskette, Stoffkreislauf). Du erkennst erklären, weshalb das Leben von Menschen vom Funktionieren der Ökosysteme abhängig sind. Du kannst beschreiben, wie sich die Weltbevölkerung entwickelt hat und vermutlich entwickeln wird und welchen Zusammenhang dies mit der Tragfähigkeit von Ökosystemen zu tun hat. Du kannst einige Folgen der Weltbevölkerungsentwicklung in Bezug auf Mensch und Umwelt nennen und deren Auswirkungen auf Ökosysteme beschreiben. Du bildest dir eine Meinung zur Unabhängigkeit und Nachhaltigkeit der Nahrungsmittelproduktion in der Schweiz. Du erkennst zukünftige Handlungsmöglichkeiten und reflektierst deren Folgen in Bezug auf Mensch und Umwelt. LP21-Kompetenzen: Schülerinnen und Schüler können. • Einflüsse des Menschen auf regionale Ökosysteme erkennen und einschätzen. (NT 9.3) • Stoffe als globale Ressource erkennen und nachhaltig damit umgehen. (NT 3.3) • natürliche Ressourcen und Energieträger untersuchen. (RZG 1.4) • die Nachhaltigkeit naturwissenschaftlich-technischer Anwendungen diskutieren. (NT 1.3) • Energieformen und -umwandlungen analysieren. (NT 4.1) • Bevölkerungswachstum und -bewegungen erkennen und einordnen. (RZG 2.1) • natürliche Systeme und deren Nutzung erforschen. (RZG 3.1) • wirtschaftliche Prozesse und die Globalisierung untersuchen. (RZG 3.2) • globale Herausforderungen der Ernährung von Menschen verstehen. (WAH 4.5) • die Positionierung der Schweiz in Europa und der Welt wahrnehmen und beurteilen. (RZG 8.3) • Nahrung kriterienorientiert auswählen (WAH 4.3) • die Produktion von Gütern und Dienstleistungen vergleichen und beurteilen. (WAH 1.3) • bei Kauf und Nutzung von Produkten ökonomische, ökologische und gesellschaftliche Zusammenhänge erkennen. (TTG 3.B.1) RM 2 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 1. Wie funktioniert die Natur? (Ökologie) Wie funktioniert die Natur? (Ökologie) Eine kurze Einführung in das Wissenschaftsgebiet der Ökologie Die Erde ist ein System: Aufbau der Biosphäre: RM 3 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 2. Ein Wald viele Lebensräume 2 Lebensraum Wald Ein Wald viele Lebensräume Ein Land ‐ viele Lebensräume Der Wald ein Ökosystem Ein Wald besteht meistens aus vielen hohen Bäumen. Sie stehen oft so dicht zusammen, dass sich ihre Kronen berüh‐ ren. Zwischen den Bäumen wachsen häufig Sträucher. Eine Schicht aus abgestorbenem Laub, Kräutern und Moos bedeckt den Waldboden. Der Wald unterscheidet sich also deutlich von den angrenzenden Gebieten ‐ z.B.von einer Wiese. Er bildet ‐ genauso wie die Wiese ‐ ein eigenes System: ein Ökosys‐ tem ( 3). 1 Verschiedene Lebensräume bestimmen die Landschaft. Auf einer Reise durch Deutschland kannst du viele verschiedene Landschaften ent‐ decken: die flachen Küsten der Nord- und Ostsee oder die Hochgebirge der Alpen. Dazwischen wechseln sich ebene und ber‐ gige Landschaften mit Äckern, Wiesen und Weiden sowie Flüssen und Seen ab ( B1). Ein Drittel dieser gesamten Fläche ist aber von Wald bedeckt. i solchen Ökosystemen beschäftigt sich die Ökologie. Das Wort kommt aus dem Griechischen und bedeutet soviel wie „Leh‐ re vom Haushalt der Natur. Ein Ökosys‐ tem besteht aus dem Lebensraum ‐ dem Biotop ‐ und aus der Gemeinschaft von Pflanzen und Tieren, die darin lebt. Diese Lebensgemeinschaft nennt man Biozöno‐ se. Alle Ökosysteme der Erde bilden die Biosphäre. Auch wenn sich Ökosysteme voneinander unterscheiden, stehen sie doch in Wech‐ selbeziehung. Tiere, wie z.B. Rehe, treten aus dem Wald auf die Wiese hinaus, um zu fressen. Gleichzeitig transportieren sie den Samen der Wiesenpflanzen in den Wald hinein. Abiotlsche Ummltf:ktoren Blotische Umweltfaktoren Geländebeschaffenheit ‐ Flachland ‐ Hanglage ‐ steiniger Untergrund Konkurrenten ‐ um Nahrung ‐ um Lebensraum ‐ bei der Fortpflanzung Klimatische Bedingungen ‐ Temperatur Niederschlagsmenge ‐ Luftfeuchtigkeit ‐ Wind Fressfeinde ‐ Wolf ‐ Luchs ‐ Fuchs (Rehkitze) Geografische Lage ‐ Flachland, Gebirge Nahrungsangebot ‐ Wildfrüchte, Kräuter Blätter, Knospen Sperber Fichten‐ kreuzschnabel Dompfaff Biotop Ökosystem 3 Biozönose und Biotop bilden ein Ökosystem. Keiner lebt für sich allein In einem Ökosystem gibt es neben den Wechselbeziehungen zwischen den Le‐ bewesen auch die mit ihrer Umwelt. Das Leben eines Rehs ist von vielen Einflüssen ‐ den Umweltfaktoren ‐ abhängig (l BZ). Man unterscheidet hierbei zwischen biotischen und abiotischen Umweltfak‐ toren. Ein biotischer Umweltfaktor ist z.B. der Fressfeind des Rehs.Temperatur und Niederschläge sind Beispiele für abiotische Umweltfaktoren. ( System, S.412/413) Eine Landschaft setzt sich aus unter‐ schiedlichen Ökosystemen zusammen. Hier stehen die Lebewesen untereinander und mit ihrer Umgebung in Wechselbezie‐ hungen. AUFGABEN Erläutere den Begriff „Ökosystem mit eigenen Worten. Nenne mithilfe von Bild 2 mindestens je drei abiotische und biotische Umweltfaktoren. 0 Erkläre den Begriff „Ökologie. 0 Nimm Stellung zu folgender Aussage: „Ein Ökosystem ist ein offenes System. Skizziere auf einem Blatt das Ökosystem Wiese. Orientiere dich dabei an Bild 3. Beschreibe die biotischen und abiotischen Umweltfaktoren für einen Karpfen. Orientiere dich an Bild 2 und fertige dazu eine Skizze an. 2 Lebewesen stehen in Wechselbeziehungen mit ihrer Umwelt. RM 56 57 4 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 2. Ein Wald viele Lebensräume Was ist ein Ökosystem? (1) Der Begriff Ökosystem wird oft diskutiert, doch was genau bedeutet er? Ökosysteme werden in zwei Teilbereichen beschrieben, die zusammengehören: Der erste Teil ist das Biotop. Damit wird der Ort mit seinen Bedingungen beschrieben. Dazu gehören Temperatur, Belichtung, Hangneigung, Bodenart und andere Eigenschaften. Der zweite Teil ist die Biozönose, das sind alle Lebewesen, die in diesem Biotop leben. A1 Welche Faktoren kennzeichnen das in der Abbildung dargestellte Biotop, welche die Biozönose? Stelle in der Tabelle alle Faktoren nach Biotop und Biozönose sortiert zusammen. Nimm dein Buch zu Hilfe. Biotop Biozönose Wasser emp er t r Su p p l n e Wa sser i ef Wa sser f a zen o en esc a f en ei i sc e Tr übung Wa sser ö el ä r st of ei nt ag Bä me A2 Nenne andere Ökosysteme, die du kennst. Finde mindestens 5 Beispiele. a d F u s W e e H c e Sc u g r e A3 Beschreibe zu einem der Ökosysteme aus Aufgabe 2 welche Bedingungen dort herrschen. e k : i h w c s n e St ä c e , ä f g n a d ä d r , i t n Sc u z n N h u g ü k e n r T er ( ö el M ä se, n sek en , i en en ö el a s r t l t z, i ef er N h u g n o m o N ü ssen n B eer en 76 RM Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2011 www.klett.de Alle Rechte vorbehalten Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. 5 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 3. Beziehungen zwischen Lebewesen Beziehungen zwischen Lebewesen A1 In einem Ökosystem bestehen zwischen artverschiedenen und artgleichen Lebewesen vielfältige Beziehungen. Schneide die Kärtchen aus und klebe sie an passender Stelle in die Grafik. A2 Die von den biotischen Faktoren ausgehenden Wechselbeziehungen zwischen den Lebewesen in einem Ökosystem lassen sich in innerartliche und zwischenartliche Beziehungen einteilen. Erläutere diese Begriffe und nenne Beispiele. Innerartliche (Interspezifische) Beziehungen/Konkurrenz: Zwischenartliche (Interspezifische) Beziehungen/Konkurrenz: RM 6 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 3. Beziehungen zwischen Lebewesen Die Räuber-Beute-Beziehung: RM 7 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 4. Nahrungsbeziehungen Nahrungsbeziehungen RM 8 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 4. Nahrungsbeziehungen Die Nahrungskette: A1 Zeichne mit Hilfe der Grafik auf S. 6 eine Nahrungskette für das Ökosystem Wald vom Produzenten bis Endkonsumenten auf! Der Pfeil bedeutet „wird gefressen von. Zeichnung des Lebewesens Name des Lebewesens Bezeichnung Gräser Endkonsument Zusatzaufgabe: Stelle mindestens eine Nahrungskette mit möglichst vielen Gliedern zusammen! Konsequenzen des Artensterbens: A2 Beschreibe was passieren würde, wenn der zweite Konsument der oberen Nahrungskette aussterben würde. RM 9 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 4. Nahrungsbeziehungen Schadstoffanreicherung in der Nahrungskette: Schau dir die folgenden zwei Grafiken an und beantworte folgende Fragen: 1. Was sind Schadstoffe? 2. Wie hängt die Schadstoffanreicherung mit der Nahrungskette zusammen? 3. Wieso kann die Tatsache der Schadstoffanreicherung ein Problem für die Menschen darstellen? 4. Zusatzfrage, falls Film(e) geschaut: Wie hängen die Inhalte des Films mit der Schadstoffanreicherung in der Nahrungskette zusammen? RM 10 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 4. Nahrungsbeziehungen Das Nahrungsnetz im Ökosystem See: A1 Erstelle mit Hilfe der folgenden Informationen ein Nahrungsnetz für das Ökosystem See. Der Pfeil bedeutet „wird gefressen von. • Algen Wasserflöhe Rotfeder • Wasserfrosch Graureiher Hecht • Zuckermücke Mehlschwalbe • Wasserpflanzen Wasserschne• Wasserpflanzen Rotfeder cke Graureiher • Wasserflöhe Teichralle • Wasserflöhe Libellenlarve • Sumpfpflanzen Köcherfliege Rotfeder Mehlschwalbe • Wasserpflanzen Teichralle • Zuckermücke Wasserfrosch • Libellenlarve Teichralle Hecht A2 Überlege dir, wo der Mensch in diesem Nahrungsnetz vorkommen würde und zeichne ihn ein. A3 Beschreibe verschiedene Möglichkeiten was passieren würde, wenn der Mensch die Rotfeder durch Überfischung dezimieren (reduzieren) oder sogar ausrotten würde. RM 11 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 2 Lebensraum Wald 5. Der Stoffkreislauf im Wald Der im Wald DerStoffkreislauf Stoffkreislauf im Wald Alle Lebewesen in einem Ökosystem nehmen Stoffe auf, wandeln sie um und nutzen sie für ihre Lebensvorgänge. Doch woher nehmen Pflanzen die dafür notwen‐ digen Ausgangsstoffe? « Destruenten benötigen Energie Selbst die kleinste Raupe scheidet Kot aus. Am Boden wird dieser z.B. von Würmern, Schnecken und Kleinstlebewesen wie Pil‐ zen, Asseln und Bakterien zersetzt. Sie nut‐ zen die im Kot enthaltenen Nährstoffe, die ihnen Energie liefern. Man nennt solche „Kotfresser daher Zersetzer oder Destru‐ enten (l B1). Neben den Ausscheidungen der Tiere bauen sie auch deren sterbliche Überreste, ihre Kadaver, ab. Ebenso zerklei‐ nern sie herabgefallenes Laub und Zweige. ( Struktur und Funktion, 5.414/415) Kohlenstoffdioxid Kohlmeise Zitronenfalter‐ raupe Organische Stoffe werden umgewandelt Alle diese organischen Stoffe werden zu anderen Stoffen umgewandelt. Dabei ver‐ brauchen die tierischen Lebewesen Sauer‐ stoff und geben Kohlenstoffdioxid an die Umgebung ab ( B1). Die zersetzten Tier‐ und Pflanzenreste vermischen sich mit Mineralsalzen im Boden und reichern sich als Humus in der obersten Bodenschicht an. Im Stoffkreislauf geht nichts verloren Am Ende dieser Umwandlung bleiben Koh‐ lenstoffdioxid, Wasser und Mineralsalze übrig. Pflanzen nehmen diese Stoffe über ihre Blätter und Wurzeln wieder auf und erzeugen daraus neue Biomasse ( 5.70). Diese steht den Tieren erneut zur Verfü‐ gung. Damit schließt sich der Stoffkreis‐ lauf i einem Ökosystem geht nichts verloren. ( System, 5.412/413) Im Wald werden Stoffe aufgebaut, umge‐ wandelt und von Destruenten zu Wasser und Mineralsalzen abgebaut. Pflanzen bauen daraus ihre Biomasse auf. 1 Der Stoffkreislauf im Wald AUFGABEN 1 Beschreibe den Stoffkreislauf mithil‐ fe des Textes und Bild 1. 2 Erkläre, warum der Stoffkreislauf für das Leben der Pflanzen wichtig ist. Begründe, warum die Sonne als „Motor des Stoffkreislaufes bezeichnet werden kann. 3 RM 12 71 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 5. Der Stoffkreislauf im Wald Der Stoffkreislauf: A1 Beschrifte die Kästchen und Pfeile mit den unten aufgelisteten Begriffen und mit Hilfe der Informationen aus den Texten auf der vorangegangenen Seite! Beachte, dass einige Pfeile mit mehreren Begriffen beschriftet werden müssen! Begriffe: Reduzenten/Reduzenten, Sonnenstrahlen, 2x Kohlenstoffdioxid, Konsumenten, Produzenten, Kot, Falllaub („Pflanzenleichen), 2 Sauerstoff, Mineralstoffe („Dünger), Tierleichen RM 13 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 5. Der Stoffkreislauf im Wald A2 Beschreibe, was mit dem Laub des Vorjahres passiert bzw. weshalb auch Knochen irgendwann „verschwinden. A3 Fäulnis und Verwesung werden häufig als unerwünschte Prozesse, z. B. beim Verderb von Lebensmitteln, wahrgenommen. Dennoch sind es sehr wichtige Prozesse, die für das biologische Gleichgewicht in der Natur äußerst bedeutsam sind. Diskutiere diesen Widerspruch. RM 14 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 5. Der Stoffkreislauf im Wald Weitere Stoffkreisläufe in der Natur: RM 15 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 5. Der Stoffkreislauf im Wald Zusatzaufgaben 1: Der stetige Kreislauf des Wassers Der stetige Kreislauf des Wassers (2) Zeichne die Pfeile des Wasserkreislaufs in die Abbildung ein und beschrifte diese. Tipp: A1 Zeichne die Pfeilefolgende des Wasserkreislaufs in dieRegen, AbbildungVerdunstung, ein und beschrifte diese. Verwende allenfalls Begriffe: Wolken, Oberflächenwasser, Grundwasser, Meer Zusatzaufgabe 2: Erweiterte Darstellung des Stoffkreislaufs: A2 Erkläre Kreislauf des Wassers. Beschrifte dieden Kästchen mit Begriffen, die du in Zusammenhang mit dem Stoffkreislauf kennengelernt hast. i W ä m d r So n l ä s W s e v n e E d b r l ä h v er u st en D er Wa sser a mp st ei t mi d er a men u t a h b en I h ö er en k ä t er en u t sc i h en ü l d er Wa sser a mp a u d o d en si er zu ei en Wa sser r ö f ch en E en st eh en Wo k en d e mi d em Wi d a o g et a en er en V er i d en si h i k n en si er en Wa sser r ö f h en zu r ö ßer en r p en w er en si i g en w n so c w r d s s e n o m o R g n Sc n e d r a el i ed er u d e r o er l ä ch f l en Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2011 www.klett.de Alle Rechte vorbehalten Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. RM 107 16 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 6. Energie und Energiefluss Energie und Energiefluss Kurzinput aus der Physik Was ist überhaupt Energie? Energie ist so etwas wie eine Kraft, die etwas bewirken kann. In einer Batterie steckt Energie, mit der wir ein Gerät betreiben können. Die Sonne liefert Energie, die unsere Haut erwärmt. Energie kann in verschiedenen Formen vorkommen und sich von einer Art in eine andere umwandeln. Aus der elektrischen Energie in einer Batterie wird Schallenergie, die aus dem Lautsprecher tönt. Ein Mensch verwandelt chemische Energie aus der Nahrung mit Hilfe der Musikeln in Bewegungsenergie. Energie geht nie verloren. Welche Energieformen gibt es? Finde möglichst viele Energieformen. Schreibe die Formen in die Auflistung auf der nächsten Seite und beschreibe bei denjenigen, die du kennst, wo diese Energieformen vorkommen könnten. Die Wörter können von links nach rechts, von oben nach unten, von rechts nach links und von unten nach oben geschrieben sein. RM 17 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 6. Energie und Energiefluss Hinweis: Lageenergie Potenzielle Energie Bewegungsenergie kinetische Energie Thermische Energie Wärmeenergie RM 18 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 6. Energie und Energiefluss Wie wird Energie umgewandelt? (Energieumwandlung) Energie geht nie verloren. Sie lässt sich zum Teil von der einen in eine andere Form umwandeln. Dazu braucht man Energiewandler. Energiewandler sind Geräte, Maschinen oder Lebewesen, die eine Energieumwandlung möglich machen. Studiere die folgenden Darstellungen und versuche zu verstehen, was Energiewandler sind und machen. Bei fast allen Umwandlungen gibt es aber Verluste. Es ist nicht so, dass die Energie „verloren gehen würde, aber sie wird in eine Form umgewandelt, die wir nicht mehr für den eigentlichen Zweck nutzen können. Wenn ich z.B. mit dem Auto von „A nach „B fahre, ist mein Ziel die Fortbewegung (Bewegungsenergie). Trotzdem wird im Motor ein Grossteil der Energie, die im Benzin steckt, in Wärme (thermische Energie) umgewandelt. In diesem Fall spricht man davon, dass die Wärme „verloren ist, da sie nichts zur Fortbewegung beiträgt. Vielleicht hast du auch schon vom Wirkungsgrad gehört. Dieser Begriff bezieht sich darauf, wie effizient ein Energiewandler Energie umwandeln kann – also wie viel der ursprünglichen Energieform in die gewünschte Energieform umgewandelt wird. Je besser ein Motor (Energiewandler) zum Beispiel chemische Energie aus dem Benzin in Bewegungsenergie umwandeln kann, desto höher ist der Wirkungsgrad des Motors. RM 19 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 6. Energie und Energiefluss Energieumwandlungen finden wir überall 1. Beispiel: Energiefluss vom Sonnenlicht zur Bewegung: Bewegung Bewegungsenergie Sonnenlicht Strahlungsenergie 1. Die Energie des Sonnenlichts (Strahlungsenergie) wird in Pflanzen in Zuckerumgewandelt (Chemische Energie). (Umwandlung durch Photosynthese) 2. Dieser Zucker wird beim Essen vom Menschen in seinen Körper aufgenommen. 3. Die Energie des Zuckers wird im Körper des Menschen dafür benutzt, um die Muskeln zu bewegen (Bewegungsenergie). 2. Beispiel: Energiefluss von Wind zu elektrischem Strom: Wind Bewegungsenergie Umdrehungen Bewegungsenergie 1. Die Energie des Windes (Bewegungsenergie) wird im Windrad in Umdrehung einer Welle umgewandelt (Bewegungsenergie). 2. Die Energie der Umdrehungen wird daraufhin in Strom (Elektrische Energie) umgewandelt. RM 20 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 6. Energie und Energiefluss A1 Schreibe die Nummer der Energieumwandlung über das entsprechende Bild. RM 21 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 7. Nahrungspyramide, Energiefluss und dessen Auswirkungen Nahrungspyramide, Energiefluss und dessen Auswirkungen Name: Klasse: 33 Kopiervorlage Nahrungspyramide 1. Die Nahrungsmengen, d. h. die Biomasse der lebenden Organismen, der Ernährungsstufen Produzenten und Konsumenten einer Nahrungskette bzw. eines Nahrungsnetzes einer Wiese, kann man berechnen und grafisch in Form einer Pyramide darstellen. Man bezeichnet diese Darstellung der Stoffmassen als Nahrungspyramide oder Biomassepyramide. Jede Ernährungsstufe stellt dabei die Nahrung für die nächsthöhere Stufe dar. a) Benenne die Ernährungsstufen (1– 5). Schreibe darunter einige Organismen der Wiese, die in den Stufen vorkommen. Nutze dazu die Abbildung. 1 2 1 3 2 3 4 4 5 5 RM b) Bilde von den abgebildeten Organismen Beispiele für Nahrungsketten einer Wiese. 22 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 7. Nahrungspyramide, Energiefluss und dessen Auswirkungen Flächenbedarf Fleischesser Flächenbedarf Veganer RM 23 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 7. Nahrungspyramide, Energiefluss und dessen Auswirkungen Nahrungspyramide, Stoffkreislauf und Energiefluss: RM 24 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 7. Nahrungspyramide, Energiefluss und dessen Auswirkungen Beantworte unter Einbezug deines Wissens über Nahrungspyramide, Stoffkreislauf, Energiefluss und den Auswirkungen dieser auf den Flächenbedarf von Zuchttieren (S. 17-19) folgende Fragen: A1 Erkläre, weshalb der Flächenbedarf eines Veganers wesentlich kleiner als derjenige eines Fleischessers ist. A2 Erkläre, weshalb man den Fleischkonsum aus ökologischer Sicht als bedenklich ansehen kann? A3 Kennst du weitere Gründe, auf Fleischkonsum zu verzichten? Wie begründen Vegetarier bzw. Veganer ihr Essverhalten? RM 25 aFächerübergreifend me: Klass e: Modul „Ökologie und menschliches Handeln 37 Kopiervorlage 8. Tiere bilden ökologische Nischen Ökologische Nischen Tiere bilden ökologische Nischen 1. Die abgebildeten einheimischen Wasserwanzen leben eng beieinander im Lebensraum See. a) Warum sind sie keine Nahrungskonkurrenten? Nutze zur Beantwortung der Frage Fachliteratur und das Internet. Wasserläufer Wasserskorpion Rückenschwimmer Ruderwanze b) Was versteht man unter dem Begriff ökologische Nische? 2. Verschiedene Entenarten können auf dem See nebeneinander leben, ohne direkte Konkurrenten zu sein. Wie ist das möglich? Nutze zur Beantwortung der Frage Fachliteratur und das Internet. Stockente Tafelente RM DUDEN PAETEC GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. Internet: www.duden-paetec.de Reiherente Gänsesäger 26 77 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 9. Tragfähigkeit und Weltbevölkerung Tragfähigkeit und Weltbevölkerung Wie hat sich die Anzahl Menschen auf der Erde, also die Weltbevölkerung, entwickelt? Unten findest du zwei Grafiken zur Entwicklung der Weltbevölkerung. Du siehst darauf, wie sich die Weltbevölkerung bis ca. 1927 entwickelt hat. 1. Überlege dir, wie sich die Weltbevölkerung ab 1927 entwickelt haben könnte. Zeichne deine Hypothese der Entwicklung mit grüner Farbe in die Grafiken. 2. Im Plenum: Zeichne die Entwicklung, wie sie in Wirklichkeit stattgefunden hat mit blauer Farbe, in die Grafiken ein. 3. Überlege dir, wie sich die Weltbevöklerung in Zukunft entwickeln wird. Zeichne deine Zukunftsprognose mit roter Farbe in die Grafiken ein. 4. Zeichne nach dem Schauen des Films «Mythos Überbevölkerung Dont Panic» die Prognose der Wissenschaftler gestrichelt mit blauer Farbe, in die Grafiken ein. RM 27 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 9. Tragfähigkeit und Weltbevölkerung Wie viele Lebewesen können durch ein Ökosystem ernährt werden? Unter Tragfähigkeit wird in der Ökologie die maximale Zahl an Lebewesen bezeichnet, die in einem Lebensraum (Biotop) existieren können, ohne diesen nachhaltig zu schädigen. Das Fassungsvermögen des Lebensraums ist bei Ökosystemen hauptsächlich von der Verfügbarkeit an „Nahrung (Bei Pflanzen: Wasser, Licht, Mineralstoffe; Bei Tieren: Nährstoffe, Vorhandensein von Beutetieren) sowie den Ansprüchen der sich darin befindenden Lebensgemeinschaften (Biozönose) abhängig. Dazu gehört beispielsweise, in welchem Temperaturbereich Lebewesen überleben können. Die Anzahl der Lebewesen (Populationsgrösse) kann sich so lange ausdehnen, bis eine bestimmte Wachstumsgrenze erreicht ist. Ab diesem Sättigungsgrad kann das Ökosystem nicht mehr alle Individuen ernähren, da die natürliche Regenerationsfähigkeit des Ökosystems, also die Stoffkreisläufe, beeinträchtigt werden. Das langfristige Überleben der Population ist somit nicht mehr gewährleistet. Entwicklung der Weltbevölkerung: Es stellt sich also die Frage: Wie Tragfähigkeit ist unserer Erde. Wie viele Menschen können die Ökosysteme der Erde über längeren Zeitraum ernähren? Wie müssen sich die Menschen verhalten, damit die Tragfähigkeit nicht überschritten wird? RM 28 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 9. Tragfähigkeit und Weltbevölkerung Wie wird sich die Weltbevölkerung in den nächsten 50-100 Jahren entwickeln? Begriffe: Geburtenrate, Sterblichkeitsrate, Emanzipation, Geburtenrate, Fertilität, Wachstumsrate Aufgabe: Schaue dir den Film „Mythos Überbevölkerung Dont Panic an und beantworte folgende Fragen: 1. Welche Gründe führten zum grossen Bevölkerungswachstum ab dem 19. Jahrhundert? 2. Welche Gründe führen dazu, dass das Bevölkerungswachstum wieder abnimmt? 3. Wie wird sich die Weltbevölkerung in den nächsten 50 Jahren laut Prognose entwickeln? Weshalb? 4. Wenn du an die Tragfähigkeit der Erde denkst: Was sind Herausforderungen, die wir wegen des Bevölkerungswachstums meistern müssen? 5. Wie könnte es gelingen, das Wachstum ganz zu stoppen? 6. Was ist deine allgemeine (kritische) Meinung zum Film? Wo stimmst du zu? Wo dagegen? Welche neuen Erkenntnisse und Sichtweisen hast du gewonnen? Wie hat sich dein Bild auf das Bevölkerungswachstum gewandelt? Weitführende Fragen für Weltversteher: 1. Welche Unterschiede gibt es in der Bevölkerungsentwicklung zwischen verschiedenen Kontinenten? Nenne und begründe die Unterschiede. 2. Wenn du an die Machtverhältnisse auf der Welt denkst – also daran, wer das «Sagen» hat: Wie könnte sich dieses Verhältnis aufgrund der Bevölkerungsentwicklung auf verschiedenen Kontinenten verändern? RM 29 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 10. Eingriffe des Menschen in Ökosysteme Eingriffe des Menschen in Ökosysteme Schaue die Dokumentation „Unsere Erde aus dem All an. Fasse den Inhalt zusammen. Gehe allenfalls auf folgende Fragen ein: Welche Ökosysteme werden in den Ausschnitten gezeig? Wie greift der Mensch in diese Ökosysteme ein? Was könnte getan werden, um die Ökosysteme zu schützen? RM 30 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln m : des Menschen in Ökosysteme 10. Eingriffe Klasse: 46 Kopiervorlage Eingriffe des Menschen am Beispiel des Ökosystems Fluss: Eingriffe des Menschen in ein Flussökosystem 1. Oftmals greift der Mensch in Ökosysteme ein, z. B. in Flussökosysteme. Betrachte beide Abbildungen von Flüssen. Welche Unterschiede kannst du feststellen? Abb. 1 Abb. 2 1 9 10 3 8 6 (1) (2) (3) (4) (5) Libelle Muschel Strudelwurm Flusskrebs Schnecke 2 4 2 (6) (7) (8) (9) (10) 3 7 5 1 Köcherfliegenlarve Eintagsfliegenlarve Bachforelle Wasserspitzmaus Elritze 4 (1) (2) (3) (4) Wasserratte Tubifex Mückenlarve Strudelwurm Abb. 1: Natürlicher Fluss – Vielfalt der Uferpflanzen, Schleifen und Windungen als natürlicher Wasserverlauf, Vorhandensein von Kies- und Sandbänken, von großen und kleinen Steinen bzw. Steinhaufen, Vielfalt von Tierarten Abb. 2: Begradigter und bebauter Fluss – Ufer durch Steinplatten befestigt, Pflanzen der Ufer beseitigt, am Rand nur noch wenige Arten, Sandflächen am Ufer sowie Steinhaufen im Wasser beseitigt, ebenso die natürlichen Schleifen und Windungen des Flussverlaufs, Reduzierung der Tierarten auf wenige 2. Welche Folgen hat das Eingreifen des Menschen auf die Organismen im Flussökosystem? Begründe deine Feststellungen. Durch Begradigung und Bebauung wird das Flussgefälle erhöht, damit auch die Strömungsgeschwindigkeit. Außerdem werden Kies- und Sandbänke abgeschwemmt. Dadurch fehlen für viele Tierarten die zur Ernährung und Fortpflanzung notwendigen Lebensbedingungen, z. B. Laichplätze für Fische, Lebensraum für Spitzmaus, Fischotter, Insekten (Vollinsekten, Larven) und Weichtiere. DUDEN PAETEC GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. Internet: www.duden-paetec.de RM 95 31 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 11. 10 Milliarden – Wie werden wir alle satt? 10 Milliarden – Wie werden wir alle satt? Wie werden wir alle satt? Das Ziel dieses Kapitels ist, dass du dir auf Grundlage von Informationen des Bundes und anderen verlässlichen Quellen eine eigene Meinung über die Frage «Wie werden wir alle satt?» bilden kannst. Dazu analysierst du, verschiedene Grafiken, die Informationen über die Art und Weise, wie in der Schweiz mit Nahrungsmittel umgegangen wird, enthalten. Wie viele Nahrungsmittel werden in der Schweiz verbraucht? Betrachte die folgende Zusammenstellung verschiedenen Statistiken. Überlege dir, welche Informationen über den Nahrungsmittelverbrauch in der Schweiz du daraus herauslesen kannst. Quelle: Schweizer Ernährungsbulletin 2019 Notiere hier einige Feststellungen: RM 32 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 11. 10 Milliarden – Wie werden wir alle satt? Wie werden pflanzliche Lebensmittel heute oft produziert? In der industriellen Landwirtschaft hat sich die sogenannte Monokultur zur Produktion von pflanzlichen Lebensmitteln durchgesetzt. Unter Monokultur versteht man den Anbau immer der gleichen Pflanzenart auf einer Bodenfläche. Aufgabe: Betrachte die Bilder zu Monokultur. Halte deine Gedanken und Feststellungen stichwortartig unter den Bildern fest. RM 33 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 11. 10 Milliarden – Wie werden wir alle satt? Wie werden tierische Lebensmittel heute oft produziert? Wegen des starken Bevölkerungswachstums zwischen 1900 und heute und des dadurch einhergehenden größeren Verbrauchs von Lebensmitteln, mussten neue, effizientere Methoden zur Herstellung von Lebensmittel gefunden werden. Bei der tierischen Lebensmittelproduktion hat sich in vielen Ländern die Massentierhaltung entwickelt. Als Massentierhaltung bezeichnet man die Intensivhaltung einer größeren Anzahl von Tieren. Während die Massentierhaltung in den 60er Jahren als modern galt und positiv wahrgenommen wurde, steht der Begriff inzwischen auch in der Kritik. Bei der Massenproduktion von Nahrungsmitteln geht es darum, Prozesse zu optimieren, was zu niedrigen Stückkosten führt. Damit wird die Grundlage geschaffen, um potenziell eine hohe Anzahl von gleichen Nahrungsmitteln zu niedrigen Preisen für den Massenmarkt zu erzeugen. Aufgabe: Betrachte die Bilder zu Massentierhaltung. Halte deine Gedanken und Feststellungen stichwortartig unter den Bildern fest. Bei Hühnern: Bei Schweinen: (Bild von Firmenhompage www.wolfsystem.ch, eines Herstellers für Ställe) RM 34 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 11. 10 Milliarden – Wie werden wir alle satt? In Schlachthöfen: Bild «swiss-meat.com» Bild «schweizerbauer.ch» Minimalflächen pro Tier: Die folgenden Angaben beziehen sich auf die minimale Fläche, die einem Tier zusteht. Es kann also durchaus sein, dass die Tiere je nach Bauernhof in Wirklichkeit grössere Flächen zur Verfügung haben! (Bilder 20 Minuten.ch 2017; Angaben können sich verändert haben!) RM 35 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 11. 10 Milliarden – Wie werden wir alle satt? Die Entwicklung des Masthuhns zwischen 1957 und 2005: Quelle: Die Entwicklung der Weidekuh zwischen 1920 und heute: (Quelle: Stern.de) RM 36 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 11. 10 Milliarden – Wie werden wir alle satt? Wie nachhaltig ist die heutige Art der Lebensmittelproduktion? – Offene und geschlossene Kreisläufe in der Lebensmittelproduktion Damit Pflanzen und Tiere wachsen und überleben können, brauchen sie Nährstoffe. Tiere nehmen die Nährstoffe über ihre Nahrung auf. Ein Teil der Nährstoffe scheiden sie über ihren Urin und Kot wieder aus, den Rest verwerten sie. Pflanzen nehmen die Nährstoffe, die sie brauchen über die Wurzeln aus dem Boden auf (Vergleiche Stoffkreislauf S. 12). In den folgenden Grafiken sind einige Kreisläufe, die bei der Nahrungsmittelproduktion stattfinden, dargestellt. Beachte, dass „Phosphor und „Stickstoff Nährstoffe sind, die als Düngemittel („Dünger) eingesetzt werden. A1: Analysiere die folgenden Grafiken. Beurteile, ob die dargestellten Prozesse offene oder geschlossene Kreisläufe sind. Übermale die Pfeile der Kreisläufe, wo Nährstoffe • „von aussen hinzugefügt werden mit oranger Farbe. • „nach draussen verloren gehen mit roter Farbe. Zeichne geschlossene Kreisläufe zusätzlich mit blauer Farbe entlang der entsprechenden Pfeile ein. Futtermittel Kalium-Düngern Braucht Herstellung viel Energie von StickstoffDüngern Kalium (Quelle: landschaftsleben.at, ergänzt) A2: Überlege dir, wie die Kreisläufe gestaltet werden müssten, damit sie uns über möglichst langen Zeitraum ernähren könnten. RM 37 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 11. 10 Milliarden – Wie werden wir alle satt? Wie unabhängig und nachhaltig ist die Lebensmittelproduktion in der Schweiz? Wie unabhängig und nachhaltig ist die Nahrungsmittelproduktion in der Schweiz? Bilde dir mit Hilfe der Informationen aus dem ganzen Kapitel „10 Milliarden – Wie werden wir alle satt eine eigene Meinung. Schau dir nochmals die verschiedenen Grafiken an. Überlege dir, welche Argumente für die Nachhaltigkeit unserer Produktion sprechen und welche dagegen. Überlege dir, wie du deine Meinung begründen kannst! Die Angaben in den Statistiken stammen größtenteils vom Bund (beziehungsweise den entsprechenden Bundesämtern) und beziehen sich auf die Schweiz. Silo- Grünmais und Futtergetreide sind Futtermittel, die zur Produktion von tierischen Lebensmitteln gebraucht werden. Futtermittel sind Nahrungsmittel für Nutztiere. Sie werden bei der Produktion von Fleisch (Schweine, Hühner, Rind), Milch sowie Eiern eingesetzt. Nicht alle Landwirtschaftsbetriebe brauchen (importierte) Futtermittel. RM Schweine und Hühner sind auf solche Futtermittel angewiesen. Kühe könnten sich dagegen auch nur von Gras und Heu ernähren, werden aber oft mit Futtermitteln gefüttert, um höhere Leistungen zu erbringen. Kunstwiesen sind Wiesen, die als Ackerland genutzt werden könnten, aber als Weiden oder zur Heu-Produktion gebraucht werden 38 Fächerübergreifend Modul „Ökologie und menschliches Handeln 11. 10 Milliarden – Wie werden wir alle satt? Wie könnte die Nahrungsmittelproduktion der Zukunft aussehen? Schaue dir den Film «Wie werden wir morgen alle satt» an. Beantworte folgende Fragen zum Film: 1. Welche Möglichkeiten zur Nahrungsmittelproduktion werden gezeigt? 2. Welche Vor- und Nachteile haben die einzelnen Arten der Lebensmittelproduktion? 3. Was ist deine persönliche Meinung zur Lebensmittelproduktion? Was denkst du über die Art und Weise, wie Lebensmittel heute produziert werden? Wie sollte die Lebensmittelproduktion deiner Meinung nach in Zukunft aussehen? Für Weltenversteher: Falls dich tiefergehend interessiert, wie eine Weltbevölkerung von 10 Milliarden Menschen in Zukunft ernährt werden kann, empfehle ich dir, die Dokumentation mit dem Titel „10 Milliarden – Wie werden wir alle satt? zu schauen! Ausserdem empfehle ich, euch über die „Permakultur zu informieren (auf youtube oder google suchen). RM 39