Globální změny, fotosyntéza a trvale udržitelný rozvoj

Sylabus

Sylabus:

Přednáška 1: Globální změny, fotosyntéza a trvale udržitelný rozvoj

Přednáška 2: Nepostradatelnost a nenahraditelnost rostlin a zemědělská výroba:

Přednáška 3: Voda na Zemi a rostliny:

Přednáška 4: Sluneční záření, atmosféra, skleníkový efekt, skleníkové plyny 

Přednáška 5: Biogeochemické cykly, Uhlík v atmosféře, zpětné vazby.

Přednáška 6: Klimatické změny a jejich příčiny

Přednáška 7: Klimatická změna a lesy

Přednáška 8: Zamyšlení o extinkcích a změně biodiverzity v důsledku klimatické změny

Přednáška 9: Globální změny a služby ekosystémů, ekologická stopa

Přednáška 10: Klima se měnilo vždycky. Proč se znepokojovat v 21. století? Důsledky a  zmírnění změn klimatu zdroje energie.

Přednáška 11: Politické aspekty řešení environmentálních problémů 

Prezentace studentů a diskuse   1. Globální změny, fotosyntéza a trvale udržitelný rozvoj: Opravdu trvale? A trvalý rozvoj na planetě Země?

·        Kdy vznikla současná charakteristika pojmu "trvale udržitelný rozvoj"? Zpráva Brundtlandové pro OSN: Zásadní přínos i opakování chybných představ.

·        Člověk vždy chtěl, chce ale opravdu už nebude chtít stále více (majetku, moci, pohodlí)? Etické a morální aspekty trvale udržitelného rozvoje.

·        Zásadní rozdíly mezi společenskovědními a přírodovědnými přístupy i závěry ve vztahu k trvale udržitelnému rozvoji lidstva.

·        Kdy a jak si lidé začali uvědomovat podmínky pro svoje setrvání na Zemi? (A. Leopold, R. Carssonová, R. Costanza.)

·        Příklady charakteristik trvale udržitelného rozvoje v různých zemích a institucích.

·        Bez čeho se člověk nemůže obejít: Potraviny, voda a prostor.

·        Potraviny pro 9 miliard: vysoké výnosy nebo jaké jsou alternativy. 2. Proč jsou rostliny nepostradatelné a nenahraditelné

·        Potravní pyramida : rostliny, býložravci, masožravci a všežravci.

·        Co potřebují rostliny, aby mohly uživit lidstvo i miliony dalších druhů: Fotosyntéza, vodní režim I minerální výživa.

·        Jak se tvoří biomasa v rostlinách: Fixace CO2 s využitím energie záření.

·        Jak se projevuje změna dopadajícího slunečního záření, koncentrace CO2 a dostupnosti vody na rostliny a výnosy ? Principy rostlinné výroby

·        Zelená revoluce, šlechtění

·        Konvenční a ekologické zemědělství 3. Voda na Zemi a rostliny

·        Rostliny potřebují obrovská množství vody, kterou si však nárokují i lidé. Kdo musí mít přednost?

•        Úroveň rostliny: hospodaření rostliny s vodou

•        Úroveň porostu, ekosystému: evapotranspirace a její klimatotvorný význam

•        Úroveň globální: voda na zemi

•        Voda zelená, modrá a šedá

•        Vodní stopa

•        Virtuální voda

•        Import a export virtuální vody 4: Sluneční záření, atmosféra, skleníkový efekt, skleníkové plyny

•        Jak udržuje Země stálou teplotu na svém povrchu?

•        Sluneční záření: Spektrum, ale I lokální a historická proměnlivost

•        Složení atmosféry

•        Skleníkový efekt - Fyzikální podstata skleníkového efektu.

·        Skleníkové plyny: CO2, metan, oxid dusný, ozón, vodní pára v atmosféře, freony: příčiny změn jejich koncentrací dříve, dnes a zítra.

·        Základní termíny: zesílení skleníkového efektu, radiační účinek, míra zvýšení teploty globální teplotní potenciál   5: Biogeochemické cykly, Uhlík v atmosféře, zpětné vazby

•        Biogeochemické cykly – definice

•        Koloběh N, P

•        Koloběh C – terestrická a oceánská část koloběhu

•        Uhlík – sinky atmosférického uhlíku,

•        zpětné vazby: James Lovelock a jeho “Svět sedmikrásek” 6. Klimatické změny a jejich příčiny

•        Klima vs. počasí Klima jako dlouhodobý průměr každodenního počasí, zejména teploty a srážek

•        Faktory ovlivňující klima: přírodní - sluneční záření, sluneční cykly, výkyvy v rotaci Země, kosmické záření, spoečné erupce, earosoly

•        Antropogenní faktory: Emise skleníkových plynů, změny povrchu planety.

•        El Nino, La Nina, ENSO

•        Faktory antropogenní

•        Změny klimatu: projevy změn

•        Dosavadní a předpokládané změny klimatu: teplota, srážky, hurikány, hladiny oceánů

•        Možnosti snižování antropogenních emisí skleníkových plynů: zalesňování, ukládání CO2 do vytěžných dolů a hlubin oceánů, omezení emisí CH4, N2O, geoinženýrská řešení. 7. Klimatické změny a lesy

•        Lesy v klimatické změně

•        Rostliny v koloběhu uhlíku, zdroj a sink C

•        Uhlík v biomech

•        Úloha lesů v tvorbě klimatu aneb Jak lesy ovlivňují klima?: sink CO2, evapotranspirace, přivírání průduchů, albedo

•        výsledné působení lesních porostů na klima

•        Rostliny ve zvyšující se koncentraci CO2 – úroveň porostu, jak toto studujeme

•        Vliv klimatu na lesy v globálním měřítku

•        Lesy v klimatické změně: výskyt škůdců, požáry, změna vegetačních pásem

•        Lesy – zdroju nebo sink uhlíku v současnosti a budoucnosti   8. Klimatická změny a biodiverzita

·        Klimatické změny a vliv na biodiverzitu

·        Vymírání druhů – extinkce – v historii planety Země, problémy s odhady vymírání

·        Současné vymírání, současný stav biodiverzity a její změny

·        Hlavní trendy v současné biosféře,

·        Budoucnost biosféry v antropocénu     9. Globální změny a služby ekosystémů, ekologická stopa

Služby ekosystémů obecně:

•        ekosystém, co poskytuje

•        definice funkcí a služeb ekosystému (SE)

•        vývoj konceptu SE

•        Hodnocení SE – metody, přehled

•        4 kategorie SE a vztah k blahobytu člověka  

Služby ekosystémů příkladové studie:

•         lesy

•         mokřady – v zahraničí, u nás

•         mangrovy

•         opuncie

•         Opylování

•        Ekologická stopa

•        Biokapacita

•        Den ekologického dluhu   10: Klima se měnilo vždycky. Proč se znepokojovat v 21. století? Energie, zmírnění změn klimatu

•        Energie – všechny zdroje:

•        Energie fosilních paliv vs. obnovitelné zdroje energie

•        Emisní scénáře

•        Ekonomické a společenské aspekty klimatických změn

•        fragmenty o stavu planety Země

•        možnosti řešení klimatických změn: adaptace a zmírnění

•        Zmírnění klimatických změn:

•        Snížení energetické náročnosti všeho

•        Alternativní zdroje energie

•        Dlouhodobé ukládání části emitovaného CO2

•        Geoinženýrská řešení   11: Politické aspekty řešení globálních problémů 1.      Success Stories:

-        Montreal Protocol

-        Black Triangle 2.      Řešení klimatických změn

-        Zmírnění a adaptace

-        Konkrétně pro lesy

·        Globální akce. Vývoj celosvětového přístupu řešení globálních problémů lidstva: UN, UNESCO, IPCC, FAO

-        Rámcová úmluva o změně klimatu

-        UNFCCC,

-        COP konference : Kyóto a Paris

-        Obchod s emisemi  

Anotace

Tento předmět poskytuje základní informace pro hodnocení těch funkcí rostlin, které jsou nepominutelné z hlediska podmínek příznivých pro život člověka na Zemi. Zároveň podává výklad nejdůležitějších vzájemných vztahů mezi udržením funkčních vlastností rostlin, jejich vlivem na životní podmínky i důsledky změn v rozsahu a způsobu využívání pevnin a oceánů vyvolané expanzí počtu i nároků lidí.Vzhledem k vzájemné provázanosti klimatu a funkcí vegetace bude výklad zaměřen nejen na účinky klimatu na rostliny, ale také na ovlivnění lokálního, regionálního i globálního klimatu rostlinami. Též budou probrány ekosystémové služby, které rostliny poskytují. Přednáška se tedy bude věnovat i současně probíhající klimatické změně a jejímu vlivu na rostliny a jak rostliny ovlivňují klima planety. Též budou probrány rostliny v agroekoystémech, zmíněny základní principy rostlinné výroby, různé typy zemědělství - konvenční, alternativní, agrolesnictví, precizní zemědělství. Výklad je soustředěn na přírodovědné aspekty reálné udržitelnosti lidských společností se zdůrazněním funkcí rostlin a obsahuje i řadu konkrétních témat vztahujících se k přeměně petrochemického na "sluneční" zemědělství, dostupnosti biomasy jako zdroje alternativní energie, funkcí rostlin v globálním cyklu vody a její dostupnosti pro potřeby lidí, perspektivy umělé fotosyntézy, uplatnění geneticky modifikovaných rostlin aj. Studentům poskytne základ pro samostatné kvalifikované hodnocení rozsahu nezbytných, dostupnosti možných i omylů mnoha navrhovaných opatření, a to s prioritním respektováním přírodních zákonů.

Absolvování kurzu by mělo dát solidní základ pro orientaci v problémech globálních změn včetně schopnosti si vytvářet vlastní názor na základě existujících vědeckých fakt. Kurz dá přehled dostupných fakt, zároveň studenti budou vyzváni k prezentaci vlastních názorů a diskusi.

Součástí kurzu je prezentace přečtené vědecké knihy či článku k tématu v kurzu.

Pdf přednášek a další materiály jsou v Moodle.