Wie wirkt sich der Klimawandel auf Ökosysteme im Meer aus? (Variante für Fortgeschrittene)

Überblick über den Unterrichtsverlauf

• Einstieg: Mithilfe von Bildbeispielen tragen die Schüler*innen Informationen zu klimabedingten Veränderungen mariner Ökosysteme zusammen.
• Arbeitsphase: In Einzel- und Gruppenarbeit entwickeln die Schüler*innen fragengeleitet mit Arbeitsmaterialien ein Strukturdiagramm zur Veränderung der Temperaturen und der Artenzusammensetzung im Watt.
• Abschluss: Es werden Möglichkeiten für den Meeresschutz sowie eigene Handlungsoptionen entwickelt.

Kompetenzen und Ziele

Die Schüler*innen…

• lernen Zusammenhänge innerhalb mariner Ökosysteme am Beispiel der Nordsee bzw. des Wattenmeers kennen,
• beschäftigen sich mit den Auswirkungen des Klimawandels auf marine Ökosysteme,
• festigen ihre Medienkompetenz durch die Analyse von Grafiken, Karten und Abbildungen zum Thema,
• schulen ihre Präsentationskompetenz durch die grafische Darstellung eines komplexen Sachverhalts im wissenschaftspropädeutischen Sinne (Anbahnung wissenschaftlichen Arbeitens),
• entwickeln Ansätze, wie sich die Auswirkungen des Klimawandels auf die marinen Ökosysteme begrenzen lassen,
• festigen ihre Urteils- und Argumentationskompetenz durch die Bewertung von Zusammenhängen und deren Auswirkungen.

Umsetzung

Die Leitfragen der Unterrichtseinheit lauten:

• Welche Rolle spielen Meere für den Klimaschutz?
• Wie können wir die natürlichen Funktionen der Meere schützen und stärken?

Einstieg

Zum Einstieg zeigt die Lehrkraft eine Bilderserie zur Nordsee bzw. zum Wattenmeer. Darin werden sowohl Fotos während der Ebbe als auch während der Flut gezeigt. Darüber hinaus finden sich Fotos zur Nutzung des Meeres und des Watts sowie zu Schutzmaßnahmen.

Die Lehrkraft fordert die Schüler*innen auf, die Motive zu vergleichen. Mögliche Fragestellungen sind:

• Was ist auf den Bildern zu sehen? Welche Unterschiede gibt es?
• Welche Probleme könnten hier vorliegen?
• Wo, vermutet ihr, wurden die Bilder aufgenommen?

Die Lehrkraft informiert die Schüler*innen darüber, dass das Ökosystem der Nordsee bzw. des Wattenmeers ein besonderes Ökosystem ist, das einem besonderen Schutz unterliegt.

Arbeitsphase

Die Lehrkraft stellt die Aufgabe vor: Die Schüler*innen sollen herausfinden, welche Veränderungen im Ökosystem bereits zu erkennen sind und worin diese begründet liegen können.

Dazu werden den Schüler*innen die Materialien ausgehändigt. Sie enthalten:

• kurze Informationen zu den Lebensbedingungen im Watt sowie zu bisherigen Veränderungen im Ökosystem in Bezug auf Neozoen und Neophyten,
• Diagramme zur Entwicklung der Wassertemperaturen der Ozeane global sowie der Nordsee.

Die Schüler*innen erhalten die Aufgabe, in den Materialien die wesentlichen Informationen zu ermitteln und mögliche Zusammenhänge zu beschreiben: Wie könnten sich die Veränderungen auf die Nordsee bzw. das Wattenmeer auswirken? Die Materialien enthalten Vorschläge für Fragestellungen, die eine Differenzierung ermöglichen; zudem können sie durch Austausch oder Ergänzung einzelner inhaltlicher Elemente angepasst werden.

Anschließend stellen die Schüler*innen ihre Ergebnisse vor, zum Beispiel in Form von Thesen an der Tafel/am Whiteboard. Die wichtigsten Ergebnisse sind:

• Die Wassertemperaturen im Ozean steigen weltweit langfristig und speziell in der Nordsee bzw. im Wattenmeer. Durch die hohe Sensibilität des Wattenmeers wirken sich die Veränderungen dort besonders stark aus.
• Die Wassertemperaturen übersteigen zunehmend den Toleranzbereich einiger Arten und belasten in besonderem Maße das flache Wattenmeer, dessen Ökologie besonders von der steten Sedimentation und den Stoffeinträgen lebt. Ein weiterer Stressfaktor ist die zunehmende Verschmutzung der Meeresumwelt.
• Der Eintrag neuer Arten erfolgt über verschiedene Pfade. Die veränderten Wassertemperaturen in der Nordsee begünstigen die Ausbreitung eingewanderter Arten, die den Lebensraum beanspruchen und heimische Arten auf diese Weise zusätzlich belasten.

Detaillierte Informationen finden sich im Hintergrundtext.

Im Anschluss entwerfen die Schüler*innen in Gruppenarbeit ein Strukturdiagramm zu den Zusammenhängen. Gegebenenfalls führen sie ergänzende Recherchen durch.

Das Strukturdiagramm sollte in drei Bereiche gegliedert werden:

1. Auswirkungen des Klimawandels auf die Lebensbedingungen im Meer,
2. Eigenschaften und Bedürfnisse heimischer und fremder Arten, die dadurch betroffen sind,
3. Auswirkungen der veränderten Bedingungen im Ökosystem Nordsee bzw. Wattenmeer und mögliche Folgen für die Menschen.

Je eine Gruppe überträgt ihr Ergebnis auf die Tafel/das Whiteboard. Die anderen Schüler*innen ergänzen dieses oder korrigieren es gegebenenfalls.

Im Anschluss wird die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Ökosysteme diskutiert. Die Lehrkraft erklärt, dass nicht nur die Nordsee bzw. das Wattenmeer betroffen sind. Vielmehr sind die Veränderungen durch den Klimawandel global, das heißt, sie betreffen sämtliche Meeresökosysteme weltweit.

Bezogen auf das Strukturdiagramm fragt die Lehrkraft die Schüler*innen: Kann etwas Ähnliches z.B. auch in der Ostsee passieren? Die Schüler*innen äußern zunächst Vermutungen. Je nach Vorwissen und gewünschtem Schwerpunkt erläutert die Lehrkraft anhand von Beispielen die Relevanz der Klimaveränderungen für Nord- und Ostsee.

Die wichtigsten Aspekte bezüglich der Übertragbarkeit sind:

• Die Durchschnittstemperaturen der Weltmeere steigen stetig an. Dies gilt auch für die Ostsee, Nordsee und das Wattenmeer. Da diese Meere relativ flach sind, sind dort die Veränderungen besonders stark.
• Wegen der Temperaturveränderungen kommt es zu Veränderungen beim Artenbestand, der sich auf ganze Ökosysteme auswirken kann.
• Natürliche Wanderungen und anthropogene Einträge, zum Beispiel durch weltweiten Handel oder Reisen, tragen zur Veränderung der Ökosysteme in Bezug auf die Artenzusammensetzung bei.
• Veränderte Ansprüche von Lebewesen an ein Ökosystem führen in der Folge zu weitreichendm Wandel und können auch Meeres- und Küstenbereiche bedrohen.

Abschluss

Zum Abschluss diskutieren die Schüler*innen Lösungsansätze: Wie kann die Gefährdung der marinen Ökosysteme durch den Klimawandel abgewendet beziehungsweise möglichst gering gehalten werden?

Die wichtigsten Ansätze sind:

• Alle Maßnahmen des Klimaschutzes: Der Ausstoß von Treibhausgasen muss verringert werden, um den CO₂-Anteil in der Atmosphäre und die Klimaveränderungen zu begrenzen.
• Alle Schutzmaßnahmen, die die Widerstandsfähigkeit und Anpassungsfähigkeit der Ökosysteme stärken. Dazu zählt unter anderem die Verringerung schädlicher Einflüsse wie Überfischung oder Verschmutzung.
• Einschleppungen fremder Arten, z.B. durch Austernfarmen, müssen möglichst unterbunden bzw. gesteuert werden.

Einen abschließenden Blick ermöglicht die Frage, was die Schüler*innen selbst zum Schutz der Meere tun können. Die Ergebnisse können entweder offen zusammengetragen oder im Rahmen einer zentralen Mindmap festgehalten werden.

Erweiterung

• Zur Vertiefung oder zum Einstieg können Grafiken der Umweltschutzorganisation BUND zu den Themen "Mariner Kohlenstoffkreislauf" und "Wärmehaushalt der Meere" genutzt werden. Sie sind auf der Internetseite des BUND verfügbar.
• Im Anschluss an die Unterrichtseinheit können sich die Schüler*innen vertiefend mit den Folgen der Veränderungen der marinen Ökosysteme beschäftigen: Wie wirken sich diese zum Beispiel auf die Fischerei in der Nord- und Ostsee aus? Dazu bieten sich unter anderem Internetrecherchen an.
• Je nach örtlichen Möglichkeiten bietet sich eine Exkursion in ein Ozeaneum, ein Aquarium oder an die Küste an.