Dienstleistungen des Ökosystems - Wasseraufbereitung - Wissenschaft NetLinks
Um das Beispiel der natürlichen Wasserreinigung zu verwenden Studenten zu zeigen, dass gesunde Ökosysteme Dienstleistungen für Menschen schaffen, die wesentlich für das Leben wie wir es kennen.
Diese Lektion wurde von Dr. Penny Firth, ein Wissenschaftler, als Teil einer Reihe von interdisziplinären Wissenschaft NetLinks Unterricht Ziel, ein besseres Verständnis von Umweltphänomenen und Veranstaltungen entwickelt. Einige der Unterricht integrieren Themen, die biologischen, ökologischen überqueren und physikalische Konzepte. Andere beinhalten Elemente der Wirtschaft, Geschichte, Anthropologie und Kunst. Jede Lektion wird durch ein unverschlüsselter Hintergrundinformationen für den Lehrer umrahmt und enthält eine Auswahl von Lehr-Tipps und Aktivitäten in den Boxen.
Die Menschheit entstand, nachdem die meisten Ökosystemleistungen für Hunderte von Millionen von Jahren in Betrieb gewesen waren. Diese Dienste sind so grundlegende Bedeutung für das Leben, dass sie leicht für selbstverständlich zu nehmen, und so groß im Maßstab dass es schwer vorstellbar ist, dass menschliche Aktivitäten unwiederbringlich sie stören könnten. Historisch gesehen, jedoch hat die entscheidende Rolle der natürlichen Ökosystemleistungen nicht viel Aufmerksamkeit geschenkt worden. Weil sie „frei“ sind diese Dienste werden manchmal gedacht als „ohne Wert.“ Nichts könnte weiter von der Wahrheit sein. Ökosystemdienstleistungen sind wesentlich für das Leben wie wir es kennen.
In dieser interdisziplinären Lehre, erforschen Studenten das Konzept der Ökosystemleistungen durch natürliche Wasserreinigung in ihrem Hause Wendepunkt zu untersuchen.
Ein paar wichtige Punkte, bevor Sie beginnen:
Diese Lektion ist, wie Ökosysteme Wasser reinigen und welche Arten von Dingen, die Menschen tun, dass diese Prozesse verändern. Es behandelt auch den Wert des natürlichen Wasserreinigung Dienstes für die Menschen. Die Take-Home-Nachricht ist, dass der Schlüssel Wasserreinigung Dienstleistungen zur Erhaltung ist es, die Ökosysteme zu schützen und wiederherzustellen, die diese Dienste zur Verfügung stellen.
Vorausplanen
Diese Lektion könnte am besten funktionieren in kleinen Häppchen über mehrere Tage eingeführt. Die „Fluss-Zeitung“ im Rahmen der Bewertung wahrscheinlich wird dann am wirksamsten, wenn sie als ein Projekt von einer Woche oder so, die ihr Höhepunkt in der eigentlichen „Veröffentlichung“ an einem Tag von Bedeutung für die Studenten (zB letzter Tag vor der Winterpause angefahren wird; Tag der Erde).
Sie sollten sich vertraut machen mit Dienstleistungen des Ökosystems Kommunikation. erhältlich durch die Ecological Society of America und die Union of Concerned Scientists gemacht.
Es gibt viele Ressourcen auf dem Wasser und Wasserreinigung. Gründliche Schriften über Ökosystemdienstleistungen sind jedoch erst am Anfang entstehen. Siehe Zusätzliche Ressourcen für mehrere Druckressourcen zu diesem Thema.
Motivation
Nachdem alle Schüler eine Chance gehabt haben an ihren Wendepunkt zu sehen (s) online, haben sie Fragen diskutieren wie:
- Wie ist der Zustand der Ströme in städtischen, vorstädtischen, landwirtschaftlichen oder ländlichen Einzugsgebieten?
- Welche Arten von Verschmutzung könnte man in diesen verschiedenen Arten von Bereichen erwarten?
- Wo würden Sie die meisten Nährstoffbelastung erwarten? Die meisten Pestizide und Herbizide?
- Was Wasserscheiden haben wahrscheinlich die Sedimentation, Schwermetallbelastung und thermische (Wärme) Verschmutzung?
- Wo könnte man erwarten, dass die meisten Krankheitserreger im Wasser zu finden?
- Welche Auswirkungen haben könnte eine Dürre auf natürliche Reinigung des Wassers? (Hinweis: Pollutants bereits im Wasser konzentriert werden könnte, aber Abfluss von Straßen, Wiesen und landwirtschaftlichen Feldern würde viel niedriger wahrscheinlich).
- Welche Auswirkungen könnte eine Flut haben? (Hinweis: Es hängt davon ab, ob es sind gesunde Ökosysteme der Gewässer umgibt).
Entwicklung
Wasserreinigung tritt auf, wenn die Ökosysteme des Wassers verlangsamen
Forsten, Wäldern, Feuchtgebieten, und Naturrasen wirken als Schwämmen die Bewegung des Wassers, von wo es fällt als Niederschlag an, wo es eintritt, Bächen, Seen, und Mündungen zu verlangsamen. Dies ist wichtig, um natürliche Reinigung, weil viele der Prozesse, durch die das Wasser gereinigt wird, sind biologische Prozesse, oft durch Mikroben wie Bakterien und Pilzen durchgeführt. Die Schicht aus Bakterien, Pilzen und Algen, die Unterwasseroberflächen bedeckt haben einen technischen Namen: „Schleim“ Nur ein Scherz. Tatsächlich ist es bekannt, als „Periphyton“ (was bedeutet „Schleim auf Unterwasserobjekte wächst“).
Um die Schüler zu zeigen, was wie einige dieser Organismen aussehen im wirklichen Leben in ihrem eigenen winzigen Maßstab, gehen Sie auf die Cyanobakterien Bildergalerie. Klicken Sie auf Eubakterien ( „true Bakterien“) und dann auf Cyanobakterien ( „blaugrüne Bakterien“) für Fotos und ein Video mit dem Titel The Great Escape, die ein Cyanobakterium zeigt verteidigt sich von einem Raubtier.
Biologische Verfahren einige Zeit dauern, so dass die mehr Wasser nimmt seinen Weg über die Landschaft, desto größer ist die Chance, dass biologische Prozesse das Wasser sauber wird. Wenn Menschen der natürliche Vegetation mit dichten Oberflächen wie gepflasterte Straßen und Parkplätzen ersetzen, läuft Wasser die Landschaft sehr schnell ab und in der Regel nicht von Natur aus viel gereinigt wird überhaupt, bevor es den Bach oder See erreicht. Leider sind diese gleichen versiegelten Flächen in der Regel eine Quelle zusätzlicher Schadstoffe, die von Autos kommen, Dinge, die Menschen fallen, Dinge Tiere fallen (!), Und andere Abfälle.
Sobald Ablaufwasser einen Strom erreicht, natürlichen Totholz Dämme sehr wichtig geworden. Debris Dämme bilden, wenn Stream Bäume sterben und fallen ins Wasser. Blätter und Stöcke fangen auf das Holz und das Wasser gezwungen wird, etwas zu verlangsamen, wenn es sich bewegt, durch und über den Damm. Wenn das Wasser durch einen Damm Schutt verlangsamt wird, haben die Aufwuchsorganismen über mehr Zeit beschrieben zu wirken und somit eine bessere Chance, ihre Arbeit tun.
Für dagegen Ihre Schüler können das Los Angeles River lesen: Vom Beton Graben zu Urban Oasis. das untersucht, wie der Fluss in den 1930er Jahren durch Umhüllen es in Beton „gezähmt“ von der US Army Corps of Engineers wurde. Es wurden Anstrengungen unternommen, im Gang, den Fluss zu restaurieren und in eine urbane Oase zu verwandeln.
Wasserreinigung tritt auf, wenn Ökosysteme Verschmutzung aus dem Wasser entfernen
Feuchtgebiete und Stream (riparian) Wald sind besonders wichtig für die vom Abflussfeinsediment zu entfernen. Als Sediment beladene Wasser bewegt sich über und durch diese Ökosysteme, 80-90% der feinen Partikel setzen sich auf dem Boden oder herausgefiltert werden. Andere Schadstoffe wie organische Verbindungen, Metalle und Radionuklide (radioaktive Elemente) werden oft von (klemmt auf) Schluff Teilchen adsorbiert. Einschwingzeit des Schlammes entfernt diese Schadstoffe aus dem Wasser. mehrere Vorteile an nachgeschaltete Wasserqualität stellt somit Sedimentablagerung.
Viehzüchter und Wende Manager im Westen sind einige der Natur eigenen Ingenieure für Verbesserung der Wasserqualität verwendet wird. Beaver erstellt impoundments (die „Seen“, die vor ihren Damm bilden) können in landwirtschaftlichen Einzugsgebieten nützlich sein extrem. Sie wurden bis zu 1.000 Mal mehr Stickstoff als Strom ohne Biberdämme zu halten up bekannt. Das hat wirklich die Augen einiger Wasserqualität Manager geöffnet Dienstleistungen des Ökosystems.
Es gibt viele andere Strom Tiere, die das Wasser helfen filtern. Viele der Köcherfliegen konstruieren Netze, die Filterpartikel aus Wasser zu bewegen. Sie reinigen ihre Netze regelmäßig und essen einige der Knabbereien, die dort stecken. Kriebelmücken sind auch Filter Speiser, aber ihre Filtervorrichtungen sind Antennen tatsächlich verändert, die Art von aussehen wie riesige Mickey Mouse Ohren von ihren Köpfen ragte.
Nicht alle der Wasserreinigung Dienstleistungen, die von aquatischen Ökosystemen vorgesehen sind, geschieht viel auf dem Land zu. Der Niederschlag geht in Boden und wird nach und nach auf Pflanzen freigesetzt, sowie die unterirdische Wasser (Grundwasser) und Oberflächenströme. Ohne Boden und Pflanzen, wie oben erwähnt, Wasser läuft das Land in Sturzfluten aus. Pflanzen aus der Kraft des Regentropfen den Boden abschirmt, die sonst schnell den Boden in Schlamm drehen würden und viel davon weg waschen. Die Menge an Wasser, die in den Boden tränkt wird durch den Gehalt an organischer Substanz ermittelt. Störungen durch den Menschen, wie Anbau, reduziert die organische Bodensubstanz, macht Böden anfälliger für Erosion und reduziert ihre Wasseraufnahmekapazität. Diese Veränderungen, die wiederum verändern Strom fließen: die Erhöhung die Häufigkeit, Schwere und Unberechenbarkeit von Überschwemmungen. Fluten neigen Strömungskanäle, geringere Wasserqualität und degradieren aquatischen Lebensraum erodieren.
Bitten Sie die Schüler zu veranschaulichen, mit Bildern gezogen oder abgeschnitten von Zeitschriften, die Art und Weise, die Erde und Pflanzen für den Ökosystem-Service der Wasserreinigung beitragen.
Es gibt noch viel, dass wir nicht verstehen, wie aquatische und terrestrische Ökosysteme den Dienst der Wasserreinigung durchzuführen. Faktoren wie Lage, Größe, Art des Bodens und der Vegetation, Wasserstrom (Muster und Extremen) und die Landschaft, in der das Ökosystem sind alle wichtig existiert. Aber die Vorhersage, wie viel und welche Art von Materialien und Schadstoffe können „verarbeitet“ werden in einem natürlichen Ökosystem ohne dauerhaft zu schädigen das Ökosystem-ist sehr schwierig.
Gesunde mikrobielle Assemblagen im Boden und auf Oberflächen im Wasser verändern die Form (und möglicherweise die Toxizität) von Pestiziden und sie entfernen auch Schwermetalle wie Quecksilber, das zum Leben schädlich sind. Feuchtgebiete können 20-60% der Schwermetalle in den Gewässern entfernen durch sie zu bewegen, und Mikroben in Ökosystemen können auch Herbizide ändern, so dass sie nicht mehr giftig.
Die US-Bundesregierung verbringt mehr als $ 2 Milliarden jährlich für sauberes Wasser Initiativen. Diese Zahl könnte schwierig sein für Schulkinder von konzipieren. Nur um geben ihnen eine Vorstellung davon, wie groß eine Zahl 2 Milliarden ist, wenn man ordentlich 2000000000 Pennies angehäuft, sie die gleiche Menge an Speicherplatz als 10 Schulbus besetzen würden. Wie viel mehr könnte ausgegeben werden, wenn natürliche Wasserreinigung nicht mehr richtig funktioniert?
Eine andere Möglichkeit, den Wert der natürlichen Wasserreinigung Schätzung ist zu sehen, wie Menschen versuchen, dieses Ökosystem-Service, um zu imitieren, Geld zu sparen. Künstliche Feuchtgebiete sind ein gutes Beispiel. Feuchtgebiete sind manchmal als Alternative zur Abwasserbehandlungsanlagen errichtet. Wasserreinigungstechnik ist teuer, und im Fall von Trinkwasser, verschmutzte das mehr das Wasser, desto mehr Geld wird für Desinfektionsmittel benötigt, wie Chlorierung, und je höher die Energie, Ausrüstung und Arbeitskosten. Constructed Wetlands ahmt die Filtration und Verschmutzung-Umwandlungsfunktionen von natürlichen Feuchtgebieten und ist manchmal kosteneffizient für kleine Gemeinden, die nicht Kläranlagen leisten können. Constructed Wetlands sind auch zur Behandlung von landwirtschaftlichen Abfluss, Vorort-Abfluss und andere Nicht-Punktquellen der Verschmutzung verwendet.
Bewertung von Ökosystemleistungen muss nicht auf monetäre Begriffe beschränkt werden. Der Wert der Leistungen kann ästhetischen, biologischen, Freizeit gehört, und Nutzen für die Gesundheit. Es ist oft schwierig, einen monetären Wert auf die Dienste von natürlichen Ökosystemen zu geben. Es gibt viele versteckte Vorteile oder Nachteile, die es schwer zu beurteilen und leicht zu unterschätzen, den wahren Wert eines bestimmten Service. Wie viel ist Ihre Gesundheit wert? Sicher, können Sie trainieren und richtig essen, aber was ist, wenn das Wasser Sie trinken könnte krank machen?
Der Schlüssel Wasserreinigungsdienst-und für die Aufrechterhaltung des Wertes, den sie für das menschliche beitragen leben ist es, die Ökosysteme zu schützen und wiederherzustellen, die diese Dienste zur Verfügung stellen. Es ist wirtschaftlich sinnvoll für die heutige Generation, und es macht Sinn für Generationen tragfähige Ökosystemdienstleistungen zu halten noch kommen.
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