Eidg. Anstalt für Wasserversorgung Abwasserreinigung ...

Messung und Berechnung der Algenproduktion
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Der erste und entscheidende Schritt im Stoffhaushalt eines Sees ist das Einfangen
der Lichtenergie durch die Algen und der Aufbau der Biomasse. Dieser als Photosynthese
bekannte Prozess wird üblicherweise mit Hilfe von radioaktiv markiertem
Kohlenstoff in Kurzzeitexperimenten gemessen. Soll die Produktion über mehr als
4 Stunden hinweg lückenlos erfasst werden, so sind dafür während der ganzen Messzeit
nahtlos aneinandergereihte Experimente erforderlich, was nur mit sehr grossem
Aufwand zu realisieren ist. In den heutigen produktionsbiologischen Fragestellungen
kann aber auf eingehende Kenntnisse der Produktion über lange Zeit zu allerletzt
verzichtet werden. Um trotzdem zu dieser Kenntnis zu gelangen, wurde ein
Rechenmodell entwickelt, das auf Grund weniger gelegentlicher Kurzzeitmessungen
der Photosynthese, der Chlorophyllkonzentration und der jeweiligen vertikalen
Lichtverteilung die Produktion über Wochen hinweg berechnet. Der Lichteinfall auf
die Wasseroberfläche muss dabei während der ganzen Zeit lückenlos gemessen werden
(Abb. 4.23, 4.24).
F
w
2.0
1.5
c) 1.0
Lu
Lu
m
n- 0.5
Abb. 4.23
0
0 0.5 1.0 1.5 2.0
P GEMESSEN
PRIMÄRPRODUKTION in mg C /m2•Tag
Experimentelle Messung der Produktion
von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang
und Berechnung für dieselbe Tagesdauer
auf Grund der Messung über Mittag mit
Hilfe des Modells. Bei exakter Uebereinstimmung
liegen die Punkte für das.
betreffende Wertepaar auf der Diagonalen.
Die Quotienten P berechnet /
P gemessen ergeben eine Standardabweichung
von 13 %.
Abb. 4.24
2 4 6 8 10 12
VERSUCHSTAGE
Produktion in 13 Tagen :
® täglich gemessen : 13.7 g C/m2
® berechnet : 13.2 g C/ m2
Messung der Photosynthese an 13 aufeinanderfolgenden
Tagen jeweils über
Mittag und Berechnung der Produktion
des ganzen Tages mit dem Modell
(- o -). Stehen nur von jedem 4. Tag
Messwerte zur Verfügung, so liefert
das Modell den mit – o– bezeichneten
Verlauf. Die Standardabweichung der
täglich berechneten, von zwischen 4
Tagen interpolierten Werten beträgt
ca. 12 %.
Die Resultate zeigen, dass die Berechnung der Tagesproduktion auf Grund einer
einzigen Kurzzeitmessung mit einer Streuung von etwa + 13 % behaftet ist. Bei
Berechnung der Produktion über längere Zeiträume wird dieser zweite Fehler aber
wieder weitgehend ausgeglichen. Berücksichtigt man ferner, dass derartige Verfahren,
welche die Aktivität eines inhomogenen partikulären Materials (Seeplank-