Opomíjená úloha vegetace v distribuci sluneční energie a utváření klimatu – sonda znalostí začínajících studentů učitelství přírodopisu
Obsah hlavního článku
Abstrakt
Z pohledu utváření klimatu a zachování dostatku vody v krajině hraje vegetace v životním prostředí člověka zcela klíčovou roli. Díky výparu vody (evapotranspiraci) přeměňuje většinu dopadající sluneční energie na skupenské teplo vody a chladí své okolí výkonem několik set W.m-2. Evapotranspirace snižuje teplotní gradienty a stojí na začátku tzv. krátkého cyklu vody, díky němuž se voda do krajiny opět vrací ve formě srážek. Vegetační kryt v krajině tak významně zmírňuje dopady globální klimatické změny a pro zachování dostatečného množství vody v krajině pro budoucí generace má klíčový význam. I přesto však je, bohužel, všeobecné povědomí o této úloze vegetace v distribuci sluneční energie a utváření klimatu poměrně nízké. Nedostatečná pozornost je tomuto tématu věnována již v rámci školní výuky. Následující článek přináší výsledky sondy, která jako první v českém prostředí mapuje znalosti začínajících studentů učitelství přírodopisu k tomuto tématu. Sonda odhalila velmi malé povědomí o roli vegetace v distribuci solární energie a koloběhu vody v krajině u začínajících studentů přírodopisu na Pedagogické fakultě Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích. Kritickými místy jsou zejména nedostatečná znalost principu transpirace a pochopení zákonitých souvislostí mezi fyzikálními a fyziologickými ději a úlohou rostlin v malém cyklu vody.
Metriky
Podrobnosti článku
Tato práce je licencována pod Mezinárodní licencí Creative Commons Attribution 4.0 .
Reference
Allen W. (2003). Plant Blindness, BioScience, 53(10). [online]. [cit. 3. 2. 2019]. Dostupné z: https://doi.org/10.1641/0006-3568(2003)053[0926:PB]2.0.CO;2
Balas, B., Momsen, J. (2014). Attention “Blinks” Differently for Plants and Animals. CBE-Life Science Education, 13, 437–443.
Barker, M. (1998). Understanding transpiration – more than meets the eye. Journal of Biological Education 1, 17 – 20. [online]. [cit. 17. 1. 2019]. Dostupné z: https://doi.org/10.1080/00219266.1998.9655631
Behar, M; Polat, P. (2007). The science topics perceived difficult by pupils of primary 6-8 classes. Diagnosing the problems and remedy solutions. Educational Sciences: Theory and Practice. 7(3), 1113-1130.
Bilek, M. & Machkova, V. (2014). Inquiry on Project Oriented Science Education or Project Orientation of IBSE? In M. Rusek, D. Starkova & I. Metelkova (Eds.): Project Based Education in Science Education XII, Charles University Prague, 10-20.
Britanica.com. (2019). Efficiency of solar energy utilization [online]. [cit. 13. 2. 2019]. Dostupné z: https://www.britannica.com/science/biosphere/Efficiency-of-solar-energy-utilization.
Çil, E., Yanmaz, D. (2017). Determination of pre-service teachres’ awareness of plants. International Electronic Journal of Environmental Education, 7(2), 84-93.
Čekal T. (2012). Tématika vztahů mezi rostlinami a atmosférou v aktuální výuce přírodopisu na 2.stupni ZŠ. Bakalářská práce PF JU v Českých Budějovicích, 58s.
da Silva, J.R.S., Guimarães, F., Sano, P. T. (2016). Teaching of Botany in higher education: representations and discussions of undergraduate students. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias 15(3), 380-393.
Dostál, J. (2013). Badatelsky orientovaná výuka jako trend soudobého vzdělávání. e-Pedagogium 2013(3). 81 – 94.
Ellison, D., Morris, C.E., Locatelli, B., Sheil, D., Cohen, J., Murdiyarso, D., Gutierrez, V.,van Noordwijk, M., Creed, I.F., Pokorny, J., Gaveau, D., Spracklen, D.V., Tobella,A.B., Ilstedt, U., Teuling, A.J., Gebrehiwot, S.G., Sands, D.C., Muys, B., Verbist, B.,Springgay, E., Sugandi, Y., Sullivan, S.A. (2017). Trees, forests and water: cool insights for a hot world. Global Environ. Change 43, 51–61.
Fančovičová, J. & Kubiatko, M. (2015). Záujem žiakov nižšieho sekundárneho vzdelávania o biologické vedy. Scientia in educatione 6(1), 2–13. https://ojs.cuni.cz/scied/article/view/151/144
Hesslerová, P. & Pokorný, J. (2010). Forest clearing, water loss, and land surface heating as development costs. Int. J. Water, 5 (4), 401 - 418.
Hesslerová, P., Pokorný, J., Brom, J., Rejšková – Procházková, A. (2013). Daily dynamics of radiation surface temperature of different land cover types in a temperate cultural Landscape: consequences for the local climate. Ecological Engineering 54, 145 - 154.
Huryna, H., Pokorný, J. (2016). Role of water and vegetation in distribution of solar energy and local climate: a review, Folia Geobot https://doi.org/10.1007/s12224-016-9261-
IPCC, (2014). Souhrnná zpráva páté hodnotící zprávy Mezivládního panelu pro změnu klimatu [online]. [cit. 3. 1. 2019]. dostupné z https://www.mzp.cz/C1257458002F0DC7/cz/souhrnna_zprava_ipcc_2015/$FILE/OEOK-IPCC_SYR_report_CZ-20150504.pdf
IPCC, (2018). Global warming of 1,5oC. [online]. [cit. 3. 1. 2019]. dostupné z http://www.ipcc.ch/report/sr15/
Kolektiv autorů, (2007). Atlas podnebí Česka. ČHMÚ a Univerzita Palackého v Olomouci
Koncepce na ochranu před následky sucha pro území České republiky, (2017). [online]. [cit. 3. 2. 2019]. Dostupné z: http://eagri.cz/public/web/mze/ministerstvo-zemedelstvi/koncepce-a-strategie/koncepce-na-ochranu-pred-nasledky-sucha.html
Kopp, G., Lawrence, G., Rottman G., (2005). The total irradiance monitor (TIM): science results, Solar Phys, 1, 19 – 140.
Kravčík, M., J. Pokorný, J., Kohutiar, M., Kováč, E., Tóth (2007). Water for the recovery of the climate - A New Water Paradigm. [online]. [cit. 1. 2. 2019]. Dostupné z: http://www.waterparadigm.org.
Lindner M. (2014). Outdoor Projects in STEM: Results of a Research on Students’ Learning and Motivation. In M. Rusek, D. Starkova & I. Metelkova (Eds.): Project Based Education in Science Education XII, Charles University Prague, 21 – 27.
Lombard D. (2015). Natural Science teacher attitudes and pedagogical content knowledge for teaching botany. Ph.D. thesis, University of Pretoria, 134s.
Makarieva, A.M. & Gorshkov, V., G. (2010). The Biotic Pump: Condensation, atmospheric dynamics and climate. Int. J. Water, 5(4), 365 –385.
Özay, E, Öztas, H. (2003). Secondary students’ interpretations of photosynthesis and plant nutrition. Journal of Biological Education. 37(2) 68-70.
Papáček, M. (2010). Badatelsky orientované přírodovědné vzdělávání – cesta pro vzdělávání generací Y, Z a alfa? Scientia in Educatione, 1(1), 33–49.
Pokorný, J. (2014). Hospodaření s vodou v krajině – funkce ekosystémů. UJEP Ústí nad Labem, 103s.
Pokorný, J. (2019). Evapotranspiration. In: Fath, B.D. (editor in chief) Encyclopedia of Ecology, 2nd edition, vol. 2, Oxford: Elsevier, 292–303.
Pokorný, J., Brom, J., Čermák, Hesslerová, P., J., Huryna, H., Nadezhdina, N., Rejšková, A. (2010). Solar energy dissipation and temperature control by water and plants, Int. J. Water 5(4), 311 – 336.
Pokorný J., Hesslerová P., Huryna H., Harper D., (2017a). Nepřímý a přímý termodynamický vliv mokřadů na klima – část I. Vodní hospodářství 67(6).
Pokorný J., Hesslerová P., Huryna H., Harper D., (2017b). Nepřímý a přímý termodynamický vliv mokřadů na klima – část II. Vodní hospodářství 67(7).
Pokorný J., Hesslerová P., Jirka V., Huryna H., Seják J. (2018). Význam zeleně pro klima města a možnosti využití termálních dat v městském prostředí. Urbanismus a územní rozvoj 20(1), 1 – 12.
Prokop, P., Prokop,M., Tunnicliffe, S.D..(2007). Is biology boring? Student attitudes towards biology. Journal of biological education 42 (1), 36-39.
Ripl, W. (2003). Water - the bloodstream of the biosphere. In: M. Falkenmark & C. Folke:
Freshwater and welfare fragility - syndromes, vulnerability and challenges. Freshwater Special Issue. Phil. Trans. R. Soc. Lond. B. 358, 1921-1934.
RVP pro gymnázia. MŠMT (2007). [online]. [cit. 20. 12. 2018]. Dostupné z: http://www.nuv.cz/file/159
RVP pro základní vzdělávání. MŠMT (2017). [online]. [cit. 20. 12. 2018]. Dostupné z: http://www.msmt.cz/file/43792/
Ryplová, R. & Reháková, J. (2011). Přínos badatelsky orientovaného vyučování (BOV) pro environmentální výchovu: Případová studie implementace BOV do výuky na ZŠ. Envigogika 6(3). https://doi.org/10.14712/18023061.65
Ryplová R. & Bezpalcová E. (2016). An impact of guided inquiry on students understanding of plant water metabolism – a case study. 9th annual International Conference of Education, Research and Innovation, (ICERI), 14-16 November, 2016, Seville, Spain, 7533-7538, doi: 10.21125/iceri.2016.0717
Ryplová R. (2017). Inquiry education in botany – a way to cope with plant blindness? In M. Rusek, Vojíř K.(Eds.). Project-based Education in Science Education: Empirical texts XV, Charles University in Prague, Faculty of Education, 120 – 128. [online]. [cit. 14. 2. 2019]. Dostupné z: http://pages.pedf.cuni.cz/pvch/files/2018/05/PBE_2018_final.pdf
Sheil, D. (2018). Forests, atmospheric water and an uncertain future: the new biology of the global water cycle. Forest Ecosystems 5 (19) [online]. [cit. 3. 2. 2019]. Dostupné z: https://doi.org/10.1186/s40663-018-0138-y
Schneider, D. E. & Sagan, D. (2005). Into the Cool. Energy Flow, Thermodynamics, and Life. The University of Chicago Press, Chicago and London, 362 s.
Šarapatka, B. a kol. (2010). Agroekologie: východiska pro udržitelné zemědělské hospodaření. Kapitola 6: Energie v agroekosystémech. Bioinstitut, o.p.s., 119 – 137.
Tal T. (2016). From Schools to Nature: Bridging Learning Environments in Israel. In: M.H. Chiu, MH. (ed.) Science Education Research and Practice in Asia. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-10-0847-4_29
Uno, G. E. (2009). Botanical literacy: How and what students should learn about plants. American Journal of Botany, 96, pp. 1753-1759.
Wandersee, J. H., & Schussler, E. E. (1999). Preventing Plant Blindness. The American Biology Teacher, 61(2), pp. 82-86.
Vitharana, P.R.K.A. (2015). Student misconceptions about plant transport – a Sri Lankan Example. European Journal of Science and Mathematics Education 3(3), 275 – 288.
Wang, J. (2004). Development and validation of a two‐tier instrument to examine understanding of internal transport in plants and the human circulatory system International Journal of Science and Mathematics Education 2(2), 131 - 157.
Zhu, X.G., Long S.P., Ort, D.R. (2008). What is the maximum efficiency with which photosynthesis can convert solar energy into biomass? Curr Opin Biotech 19. 153 – 159.