食物與用水面臨威脅

作者:

地球日聯盟凱特德克（Kate Drake）和凱爾希波（Kelsey Poole）

譯者:

許念真

簡介：此堂課要讓學生了解人類的食物和用水需求，以及氣候變遷對農業和淡水供應的影響。

級別與科目：9-12年級。地球科學、環境科學、社會研究與地理。

時程：兩堂課時間，亦可視需要延長。

目的：

學習氣候變遷對於農業和用水的影響。
檢視人類活動如何影響全球食物和用水。
探討學生的個人活動對於環境的影響。

評估：依照學生在課堂討論的參與度，與對於主題的了解程度來評量。而學生的了解程度可從指定的試算表作業，加上兩份書面作業來判斷。

標準：

NS.9-12.1 科學問問問

NS.9-12.3 生命科學

NS.9-12.4 地球與太空科學

NS.9-12.5科學與科技

NS.9-12.6 個人與社會層面

NSS-EC.9-12.1 匱乏

NSS-EC.9-12.3 物品與服務的分配

NSS-EC.9-12.16 政府的角色

NSS-G.K-12.5 環境與社會

NT.K-12.2 社會、道德、與人文議題[1]

教材：

可上網的電腦
一公升的水瓶
USGS用水問卷：http://ga.water.usgs.gov/edu/sq3.html.
地球日聯盟生態足跡測驗：http://www.earthday.net/footprint/

熱身活動：檢驗農業現象

課程重點在強調全球淡水的供應是有限的，淡水，鹽份很低，一直是被大量使用卻很少回收，氣候變遷將大為影響淡水可用量。

把水瓶注滿一公升（34盎司），倒33盎司（～97％）到第二個容器，它代表地球所有的鹹水量，原來的水瓶則代表地球的淡水量，再把這些淡水通通倒入第三個容器，這些量（～2％）代表凍成冰塊的冰河和南北極的冰帽，第一瓶約殘存～0.3％的水，代表人類日常可用的水，也就是全球的河水、湖水、溪水和地下水。以上在說明地球生物可用的淡水，數量是相對非常稀少的[2]。

再把淡水有限的觀念和學生活動連結，問：在上一頓食物時，你用了多少水？提醒學生不只是計算杯子的水，還要計入食物中的水。然後再問：成為你的食物前，它要用多少水來長大？

下表是飼養家禽家畜每日所需水量[3]。

飼養動物	日均用水量（加侖）
肉牛	10
乳牛	36
羊	3
豬	8
馬驢	12
雞鴨	5
火雞	17

學生瞭解食物需要大量資源才能產出後，再提供農牧業產品的用水資料如下：

產品	數量	用水量
咖啡	2磅	5200加侖
漢堡肉	1/4磅	2,900 加侖
牛奶	1加侖	2,000 加侖
棉質T-恤	1件	1,800 加侖
乳酪	2 磅	1,300 加侖
稻米	2 磅	1,300 加侖
糖	2 磅	750 加侖
大麥	2 磅	250 加侖

[4]

接下來討論，氣候變遷在不同地區影響農業的方式不同，有些地區的氣候頗為極端、甚至嚴重淹水，有些則頗為乾旱[5]。無論如何，氣候的變化會嚴重影響人類生產食物的能力。歷史上，人類藉由選種和灌溉克服農耕遭遇的困難。有些動植物會被培養出某些特性，以適合農業需要，如產量高的水果、或者較耐熱。灌溉將自然水源引導到農田，但是，水的消耗常大於能補充的，而當氣候變遷引起旱災，灌溉反而導致水源減少或乾枯。而在只需要少量灌溉的地區，大水反而造成當地的動植物的災難。

當全球氣候逐漸上升，農業區會離開赤道往南北極移動，如冰島和蘇俄最近也能種出以往不可能出現的作物，但是極區的陽光弱，日照時間短，因此產量也就較少。冰帽溶解、海水上升，會使使地下水遭鹽分滲透，影響淡水的供應量。美國環保署提供如下氣候變遷可能的其他影響：

1. 春秋較冷的區域的生長期變得較長。

2. 受夏熱所限的地區，作物生長會有反效果。

3. 增加土地水分蒸發的速度。

4. 旱災的機率增加。

5. 二氧化碳增加，雖有助植物生長，但卻造成溫度和降雨(雪)量的改變[6]。

所以了解目前農業如何影響環境，如何永續經營是非常重要的。下列活動的目的，就是要讓學生作進一步的探討，分別是討論氣候變遷對於農業的影響，和人類食物對氣候的影響。

活動一：適應氣候變遷

步驟一：將學生分組，每組選定一個地區來建虛擬農場，各組區域要有明顯差異（如中西部、東南部、西北太平洋，東北部）。請學生上網找出該區適合的作物：http://ww.agclassroom.org/teacher/ag_profiles.htm。

然後學生要研究何謂永續農業，並找出永續經營他們自己農場的方法。例如：採取作物輪植，以避免用盡土地養分；減少溫室氣體排放，灌溉及一般用水的永續利用；少用肥料、同時禁用殺蟲劑，以避免污染地下水。為了證明學生了解這些名詞，請他們填寫本單元最後面所附的題目。

步驟二：然後，要學生想像現在是十年後的農場，已經受到氣候變遷的影響。不同地區的影響各有不同，為了方便，可如下簡化：

· 東西兩岸會遭遇水災，尤其是佛羅里達州和其它低窪地區。

· 南方海岸會有愈來愈多熱帶風暴侵襲。

· 所有地區的溫度都增高幾度。

· 東南區的冬天會異常乾燥。

· 整個中西部和加州都發生旱災與野火。

· 西北部的生態系統改變，如主要樹種從楓木變成橡木。

· 阿拉斯加和加拿大會有較長的生長季節。[7]

問學生，他們的農場遭遇什麼樣的挑戰。新環境之下，這些農作物是否還可以生長？溫度變化產生了什麼影響？改變降雨/雪量？改變他們的收入？其他地區（如加拿大）若增加生產，會不會影響到他們的獲利？

活動二：氣候變遷與食物

步驟一：請學生記錄兩天的日常用水與食物量：吃了哪些食物、喝了多少水、洗手的次數、洗澡洗多久、沖幾次馬桶，任何水和食物的消耗都要記錄。。

步驟二：要學生根據美國地理用水調查的資料，計算他們在學校或者家裡水和食物的消耗量： http://ga.water.usgs.g ov/edu/sq3.html

步驟三：算完用水後，來算食物。提供給學生肉品市場和其對地球生態影響的數據。可以討論的問題有：砍伐森林以增加農牧空間、屠宰場和肉品加工所需的水和能量、食物運送中的碳排放、還有過度放牧造成的土壤破壞等[8]。根據聯合國食物與農業組織近期報告，蓄牧業的溫室氣體排放量佔18%。其中65%來自人類有關的氧化亞氮（大半是排泄物），37%則來自人類引發的甲烷，這兩類的溫室氣體排放都大於二氧化碳。

參考以上說明、最後再根據記錄兩天的資料和下列數據，請學生計算自己生態足跡，也可以要求學生作地球日聯盟的測驗：http://www.earthday.net/footprint/。

各種食物的二氧化碳排放量[9]

食物	一磅的二氧化碳/100卡
雞肉	0.37
牛奶	0.62
雞蛋	0.64
牛肉（人工飼料）	3.04
豬肉	1.99
羊肉	5.71
魚肉（平均價值）	1.33
青魚	0.06
鮪魚	1.05
鮭魚（人工繁殖）	1.07
蝦	6.79
青菜（平均價值）	0.03
玉米	0.02
大豆	0.01
蘋果	0.06
馬鈴薯	0.05

評量：請學生交出兩頁報告，包括兩天用水和食物的記錄，以及生態足跡測驗的結果。以便根據報告的深度和品質作評量。學生要能確實瞭解氣候和農業之間的關係，以及氣候變遷如何的影響這個脆弱的關係。

結論：學生現在應該已經了解、氣候變遷如何影響我們有限的食物和用水，還有農業活動對氣候變遷影響係，是如何影響水資源的供應。鼓勵學生去意識自己的用水和食物習慣，這些習慣又會產生什麼樣影響。

更多關於水資源的資訊，可前往USGS水資源教育網頁查詢 http://ga.water.usgs.gov/edu/mearth.html，或者氣候研究所關於農業的資料：

http://www.climate.org/topics/agricul/index.shtml#top。

更多資料請聯繫

EDN’s Education Department at education@earthday.

1616 P Street NW, Suite 340, Washington,

(Telephone) 202.518.0044, (Fax) 202.518.8794

www.earthday.net

姓名：

日期：

活動一：適應氣候變遷

請解釋下列有關農業與永續經營的名詞。

有機農業（organic agriculture）

土壤鹽化（soil salinization）

永續灌溉（sustainable irrigation）

單一培植（monoculture）

輪作（crop rotation）

殺蟲劑（pesticides）

碳封存（carbon sequestration）

地下水（groundwater）

用另外一張紙寫兩到三段，描述你如何及為何如此永續經營你的農場。

[1] Education World (2008). U.S. National Education Standards. Retrieved March 3, 2008, from http://www.educationworld.com/standards/national/.

[2] Brown, Lance. (January 2006). Livestock Watering Factsheet. Retrieved March 3, 2008 from,