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食物與用水面臨威脅

由 Cynthia 在 2008, 五月 6 - 21:28 發表
  • 地球日教案
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。
  1. 有機農業(organic agriculture)
                                                                                 
 
  1. 土壤鹽化(soil salinization)
                                                                                 
 
  1. 永續灌溉(sustainable irrigation)
                                                                                 
 
  1. 單一培植(monoculture)
                                                                                 
 
  1. 輪作(crop rotation)
                                                                                 
 
  1. 殺蟲劑(pesticides)
                                                                                 
 
  1. 碳封存(carbon sequestration)
                                                                                 
 
  1. 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,
http://www.agf.gov.bc.ca/resmgmt/publist/500Series/590301-1.pdf.
[3] Brown, Lance. (January 2006). Livestock Watering Factsheet. Retrieved March 3, 2008 from,
http://www.agf.gov.bc.ca/resmgmt/publist/500Series/590301-1.pdf.
[4] Brown, Lance. (January 2006). Livestock Watering Factsheet. Retrieved March 3, 2008 from,
http://www.agf.gov.bc.ca/resmgmt/publist/500Series/590301-1.pdf.
[5] Brown, Lance. (January 2006). Livestock Watering Factsheet. Retrieved March 3, 2008 from,
http://www.agf.gov.bc.ca/resmgmt/publist/500Series/590301-1.pdf.
[6] Brown, Lance. (January 2006). Livestock Watering Factsheet. Retrieved March 3, 2008 from,
http://www.agf.gov.bc.ca/resmgmt/publist/500Series/590301-1.pdf.
[7] U.S. Environmental Protection Agency. (20 December 2007). U.S. Regions. Retrieved March 3, 2008
 from, http://www.epa.gov.
[8] U.S. Environmental Protection Agency. (20 December 2007). U.S. Regions. Retrieved March 3, 2008
 from, http://www.epa.gov.
[9] U.S. Environmental Protection Agency. (20 December 2007). U.S. Regions. Retrieved March 3, 2008
 from, http://www.epa.gov.

 

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