Der Einfluss von Torfmoosen auf den pH-Wert - Gymnasium ...
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Philipp Höß<br />
<strong>Der</strong> <strong>Einfluss</strong> <strong>von</strong> <strong>Torfmoosen</strong> <strong>auf</strong> <strong>den</strong><br />
<strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> <strong>von</strong> Oberflächenwasser<br />
Facharbeit im Leistungskurs Chemie<br />
Dezember 2010
Thema:<br />
<strong>Gymnasium</strong> Lin<strong>den</strong>berg im Allgäu<br />
Kollegstufenjahrgang 2009/2011<br />
FACHARBEIT<br />
aus dem Fach<br />
Chemie<br />
Verfasser der Facharbeit: Philipp Höß<br />
Kursleiter: OStR Thomas Dietlein<br />
Abgegeben am 23.12.2010<br />
Entgegen genommen <strong>von</strong><br />
Mündliche Prüfung abgelegt am<br />
Erzielte Punkte der schriftlichen Arbeit:<br />
Erzielte Punkte der mündlichen Prüfung:<br />
Gesamtpunktzahl (3-fach schriftlich + mündlich = 4-fache <strong>Wert</strong>ung)<br />
Doppelte <strong>Wert</strong>ung (½ Gesamtpunktzahl, gerundet; geht in <strong>den</strong><br />
Abiturdurchschnitt ein):<br />
Aus der einfachen <strong>Wert</strong>ung ( = 4-fache <strong>Wert</strong>ung geteilt durch 4, gerundet):<br />
ergibt sich für die Gesamtleistung die<br />
Note , in Worten:<br />
Unterschrift des Kursleiters:<br />
<strong>Der</strong> <strong>Einfluss</strong> <strong>von</strong> <strong>Torfmoosen</strong><br />
<strong>auf</strong> <strong>den</strong> <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> <strong>von</strong> Oberflächenwasser<br />
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Inhaltsverzeichnis<br />
1. Englische Kurzfassung (Abstract) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4<br />
2. Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4<br />
3. Die Gattung der Torfmoose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5<br />
3.1 Ökologie .............................................................. 5<br />
3.2 Morphologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5<br />
4. Saure Wirkung der Torfmoose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7<br />
4.1 Abgesonderte Säuren der Torfmoose als Grund für saure Wirkung .............. 7<br />
4.2 Torfmoose als Ionentauscher ............................................. 7<br />
5 . <strong>pH</strong>-Meter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9<br />
5.1 Definition des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s ................................................. 9<br />
5.2 Funktionsweise eines <strong>pH</strong>-Meters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9<br />
5.3 Testversuche mit dem <strong>pH</strong>-Meter ......................................... 10<br />
6. Charakteristik des Messgebiets und Versuchsplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11<br />
6.1 Allgemeine Charakteristik des Waldseegebiets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11<br />
6.2 Vorüberlegungen und Auswahl der Messpunkte ............................ 11<br />
6.3 Charakteristik der ausgewählten Messpunkte .............................. 12<br />
7. Auswertung und Diskussion der Messergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15<br />
7.1 Festlegung des Signifikanzniveaus ........................................ 15<br />
7.2 Statistische Tests ...................................................... 15<br />
7.2.1 Berechnung der Tests .................................................. 15<br />
7.2.2 Hinweise zu <strong>den</strong> statistischen Tests ....................................... 15<br />
7.3 Allgemeiner saurer <strong>Einfluss</strong> der Torfmoose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16<br />
7.4 Vergleiche der Messpunkte untereinander . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16<br />
7.4.1 Unterschied zwischen nördlicher und südlicher Seite ........................ 17<br />
7.4.2 Keine Veränderung des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s zwischen Zu- und Abfluss des Waldsees . . . . . . 18<br />
7.4.3 Vergleich der Messpunkte im Waldsee mit <strong>den</strong> restlichen Messpunkten ........ 19<br />
7.4.4 Widerspruch der Veränderung des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s zwischen<br />
Zu- und Abfluss einer Moorwiese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20<br />
7.5 Unterschiede im <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> zwischen <strong>den</strong> Messperio<strong>den</strong> ...................... 21<br />
7.6 <strong>Einfluss</strong> des Niederschlags <strong>auf</strong> <strong>den</strong> <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22<br />
7.7 Vergleich des Waldseegebietes mit dem Trogener Moor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23<br />
8. Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24<br />
9. Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25<br />
9.1 Karten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25<br />
9.1.1 Karte des Waldsees mit Probeentnahmestellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25<br />
9.1.2 Satellitenfoto des Waldsees mit eingezeichneten Gebieten<br />
des Vorkommens <strong>von</strong> <strong>Torfmoosen</strong> ....................................... 26<br />
9.1.3 Satellitenfoto mit eingezeichneter Lage des Trogener Moors .................. 27
9.2 Messwerte ........................................................... 28<br />
9.2.1 Tabelle der Messwerte des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s am Waldsee . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28<br />
9.2.2 Tabelle der Messwerte der Temperatur der Wasserproben am Waldsee . . . . . . . . 29<br />
9.2.3 Tabelle der Messwerte des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s im Trogener Moor (Schnellers) ........... 30<br />
9.2.4 Tabelle der Niederschlagsmengen in <strong>den</strong> Monaten Juli bis November<br />
der <strong>von</strong> meteomedia betriebenen Wetterstation in Lin<strong>den</strong>berg im Allgäu . . . . . . . 30<br />
9.2.5 Tabelle der Messwerte des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s der Testmessungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31<br />
9.3 Abl<strong>auf</strong> der Messungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31<br />
9.4 Erklärung zu Boxplots .................................................. 32<br />
9.5 Definitionen statistischer Begriffe ........................................ 33<br />
9.6 Verwendete statistische Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34<br />
9.6.1 Kolmogorov-Smirnov-Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34<br />
9.6.2 doppelter t-Test ....................................................... 36<br />
9.6.3 t-Test für verbun<strong>den</strong>e/gepaarte Stichproben ............................... 38<br />
9.6.4 Äquivalenzprüfung für verbun<strong>den</strong>e Stichproben ............................ 40<br />
9.6.5 Welch-Test ........................................................... 41<br />
9.7 Fotos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43<br />
9.7.1 Fotos der Messpunkte am Waldsee . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43<br />
9.7.2 Fotos der Messpunkte im Trogener Moor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51<br />
10. Quellenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53<br />
10.1 Literaturquellen ....................................................... 53<br />
10.2 Internetquellen und sonstige digitale Quellen .............................. 54<br />
10.3 Bildquellen ........................................................... 55<br />
11. Danksagung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56<br />
12. Selbständigkeitserklärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
1.<br />
Englische Kurzfassung (Abstract)<br />
Sphagnum mosses have – as is generally known – an acescent effect on the water surrounding<br />
them. The real influence, but also the influences of temperature, weather and season are<br />
analyzed within this paper.<br />
For this purpose, specimen have been taken over a long period of time in the bog area around<br />
the Waldsee in Lin<strong>den</strong>berg whose <strong>pH</strong> values have been measured. The values obtained there-<br />
by are interpreted with reference to weather, time and location and therefore a conclusion<br />
about the real influence of sphagnum mosses on the <strong>pH</strong> value is made. The main focus thereby<br />
is the analysis of the measured values with statistical tests.<br />
2.<br />
Einleitung<br />
<strong>Der</strong> Waldsee und seine Umgebung stellt ein vor allem im Sommer beliebtes Naherholungs-<br />
gebiet für <strong>den</strong> Raum Lin<strong>den</strong>berg dar. Aber auch aus wissenschaftlicher Sicht ist der Waldsee<br />
interessant: Seine vielfältige Flora und Fauna erlauben eine Reihe an Untersuchungen in <strong>den</strong><br />
Fachgebieten Biologie und Chemie. In der vorliegen<strong>den</strong> Facharbeit wird in jenem Raum eine<br />
genauere Analyse des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s und des <strong>Einfluss</strong>es der Torfmoose <strong>auf</strong> diesen gemacht.<br />
Ziel dabei ist es, Zusammenhänge zwischen dem Vorkommen <strong>von</strong> <strong>Torfmoosen</strong> und dem<br />
<strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> des sie umgeben<strong>den</strong> Oberflächenwassers zu fin<strong>den</strong>. Außerdem soll der <strong>Einfluss</strong> des<br />
Wetters, dabei vor allem der des Niederschlags, und der Verl<strong>auf</strong> des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s innerhalb <strong>von</strong><br />
zwei Jahreszeiten untersucht wer<strong>den</strong>. Dazu wurde in drei Messperio<strong>den</strong> mit jeweils 14 Tagen<br />
an 14 ausgewählten Messstellen der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> bestimmt.<br />
Bei der Auswertung spielte die statistische Aussagekraft der gewonnenen Messwerte eine gro-<br />
ße Rolle, um <strong>auf</strong> Basis des vorher festgelegten Signifikanzniveaus die <strong>auf</strong>gestellten Hypothe-<br />
sen zu belegen.<br />
Im Hauptteil wer<strong>den</strong> zunächst die Grundlagen für das Verständnis des <strong>Einfluss</strong>es der Torfmoose<br />
erläutert. Anschließend wer<strong>den</strong> die Charakteristika des Versuchsgebietes und die vorhergehende<br />
Versuchsplanung dargelegt bevor die Messergebnisse ausgewertet und interpretiert wer<strong>den</strong>.<br />
Dabei konnte der <strong>Einfluss</strong> der Torfmoose bestätigt und auch der <strong>Einfluss</strong> des Wetters und der<br />
Jahreszeit nachgewiesen und erklärt wer<strong>den</strong>. Es wur<strong>den</strong> aber auch widersprüchliche Aussagen<br />
gefun<strong>den</strong> und bestätigt, die <strong>auf</strong> die Komplexität des Ökosystems Hochmoor zurückzuführen<br />
sind.<br />
4
3.<br />
Die Gattung der Torfmoose<br />
Die weltweit verbreitete Gattung der Torfmoose (Sphagnum) zählt zu <strong>den</strong> Laubmoosen; ihr<br />
Lebensraum ist nährstoffarm und meist sauer. [vgl. 23]<br />
3.1<br />
Ökologie<br />
Die wechselfeuchten Pflanzen tragen entschei<strong>den</strong>d zur Bildung und Erhaltung <strong>von</strong> Hochmooren<br />
bei, da sie hervorragend an die dort herrschen<strong>den</strong> extremen Verhältnisse angepasst sind und<br />
gegenüber ihrer Konkurrenz folgende Vorteile besitzen: Zum einen verdrängen sie durch ihr<br />
unbegrenztes Wachstum mögliche Kontrahenten und zum anderen können sie selbst geringste<br />
Konzentrationen an Nährstoffen <strong>auf</strong>nehmen. Dies geschieht über die Fähigkeit, Kationen ge-<br />
gen Protonen auszutauschen, was unter 4. genauer erläutert wird. Außerdem ermöglichen sie<br />
durch ihre hohe Wasserhaltefähigkeit die Bildung eines ombrogenen (= vom Regen ernährten)<br />
Wasserspiegels, der Voraussetzung für die Entwicklung eines Hochmoors ist. Das Wasser wird<br />
dabei kapillar durch große, tote Hyalinzellen (hyalin (gr.): glasig, transparent) festgehalten.<br />
[6, 23]<br />
3.2<br />
Morphologie<br />
Abbildung 1 zeigt <strong>den</strong> oberen Teil eines Torfmooses,<br />
<strong>den</strong> so genannten Gametophyt. Die groben Struktu-<br />
ren der Sphagnum-Moose erinnern an Stiele, Äste und<br />
Blätter höherer Pflanzen, allerdings besitzen sie keine<br />
Wurzeln und kein internes Transportsystem für Säfte.<br />
Im Zentrum der im Durchmesser 0,5 - 1,5 cm großen<br />
Köpfchen liegt die Scheitelzelle, <strong>von</strong> der aus nach außen<br />
hin neue Ästchen knospen. Die neuen Ästchen sind zu<br />
diesem Zeitpunkt noch vertikal angeordnet. Wenn sich<br />
der Stamm in die Länge streckt und die einzelnen Äst-<br />
chen in verschie<strong>den</strong>e horizontale Ebenen gebracht wer<strong>den</strong>, sind die Ästchen schon voll ent-<br />
wickelt. Die Ästchen wachsen in Bündeln (sog. Faszikel); das enge Zusammenstehen schafft<br />
dabei kapillare Zwischenräume, welche die Wasserspeicherung und <strong>den</strong> Wassertransport<br />
5<br />
Gametophyt<br />
Abb. 1:<br />
eines Torfmooses
(ähnlich einem Kerzendocht) ermöglichen. Des Weiteren dient<br />
ein Teil der Ästchen zur Verankerung der Pflanze im Moosteppich.<br />
Am Stämmchen und an <strong>den</strong> Ästchen wachsen verschie<strong>den</strong>e Arten<br />
<strong>von</strong> Blättchen, an <strong>den</strong> Ästchen entwickeln sie sich teilweise so,<br />
dass sie sich dachziegelartig überlappen. Die dabei entstehen<strong>den</strong><br />
engen Zwischenräume dienen zur externen Wasserspeicherung.<br />
Das Zellnetz ist – im Gegensatz zu anderen Vertretern der Laub-<br />
moose – charakteristisch einlagig. Es besteht aus langgestreck-<br />
ten, photosynthetisieren<strong>den</strong> Chlorozyten, zwischen <strong>den</strong>en die<br />
wasserspeichern<strong>den</strong> Hyalinzellen liegen. Diese bei<strong>den</strong> Zelltypen<br />
sind in Abbildung 2 deutlich zu sehen: die dunkel gefärbten, lang<br />
gezogenen Chlorozyten und dazwischen, wie bei einer Strickleiter, die Hyalinzellen. Diese sind<br />
ausdifferenzierte, bereits abgestorbene Zellen, die Wasser speichern. Um ein Kollabieren zu<br />
verhindern, sind sie mit Spiralfasern verstärkt. <strong>Der</strong> Wassereintritt wird durch große Poren er-<br />
möglicht, was aber auch bewirkt, dass Algen und Einzeller in die Hyalinzellen eindringen und<br />
dort leben können. [5, 19]<br />
6<br />
Zellnetz eines Torf-<br />
Abb. 2:<br />
mooses mit Chlorozyten und<br />
Hyalinzellen
4.<br />
Saure Wirkung der Torfmoose<br />
Hochmoore haben bekanntlich einen sehr niedrigen <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>. Die Gründe dafür wer<strong>den</strong> in<br />
<strong>den</strong> bei<strong>den</strong> folgen<strong>den</strong> Abschnitten <strong>auf</strong>geführt.<br />
4.1<br />
Abgesonderte Säuren der Torfmoose<br />
als Grund für saure Wirkung<br />
Zuerst wurde versucht, diesen Befund mit gelöster Kohlensäure, Huminsäuren oder anderen<br />
<strong>von</strong> Sphagnum abgesonderten Säuren zu erklären. Allerdings ist mit diesen Stoffen der niedrige<br />
<strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> nicht befriedigend erklärbar. [vgl. 6, S. 432]<br />
4.2<br />
Torfmoose als Ionentauscher<br />
Bemerkenswert war jedoch, dass die Zugabe <strong>von</strong> totem oder lebendem Torfmoos zu Neu-<br />
tralsalzlösungen eine sofortige Verringerung des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s hervorrief. Anschütz/Gessner<br />
(1954) und unabhängig da<strong>von</strong> Puustjärvi (1956) zeigten, dass die Ansäuerung des umgeben-<br />
<strong>den</strong> Mediums durch einen Kationenaustausch an <strong>den</strong> Zellwän<strong>den</strong> der Sphagnen zu Stande<br />
kommt. Wäscht man Torfmoose mehrmals mit destilliertem Wasser aus und versetzt sie da-<br />
nach mit destilliertem Wasser, läuft keine saure Reaktion ab. Gibt man hingegen 0,01 normale<br />
Kaliumchlorid-Lösung hinzu, so stellt sich innerhalb weniger Sekun<strong>den</strong> ein <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> <strong>von</strong> 4 ein.<br />
Anschütz/Gessner konnten darüber hinaus zeigen, dass bei Zugabe <strong>von</strong> BaCl 2 im richtigen<br />
stöchiometrischen Verhältnis zwei Protonen abgegeben wer<strong>den</strong> und dass der Kationenaustau-<br />
scher der Torfmoose durch Säureüberschuss regeneriert wer<strong>den</strong> kann.<br />
Nach Gerstner ist ein Ionenaustauscher folgendermaßen definiert: [18, S. 24]<br />
„Ein Ionenaustauscher ist ein fester, Ionen enthaltender Stoff, bei dem die eine Ionen-<br />
sorte (= Festion) in einem makromolekularen Gerüst starr eingebaut ist, während die<br />
andere Ionensorte (= Gegenion) gegen Fremdionen ausgetauscht wer<strong>den</strong> kann.“<br />
Im Falle der Torfmoose sind die Gegenionen also Protonen, die durch die Fremdionen Na + , K + ,<br />
Ca 2+ , Ba 2+ oder Fe 3+ ausgetauscht wer<strong>den</strong> können.<br />
1975 wurde <strong>von</strong> Schwarzmaier/Brehm noch das letzte fehlende Glied gefun<strong>den</strong>: Das<br />
makromolekulare Festion in <strong>den</strong> <strong>Torfmoosen</strong> ist die Polygalacturonsäure (= Pektinsäure).<br />
7
<strong>Der</strong>en Carboxygruppen stel-<br />
len die Protonen zur Verfü-<br />
gung, die gegen Kationen<br />
ausgetauscht wer<strong>den</strong>. Abbil-<br />
dung 3 zeigt dies exempla-<br />
risch für ein Calcium-Ion. Die<br />
Polygalacturonsäure ist zu 17,2 % Teil der Trockensubstanz der Sphagnen und liegt eingebettet<br />
in eine Zellulosematrix vor.<br />
Auch andere Moose besitzen eine gewisse Kationenaustauschkapazität, jedoch ist diese bei<br />
weitem nicht so ausgeprägt wie bei <strong>den</strong> <strong>Torfmoosen</strong>. Ein Anionenaustausch ist bis heute nicht<br />
nachgewiesen wor<strong>den</strong>.<br />
Welchem Zweck die Ansäuerung des die Moose umgeben<strong>den</strong> Lebensraumes letztendlich dient,<br />
wurde noch nicht vollständig geklärt. Gessner sieht darin eher <strong>den</strong> Konkurrenzvorteil, dass<br />
andere Pflanzen nicht gut mit niedrigen <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>en zurecht kommen, als dass die Torfmoose<br />
durch <strong>den</strong> Kationenaustausch einfacher an Nährstoffe kommen. Für diese These spricht auch<br />
der Befund <strong>von</strong> Brehm, dass die Konzentration an Kationen im Zellinneren, am Austauscher<br />
und im extrazellulären Raum unterschiedlich sind. Kalium und Natrium waren vorwiegend im<br />
Zellinneren vorhan<strong>den</strong>, Calcium überwiegend am Austauscher und Magnesium sowohl inner-<br />
halb als auch außerhalb der Zelle. <strong>Der</strong> Grund für die höhere Konzentration an Calcium-Ionen<br />
als an Natrium-Ionen dürfte hierbei <strong>auf</strong> <strong>den</strong> Effekt zurückgeführt wer<strong>den</strong>, dass die zweiwerti-<br />
gen Ca 2+ - stärker als die einwertigen Na + -Teilchen am Austauscher festgehalten wer<strong>den</strong>. <strong>Der</strong><br />
dem widersprechende geringere <strong>Wert</strong> an Mg 2+ -Ionen im Vergleich zu <strong>den</strong> Na + -Ionen ist <strong>auf</strong> die<br />
erhöhte Außenkonzentration an Natrium-Kationen zurückzuführen, welche die Magnesium-<br />
Ionen aus dem Tauscher verdrängen. [vgl. 6, S. 432 f.]<br />
Abb. 3:<br />
Anlagerung <strong>von</strong> Calcium-Ionen an die Polygalacturonsäure<br />
8
5.<br />
5.1<br />
<strong>pH</strong>-Meter<br />
Definition des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s<br />
<strong>Der</strong> <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> ist ein Maß für die saure oder alkalische Reaktion einer Lösung. Grundlage für<br />
seine Berechnung ist die Konzentration der Oxonium-Ionen (H 3 0 + ), die für die saure Wirkung<br />
verantwortlich sind. Definiert wird der 1909 <strong>von</strong> Sørensen eingeführte <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> als negativer<br />
dekadischer Logarithmus der Oxonium-Ionen-Konzentration:<br />
( )<br />
<strong>pH</strong> lg c HO 3<br />
+<br />
=− ( )<br />
Auch in einer neutralen Lösung befin<strong>den</strong> sich <strong>auf</strong> Grund der Autoprotolyse des Wassers Oxonium-<br />
und Hydroxid-Ionen (OH - ). Autoprotolyse bedeutet, dass ein Wassermolekül ein Proton an ein<br />
anderes Wassermolekül abgibt, wodurch ein Oxonium-Ion und ein Hydroxid entstehen:<br />
+ -<br />
2H O→H O+OH<br />
2 3<br />
Das Gleichgewicht bei dieser Reaktion liegt sehr weit <strong>auf</strong> der Seite des Wassers; die Konzent-<br />
ration der H 3 0 + - und der OH - -Ionen beträgt 10 -7 mol/l (bei einer Temperatur <strong>von</strong> 25°C [vgl. 22]).<br />
Damit ist der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> einer neutralen Lösung als 7 definiert. Im sauren Bereich (<strong>pH</strong> < 7) nimmt<br />
die Konzentration der Oxonium-Ionen zu und die der Hydroxid-Ionen ab, im alkalischen Be-<br />
reich ist es umgekehrt, das Produkt der Konzentrationen bleibt dabei konstant bei 10 -14 mol 2 /l 2 .<br />
Folglich sind auch im alkalischen Bereich noch Hydroxid-Ionen vorhan<strong>den</strong>, der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> kann<br />
direkt aus der Konzentration der H 3 0 + -Ionen bestimmt wer<strong>den</strong>. [1, 22]<br />
5.2<br />
Funktionsweise eines <strong>pH</strong>-Meters<br />
Diese Konzentration kann man unter an-<br />
derem mit Hilfe einer <strong>pH</strong>-Messkette <strong>auf</strong><br />
elektrochemischem Weg bestimmen.<br />
Das Prinzip zeigt Abbildung 4:<br />
Im linken Kolben, der in die Lösung<br />
mit unbekanntem <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> eintaucht,<br />
befindet sich eine Pufferlösung mit<br />
bekanntem <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> (1). An der Glas-<br />
membran (2) bildet sich <strong>auf</strong> Grund<br />
9<br />
Abb. 4:<br />
Schema eines <strong>pH</strong>-Meters
der unterschiedlichen Oxonium-Ionen-Konzentration eine Potenzialdifferenz aus: Die Ionen<br />
diffundieren durch die Glasmembran um das Konzentrationsgefälle auszugleichen. Wenn der<br />
unbekannte <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> größer als der bekannte ist, wird dabei die Innenseite des Glaskolbens<br />
positiv und die Außenseite negativ gela<strong>den</strong>; wenn der unbekannte <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> kleiner ist, sind<br />
die Ladungen umgekehrt. Letztendlich kommt es zu einer Gleichgewichtseinstellung, da die<br />
Potenzialdifferenz weiterer Diffusion entgegenwirkt. Die dabei entstehende Spannung wird<br />
mit Hilfe einer Elektrode (3) abgeleitet. Als Bezugselektrode dient die andere Halbzelle: Sie<br />
muss unabhängig vom <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> immer die gleiche Spannung liefern, in der Regel kommt da-<br />
bei eine Silber-/Silberchlorid-Halbzelle zum Einsatz. Diese besteht aus einem Silberdraht (4),<br />
der im oberen Bereich <strong>von</strong> einer Kaliumchloridlösung (5) und im unteren Bereich <strong>von</strong> fes-<br />
tem Silberchlorid (6) umgeben ist. Die bei<strong>den</strong> Halbzellen sind durch ein Diaphragma (= poröse<br />
Trennwand) (7) <strong>von</strong>einander getrennt. In der Praxis wird die Messkette zu einer so genannten<br />
Einstabmesskette zusammengefasst. Dabei ist der Kolben der Glaselektrode ringförmig <strong>von</strong><br />
der Silber-/Silberchlorid-Halbzelle umgeben.<br />
Zur Bestimmung des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s muss das <strong>pH</strong>-Meter mit zwei Lösungen bekannter Konzentration<br />
an Oxonium-Ionen geeicht wer<strong>den</strong>. <strong>Der</strong> <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> kann dann direkt aus der gemessenen Span-<br />
nung zwischen <strong>den</strong> bei<strong>den</strong> Halbzellen berechnet wer<strong>den</strong>.<br />
Bei <strong>den</strong> für diese Facharbeit vorgenommenen Messungen kam das Messgerät „HI 98129“ der<br />
Firma Hanna Instruments zum Einsatz. [2]<br />
5.3<br />
Testversuche mit dem <strong>pH</strong>-Meter<br />
Als Vergleich zu <strong>den</strong> <strong>Wert</strong>en der Messungen am Waldsee wur-<br />
de während der letzten Messperiode täglich zusätzlich noch<br />
der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> einer Eichlösung mit dem definierten <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> 9<br />
bestimmt. Die zugehörigen Messungen sind im Anhang unter<br />
Punkt 9.2.5 zu fin<strong>den</strong>.<br />
Abbildung 5 zeigt <strong>den</strong> zugehörigen Boxplot (Erklärung zu Box-<br />
plots ist im Anhang unter Punkt 9.4 zu fin<strong>den</strong>) zu diesen Mess-<br />
werten. Man kann daran erkennen, dass die <strong>Wert</strong>e zwischen<br />
<strong>den</strong> Extrema 8,94 und 9,25 liegen. <strong>Der</strong> Median liegt bei 9,025; der Mittelwert bei 9,05 mit ei-<br />
ner Standardabweichung <strong>von</strong> 0,1. Dies stimmt weitestgehend mit der Angabe der Genauigkeit<br />
(± 0,05 <strong>pH</strong>) [vgl. 11] des Herstellers des <strong>pH</strong>-Meters überein.<br />
10<br />
<strong>pH</strong>−<strong>Wert</strong><br />
8.95 9.05 9.15 9.25<br />
Boxplot der Testmes-<br />
Abb. 5:<br />
sungen
6.<br />
6.1<br />
Charakteristik des Messgebiets und Versuchsplanung<br />
Allgemeine Charakteristik des Waldseegebiets<br />
<strong>Der</strong> Waldsee ist ein Moränensee, der nach Zurückweichen der Gletscher nach der letzten Eis-<br />
zeit vor ca. 15.000 Jahren entstan<strong>den</strong> ist. Er würde <strong>von</strong> Westen her immer weiter verlan<strong>den</strong>,<br />
wenn er nicht künstlich daran gehindert wer<strong>den</strong> würde: Schon seit dem Mittelalter, als der<br />
Waldsee noch zur Fischzucht benutzt wurde, wird der Waldsee durch eine Staumauer im Os-<br />
ten angestaut. Eine weitere Maßnahme gegen die Verlandung des Waldsees ist das Ausbag-<br />
gern, wobei der sich am Grund des Waldsees angesammelte Schlamm entfernt wird.<br />
Die Form des Waldsees kann man mit einer Regenrinne vergleichen, die <strong>von</strong> Westen nach Os-<br />
ten verläuft. Von Nor<strong>den</strong> und Sü<strong>den</strong> her fällt das Gelände zum Waldsee hin ab, der dort gefal-<br />
lene Niederschlag fließt in <strong>den</strong> See. Auch der Niederschlag, der in der westlichen Verlängerung<br />
des Waldsees fällt, fließt durch <strong>den</strong> Moosbach in <strong>den</strong> Waldsee.<br />
Nördlich des Waldsees befindet sich das größte Moorgebiet im Landkreis Lindau, das mit<br />
239 ha als Landschaftsschutzgebiet ausgewiesen ist. Es besteht aus mehreren Hochmoor-<br />
resten, „die mehr oder weniger degeneriert sind“ [9]. Die Degeneration ist eine Folge des<br />
großflächigen Torfabbaus während des Zweiten Weltkriegs und in <strong>den</strong> Jahren danach. Die<br />
Hochmoore wer<strong>den</strong> an <strong>den</strong> teilweise offenen Torfstichen aus dieser Zeit entwässert. <strong>Der</strong> Bund<br />
Naturschutz plant hier eine Vernässung, um die Hochmoorreste zu erhalten.<br />
Im Sü<strong>den</strong> dagegen befin<strong>den</strong> sich Mischwald und Wiesen; Torfmoose kommen dort kaum vor.<br />
[3, 8, 9, 13]<br />
6.2<br />
Vorüberlegungen und Auswahl der Messpunkte<br />
Bei <strong>den</strong> Vorüberlegungen zur Auswahl der Messpunkte spielte die Statistik eine untergeord-<br />
nete Rolle, die Hauptauswahlkriterien waren die zeitliche Machbarkeit des Umfangs und Un-<br />
terschiede zwischen <strong>den</strong> einzelnen Messpunkten. Es sollten also möglichst viele <strong>von</strong>einander<br />
verschie<strong>den</strong>e Messpunkte ausgewählt wer<strong>den</strong>, die relativ leicht zugänglich und in einer gewis-<br />
sen Zeit zu erreichen waren. Dabei fiel die Wahl <strong>auf</strong> 14 Messstellen rund um <strong>den</strong> Waldsee, die<br />
unter 6.3 genauer charakterisiert wer<strong>den</strong>.<br />
Die Auswahl der Messzeiträume wurde eher <strong>von</strong> <strong>den</strong> Untersuchungszielen geprägt: So sollte<br />
einerseits der <strong>Einfluss</strong> des Wetters (im Speziellen des Niederschlags) in zusammenhängen<strong>den</strong><br />
11
Zeiträumen, daneben aber auch der Unterschied zwischen verschie<strong>den</strong>en Jahreszeiten analy-<br />
siert wer<strong>den</strong>.<br />
So fiel die Wahl schließlich <strong>auf</strong> drei Messperio<strong>den</strong> <strong>von</strong> jeweils zwei Wochen (1. August bis<br />
14. August 2010, 19. September bis 2. Oktober 2010 und 7. November bis 20. November<br />
2010).<br />
Als Vergleich zu <strong>den</strong> Messgebieten wur<strong>den</strong> außerdem noch in einem anderen Moorgebiet,<br />
dem Trogener Moor bei Schnellers (in der Nähe <strong>von</strong> Weiler im Allgäu), in jeder der drei Mess-<br />
perio<strong>den</strong> an einem Tag an 14 Messpunkten der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> bestimmt.<br />
6.3<br />
Charakteristik der ausgewählten Messpunkte<br />
Messpunkt 1 stellt <strong>den</strong> künstlichen Abl<strong>auf</strong> des Waldsees dar, der dann in <strong>den</strong> Moosbach über-<br />
geht. Hier ist besonders zu beachten, dass die Strömung an dieser Stelle stark <strong>von</strong> der Regen-<br />
menge der vorangegangenen Tage abhängt und dass teilweise Verunreinigungen (z.B. ölige<br />
Oberfläche, Gras; siehe Abbildung 15 im Anhang) die Messungen beeinflussen könnten.<br />
<strong>Der</strong> Steg, der an der Badeanstalt ca. 10 - 15 m in <strong>den</strong> Waldsee hineinragt, ist Messpunkt 2.<br />
Besonderheit dieses Messpunktes ist, dass vor allem in der ersten Messperiode (1. August bis<br />
14. August 2010) ein eventueller <strong>Einfluss</strong> der Badegäste <strong>auf</strong> <strong>den</strong> Messwert zu beachten ist.<br />
Messpunkte 3 und 4 sind kleine Tümpel, die im Bereich des neu eingerichteten Moorlehrpfades<br />
<strong>auf</strong> der seeabgewandten Seite des Weges zu fin<strong>den</strong> sind. Das darin vorkommende Oberflächen-<br />
wasser stammt aus dem dahinter liegen<strong>den</strong> Moorgebiet, fließt aber nicht unmittelbar in <strong>den</strong><br />
Waldsee. Dies ist daran zu erkennen, dass der Wasserstand in <strong>den</strong> bei<strong>den</strong> Tümpeln unverändert<br />
war, als der Wasserstand des Waldsees im Winter ca. 75 cm unter dem im Sommer lag. Dort<br />
könnten vor allem die hin und wieder darin ba<strong>den</strong><strong>den</strong> Hunde das Messergebnis verfälschen.<br />
Wenn man an der kurz dar<strong>auf</strong> folgen<strong>den</strong> Kreuzung geradeaus weiterläuft, liegt nach einer<br />
Rechtskurve <strong>auf</strong> der rechten Seite Messpunkt 5. Auch hier sammelt sich das Wasser der Hoch-<br />
moorwiese rund um <strong>den</strong> Tümpel. Charakteristisches Erkennungsmerkmal für diesen Mess-<br />
punkt ist der darin schwimmende Abfall, der die Messung eventuell beeinflussen könnte.<br />
Im weiteren Verl<strong>auf</strong> dieses Weges gelangt man nach der nächsten Linkskurve an Messpunkt 6,<br />
einen Tümpel, der sich vom Weg aus gesehen links befindet. Dieser liegt am Rand einer Hoch-<br />
moorwiese, stellt aber eher einen Zu- als einen Abfluss dieser dar.<br />
Folgt man dem Weg weiter, öffnet sich rechter Hand der Wald zu einem schmalen Weg, der<br />
<strong>auf</strong> eine Moorwiese führt. Diese stellt Messpunkt 7 dar. Dort wurde nur alle 3 Tage eine Probe<br />
12
direkt aus dem Torfmoos genommen, um das Torfmoos nicht zu sehr zu zerstören. Dazu wurde<br />
das Moos in der Hand in ein Becherglas ausgedrückt und anschließend ebenso wie bei <strong>den</strong><br />
anderen Proben mit dem <strong>pH</strong>-Meter der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> bestimmt. Problematisch bei diesem Vorge-<br />
hen könnte sein, dass durch das Ausdrücken Zellwände zerstört wer<strong>den</strong> und somit auch Teile<br />
des Cytoplasmas in die zu messende Lösung gelangen. Diese Problematik kann jedoch <strong>auf</strong><br />
Grund des geringen Anteils im Vergleich zum gespeicherten Wasser (Sphagnen können das bis<br />
zu 25-fache ihres Trockengewichts an Wasser speichern) vernachlässigt wer<strong>den</strong>.<br />
Messpunkt 8 liegt wieder <strong>auf</strong> dem Waldsee-Rundweg, und zwar etwa in der Mitte zwischen<br />
Messpunkt 4 und Messpunkt 9 <strong>auf</strong> der rechten Seite des Weges. Dort fließt ein Bächlein unter<br />
dem Weg hindurch, davor staut sich ein kleiner Tümpel, aus dem die Messproben genommen<br />
wur<strong>den</strong>. Er stellt einen Abfluss aus der dahinter liegen<strong>den</strong> Hochmoorwiese, dessen Zufluss<br />
Messpunkt 6 ist, dar.<br />
<strong>Der</strong> Zufluss zum Waldsee ist Messpunkt 9. Auch wenn man die Strömung nicht direkt erkennen<br />
kann, fließt dem Waldsee durch <strong>den</strong> Moosbach doch kontinuierlich Wasser zu.<br />
Folgt man dem Rundweg weiter, gelangt man ca. 15 - 20 m nach Messpunkt 9 zu einem Tümpel,<br />
der sich <strong>auf</strong> der rechten Seite des Weges befindet und Messpunkt 10 darstellt. Eine direkte Ver-<br />
bindung zum Waldsee besteht nicht, da trotz niedrigem Wasserstand im Waldsee dieser Tümpel<br />
komplett gefüllt ist. Dieser Messpunkt liegt in etwa am Übergang zwischen dem nördlichen Teil<br />
mit <strong>den</strong> Hochmoorgebieten und dem südlichen Teil, in dem keine Torfmoose vorhan<strong>den</strong> sind.<br />
Messpunkt 11 ist der Abfluss einer Wiese, die der <strong>von</strong> Mooren gekennzeichneten Seite<br />
gegenüberliegt. Hier ist das Wasser daher im Vergleich zu <strong>den</strong> anderen bei weitem nicht so<br />
stark braun gefärbt (siehe Abbildung 29 im Anhang).<br />
Wieder im Waldsee befindet sich Messpunkt 12: Neben dem so genannten „Fischersteg“ wur-<br />
<strong>den</strong> die dazugehörigen Proben genommen. Hier sollte ein ähnlicher <strong>Wert</strong> wie bei <strong>den</strong> Mess-<br />
punkten 2 und 14 zu erwarten sein.<br />
Ein kleiner Zufluss zum Waldsee, der sich <strong>auf</strong> der rechten Seite des Weges etwas anstaut, ist<br />
Messpunkt 13. Ähnlich wie bei Messpunkt 11 sollte sich auch hier der <strong>Einfluss</strong> <strong>von</strong> Moosen in<br />
Grenzen halten. Dieser Messpunkt war jedoch nicht immer verfügbar, an insgesamt fünf Tagen<br />
war der Zufluss ausgetrocknet.<br />
Auch Messpunkt 14 befindet sich im Waldsee: Von der neu gebauten Brücke (bzw. bei niedrigem<br />
Wasserstand direkt vom Ufer) aus wur<strong>den</strong> hier die Proben genommen.<br />
13
Die Messpunkte können allgemein in folgende Tabelle eingeteilt wer<strong>den</strong>:<br />
Messpunkte Charakteristiken<br />
1, 9 Zu- und Abfluss des Waldsees<br />
2, 12, 14 Waldsee<br />
3, 4, 5, 6, 8 Tümpel <strong>auf</strong> der nördlichen Seite im Moorgebiet<br />
7 ausgedrücktes Moos<br />
10, 11, 13 Tümpel <strong>auf</strong> der südlichen Seite ohne Moose<br />
Diese Zweiteilung wird auch an der unterschiedlichen Braunfärbung der Wasserproben deutlich<br />
(siehe Abbildung 29 im Anhang unter Punkt 9.7.1). So sind die letzten 4 Proben klarer als die<br />
vorhergehen<strong>den</strong>, was dafür spricht, dass es hier einen geringeren <strong>Einfluss</strong> der für die Braun-<br />
färbung verantwortlichen Torfmoose gibt.<br />
Auch im Trogener Moor gibt es Messpunkte ähnlicher Charakteristika:<br />
Messpunkt 1 ist ein normaler Bach ohne <strong>Einfluss</strong> <strong>von</strong> Moosen.<br />
Für die Messwerte des 2. Messpunkts wurde auch hier Torfmoos ausgedrückt.<br />
Die Messpunkte 3 bis 12 sind verschie<strong>den</strong>e Tümpel im Hochmoorgebiet, die sich alle relativ<br />
ähnlich sind.<br />
<strong>Der</strong> zugehörige Moorsee ist Messpunkt 13, dessen Abl<strong>auf</strong> Messpunkt 14.<br />
14
7.<br />
7.1<br />
Auswertung und Diskussion der Messergebnisse<br />
Festlegung des Signifikanzniveaus<br />
Als Signifikanzniveau für die nachfolgen<strong>den</strong> statistischen Untersuchungen wird α = 0,05 fest-<br />
gelegt. Das heißt, die Wahrscheinlichkeit, „mit der bei Gültigkeit der Nullhypothese der in<br />
der Stichprobe berechnete Punktschätzwert oder ein noch mehr der Nullhypothese wider-<br />
sprechender Punktschätzwert ermittelt wird“, beträgt höchstens 5%. „Dieses Ergebnis wir als<br />
signifikant (zum Niveau 5%) bezeichnet.“ [7, S. 112]<br />
<strong>Der</strong> <strong>Wert</strong> des Konfi<strong>den</strong>zniveaus wird gleichermaßen <strong>auf</strong> 1 - α = 0,95 festgelegt.<br />
7.2<br />
7.2.1<br />
Statistische Tests<br />
Berechnung der Tests<br />
Die im folgen<strong>den</strong> angesprochenen statistischen Tests wur<strong>den</strong> mit dem Programm R und der<br />
Entwicklungsumgebung Tinn-R berechnet. <strong>Der</strong> genaue Abl<strong>auf</strong> der Tests kann dem Anhang<br />
unter Punkt 9.6 entnommen wer<strong>den</strong>.<br />
7.2.2<br />
Hinweise zu <strong>den</strong> statistischen Tests<br />
Voraussetzung für alle Tests ist die Normalverteilung der Messwerte. Dar<strong>auf</strong> wur<strong>den</strong> die jeweiligen<br />
Messwerte mit Hilfe des Kolmogorov-Smirnov-Tests (siehe Punkt 9.6.1 im Anhang) geprüft. Dabei<br />
wur<strong>den</strong> allerdings nicht die <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>e, sondern die absoluten Konzentrationen der Oxonium-Ionen<br />
für <strong>den</strong> Kolmogorov-Smirnov-Test und <strong>den</strong> jeweiligen dar<strong>auf</strong> folgen<strong>den</strong> Test verwendet, da diese<br />
in fast allen Fällen eher einer Normalverteilung unterliegen als die zugehörigen <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>e.<br />
Ferner wurde das Signifikanzniveau für <strong>den</strong> Kolmogorov-Smirnov-Test angehoben, da der t-Test<br />
robust (d.h., „[der Test] entscheidet trotz verletzter Voraussetzungen weitgehend korrekt über<br />
die Ablehnung oder Beibehaltung der Nullhypothese H 0 . In diesem Fall kann man <strong>den</strong> Test<br />
trotz der nicht gegebenen Voraussetzungen anwen<strong>den</strong>.“ [7, S. 119]) <strong>auf</strong> eine Verletzung dieser<br />
Voraussetzung reagiert. [7, 24]<br />
Die entsprechen<strong>den</strong> Wahrscheinlichkeiten und verwendeten Tests sind jeweils bei <strong>den</strong> Hypo-<br />
thesen mit angegeben.<br />
Wenn vom Mittelwert eines Tages die Rede ist, so bedeutet das, dass der Mittelwert aller<br />
15
an diesem Tag gemessenen <strong>Wert</strong>e berechnet wurde. Da bei manchen Messpunkten nicht<br />
durchgehend Messwerte zur Verfügung stehen und der Mittelwert verfälscht wer<strong>den</strong> würde,<br />
wenn ein Messpunkt nur teilweise in die Berechnung eingeht, wur<strong>den</strong> bei der Berechnung nur<br />
diejenigen verwendet, deren Messreihen komplett sind.<br />
Außerdem ist zu beachten, dass für die Tests die absoluten Konzentrationen der Oxonium-Ionen<br />
verwendet wer<strong>den</strong>. Die Hypothesen müssen deshalb umgekehrt formuliert wer<strong>den</strong>, weil ein<br />
niedrigerer <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> einer höheren Konzentration an Oxonium-Ionen entspricht.<br />
7.3<br />
Allgemeiner saurer <strong>Einfluss</strong> der Torfmoose<br />
Die <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>e der ausgedrückten Sphagnen, die aus einer Hochmoorwiese stammen (Mess-<br />
punkt 7), befin<strong>den</strong> sich weit im sauren Bereich, diese Messwerte stellen sogar die sauersten im<br />
Vergleich zu <strong>den</strong> anderen dar (siehe auch Abbildung 6). <strong>Der</strong> Mittelwert dieser Messung beträgt<br />
4,40 mit einer Standardabweichung <strong>von</strong> 0,41.<br />
Allein dieser Sachverhalt zeigt unverkennbar <strong>den</strong> <strong>Einfluss</strong> der Torfmoose <strong>auf</strong> <strong>den</strong> <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> des<br />
Oberflächenwassers. <strong>Der</strong> <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> liegt zwar nicht ganz so tief wie Vergleichswerte aus der<br />
Literatur (z.B. <strong>pH</strong> = 3,4 [6, S. 434]), doch es wird deutlich, dass die Torfmoose durch ihren<br />
Kationenaustausch maßgeblich zur Ansäuerung des sie umgeben<strong>den</strong> Milieus beitragen. <strong>Der</strong><br />
höhere <strong>Wert</strong> im Vergleich zur Literatur könnte zum einen dadurch erklärt wer<strong>den</strong>, dass das<br />
Lin<strong>den</strong>berger Hochmoor schon teilweise degeneriert ist, zum anderen könnte es auch daran<br />
liegen, dass der Literaturwert für „Sphagnum-reiche Schlenken“ [6, S. 434] (= wassergefüllte<br />
Vertiefung) angegeben ist, was an Messpunkt 7 nicht gegeben ist.<br />
7.4<br />
Vergleiche der Messpunkte untereinander<br />
Abbildung 6 zeigt die Boxplots aller 14 Messpunkte über alle drei Messperio<strong>den</strong>. Auf der<br />
x-Achse sind dabei die Messpunkte 1 - 14 und <strong>auf</strong> der y-Achse der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> <strong>auf</strong>getragen.<br />
Schon hier lassen sich Ten<strong>den</strong>zen erkennen:<br />
•<br />
•<br />
•<br />
Die Messpunkte der nördlichen Seite im Moorgebiet scheinen alle saurer als die <strong>auf</strong> der<br />
südlichen Seite, wo es kaum Torfmoose gibt, zu sein.<br />
<strong>Der</strong> <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> verändert sich zwischen Zufluss (9) und Abfluss (1) des Waldsees kaum.<br />
Die drei Messpunkte im Waldsee (2, 12 und 14) scheinen die am wenigsten sauren Mess-<br />
punkte zu sein.<br />
16
Aber es ist auch Widersprüchli-<br />
ches zu erkennen:<br />
Wie unter 6.3 beschrieben, ist<br />
Messpunkt 6 der Zufluss zu einer<br />
Hochmoorwiese, Messpunkt 8<br />
der Abfluss dieser. <strong>Der</strong> <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong><br />
ist hier allerdings nahezu i<strong>den</strong>-<br />
tisch und wird zwischen Zu- und<br />
Abfluss eher sogar neutraler als<br />
– wie eigentlich zu erwarten –<br />
saurer.<br />
Diese Hypothesen sollen im Fol-<br />
gen<strong>den</strong> mit Hilfe statistischer<br />
Tests überprüft wer<strong>den</strong>.<br />
7.4.1<br />
Unterschied zwischen nördlicher und südlicher Seite<br />
Für die statistische Untersuchung des Unterschieds zwischen nördlicher und südlicher Seite<br />
dient folgende gerichtete Alternativhypothese:<br />
H µ > µ<br />
1: 3, 4568 , , , 10, 11, 13<br />
µ 3,4,5,6,8 ist dabei der unbekannte Populationsmittelwert des täglichen Mittelwerts der Mess-<br />
stellen 3, 4, 5, 6 und 8, µ 10,11,13 der unbekannte Populationsmittelwert des täglichen Mittel-<br />
werts der Messstellen 10, 11 und 13.<br />
Bei der Berechnung des p-<strong>Wert</strong>s mit dem Welch-Zweistichproben-t-Test ergibt sich:<br />
p < 2,2 · 10 -16<br />
Trotz der krassen Verletzung der Voraussetzung der Normalverteilung (p 3,4,5,6,8 = 0,90 bzw.<br />
p 10,11,13 = 0,94) kann <strong>auf</strong> Grund dieses kleinen <strong>Wert</strong>s für p die Nullhypothese abgelehnt wer<strong>den</strong>,<br />
das Ergebnis ist signifikant.<br />
Die oben <strong>auf</strong>gestellte Hypothese, dass die Messpunkte im Moorgebiet saurer sind als die <strong>auf</strong><br />
der gegenüberliegen<strong>den</strong> Seite, ist damit bestätigt.<br />
<strong>pH</strong>−<strong>Wert</strong><br />
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14<br />
Abb. 6: Boxplots der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>e über alle drei Messperio<strong>den</strong> an <strong>den</strong><br />
14 Messpunkten<br />
17<br />
Messpunkte
Da der Hauptunterschied zwischen nördlicher und südlicher Seite im Vorkommen <strong>von</strong> Torf-<br />
moosen besteht, kann die Ansäuerung des Oberflächenwassers auch hier <strong>auf</strong> <strong>den</strong> Kationen-<br />
austausch der Torfmoose zurückgeführt wer<strong>den</strong>.<br />
7.4.2<br />
Keine Veränderung des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s zwischen Zu- und Abfluss des Waldsees<br />
Basierend <strong>auf</strong> der Ähnlichkeit<br />
der Boxplots des Zu- und Abl<strong>auf</strong>s<br />
des Waldsees liegt der Schluss<br />
nahe, dass sich der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong><br />
innerhalb des Sees nicht mehr<br />
ändert. Wenn man allerdings<br />
zusätzlich das Liniendiagramm<br />
(Abbildung 7) betrachtet, ist<br />
diese These nicht mehr ganz<br />
gerechtfertigt: Nur in einzelnen<br />
Bereichen haben die Kurven ei-<br />
nen ähnlichen Verl<strong>auf</strong>, teilweise<br />
gibt es sogar große Ausreißer.<br />
Den genauen Unterschied zwi-<br />
schen Zu- und Abl<strong>auf</strong> soll mit Hilfe eines statistischen Tests geklärt wer<strong>den</strong>.<br />
Die Alternativhypothese in diesem Fall lautet:<br />
H 1: µ 9 − µ 1
Konfi<strong>den</strong>zintervall und die bei<strong>den</strong> Messstellen sind nicht signifikant gleich.<br />
Dies lässt allerdings umgekehrt <strong>den</strong> Schluss nicht zu, dass sie signifikant verschie<strong>den</strong> sind<br />
(µ 9 ≠ µ 1 ). Durch Berechnung des p-<strong>Wert</strong>s dafür (p = 0,52), für µ 9 > µ 1 (p = 0,74) und für µ 9 < µ 1<br />
(p = 0,26) wird ersichtlich, dass sich über das Verhältnis zwischen Zu- und Abfluss des Waldsees<br />
keine signifikanten Aussagen <strong>auf</strong> Grundlage der vorliegen<strong>den</strong> Messwerte machen lässt.<br />
Dies liegt zum einen daran, dass es sicherlich noch viele weitere (kleine) Zuflüsse zum Waldsee<br />
zusätzlich zum Hauptzufluss gibt. Ein anderer Grund ist die Komplexität des <strong>den</strong> Waldsee um-<br />
geben<strong>den</strong> Ökosystems: Mit „nur“ 42 Messwerten pro Messstelle lässt sich nicht hinreichend<br />
erklären, wie sich der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> vom Zu- zum Abfluss ändert. Außerdem dürften sich andere<br />
Faktoren (wie z.B. Niederschlag, Temperatur etc.) zum Teil gegenläufig <strong>auf</strong> die Veränderung<br />
des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s auswirken, so dass letztendlich keine Aussage darüber getroffen wer<strong>den</strong> kann.<br />
7.4.3<br />
Vergleich der Messpunkte im Waldsee mit <strong>den</strong> restlichen Messpunkten<br />
Zur Überprüfung der These, dass die drei Messpunkte im Waldsee am wenigsten sauer im Ver-<br />
gleich zu <strong>den</strong> anderen Messpunkten sind, soll der Mittelwert der Messpunkte 2, 12 und 14 mit<br />
<strong>den</strong> anderen Messpunkten verglichen wer<strong>den</strong>. Dass dieser Test zwischen <strong>den</strong> bei<strong>den</strong> Mittel-<br />
werten der angesprochenen Messwerte gegenüber dem der restlichen Messwerte positiv aus-<br />
fallen wird, ist im Prinzip schon <strong>von</strong> vornherein klar. <strong>Der</strong> berechnete <strong>Wert</strong> ergibt: p < 2,2 · 10 -16 .<br />
Interessanter ist allerdings der Vergleich des Mittelwerts der Messpunkte im Waldsee mit<br />
jeweils einem der restlichen Messpunkte. Wenn man dabei <strong>den</strong> größten <strong>Wert</strong> für p bestimmt<br />
und dieser kleiner ist als α, so kann eine Aussage über die Messpunkte 2, 12 und 14 getroffen<br />
wer<strong>den</strong>.<br />
Dazu dient folgende Alternativhypothese:<br />
H 1 : µ 2, 12, 14 < µ 1/3/4/5/6/8/9/10/11<br />
µ 2, 12, 14 ist dabei der Mittelwert des täglichen Mittelwerts der Messpunkte 2, 12 und 14; für<br />
µ 1/3/4/5/6/8/9/10/11 wird nacheinander der Mittelwert der Messpunkte 1, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10 und 11<br />
eingesetzt. <strong>Der</strong> größte p-<strong>Wert</strong> ergibt sich für µ 1 : p = 3,145 · 10 -6 . Die Voraussetzung der Nor-<br />
malverteilung ist zwar nicht ganz ausreichend erfüllt (p 2, 12, 14 = 0,68; p 1 = 0,18), doch <strong>auf</strong> Grund<br />
des niedrigen p-<strong>Wert</strong>es kann gegen die Nullhypothese entschie<strong>den</strong> wer<strong>den</strong>. Die Messpunkte<br />
im Waldsee sind somit signifikant die am wenigsten sauren.<br />
19
<strong>Der</strong> <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> ist hier am höchsten, weil der direkt in <strong>den</strong> Waldsee gefallene Niederschlag das<br />
durch die Torfmoose angesäuerte Oberflächenwasser neutralisiert. Des Weiteren fließt der<br />
Niederschlag aus dem Gebiet westlich des Waldsees, in dem kaum Torfmoose vorhan<strong>den</strong> sind<br />
und somit keine Ansäuerung stattfindet, in <strong>den</strong> See. Auch dadurch wird das Wasser im Wald-<br />
see neutraler.<br />
7.4.4<br />
Widerspruch der Veränderung des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s zwischen Zu- und Abfluss<br />
einer Moorwiese<br />
<strong>Der</strong> unter 7.3 angesprochene Widerspruch, dass der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> zwischen Zu- und Abfluss einer<br />
Moorwiese neutraler wird, wird nun noch statistisch überprüft.<br />
Dazu dient die Alternativhypothese, dass die Konzentration der Oxonium-Ionen zwischen Zu-<br />
und Abfluss abnimmt:<br />
H 1: µ 8 < µ 6<br />
µ 8 ist dabei der Mittelwert der Konzentration über alle drei Messperio<strong>den</strong> an Messpunkt 8,<br />
µ 6 Mittelwert an Messpunkt 6.<br />
Bei Berechnung des t-Tests für verbun<strong>den</strong>e Stichproben ergibt sich:<br />
p = 4,2 · 10 -3<br />
Damit ist es sogar statistisch signifikant, dass die Konzentration der Oxonium-Ionen abnimmt.<br />
Dem <strong>Wert</strong> des Tests kann man auch <strong>auf</strong> Grund der in diesem Fall recht guten Erfüllung der<br />
Voraussetzung der Normalverteilung trauen (p 8 = 0,08; p 6 = 0,15).<br />
Eigentlich wäre zu erwarten, dass der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> zwischen Zu- und Abl<strong>auf</strong> abnimmt, da das Ober-<br />
flächenwasser durch die in der Hochmoorwiese vorhan<strong>den</strong>en Torfmoose angesäuert wer<strong>den</strong><br />
müsste.<br />
Zu erklären ist diese widersprüchliche Feststellung nur damit, dass ein Irrtum über <strong>den</strong> Ver-<br />
l<strong>auf</strong> des Wassers vorliegt. In Wirklichkeit mag Messpunkt 8 zwar einen Abfluss der Moor-<br />
wiese darstellen, da dies <strong>auf</strong> Grund des Wasserverl<strong>auf</strong>s nicht anders anzunehmen ist. Doch<br />
ob Messpunkt 6 wirklich <strong>den</strong> einzigen Zul<strong>auf</strong> darstellt, muss angezweifelt wer<strong>den</strong>. Die Zu- und<br />
Abflüsse lassen sich nicht <strong>auf</strong> jeweils einen reduzieren, es muss einen deutlich komplexeren<br />
Zusammenhang geben, der mit Hilfe der Messwerte nicht erklärt wer<strong>den</strong> kann. Leider war<br />
nach Berechnung dieses Tests keine Überprüfung der genauen Zu- und Abflüsse dieser Moor-<br />
wiese wegen des gefallenen Schnees mehr möglich.<br />
20
7.5<br />
<strong>pH</strong>−<strong>Wert</strong><br />
6.0<br />
5.5<br />
5.0<br />
Unterschiede im <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> zwischen <strong>den</strong> Messperio<strong>den</strong><br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14<br />
In Abbildung 8 sind die <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>e (durchgezogene Linien) und Temperaturen (gestrichelte<br />
Linien) der Lösungen an Messpunkt 3 in der 1. (blau) und 3. Messperiode (rot) abgebildet.<br />
Zum einen ist ersichtlich, dass die Temperaturen im November deutlich niedriger waren als im<br />
August – im Schnitt rund 13°C. Zum anderen liegt der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> des Sommers fast durchgehend<br />
– mit Ausnahme <strong>von</strong> Tag 11 und 12 – unterhalb dem des Herbstes.<br />
<strong>Der</strong> statistische t-Test für verbun<strong>den</strong>e Stichproben mit der Alternativhypothese:<br />
H µ > µ<br />
1: 1. MP 3.<br />
MP<br />
liefert als Ergebnis <strong>den</strong> <strong>Wert</strong> p = 1,5 · 10 -3 . Dabei ist µ 1. MP der Mittelwert in der ersten Mess-<br />
periode, µ 3.MP der der 3. Messperiode. Die bei<strong>den</strong> Messreihen sind zwar kaum normalverteilt<br />
(p 1. MP = 0,66; p 2. MP = 0,51), doch <strong>auf</strong> Grund der Robustheit des t-Tests kann die Nullhypothese<br />
trotzdem abgelehnt wer<strong>den</strong>; µ 1. MP ist signifikant größer als µ 3.MP .<br />
Die Beobachtung, dass der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> der Messperiode im Sommer niedriger ist als der der<br />
Messperiode im Herbst, beruht <strong>auf</strong> der RGT-Regel (Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-<br />
Regel). Diese Faustregel für die Geschwindigkeit einer Reaktion besagt, dass die Reaktion<br />
umso schneller abläuft, je wärmer die Temperatur ist; im Speziellen verdoppelt sich die<br />
Geschwindigkeit pro 10 Kelvin.<br />
Tage<br />
21<br />
23.8<br />
18.7<br />
13.6<br />
8.5<br />
3.4<br />
Temperatur [°C]<br />
1. Messperiode <strong>pH</strong><br />
1. Messperiode Temperatur<br />
3. Messperiode <strong>pH</strong><br />
3. Messperiode Temperatur<br />
Abb. 8:<br />
Vergleich der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>e und Temperaturen zwischen 1. und 3. Messperiode an Messpunkt 3
Diese Regel gilt auch für <strong>den</strong> Kationenaustausch: Je wärmer es ist, desto mehr Kationen wer<strong>den</strong><br />
gegen Protonen ausgetauscht. Je mehr Protonen ausgetauscht wer<strong>den</strong>, desto saurer ist das<br />
Milieu der Torfmoose. Außerdem wer<strong>den</strong> die gebun<strong>den</strong>en Kationen bei wärmerer Temperatur<br />
auch schneller „weiterverarbeitet“, es können also wieder neue Kationen im Austauscher <strong>auf</strong>-<br />
genommen wer<strong>den</strong>.<br />
7.6<br />
<strong>Einfluss</strong> des Niederschlags <strong>auf</strong> <strong>den</strong> <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong><br />
Abbildung 9 zeigt <strong>den</strong> Zusam-<br />
menhang zwischen Niederschlag<br />
und mittlerem <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> im Ver-<br />
l<strong>auf</strong> der dritten Messperiode.<br />
Dabei wird folgende Korrelation<br />
deutlich: Nach Tagen mit viel<br />
Niederschlag wird das Ober-<br />
flächenwasser saurer.<br />
So sinkt der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> beispiels-<br />
weise nach <strong>den</strong> Niederschlägen<br />
am 7., 10. und 12. November.<br />
Dagegen spricht allerdings das<br />
Ansteigen des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s trotz<br />
der Niederschläge am 11., 15.<br />
und 16. November. Doch diese Widersprüche können teilweise mit Hilfe der Begründung für<br />
die Ansäuerung erklärt wer<strong>den</strong>.<br />
Eigentlich wäre zu erwarten, dass der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> in Folge <strong>von</strong> Niederschlägen neutraler wird,<br />
weil das durch die Torfmoose angesäuerte Oberflächenwasser verdünnt wird. Es ist aber das<br />
genaue Gegenteil der Fall. Das liegt daran, dass mit dem Regen neue Kationen ins Oberflächen-<br />
wasser gelangen. Wenn neue Kationen zur Verfügung stehen, wer<strong>den</strong> diese <strong>von</strong> <strong>den</strong> <strong>Torfmoosen</strong><br />
gegen Protonen ausgetauscht, es kommt zu einer Ansäuerung des die Moose umgeben<strong>den</strong><br />
Milieus.<br />
Niederschlag [l/m²]<br />
Dass dies nach <strong>den</strong> Niederschlägen am 15. und 16. November nicht geschehen ist, liegt daran,<br />
dass dieser Niederschlag als Schnee niederging. Die Kationen waren somit nicht in Lösung und<br />
stan<strong>den</strong> <strong>den</strong> <strong>Torfmoosen</strong> nicht zum Kationenaustausch zur Verfügung.<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
04.11.<br />
05.11.<br />
22<br />
06.11.<br />
07.11.<br />
08.11.<br />
09.11.<br />
10.11.<br />
11.11.<br />
12.11.<br />
13.11.<br />
Tage<br />
14.11.<br />
15.11.<br />
16.11.<br />
17.11.<br />
18.11.<br />
19.11.<br />
20.11.<br />
Abb. 9: Kombiniertes Balken- und Liniendiagramm zur<br />
Verdeutlichung des Zusammenhangs zwischen Niederschlag und<br />
mittlerem <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> in der dritten Messperiode<br />
6.22<br />
6.16<br />
6.1<br />
6.05<br />
5.99<br />
5.94<br />
<strong>pH</strong>− <strong>Wert</strong>
Das Ansteigen zwischen 11. und 12. November ist damit jedoch nicht zu erklären. Auch andere<br />
Erklärungsansätze dafür sind nicht zu fin<strong>den</strong>.<br />
Es war leider nicht möglich, diesen Zusammenhang mit Hilfe eines statistischen Tests zu be-<br />
weisen, da die Sachverhalte zwar sprachlich klar zu formulieren sind, sie aber nur sehr schwer<br />
in mathematische Formeln umzuwandeln sind. Verschie<strong>den</strong>ste Versuche, mit einem Streu-<br />
diagramm die Korrelation zwischen Niederschlag und <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> <strong>auf</strong>zuzeigen, führten leider<br />
nicht zu dem gewünschten Ergebnis.<br />
7.7<br />
Vergleich des Waldseegebietes mit dem Trogener Moor<br />
Als Vergleich zu <strong>den</strong> Messgebieten aus dem Waldseegebiet wur<strong>den</strong> auch Proben im Trogener<br />
Moor bei Weiler genommen. Die Charakteristik der dortigen Messpunkte ist unter Punkt 6.3<br />
zu fin<strong>den</strong>. <strong>Der</strong> Umfang der Messwerte ist allerdings zu gering, um ähnliche statistische Analy-<br />
sen wie bei <strong>den</strong> Messwerten aus dem Waldseegebiet durchzuführen.<br />
Allgemein ist <strong>auf</strong>fallend, dass die verschie<strong>den</strong>en Tümpel alle einen recht ähnlichen <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong><br />
haben ( ≈ 4 - 4,4), der sich sogar über die Jahreszeiten hinweg erhält. Die Tümpel sind im All-<br />
gemeinen auch deutlich saurer als vergleichbare Tümpel am Waldsee (z.B. Messpunkt 3, 4, 5,<br />
6). Des Weiteren ist auch der zugehörige Moorsee deutlich saurer als der Waldsee (Trogener<br />
Moor: ≈ 4,4 - 4,8; Waldsee: ≈ 6,5 - 7,1).<br />
Dadurch wird deutlich, dass man <strong>den</strong> Waldsee gar nicht als „richtigen Moorsee“ bezeichnen<br />
kann. <strong>Der</strong> <strong>Einfluss</strong> der dort übrig gebliebenen Hochmoorreste ist zwar vorhan<strong>den</strong>, allerdings<br />
ist dieser im Vergleich zu anderen Moorgebieten – wie z.B. dem Trogener Moor – deutlich<br />
geringer. <strong>Der</strong> gleiche <strong>Einfluss</strong> wird dadurch deutlich, dass der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> des ausgedrückten<br />
Mooses in bei<strong>den</strong> Fällen recht ähnlich ist ( ≈ 4,0 - 4,4). Die unterschiedliche Wirkung liegt<br />
zum einen an der Heterogenität des Gebietes rund um <strong>den</strong> Waldsee und zum anderen an<br />
der Gesamtgröße des Gebietes: In <strong>den</strong> Waldsee fließen auch Niederschläge, die weit entfernt<br />
vom eigentlichen Waldseegebiet niedergehen und <strong>auf</strong> die die Hochmoorbereiche mit ihren<br />
<strong>Torfmoosen</strong> keinen <strong>Einfluss</strong> mehr ausüben. Zwar hat wohl die braune Färbung dafür gesorgt,<br />
dass man im Volksmund <strong>von</strong> einem „Moorsee“ spricht, im eigentlich Sinne des Wortes ist der<br />
Waldsee aber keiner, zumindest kein „reiner“ Moorsee.<br />
23
8.<br />
Fazit<br />
Die Untersuchung des <strong>Einfluss</strong>es der Torfmoose <strong>auf</strong> <strong>den</strong> <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> <strong>von</strong> Oberflächenwasser mit<br />
Messwerten aus dem Gebiet des Waldsee in Lin<strong>den</strong>berg im Allgäu und die anschließende<br />
Diskussion und Auswertung mit Hilfe statistischer Tests zeigen neue Erkenntnisse in vielerlei<br />
Hinsicht <strong>auf</strong>.<br />
Zum einen konnten einfache Zusammenhänge – wie beispielsweise der Unterschied zwischen<br />
nördlichem und südlichem Teil des Waldseegebietes oder der niedrige <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> der Hoch-<br />
moorwiese – eindeutig nachgewiesen und infolgedessen <strong>auf</strong> <strong>den</strong> <strong>Einfluss</strong> der Torfmoose<br />
geschlossen wer<strong>den</strong>. Zum anderen konnten allerdings auch Widersprüche zweifelsohne nach-<br />
gewiesen und somit die zuvor <strong>auf</strong>gestellte Hypothese widerlegt wer<strong>den</strong>. Außerdem wur<strong>den</strong><br />
die Grenzen der einfachen statistischen Auswertung <strong>auf</strong>gezeigt: Bei komplexen Zusammen-<br />
hängen – wie beispielsweise dem zwischen Niederschlag und der dar<strong>auf</strong> folgen<strong>den</strong> Ver-<br />
änderung des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s – müssen noch weitgreifendere Messungen und anschließende statis-<br />
tische Analysen gemacht wer<strong>den</strong>, um diese Korrelation zu beweisen.<br />
An <strong>den</strong> bei<strong>den</strong> letztgenannten Punkten wird auch deutlich, dass das Gebiet rund um <strong>den</strong><br />
Waldsee ein komplexes Ökosystem ist, in dem der Weg des Wassers nicht <strong>auf</strong> einen einfachen<br />
direkten Verl<strong>auf</strong> zurückgeführt wer<strong>den</strong> kann und in dem eventuell auch andere Einflüsse <strong>auf</strong><br />
<strong>den</strong> <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> vorhan<strong>den</strong> sind. Dies könnte ein Ansatzpunkt für zukünftige wissenschaftliche<br />
Arbeiten, die <strong>den</strong> <strong>Einfluss</strong> <strong>von</strong> anderen Faktoren <strong>auf</strong> <strong>den</strong> <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> des Oberflächenwassers un-<br />
tersuchen oder die in dieser Facharbeit <strong>auf</strong>gekommenen Widersprüche genauer analysieren,<br />
sein.<br />
Ferner wurde durch <strong>den</strong> Vergleich der Messwerte des Waldsees mit <strong>den</strong> Messwerten, die<br />
im Trogener Moor bei Schnellers gesammelt wur<strong>den</strong>, klar, dass der Waldsee kein „richtiger“<br />
Moorsee im eigentlichen Sinne des Wortes ist.<br />
24
9.<br />
9.1<br />
9.1.1<br />
Anhang<br />
Karten<br />
Karte des Waldsees mit Probeentnahmestellen<br />
Abb. 10:<br />
Karte des Waldsees mit Probeentnahmestellen<br />
25
9.1.2<br />
Satellitenfoto des Waldsees mit eingezeichneten Gebieten<br />
des Vorkommens <strong>von</strong> <strong>Torfmoosen</strong><br />
Abb. 11:<br />
Satellitenfoto des Waldsees mit eingezeichneten Gebieten des Vorkommens <strong>von</strong> <strong>Torfmoosen</strong><br />
26
9.1.3<br />
Satellitenfoto mit eingezeichneter Lage des Trogener Moors<br />
Abb. 12:<br />
Satellitenfoto mit eingezeichneter Lage des Trogener Moors<br />
27
9.2<br />
9.2.1<br />
Messstelle<br />
Datum (Uhrzeit)<br />
Messwerte<br />
Tabelle der Messwerte des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s am Waldsee<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14<br />
01.08. (19:30) 6,99 6,96 5,44 5,05 5,39 6,23 4,00 6,14 6,54 6,70 6,93 7,23 6,15 6,85<br />
02.08. (18:30) 6,76 7,16 5,03 4,64 5,52 6,13 - 1 6,12 6,53 6,52 6,58 6,90 6,34 6,94<br />
03.08. (18:30) 6,69 6,86 4,89 4,47 5,48 6,03 - 1 6,09 6,64 6,62 6,58 6,80 6,40 6,84<br />
04.08. (16:45) 6,76 6,95 4,78 4,46 5,38 6,09 4,20 6,05 6,74 6,71 6,62 6,80 6,21 6,89<br />
05.08. (18:00) 6,68 6,76 4,87 4,41 5,73 6,01 - 1 6,14 6,58 6,51 6,72 6,84 6,89 6,82<br />
06.08. (18:15) 6,58 6,76 4,85 4,38 5,03 6,00 - 1 6,09 6,62 6,61 6,66 6,83 6,52 6,71<br />
07.08. (18:00) 6,70 6,86 4,84 4,36 5,10 6,06 4,03 6,02 6,70 6,80 6,68 6,90 6,46 6,80<br />
08.08. (16:30) 6,73 6,96 5,03 4,54 5,18 6,11 - 1 6,19 6,64 6,60 6,76 6,74 6,33 6,86<br />
09.08. (17:30) 6,92 7,15 5,53 4,58 5,23 6,10 - 1 6,19 6,69 6,63 6,75 6,97 6,32 6,83<br />
10.08. (17:30) 6,90 6,94 5,60 4,64 5,24 6,05 4,00 5,99 6,51 6,62 6,73 6,91 - 3 6,90<br />
11.08. (17:50) 7,07 7,05 6,01 4,80 5,29 6,09 - 1 6,28 6,59 6,67 6,76 6,94 - 3 7,00<br />
12.08. (18:05) 6,90 6,91 5,60 4,63 5,25 6,05 - 1 6,20 6,55 6,50 6,69 6,87 - 3 6,96<br />
13.08. (17:20) 6,78 7,05 5,31 4,81 5,34 6,04 4,16 5,99 6,53 6,56 6,63 6,88 6,33 6,76<br />
14.08. (17:20) 6,66 6,97 5,91 4,95 5,35 6,08 - 1 6,22 6,53 6,63 6,76 6,92 6,18 6,83<br />
19.09. (17:00) 6,51 6,80 6,28 5,08 5,30 6,07 4,08 5,86 6,34 6,52 6,65 6,91 6,54 6,73<br />
20.09. (18:00) 6,58 6,90 6,33 5,42 5,43 6,06 - 1 6,51 6,59 6,70 7,03 6,76 6,82 6,20<br />
21.09. (17:20) 6,53 6,81 6,05 5,09 5,38 6,03 - 1 6,15 6,47 6,58 6,73 6,98 6,35 6,78<br />
22.09. (15:30) 6,57 6,90 6,11 5,45 5,50 6,10 4,33 5,87 6,43 6,59 6,76 6,98 6,34 6,82<br />
23.09. (17:30) 6,64 6,97 5,93 5,55 5,58 6,12 - 1 6,26 6,54 6,68 6,86 7,07 - 3 7,20<br />
24.09. (11:45) 6,50 6,92 6,27 5,75 5,68 6,09 - 1 6,20 6,46 6,68 6,88 7,08 - 3 7,14<br />
25.09. (17:30) 6,29 6,52 5,65 4,84 5,37 5,76 - 1 5,95 6,26 6,51 6,44 6,68 6,82 6,64<br />
26.09. (13:30) 6,37 6,64 5,18 4,45 5,29 5,74 4,49 5,73 6,18 6,55 6,37 6,58 6,73 6,54<br />
27.09. (13:00) 6,11 6,56 5,62 4,47 5,33 5,88 - 1 5,99 6,43 6,75 6,54 6,77 6,87 6,63<br />
28.09. (17:00) 5,78 6,31 5,68 4,60 5,20 5,81 - 1 5,96 6,23 6,48 6,39 6,63 6,66 6,38<br />
29.09. (15:00) 6,43 6,82 5,44 4,86 5,24 5,89 4,36 5,87 6,10 6,34 6,49 6,79 6,75 6,49<br />
30.09. (17:30) 6,39 6,99 5,56 4,87 5,33 5,95 - 1 6,11 6,30 6,56 6,44 6,73 6,70 6,57<br />
01.10. (11:00) 6,31 6,68 5,95 5,07 5,41 5,90 - 1 6,08 6,21 6,50 6,55 6,87 6,90 6,61<br />
02.10. (09:30) 6,15 6,60 6,38 5,30 5,52 5,91 4,60 5,85 6,02 6,25 6,44 6,70 6,68 6,48<br />
07.11. (11:20) 6,08 6,50 6,26 5,68 5,63 5,93 4,44 5,70 6,31 6,60 6,48 6,80 6,82 6,50<br />
08.11. (17:10) 6,11 6,35 6,20 5,41 5,45 5,73 - 1 5,99 6,22 6,62 6,42 6,52 6,77 6,57<br />
09.11. (08:30) 6,12 6,42 6,09 5,07 5,48 5,76 - 1 5,99 6,26 6,70 6,41 6,70 6,87 6,62<br />
10.11. (08:30) 6,30 6,54 6,50 5,17 5,46 5,76 - 2 5,99 6,31 6,80 6,41 6,73 6,87 6,62<br />
11.11. (08:30) 6,20 6,38 6,05 4,90 5,47 5,75 4,45 5,63 6,09 6,47 6,31 6,55 6,80 6,61<br />
12.11. (11:00) 6,27 6,89 5,80 4,66 5,49 5,81 - 1 6,00 6,13 6,51 6,33 6,58 6,76 6,59<br />
13.11. (08:45) 6,16 6,73 5,26 4,64 4,98 5,66 - 1 5,96 6,21 6,65 6,39 6,64 6,81 6,64<br />
14.11. (10:45) 5,93 6,25 5,86 4,95 5,24 5,72 4,90 5,69 5,97 6,21 6,24 6,60 6,78 6,57<br />
15.11. (13:00) 5,81 6,27 5,80 4,99 5,31 5,81 - 1 6,04 6,14 6,39 6,29 6,65 6,78 6,60<br />
16.11. (15:45) 6,04 6,77 5,60 4,79 5,28 5,61 - 1 5,91 6,09 6,54 6,39 6,65 6,78 6,62<br />
17.11. (13:30) 6,20 6,99 5,61 4,81 5,45 5,79 4,43 5,61 6,14 6,60 6,33 6,65 6,91 6,63<br />
18.11. (16:00) 5,83 6,58 5,48 4,54 5,38 5,87 - 1 6,11 6,27 6,74 6,46 6,93 7,09 6,77<br />
19.11. (10:45) 5,90 6,75 5,40 4,70 5,33 5,82 - 1 6,08 6,22 6,46 6,40 6,73 6,89 6,67<br />
20.11. (13:50) 5,98 6,27 6,09 4,87 5,33 5,75 5,56 5,97 6,15 6,35 6,28 6,72 6,89 6,75<br />
1 Moos geschont 2 gefroren 3 ausgetrocknet<br />
28
9.2.2<br />
Datum (Uhrzeit)<br />
Tabelle der Messwerte der Temperatur der Wasserproben am Waldsee<br />
Messstelle<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14<br />
01.08. (19:30) 23,8 22,6 22,9 22,6 18,8 16,8 21,9 18,1 18,9 17,4 16,6 20,9 16,7 20,3<br />
02.08. (18:30) 20,1 20,3 18,4 18,3 16,5 16,0 - 1 17,0 16,6 15,9 15,7 18,0 15,8 18,9<br />
03.08. (18:30) 20,1 19,6 17,6 17,3 15,4 15,1 - 1 15,9 15,7 15,0 14,8 17,3 15,6 17,9<br />
04.08. (16:45) 20,5 20,3 21,1 19,8 16,4 16,0 22,3 18,0 17,6 16,7 16,3 19,8 16,7 19,9<br />
05.08. (18:00) 17,1 16,3 14,7 14,3 13,5 13,3 - 1 13,1 13,6 13,0 12,7 14,8 13,2 15,1<br />
06.08. (18:15) 15,6 15,4 14,3 14,3 12,9 13,1 - 1 13,2 13,5 13,3 12,5 14,1 13,3 14,7<br />
07.08. (18:00) 21,1 21,7 22,0 21,0 16,3 15,3 21,4 17,0 16,6 15,3 15,5 21,6 15,5 19,6<br />
08.08. (16:30) 20,4 20,3 21,1 19,5 16,3 15,8 - 1 17,1 17,8 16,8 17,0 19,4 16,8 20,3<br />
09.08. (17:30) 23,5 21,9 23,6 22,8 17,6 16,7 - 1 17,7 18,2 16,8 16,8 21,0 16,5 21,1<br />
10.08. (17:30) 24,7 23,1 23,8 23,2 17,8 16,7 22,6 19,0 19,7 16,9 16,5 21,8 - 3 22,4<br />
11.08. (17:50) 24,4 23,2 23,2 23,3 18,1 16,9 - 1 18,7 20,3 18,1 17,0 21,5 - 3 21,6<br />
12.08. (18:05) 20,0 19,2 18,3 18,4 16,1 15,9 - 1 16,6 18,2 16,5 15,3 19,0 - 3 19,2<br />
13.08. (17:20) 20,1 18,7 17,7 17,6 15,4 14,8 19,4 16,0 15,8 15,0 14,3 18,4 15,6 18,6<br />
14.08. (17:20) 19,1 18,7 19,7 18,2 15,9 15,4 - 1 16,2 17,5 16,0 15,2 19,0 16,2 18,6<br />
19.09. (17:00) 16,7 16,7 14,0 12,5 12,3 11,5 15,8 11,9 13,4 11,8 12,6 16,5 12,2 15,3<br />
20.09. (18:00) 17,9 17,8 14,4 12,7 12,8 11,7 - 1 11,7 13,1 12,1 12,5 16,1 12,6 16,3<br />
21.09. (17:20) 18,3 19,3 16,4 14,2 13,7 12,5 - 1 13,3 15,2 13,1 14,0 18,9 13,9 17,7<br />
22.09. (15:30) 19,0 19,3 18,1 15,1 14,4 13,3 21,8 14,5 16,9 13,9 16,0 19,3 14,7 18,4<br />
23.09. (17:30) 18,9 19,5 16,8 15,2 14,3 13,1 - 1 13,3 15,7 13,6 14,7 17,5 - 3 17,6<br />
24.09. (11:45) 16,3 18,6 14,8 13,3 13,2 13,2 - 1 12,5 15,5 14,2 14,0 16,6 - 3 16,5<br />
25.09. (17:30) 14,5 12,7 10,0 10,2 9,3 10,0 - 1 9,4 10,3 10,1 10,1 11,7 9,9 12,0<br />
26.09. (13:30) 14,0 12,7 12,3 10,8 10,1 10,1 12,3 10,0 11,1 10,3 11,2 12,4 10,1 12,4<br />
27.09. (13:00) 11,9 11,3 10,7 10,0 9,1 9,0 - 1 9,2 9,9 9,6 9,7 10,9 9,2 11,2<br />
28.09. (17:00) 13,3 11,8 10,9 10,9 9,6 9,5 - 1 9,7 10,0 9,8 9,6 11,0 9,6 11,3<br />
29.09. (15:00) 14,9 13,6 14,0 12,5 11,2 10,4 15,8 10,9 11,5 11,1 11,4 12,9 11,2 12,6<br />
30.09. (17:30) 15,0 13,7 11,9 11,7 10,8 10,3 - 1 10,7 11,0 10,7 10,9 12,7 11,4 12,8<br />
01.10. (11:00) 12,7 12,1 11,0 10,7 10,2 10,6 - 1 10,3 10,7 10,8 10,8 11,9 10,9 12,3<br />
02.10. (09:30) 12,6 12,1 10,0 9,9 9,4 9,4 13,3 9,2 9,6 9,8 10,3 11,7 10,6 11,8<br />
07.11. (11:20) 11,6 10,9 10,2 9,9 9,6 10,0 13,4 9,5 9,9 9,9 10,2 10,2 9,8 10,4<br />
08.11. (17:10) 10,2 7,6 4,9 5,6 5,0 5,6 - 1 4,6 5,8 5,6 6,1 6,3 5,1 6,6<br />
09.11. (08:30) 8,5 7,6 3,4 4,4 4,6 4,7 - 1 3,7 4,8 4,7 5,2 4,8 4,8 6,1<br />
10.11. (08:30) 8,2 7,0 3,8 3,1 3,9 4,6 - 2 2,8 3,9 3,3 4,7 4,4 4,6 5,4<br />
11.11. (08:30) 7,7 6,3 4,4 4,6 5,0 5,2 5,1 4,2 5,4 5,0 5,7 5,3 4,7 5,5<br />
12.11. (11:00) 8,3 7,4 7,4 7,1 7,6 7,5 - 1 7,3 7,9 7,5 7,3 7,1 7,3 7,4<br />
13.11. (08:45) 9,9 9,3 8,3 8,4 8,9 8,6 - 1 8,3 9,0 8,7 8,5 8,4 8,2 8,3<br />
14.11. (10:45) 9,9 10,4 8,4 8,2 8,5 8,3 11,7 8,1 8,7 8,9 9,0 8,5 8,5 8,9<br />
15.11. (13:00) 8,6 9,5 8,7 7,6 8,2 8,1 - 1 7,3 7,7 8,1 8,5 8,3 7,7 8,3<br />
16.11. (15:45) 5,9 6,1 4,8 4,4 4,6 4,9 - 1 4,5 5,2 4,8 5,1 4,8 4,2 5,2<br />
17.11. (13:30) 7,1 6,8 5,3 5,3 4,3 5,4 5,3 4,1 4,9 4,7 5,4 5,2 4,2 5,1<br />
18.11. (16:00) 8,0 7,1 5,5 5,1 4,9 5,1 - 1 4,6 5,5 5,2 5,0 5,3 4,4 5,3<br />
19.11. (10:45) 6,9 6,3 4,7 5,1 4,9 5,1 - 1 4,7 5,5 5,7 6,2 5,7 5,6 6,1<br />
20.11. (13:50) 9,1 8,6 5,1 3,8 4,1 5,2 7,2 4,4 5,2 5,3 6,1 5,5 5,2 6,2<br />
1 Moos geschont 2 gefroren 3 ausgetrocknet<br />
29
9.2.3<br />
Messstelle<br />
Datum (Uhrzeit)<br />
Tabelle der Messwerte des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s im Trogener Moor (Schnellers)<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14<br />
10.08. (15:00) 7,13 4,13 4,19 4,13 4,18 4,25 4,14 4,16 4,13 4,13 4,11 4,11 4,38 5,24<br />
02.10. (11:15) 6,75 4,27 4,22 4,19 4,12 4,13 4,22 4,14 4,05 4,08 4,07 4,09 4,81 5,23<br />
14.11. (11:15) 6,10 4,44 4,30 4,31 4,37 4,53 4,35 4,37 4,36 4,34 4,27 4,43 4,82 5,26<br />
9.2.4<br />
Tabelle der Niederschlagsmengen in <strong>den</strong> Monaten Juli bis November der<br />
<strong>von</strong> meteomedia betriebenen Wetterstation in Lin<strong>den</strong>berg im Allgäu<br />
Datum NS [l/m 2 ] Datum NS [l/m 2 ] Datum NS [l/m 2 ] Datum NS [l/m 2 ] Datum NS [l/m 2 ]<br />
01.07. 0 01.08. 20,5 01.09. 0 01.10. 2 01.11. 0<br />
02.07. 0 02.08. 28,4 02.09. 0 02.10. 0 02.11. 0<br />
03.07. 0 03.08. 3,7 03.09. 0 03.10. 0 03.11. 0<br />
04.07. 0 04.08. 0 04.09. 0,1 04.10. 0,4 04.11. 0<br />
05.07. 12,9 05.08. 65,6 05.09. 0 05.10. 5,1 05.11. 0<br />
06.07. 1,5 06.08. 5,2 06.09. 1,2 06.10. 0 06.11. 0<br />
07.07. 0 07.08. 0 07.09. 0,6 07.10. 0 07.11. 14,8<br />
08.07. 0 08.08. 4,2 08.09. 13,8 08.10. 0 08.11. 0,9<br />
09.07. 0 09.08. 0 09.09. 0 09.10. 0,2 09.11. 0<br />
10.07. 0,3 10.08. 0 10.09. 0 10.10. 0 10.11. 15,2<br />
11.07. 10,5 11.08. 4,1 11.09. 0 11.10. 0 11.11. 11,6<br />
12.07. 3,2 12.08. 8,3 12.09. 10,7 12.10. 0 12.11. 46,4<br />
13.07. 0 13.08. 0,9 13.09. 3,5 13.10. 0,1 13.11. 0<br />
14.07. 0 14.08. 1,1 14.09. 0 14.10. 0,1 14.11. 0<br />
15.07. 0 15.08. 8,2 15.09. 3,1 15.10. 0 15.11. 12,2<br />
16.07. 1,1 16.08. 19,6 16.09. 3,2 16.10. 7,4 16.11. 6,5<br />
17.07. 34,8 17.08. 1,9 17.09. 1,4 17.10. 4,4 17.11. 0<br />
18.07. 0 18.08. 7,5 18.09. 0 18.10. 0 18.11. 0,5<br />
19.07. 0 19.08. 0,2 19.09. 0 19.10. 35,3 19.11. 0,3<br />
20.07. 0 20.08. 0 20.09. 0 20.10. 14,9 20.11. 0<br />
21.07. 0,2 21.08. 0 21.09. 0 21.10. 0 21.11. 3,3<br />
22.07. 14,1 22.08. 0,7 22.09. 0 22.10. 4,6 22.11. 23<br />
23.07. 65,6 23.08. 6,2 23.09. 0 23.10. 5,5 23.11. 18,4<br />
24.07. 15,5 24.08. 0 24.09. 16,8 24.10. 14,1 24.11. 6,4<br />
25.07. 1 25.08. 0 25.09. 34,3 25.10. 4,3 25.11. 3,5<br />
26.07. 35,6 26.08. 1 26.09. 0,1 26.10. 0 26.11. 5,6<br />
27.07. 0,3 27.08. 35,6 27.09. 0 27.10. 0 27.11. 0<br />
28.07. 16,5 28.08. 9,4 28.09. 0 28.10. 0 28.11. 6,8<br />
29.07. 24,6 29.08. 25,7 29.09. 0 29.10. 0 29.11. 2,8<br />
30.07. 0,1 30.08. 34,5 30.09. 6,6 30.10. 0 30.11. 0<br />
31.07. 0 31.08. 2,4 31.10. 0<br />
30
9.2.5<br />
Tabelle der Messwerte des <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>s der Testmessungen<br />
Datum 07.11. 08.11. 09.11. 10.11. 11.11. 12.11. 13.11.<br />
<strong>pH</strong> 8.96 8,94 8,94 8,98 9,08 8,95 9,02<br />
Datum 14.11. 15.11. 16.11. 17.11. 18.11. 19.11. 20.11.<br />
9.3<br />
<strong>pH</strong> 9,05 9,03 8,97 9,17 9,26 9,16 9,21<br />
Abl<strong>auf</strong> der Messungen<br />
Das Messgerät wurde mit Eichlösungen der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong>e 7 und 4 geeicht.<br />
Zur Messung am Waldsee wurde mit Hilfe eines Stockes ein Becherglas mit 50 ml Fassungs-<br />
vermögen etwa bis zur Hälfte gefüllt. Anschließend wurde der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> der Wasserprobe be-<br />
stimmt; der genaue <strong>Wert</strong> wurde abgelesen, als die Kontrollanzeige <strong>auf</strong> dem Display erloschen<br />
war. Nach der gleichen Messprozedur für Leitfähigkeit und Teilchenanzahl wurde zum Schluss<br />
noch die Temperatur der Probe gemessen. Es ist aber anzumerken, dass sich der <strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong> teil-<br />
weise auch nach Erlöschen der Kontrollanzeige noch wesentlich verändert hat, aus Grün<strong>den</strong><br />
der Konsistenz wurde aber der Messwert immer genau beim Erlöschen der Kontrollanzeige<br />
notiert.<br />
Die Messungen an jeder einzelnen Messstelle wur<strong>den</strong> je<strong>den</strong> Tag in der gleichen Reihenfolge<br />
nacheinander durchgeführt.<br />
In der ersten Messperiode konnten die Messungen jeweils zu ähnlichen Zeiten durchgeführt<br />
wer<strong>den</strong>, in <strong>den</strong> anderen bei<strong>den</strong> war dies <strong>auf</strong> Grund schulischer und außerschulischer Ver-<br />
pflichtungen nicht mehr zu gewährleisten. Die Zeiten sind der Tabelle der Messwerte unter<br />
9.2.1 zu entnehmen.<br />
Zwischen <strong>den</strong> einzelnen Messungen wurde das <strong>pH</strong>-Meter in 3-molarer Kaliumchlorid-Lösung<br />
<strong>auf</strong>bewahrt, die nach jedem Messtag ausgetauscht wurde.<br />
31
9.4<br />
Erklärung zu Boxplots<br />
Abbildung 13 zeigt einen so ge-<br />
nannten Boxplot. Ein Boxplot ist<br />
ein Diagramm, das die Vertei-<br />
lung statistischer Daten grafisch<br />
darstellt. Er soll einen schnel-<br />
len Eindruck über <strong>den</strong> Bereich,<br />
in dem die Daten liegen, und<br />
die Verteilung in diesem ver-<br />
schaffen. Er enthält dabei fünf<br />
Punkte: Den Median, die bei-<br />
<strong>den</strong> Quartile und die bei<strong>den</strong> Ex-<br />
tremwerte.<br />
<strong>Der</strong> Median wird dabei durch einen fetten Strich (in obiger Grafik rot) innerhalb des Kästchens<br />
symbolisiert. Das Kästchen selbst (grün) stellt das obere bzw. untere Quartil dar. Die so ge-<br />
nannten Whisker (blau) zeigen am Ende der gestrichelten Linie <strong>den</strong> Extremwert der Verteilung<br />
an. Ausreißer in <strong>den</strong> Daten wer<strong>den</strong> durch leere Kreise (schwarz) links und rechts bzw. ober-<br />
und unterhalb der Whisker visualisiert.<br />
Das untere Quartil ist der <strong>Wert</strong> der Verteilung, unterhalb dessen sich 25% der <strong>Wert</strong>e befin<strong>den</strong>.<br />
Das obere Quartil ist gleichermaßen der <strong>Wert</strong>, unterhalb dessen sich 75% der <strong>Wert</strong>e befin<strong>den</strong>.<br />
[21]<br />
oberer „Whisker“<br />
unterer „Whisker“<br />
32<br />
Ausreißer<br />
Abb. 13:<br />
Horizontaler Boxplot<br />
oberes Quartil<br />
Median<br />
unteres Quartil
9.5<br />
Definitionen statistischer Begriffe<br />
Alternativhypothese:<br />
„Eine statistische Alternativhypothese H 1 wird so formuliert, dass sie die inhaltliche Hypothese<br />
in Form <strong>von</strong> Annahmen über die Verteilung des betreffen<strong>den</strong> Merkmals oder der betreffen<strong>den</strong><br />
Merkmale in der Population wiedergibt.“ [7, S. 101]<br />
Nullhypothese:<br />
„Mit der statistischen Nullhypothese H 0 wird behauptet, dass die zur Alternativhypothese<br />
komplementäre Aussage richtig sei.“ [7, S. 103]<br />
p-<strong>Wert</strong>:<br />
„Als p-<strong>Wert</strong> wird die Wahrscheinlichkeit bezeichnet, mit der bei Gültigkeit der Nullhypothese der<br />
in der Stichprobe berechnete Punktschätzwert oder ein noch mehr der Nullhypothese wider-<br />
sprechender Punktschätzwert ermittelt wird.“ [7, S. 108]<br />
Signifikanz:<br />
„Beträgt die Wahrscheinlichkeit höchstens α, mit der bei Gültigkeit der Nullhypothese der in<br />
der Stichprobe berechnete Punktschätzwert oder ein noch mehr der Nullhypothese wider-<br />
sprechender Punktschätzwert ermittelt wird, so wird dieses Ergebnis als signifikant (zum Niveau α)<br />
bezeichnet. Die Wahrscheinlichkeit α wird als Signifikanzniveau bezeichnet. [7, S. 112]<br />
Konfi<strong>den</strong>zintervall:<br />
„Ein Konfi<strong>den</strong>zintervall (Vertrauensintervall) kennzeichnet ein Intervall möglicher Parameter-<br />
ausprägungen, in dem sich der untersuchte Populationsparameter mit Wahrscheinlichkeit<br />
(1 - α) befindet. Die Wahrscheinlichkeit (1 - α) wird als Konfi<strong>den</strong>zniveau bezeichnet.“ [7, S. 86]<br />
33
9.6<br />
9.6.1<br />
Verwendete statistische Tests<br />
Kolmogorov-Smirnov-Test [7, S. 156]<br />
Bezeichnung des Tests<br />
Kolmogorov-Smirnov-Test (mit bzw. ohne Lillefors-Korrektur) oder Kolmogorov-<br />
Einstichproben-Test gegen Normalverteilung (mit bzw. ohne Lillefors-Korrektur)<br />
Statistische Hypothesen<br />
H : F( x) F ( x)<br />
≠<br />
• für mindestens ein x, H : F( x) = F ( x)<br />
für alle x<br />
1<br />
N<br />
• Fx ( ): Unbekannte stetige Verteilungsfunktion der Zufallsvariablen X<br />
• F ( x):<br />
Verteilungsfunktion einer N( µσ , ) -Verteilung<br />
N<br />
Gegebene Daten<br />
• x : der Größe nach <strong>auf</strong>steigend geordnete Messwerte (i = 1,...,n)<br />
i<br />
• n:<br />
Anzahl der Messwerte<br />
Voraussetzungen<br />
0<br />
• Die Messwerte x ,x ,...,x sind metrische Realisierungen der stetigen Zufallsvariablen X<br />
1 2 n<br />
Berechnung des <strong>Wert</strong>s der Teststatistik<br />
n 1<br />
• x = ∑ xi : Arithmetischer Mittelwert der Messwerte<br />
n<br />
i=<br />
1<br />
n 1<br />
2<br />
• s = ∑(<br />
xi−x) : Standardabweichung der Messwerte<br />
n −1<br />
i=<br />
1<br />
xi−x • zi<br />
= (i = 1,...,n): z-transformierte <strong>Wert</strong>e<br />
s<br />
• H(z<br />
): Anzahl der Messwerte z mit z≤z i i<br />
rel Hz ( i)<br />
• H ( zi)<br />
= : Relative Summenhäufigkeitsfunktion<br />
n<br />
• Φ( z):<br />
Verteilungsfunktion der Standardnormalverteilung<br />
i rel<br />
i−1rel • d = H ( z ) − Φ( z ) , d = H ( z ) −Φ(<br />
z ) (i = 1,...,n): Differenzwerte an<br />
i<br />
i i i<br />
i−1i rel<br />
<strong>den</strong> Sprungstellen der Treppenfunktion ( H ( z ) = 0 )<br />
i i−1<br />
• d = max( d , d ) , (i = 1,...,n): Maximale Differenzwerte an jeder Sprungstelle<br />
i i<br />
i<br />
• d = n⋅max( d ): <strong>Wert</strong> der Teststatistik<br />
n<br />
i<br />
i<br />
34<br />
0<br />
N
Testentscheidung bei bekannten Parametern µ und σ unter Verwendung des<br />
approximativen p-<strong>Wert</strong>s (ohne Lillefors-Korrektur)<br />
• Berechnung <strong>von</strong> p= P( D ≥d<br />
)<br />
n n<br />
• p ≤α→ Ablehnung <strong>von</strong> H0 Testentscheidung bei unbekannten Parametern µ und σ unter Verwendung des<br />
approximativen p-<strong>Wert</strong>s (mit Lillefors-Korrektur)<br />
( n n )<br />
lf<br />
LF<br />
• Berechnung <strong>von</strong> p = P D ≥d<br />
p lf • ≤α→ Ablehnung <strong>von</strong> H0 Testentscheidung bei bekannten Parametern µ und σ unter Verwendung des<br />
kritischen Differenzwerts des Tests (ohne Lillefors-Korrektur)<br />
krit<br />
• dmax ≥dn, α → Ablehnung <strong>von</strong> H0 krit<br />
• dn, α : Kritischer Differenzwert des Tests [7: siehe Anhang B, Tabelle 10, S. 410 ff.]<br />
Testentscheidung bei unbekannten Parametern µ und σ unter Verwendung des<br />
kritischen Differenzwerts des Tests (mit Lillefors-Korrektur)<br />
krit<br />
• dmax ≥lfn, α →Ablehnung<br />
<strong>von</strong> H0 krit<br />
• lfn, α : Kritischer Differenzwert des Tests mit Lillefors-Korrektur<br />
[7: siehe Anhang B, Tabelle 11, S. 413 ff.]<br />
35
9.6.2 doppelter t-Test [7, S. 135]<br />
Bezeichnung des Tests<br />
t-Test für unabhängige Stichproben oder doppelter t-Test<br />
Statistische Hypothesen<br />
a. H : µ ≠ µ H : µ = µ<br />
1 1 2 0 1 2<br />
b. H : µ > µ H : µ ≤µ<br />
1 1 2 0 1 2<br />
c. H : µ < µ H : µ ≥µ<br />
1 1 2 0 1 2<br />
• µ , µ : Unbekannte Populationsmittelwerte<br />
1 2<br />
Gegebene Daten<br />
• x ( i= 1,...,<br />
n ) und x ( i= 1,...,<br />
n ): Messwerte der Stichproben 1 und 2<br />
1i1 2i2 • n1<br />
, n : Anzahl der Messwerte in <strong>den</strong> Stichproben 1 und 2<br />
2<br />
Voraussetzungen<br />
• Die Messwerte x , x ,..., x n bzw. x , x ,..., x n sind metrische<br />
11 12 1 1<br />
21 22 2 2<br />
Realisierungen der unabhängigen Zufallsvariablen X 1 bzw. X 2 .<br />
• X1<br />
bzw. X unterliegen in <strong>den</strong> Populationen jeweils einer<br />
2<br />
•<br />
Normalverteilung mit <strong>den</strong> unbekannten Mittelwerten µ 1 bzw. µ 2 .<br />
Die Varianzen bzw. Standardabweichungen in bei<strong>den</strong> Populationen sind<br />
homogen, d.h. X 1 bzw. X 2 haben die gleiche unbekannte Standardabweichung σ<br />
Berechnung des <strong>Wert</strong>s der Teststatistik<br />
n1<br />
n1<br />
1 1<br />
2<br />
• x1<br />
= ∑x1i, s1<br />
= ∑(<br />
x1i−x1) : Arithmetischer Mittelwert und<br />
n<br />
n −1<br />
1 i=<br />
1 1 i=<br />
1<br />
Standardabweichung in Stichprobe 1<br />
n2<br />
n2<br />
1 1<br />
2<br />
• x2<br />
= ∑x2i, s2<br />
= ∑(<br />
x2i−x2) : Arithmetischer Mittelwert und<br />
n<br />
n −1<br />
2 i=<br />
1 2 i=<br />
1<br />
Standardabweichung in Stichprobe 2<br />
sp<br />
n s n s<br />
n n<br />
= •<br />
1<br />
2<br />
2<br />
( ( 1 −1)⋅<br />
1 + ( 2 −1)⋅2<br />
) : Standardabweichung der<br />
( 1 −1)+<br />
( 2 −1)<br />
gepoolten Stichproben (Schätzwert für die gemeinsame Standardabweichung σ)<br />
x1 −x2 n1⋅n2 • t =<br />
: <strong>Wert</strong> der Teststatistik<br />
s n + n<br />
p<br />
1 2<br />
36
Testentscheidung unter Verwendung des p-<strong>Wert</strong>s<br />
( )<br />
a. Berechnung <strong>von</strong> p= p T ≥ t<br />
( )<br />
( )<br />
b. Berechnung <strong>von</strong> p= p T ≥t<br />
c. Berechnung <strong>von</strong> p= p T ≤t<br />
• p < α → Ablehnung <strong>von</strong> H0 Testentscheidung unter Verwendung des Quantils der t-Verteilung<br />
a. t > tn + n −21 , − / 2 →<br />
1 2<br />
b. t > tn + n − − →<br />
α Ablehnung <strong>von</strong> H 0<br />
1 2 21 , α Ablehnung <strong>von</strong> H0 c. t< tn + n − →<br />
1 2 2,α Ablehnung <strong>von</strong> H0 • t , t , t : Quantile der t-Verteilung<br />
n1+ n2−21 , − α/ 2 n1+ n2−2, 1− α n1+ n2−2,<br />
α<br />
mit n + n − Freiheitsgra<strong>den</strong> [7: siehe Anhang B, Tabelle 3, S. 392]<br />
1 2 2<br />
37
9.6.3 t-Test<br />
für verbun<strong>den</strong>e/gepaarte Stichproben [7, S.139]<br />
Bezeichnung des Tests<br />
t-Test für verbun<strong>den</strong>e Stichproben oder t-Test für gepaarte Stichproben<br />
Statistische Hypothesen<br />
a. H : µ ≠ µ H : µ = µ<br />
1 1 2 0 1 2<br />
b. H : µ > µ H : µ ≤µ<br />
1 1 2 0 1 2<br />
c. H : µ < µ H : µ ≥µ<br />
1 1 2 0 1 2<br />
• µ , µ : Unbekannte Populationsmittelwerte<br />
1 2<br />
Gegebene Daten<br />
• ( x1i, x2i) ( i= 1,...,<br />
n)<br />
: Messwertpaare<br />
• n:<br />
Anzahl der Messwertpaare<br />
Voraussetzungen<br />
• Die Messwerte x , x i ,..., n<br />
( ) ( = ) sind paarweise metrische<br />
1i 2i 1<br />
Realisierungen der abhängigen Zufallsvariablen X 1 bzw. X 2 .<br />
• Die paarweisen Differenzen x = x − x ( i= ,..., n)<br />
sind<br />
di 2i 1i 1<br />
Realisierungen der Zufallsvariablen X D = X 2 - X 1 .<br />
• Die Zufallsvariable X unterliegt einer Normalverteilung mit dem unbekannten<br />
D<br />
Mittelwert µ D und der unbekannten Standardabweichung σ D .<br />
Berechnung des <strong>Wert</strong>s der Teststatistik<br />
• x = x − x ( i= ,..., n):<br />
paarweise Differenzen der Messwerte<br />
di 2i 1i 1<br />
n<br />
n<br />
1 1<br />
2<br />
• xd<br />
= ∑ xdi, sd<br />
= ∑(<br />
xdi − xd)<br />
: arithmetischer Mittelwert und<br />
n<br />
n −1<br />
i=<br />
1<br />
i=<br />
1<br />
Standardabweichung der Messwertdifferenzen<br />
xd<br />
• t = n : <strong>Wert</strong> der Teststatistik<br />
s<br />
d<br />
Testentscheidung unter Verwendung des p-<strong>Wert</strong>s<br />
( )<br />
a. Berechnung <strong>von</strong> p= p T ≥ t<br />
( )<br />
( )<br />
b. Berechnung <strong>von</strong> p= p T ≤t<br />
c. Berechnung <strong>von</strong> p= p T ≥t<br />
• p < α → Ablehnung <strong>von</strong> H0 38
Testentscheidung unter Verwendung des Quantils der t-Verteilung<br />
a. t > tn−11 , − / 2 →<br />
α Ablehnung <strong>von</strong> H 0<br />
b. t< tn−1,α → Ablehnung <strong>von</strong> H0 c. t< tn−11− →<br />
, α Ablehnung <strong>von</strong> H 0<br />
• t , t , t : Quantile der t-Verteilung mit<br />
n−11 , −α/ 2 n−1, 1−α n−1,<br />
α<br />
n-1 Freiheitsgra<strong>den</strong> [7: siehe Anhang B, Tabelle 3, S. 392]<br />
39
9.6.4<br />
Äquivalenzprüfung für verbun<strong>den</strong>e Stichproben [7, S. 146]<br />
Bezeichnung des Tests<br />
Äquivalenzprüfung für verbun<strong>den</strong>e Stichproben oder<br />
Äquivalenzprüfung für gepaarte Stichproben<br />
Statistische Hypothesen<br />
•<br />
H : µ − µ - ∆ und go < ∆ → Ablehnung <strong>von</strong> H0 40
9.6.5<br />
Welch-Test [20]<br />
Bezeichnung des Tests<br />
Welch-Test<br />
Statistische Hypothesen<br />
a. H 1 : µ 1 ≠ µ 2 H 0 : µ 1 = µ 2<br />
b. H 1 : µ 1 > µ 2 H 0 : µ 1 ≤ µ 2<br />
c. H 1 : µ 1 < µ 2 H 0 : µ 1 ≥ µ 2<br />
Gegebene Daten<br />
• x ( i= 1,...,<br />
n ) und x ( i= 1,...,<br />
n ): Messwerte der Stichproben 1 und 2<br />
1i1 2i2 • n1<br />
, n : Anzahl der Messwerte in <strong>den</strong> Stichproben 1 und 2<br />
2<br />
Voraussetzungen<br />
• Die Messwerte x , x ,..., x n bzw. x , x ,..., x n sind metrische<br />
11 12 1 1<br />
21 22 2 2<br />
Realisierungen der unabhängigen Zufallsvariablen X 1 bzw. X 2 .<br />
• X1<br />
bzw. X unterliegen in <strong>den</strong> Populationen jeweils einer Normalverteilung<br />
2<br />
•<br />
mit <strong>den</strong> unbekannten Mittelwerten µ 1 bzw. µ 2 .<br />
Die Varianzen bzw. Standardabweichungen in bei<strong>den</strong> Populationen sind heterogen,<br />
d.h. X 1 bzw. X 2 haben verschie<strong>den</strong>e unbekannte Standardabweichungen σ 1 und σ 2<br />
Berechnung des <strong>Wert</strong>s der Teststatistik<br />
n1<br />
n1<br />
1 1<br />
2<br />
• x1<br />
= ∑x1i, s1<br />
= ∑(<br />
x1i−x1) : Arithmetischer Mittelwert und<br />
n<br />
n −1<br />
1 i=<br />
1 1 i=<br />
1<br />
Standardabweichung in Stichprobe 1<br />
n2<br />
n2<br />
1 1<br />
2<br />
• x2<br />
= ∑x2i, s2<br />
= ∑(<br />
x2i−x2) : Arithmetischer Mittelwert und<br />
n<br />
n −1<br />
2 i=<br />
1 2 i=<br />
1<br />
Standardabweichung in Stichprobe 2<br />
x1 − x2<br />
• t = : <strong>Wert</strong> der Teststatistik<br />
2 2<br />
s1<br />
s2<br />
+<br />
n n<br />
1<br />
2<br />
41
2<br />
⎡ s s ⎤<br />
⎢ +<br />
n n<br />
⎥<br />
df =<br />
⎣ ⎦<br />
⎡ s ⎤ s<br />
⎢<br />
n<br />
⎥<br />
⎣ ⎦ n<br />
n − n<br />
+<br />
2 2<br />
1 2<br />
1 2<br />
• : Anzahl der Freiheitsgrade der t-Verteilung<br />
2<br />
2<br />
2<br />
2 ⎡ ⎤<br />
1<br />
2<br />
⎢ ⎥ (<strong>auf</strong> nächste ganze Zahl abgerundet)<br />
1 ⎣ 2 ⎦<br />
1 −1<br />
1<br />
2<br />
Testentscheidung unter Verwendung des Quantils der t-Verteilung<br />
a. t > tdf , / →<br />
α 2 Ablehnung <strong>von</strong> H 0<br />
b. t > tdf ,α → Ablehnung <strong>von</strong> H0 c. t
9.7<br />
9.7.1<br />
Fotos<br />
Fotos der Messpunkte am Waldsee<br />
Abb. 14: Messpunkt 1 mit Schaumbildung (Abfluss des Waldsees)<br />
Abb. 15:<br />
Frisch gemähtes Gras im Moosbach (Messpunkt 1)<br />
43
Abb. 16: Blick <strong>auf</strong> <strong>den</strong> Steg des Waldseebades (Messpunkt 2)<br />
Abb. 17:<br />
Messpunkt 3<br />
44
Abb. 18: Messpunkt 4<br />
Abb. 19:<br />
Messpunkt 5 (mit darin schwimmendem Müll)<br />
45
Abb. 20: Messpunkt 6<br />
Abb. 21:<br />
Hochmoorwiese (Messpunkt 7)<br />
46
Abb. 22: Messpunkt 8 (Querformat)<br />
Abb. 23:<br />
Zul<strong>auf</strong> des Waldsees (Messpunkt 9)<br />
47
Abb. 24: Messpunkt 10<br />
Abb. 25:<br />
Messpunkt 11<br />
48
Abb. 26: Messpunkt 12 („am Fischersteg“)<br />
Abb. 27:<br />
Messpunkt 13<br />
49
Abb. 28: Messpunkt 14 (Querformat)<br />
Abb. 29:<br />
Trübung der Wasserproben 1 - 14 (<strong>von</strong> links nach rechts)<br />
50
9.7.2<br />
Fotos der Messpunkte im Trogener Moor<br />
Abb. 30: Torfmoos im Trogener Moor (für Messwert 2 ausgedrückt)<br />
Abb. 31:<br />
Typischer Tümpel im Trogener Moor<br />
51
Abb. 32: Moorsee im Trogener Moor (Querformat)<br />
Abb. 33:<br />
Abfluss des Moorsees im Trogener Moor<br />
52
10.<br />
10.1<br />
[1]<br />
[2]<br />
[3]<br />
[4]<br />
[5]<br />
[6]<br />
[7]<br />
[8]<br />
Quellenverzeichnis<br />
Literaturquellen<br />
Asselborn, Wolfgang / Jäckel, Manfred / Risch, Karl: Chemie Heute. Sekundarbereich<br />
II. Schroedel Schulbuchverlag, Hannover, 1999<br />
Dietlein, Thomas: mündliche Mitteilung am 30.03.2009<br />
Ehmann, J.: Aus Lin<strong>den</strong>bergs Erdgeschichte und Pflanzenwelt.<br />
Entnommen aus: Die schöne Bergstadt Lin<strong>den</strong>berg i. Allgäu. Sonderdruck aus der<br />
Heimatzeitschrift „Das Bayernland“, München, 1913<br />
Feuerpfeil, Jürgen / Heigl, Franz: Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik N.<br />
Bayerischer Schulbuch Verlag, München, 2. Auflage 1999<br />
Frahm, Jan-Peter / Frey, Wolfgang: Moosflora. 2., überarbeitete Auflage,<br />
Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart, 1987<br />
Kinzel, Helmut: Pflanzenökologie und Mineralstoffwechsel. Ulmer, Stuttgart, 1982<br />
Rudolf, Matthias / Kuhlisch, Wiltrud: Biostatistik – Eine Einführung für<br />
Biowissenschaftler. Pearson Studium, München, 2008<br />
Stiefenhofer, Hans: Aus vergangenen Tagen. Beiträge zur Lin<strong>den</strong>berger<br />
Heimatkunde. Band 5.. Lin<strong>den</strong>berg, 1998<br />
53
10.2<br />
[9]<br />
[10]<br />
[11]<br />
[12]<br />
[13]<br />
[14]<br />
[15]<br />
[16]<br />
[17]<br />
[18]<br />
[19]<br />
[20]<br />
[21]<br />
[22]<br />
[23]<br />
[24]<br />
Internetquellen und sonstige digitale Quellen<br />
Bund Naturschutz - Pflege- und Entwicklungskonzept für die Lin<strong>den</strong>berger Moore<br />
http://www.lindau.bund-naturschutz.de/index.php?id=663<br />
Einführung und Nachschlagewerk für die Statistik-Software GNU R<br />
http://de.wikibooks.org/wiki/GNU_R<br />
Hannah Instruments - Produktinfos zu HI 98129<br />
http://www.hannainst.com/usa/prods2.cfm?id=002003&ProdCode=HI%2098129<br />
Hilfedatei des Programms R: siehe beiliegende CD<br />
Infotafeln des Moorlehrpfads am Waldsee: siehe beiliegende CD<br />
Institut für Statistik und Ökonometrie an der Georg-August-Universität Göttingen:<br />
Einführung in R<br />
http://www.statoek.wiso.uni-goettingen.de/service/rskript.htm<br />
Meteomedia GmbH Bochum: Wetterdaten der Messstation Lin<strong>den</strong>berg im Allgäu<br />
Auskunft per E-Mail, Kontaktperson Beate Debiel<br />
Producing Simple Graphs with R<br />
http://www.harding.edu/fmccown/r/<br />
Quick-R: Line Charts<br />
http://www.statmethods.net/graphs/line.html<br />
Skript zum Thema Calcium<br />
http://www.chids.de/dachs/expvortr/547Calcium_Will_Scan.pdf<br />
Temsch, Eva Maria: Morphologie <strong>von</strong> <strong>Torfmoosen</strong><br />
http://www.botanik.univie.ac.at/~temsch/morphod.html<br />
Welch-Test:<br />
http://www.statistics4u.info/fundstat_germ/ee_welch_test.html<br />
Wikipedia:<br />
Boxplot<br />
http://de.wikipedia.org/wiki/Boxplot<br />
<strong>pH</strong>-<strong>Wert</strong><br />
http://de.wikipedia.org/wiki/PH-<strong>Wert</strong><br />
Torfmoose<br />
http://de.wikipedia.org/wiki/Torfmoose<br />
T-Test<br />
http://de.wikipedia.org/wiki/T-Test<br />
54
10.3<br />
Bildquellen<br />
Abb. 1: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/97/Sphagnum_sp.jpg<br />
Abb. 2: http://www.ucmp.berkeley.edu/plants/bryophyta/sphlfcells.jpg<br />
Abb. 3: aus http://www.chids.de/dachs/expvortr/547Calcium_Will_Scan.pdf (S.25)<br />
Abb. 4: http://www.chempage.de/lexi/phmeter.jpg, bearbeitet mit Adobe Photoshop<br />
Abb. 5: Grafik erstellt mit R Graphics<br />
Abb. 6: Grafik erstellt mit R Graphics<br />
Abb. 7: Grafik erstellt mit R Graphics<br />
Abb. 8: Grafik erstellt mit R Graphics<br />
Abb. 9: Grafik erstellt mit R Graphics<br />
Abb. 10: http://www.openstreetmap.org/?lat=47.60266&lon=9.86892&zoom=17&layers=M<br />
Abb. 11: http://www.geodaten.bayern.de/BayernViewer2.0/index.cgi?rw=4339780&hw=527<br />
6090&layer=DOP&step=1<br />
Abb. 12: http://www.bing.com/maps/?v=2&cp=rxt94jhtsrqh&lvl=14&dir=0&sty=b<br />
Abb. 13: Grafik erstellt mit R Graphics, bearbeitet mit Adobe Illustrator<br />
Abb. 14: Fotografie des Autors am 11.08.2010 um 17:52<br />
Abb. 15: Fotografie des Autors am 12.08.2010 um 18:04<br />
Abb. 16: Fotografie des Autors am 10.08.2010 um 16:38<br />
Abb. 17: Fotografie des Autors am 15.07.2010 um 10:36<br />
Abb. 18: Fotografie des Autors am 10.08.2010 um 16:57<br />
Abb. 19: Fotografie des Autors am 25.07.2010 um 10:41<br />
Abb. 20: Fotografie des Autors am 10.08.2010 um 16:52<br />
Abb. 21: Fotografie des Autors am 10.08.2010 um 16:54<br />
Abb. 22: Fotografie des Autors am 10.08.2010 um 16:59<br />
Abb. 23: Fotografie des Autors am 10.08.2010 um 17:01<br />
Abb. 24: Fotografie des Autors am 10.08.2010 um 17:04<br />
Abb. 25: Fotografie des Autors am 10.08.2010 um 17:07<br />
Abb. 26: Fotografie des Autors am 10.08.2010 um 17:10<br />
Abb. 27: Fotografie des Autors am 10.08.2010 um 17:13<br />
Abb. 28: Fotografie des Autors am 25.07.2010 um 11:22<br />
Abb. 29: Fotografie des Autors am 29.09.2010 um 15:23<br />
Abb. 30: Fotografie des Autors am 10.08.2010 um 13:56<br />
Abb. 31: Fotografie des Autors am 10.08.2010 um 14:27<br />
Abb. 32: Fotografie des Autors am 10.08.2010 um 14:34<br />
Abb. 33:<br />
Fotografie des Autors am 10.08.2010 um 14:40<br />
55
11.<br />
Danksagung<br />
Abschließend möchte ich mich noch bei allen bedanken, die mich bei meiner Arbeit unterstützt<br />
haben. Dabei im Besonderen bei meinen Eltern, meiner Schwester und Hana, die mich bei<br />
Wind und Wetter zum Waldsee begleitet und mich bei <strong>den</strong> Messungen unterstützt haben.<br />
Außerdem bedanke ich mich bei der Meteomedia GmbH für die kostenlose Bereitstellung<br />
der Wetterdaten Lin<strong>den</strong>bergs zur Verwendung im Rahmen dieser Facharbeit. Im Speziellen<br />
bedanke ich mich dafür bei Frau Debiel <strong>von</strong> der Meteomedia GmbH, die meine Anfragen<br />
immer schnell und umfassend beantwortet hat.<br />
56
Selbständigkeitserklärung<br />
Ich erkläre hiermit, dass ich die Facharbeit ohne fremde Hilfe angefertigt habe und nur die im<br />
Quellenverzeichnis angeführten Quellen und Hilfsmittel benutzt habe.<br />
Lin<strong>den</strong>berg, <strong>den</strong> 23.12.2010<br />
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br />
(Unterschrift des Schülers)