Kolbindning

Språk

Kolbindning

jun 17 2011

Source: NYSCI

Sammanfattning

Nyckelord:

Koldioxid, växthusgas, klimatförändring, global uppvärmning, kolcykel, träd, bindning, kolsänka, biomassa

Ämne:

Algebra

Naturvetenskap

Mätningar

Biologi

Kemi

Kompetenser:

Databehandling

Användning av data

Diskussion

Insamling och anvädning av data

Uppskattad tidsåtgång

2-3 timmar

Målgrupp

Klass 7 (åldrar 12-13)

Ämnesövergripande

Under den här lektionen måste eleverna gå utomhus och göra mätningar på träd 1,35 m över marken. Detta kan vara svårt för elever med begränsad rörlighet.

Se lektionen i praktiken

Tab Wrapper

Lektion

Mål & förkunskaper

Mål

Att introducera eleverna för begreppen kolbindning och biomassa
Att uppmuntra eleverna att tänka kritiskt om hur vi kan ta hand om våra skogar utifrån perspektivet att binda kol.

Förkunskaper

Studenterna ska:

Känna till kolcykeln
Veta att koldioxid är en viktig växthusgas
Förstå grundprincipen för växthuseffekten
Förstå hur mänskliga kolutsläpp bidrar till den globala uppvärmningenen.
Beräkningar med hjälp av formler där potenser ingår. Lektionen kan genomföras utan denna förkunskap, men då krävs lärarstöd vid beräkningarna.

Projektets målsättning

Beräkna biomassan för ett träd. Begreppet "biomassa" kan ha lite olika betydelser, men kan översiktligt beskrivas som den materia som ingår i levande organismer, t.ex. i ett träd. När det handlar om träd menar man ofta det vegetabiliska materialet som trädet utgörs av och som kan användas till bränsle.
Förstå hur trädslaget och dess biomassa påverkar hur stor mängd kol trädet kan lagra
Förklara hur träd bidrar till kolbindning
Beräkna ungefär hur många träd som behövs för att kompensera elevernas kolutsläpp.

Förberedelser

Inledande frågeställningar

Se gärna följande videoklipp för att lära dig mer om STEM (Naturorienterade ämnen och matematik)

Vad är STEM Education

Människan bidrar till den globala uppvärmningenen genom att släppa ut stora mängder växthusgaser i atmosfären. Koldioxid är en av dessa stora växthusgaser. Emellertid spelar koldioxid en viktig roll i många naturliga processer, såsom fotosyntes och respiration (cellandning). Det är när vi släpper ut för mycket koldioxid som det orsakar miljöproblem.

Kolbindning är processen att fånga och lagra kol. Kol kan lagras i träd, jord, och även i havet. Kolupptag kan ske naturligt som när kol lagras i träd som en del av fotosyntesen, men ingenjör kan också skapa möjligheter för kolbindning genom att avsiktligt plantera träd i vissa områden eller forska på och skapa konstgjorda sätt att lagra kol, t.ex. genom att pumpa ner koldioxid i marken.

Träd är en av de mest lovande sätten att binda kol för att minska klimatförändringarna. För att minska den globala uppvärmningen försöker man att minska källorna till klimatförändringarna, samtidigt som man anpassar sig och förbereder sig föt konsekvenserna av klimatförändringarna i ett försök att minska dess negativa påverkan. I denna aktivitet kommer eleverna undersöka ett träds förmåga att lagra kol och dra slutsatser om hur man använder träd för att binda kol.

Avsikten med lektionen är att eleverna ska få en förståelse för mekanismerna bakom klimatförändringar. Ett exempel är en persons koldioxidavtryck, som anger hur mycket växthusgaser en individ släpper ut under t.ex. ett år. Här ingår koldioxid som produceras av aktiviteter som t.ex. resor, vad man äter, och energianvändningsaktiviteter som kan bidra till klimatförändringen.

Under denna lektion måste eleverna att gå ut och mäta omkretsen på träd. Om du är i ett område med massor av träd, kan eleverna mäta olika sorters träd. Om du är i stadsmiljö, kan du besöka en park, lekplats, eller till och med träd på trottoaren och låt eleverna mäta samma träd om det behövs. Du kan också mäta vanliga buskar.

För att få mer bakgrundsinformation om kolbindning, gå till U.S. Environmental Protection Agency web site.

Material:

Måttband
Kalkylator
Arbetsblad: Kolbindning
Tabell över biomasseparametrar
Penna
Papper

Tillvägagångssätt

Be eleverna välja ett träd när ni är utomhus. De kommer att behöva identifiera det trädslag de väljer, så uppmuntra dem att välja träd med tydliga egenskaper som kan vara lättare att identifiera.
Be eleverna mäta omkretsen i brösthöjd i cm. Detta är omkretsen av trädet vid omkring 1,35 meter från marken. Eleverna ska notera omkretsen i sina ”Arbetsblad: Kolbindning”. Använd detta värde för att sedan beräkna diametern i brösthöjd.

Arbetsblad för kolbindning
När de är klara med sina mätningar ska eleverna gå tillbaka till klassrummet, och med hjälp av böcker eller internet identifiera vilken trädsort var och en har mätt.
Med hjälp av forskning och mätningar kommer eleverna att kunna använda en formel för att mäta biomassan för sina träd (se arbetsblad). En kort beskrivning av formelns uppbyggnad ges på arbetsbladets andra sida.
När eleverna har beräknat biomassan för trädet, kan de beräkna hur mycket kol som lagras i deras träd. (se arbetsblad.)
När eleverna har räknat ut hur mycket kol som lagras av deras träd kan de undersöka hur mycket kol som släpps ut varje dag. Denna kolräknare kan hjälpa dem.
Eleverna ska sedan göra en frågesport om koldioxidavtryck för att se hur mycket koldioxid de är ansvariga för. Det finns många olika frågesporter tillgängliga på nätet. En på svenska är Länk till frågesport på svenska är från National Geographic. Vissa tittar bara på utsläpp av växthusgaser, och detta kan lätt relateras till den mängd kol som lagras i träden som eleverna mätt. Andra frågesporter tittar på mer än bara kol, som den på Global Footprint Network. Denna webbplats kan berätta för eleverna hur mycket mark som behövs för att stödja deras livsstil och har även en beräkning för att konvertera resultaten till antalet ton kol (2.8 x 10^5 hektar per ton av koldioxid per år). Se FAQ.
Be eleverna att skapa en rapport, utgående från sin forskning, om möjligheterna att använda träd för kolbindning. Rapporten skall ta upp följande frågor:

Hur många träd / hektar skulle de behöva plantera för att kompensera för dina koldioxidutsläpp?
Hur stort är hela klassens koldioxidutsläpp?
Är det genomförbart att plantera så många träd och ta upp så mycket mark? Varför eller varför inte?
Skulle användandet av träd för bindning fungera bättre i andra delar av världen?
Vilka faktorer skulle de behöva tänka på?
Vilka trädsorter skulle de plantera?

För att få igång eleverna, visa information från Slate.com och Federation of American Scientists. Bägge sidorna är på engelska. En svensk folder från Zero mission finns tillgänglig på

Påbyggnadsuppgifter

Eleverna kan forska om konstgjorda processer för kolbindning och presentera sina resultat. De kan också använda sin forskning för att designa en egen strategi för kolbindning.
Eleverna kan undersöka andra metoder för att beräkna halten av kol i träd och jämföra dem. Är resultaten den samma för varje metod?

Kriterier och bedömningsunderlag

Om du är intresserad av att lära dig att göra ett eget bedömningsunderlag för denna eller andra lektioner, så kan detta videoklipp vara till hjälp.

Hur du skapar bedömningskriterier

Eller så kan du välja att använda eller anpassa den som redan skapats för denna lektionsplan, se nedan.

Rubric till kolbindning (XLS)

Rubric till kolbindning (PDF)

En grundläggande förståelse av klimatförändringen är en förutsättning för den här lektionen, därför kan det vara bra att ha en diskussion före lektionen för att se till att eleverna har en bra förståelse för detta ämne.
Du kan använda elevernas färdigställda arbetsblad för att bedöma deras beräkningar och deras arbetssätt.
Se bifogat dokument för kriterier för att bedöma elevernas slutrapporter. Notera att dessa kriterier inte är kopplade till kunskapskraven i den svenska kursplanen.

Externa länkar

Resurser för att identifiera träd

Arbor Day Foundation: Tree identification books to purchase
Virginia Tech, Department of Forest Resources and Environmental Conservation: Basics of tree identifcation

Resurser som ger mer information om forskning och tekniker för kolbindning