Ilmastonmuutos biologian opetuksessa
Ilmastonmuutos on vakavin ihmiskuntaa koskaan kohdannut ympäristöongelma. Se vaikuttaa ihmistoimintaan ja luonnonympäristöihin jo nyt ja vaikutukset tulevat lisääntymään tulevaisuudessa. Ihmisten toiminnan vaikutus ilmastonmuutoksen etenemisessä on ratkaiseva ja katastrofaalinen ilmastonmuutos voidaan edelleen estää, jos niin halutaan. Biologian keskeisin anti ilmastokasvatuksessa on opettaa, miten muuttunut ilmasto vaikuttaa elämään maapallolla, sekä opettaa ja harjoitella biologian taitoihin liittyviä keinoja ilmastonmuutokseen vaikuttamisessa. Biologian opetus onkin merkittävässä roolissa ilmastonmuutos -ilmiön syvällisessä ymmärtämisessä ja ilmastoystävällisen maailman rakentamisessa.
Biologian artikkeli koostuu seuraavista osioista:
Ilmastonmuutos on kasvihuoneilmiön voimistumista
– Hiili kiertää luonnossa
– Ilmastonmuutos muuttaa hiilen kiertoa
Ilmasto on muuttunut aina
Eliölajit pyrkivät sopeutumaan ilmastonmuutokseen
Ilmastonmuutos vähentää luonnon monimuotoisuutta
– Ilmastonmuutos aiheuttaa ekosysteemeissä suuria muutoksia
Ilmaston muuttuminen näkyy jo Suomenkin luonnossa
– Talveen sopeutuneet nisäkkäät kärsivät, lintujen muutot aikaistuvat
– Kyy ja lohikalat vaikeuksissa, kuha ja särki hyötyvät
– Hyönteiset reagoivat ilmaston vaihteluun herkästi
– Kasvillisuus muuttuu monin tavoin
Ilmastonmuutos on yhteydessä muihin ympäristöongelmiin
Biologian alan rooli ilmastonmuutoksen hidastamisessa ja siihen sopeutumisessa
– Suojelualueiden rooli on merkittävä
– Metsät ja pellot hiiltä sitomaan
– Bio- ja kiertotalous apuna
– Sopeutuminen on jo aloitettu
Vaikuttajaksi kasvaminen
Tehtäviä
Kuvagalleria
Lähteet ja lisälukemista
Ilmastonmuutos on kasvihuoneilmiön voimistumista

hans s
Kasvihuoneilmiö on ilmakehän alimpien osien lämpenemistä hiilidioksidin ja muiden kasvihuonekaasujen (mm. vesihöyry ja metaani) takia. Luonnollinen kasvihuoneilmiö mahdollistaa elämän planeetallamme ja se syntyy, kun kasvihuonekaasut päästävät auringon tulosäteilyn maanpintaan, mutta hidastavat poissäteilyä takaisin avaruuteen. Tämän vuoksi ilmakehän lämpötila lähellä maanpintaa pysyy noin 33 °C korkeampana kuin ilman kasvihuonekaasujen vaikutusta, jolloin se olisi noin -18 °C.
Ilmastonmuutoksella, eli kasvihuoneilmiön voimistumisella tarkoitetaan sitä, että kasvihuonekaasujen lisääntyessä niiden ilmakehää lämmittävä vaikutus voimistuu. Tällä hetkellä ihmiskunta lämmittää nopeasti maapalloa päästämällä ilmakehään lisää kasvihuonekaasuja. Hiilidioksidin, metaanin ja dityppioksidin määrät ilmakehässä ovat kasvaneet viimeisten parin vuosisadan aikana ratkaisevasti pääasiassa koska ihmiset ovat tuona aikana käyttäneet enenevissä määrin fossiilisia polttoaineita. Fossiiliset polttoaineet ovat muinaisen yhteyttämisen kautta maaperään ja maakerroksiin siirtynyttä hiiltä, joka on nykyään kivihiilen, öljyn ja maakaasun muodossa.
Ilmasto on muuttunut aina

USFWS Endangered Species
Perimmäinen maapallon ilmastoon vaikuttava tekijä on maapallolle saapuvan auringon säteilyn määrä. Se vaihtelee leveyspiirin ja vuodenajan mukaan. Maapallolle imeytynyt auringon energia saa aikaan ilman, veden ja hiilen virtaukset ja kiertokulun ilmastojärjestelmässämme. Ilmakehän ja merien virtaukset puolestaan siirtävät lämpöä maapallon eri alueilta toisille. Virtausten kulkua säätelevät mantereiden ja merien sijainti sekä vuoristot.
Eliölajit pyrkivät sopeutumaan ilmastonmuutokseen
Ilmaston muuttuminen vaikuttaa elinympäristöihin ja sitä kautta myös niissä eläviin eliölajeihin. Eri lajit reagoivat muutokseen eri tavoin. Osaa lajeista muutos hyödyttää ja ne saavat muihin lajeihin nähden kilpailuetua, koska ovat paremmin sopeutuneet muuttuneisiin olosuhteisiin tai niillä on parempi sietokyky muuttuneita olosuhteita kohtaan. Näiden lajien määrä kasvaa niiden alkuperäisellä elinalueella ja lajit leviävät myös ympäröiville alueille.
Ilmastonmuutos vähentää luonnon monimuotoisuutta

J. N. Stuart
Luonnon monimuotoisuudella eli biodiversiteetillä tarkoitetaan kaiken elollisen luonnon eli sekä eliöiden että biologisten systeemien moninaisuutta ja runsautta. Monimuotoisuutta esiintyy kaikilla tasoilla tietyn lajin yksilöiden geeniperimän monimuotoisuudesta alueen lajiston ja ekosysteemeiden monimuotoisuuteen saakka.
Luonnossa biologinen monimuotoisuus on järjestäytynyt kokonaisuuksiksi, joissa eri lajit ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Elinympäristön olosuhteet asettavat reunaehdot eliöiden esiintymiselle tietyllä alueella. Luonnon monimuotoisuus on tärkeä osa ekosysteemien toimintaa ja sen säilyminen on edellytys elämän jatkuvuudelle maapallolla. Se tekee eliöstön vastustuskykyisemmäksi ja sopeutuvaisemmaksi ympäristössä tapahtuvia muutoksia kohtaan, sillä olosuhteiden muuttuessa aina jokin yksilö, laji tai ekosysteemi on siihen jo valmiiksi paremmin sopeutunut.
Luonnon monimuotoisuus on tärkeää myös ihmiskunnalle, sillä se vaikuttaa ekosysteemien kykyyn tuottaa myös ihmisten elämälle välttämättömiä palveluita, eli ekosysteemipalveluita, kuten ruokaa, puhdasta vettä ja ilmaa sekä muita luonnosta saatavia tuotteita. Luonnon monimuotoisuudella on myös itseisarvo.
Ilmastonmuutoksen merkitys lajikadon aiheuttajana on kasvamassa, mutta lämpenemisen rajoittaminen auttaisi olennaisesti vähentämään tuhoja luonnolle.
Ilmaston muuttuminen näkyy jo Suomenkin luonnossa

USFWS Endangered Species
Ilmastonmuutoksen seurauksena Suomen lajistossa tapahtuu muutoksia ainakin seuraavista syistä:
- Lajit siirtyvät pohjoisemmaksi ilmaston lämmetessä
- Pohjoisten alueiden kasveille ja eläimille sopivat elinalueet kutistuvat tai katoavat
- Lumipeitteen määrä vähenee talvisin
- Vesialueet jäätyvät entistä lyhyemmiksi ajoiksi
- Talvet ovat entistä leudompia
- Eliölajit joutuvat uudenlaisiin kilpailutilanteisiin
- Sateisuus ja makean veden virtaamat lisääntyvät, jolloin Itämeren suolapitoisuus laskee
- Suomeen tulee uusia kasvitauteja ja tuhohyönteisiä
Ilmastonmuutos on yhteydessä muihin ympäristöongelmiin

NathanaelBC
Ympäristöongelmat muodostavat monimutkaisen verkoston. Ilmastonmuutoskin liittyy kiinteästi useisiin muihin ympäristöongelmiin, joiden seuraukset voimistavat sen seurauksia tai joiden seurauksia se voimistaa. Merkittävin näistä on jo edellä kuvattu luonnon monimuotoisuuden väheneminen, johon myös liittyy esimerkiksi elinympäristöjen pirstoutuminen ja metsäkato.
Lisäksi merten happamoituminen on vakava ongelma, joka liittyy ilmakehän kasvaneeseen hiidioksidipitoisuuteen. Tässä tarkasteluun nostetaan juuri kolme viimeksi mainittua ongelmaa.
Biologian alan rooli ilmastonmuutoksen hidastamisessa ja siihen sopeutumisessa
Biologian osaamisen avulla voidaan ilmastonmuutoksen ja sen vaikutusten ymmärtämisen lisäksi myös torjua sitä, sekä auttaa ilmastonmuutoksen vaikutuksiin sopeutumisessa. Merkittävimmät torjuntatoimet liittyvät luonnon monimuotoisuuden, sekä hiilivarastojen suojeluun ja palauttamiseen.
Biologian opetus on tieteellisen tiedon välittämisen lisäksi on merkittävässä roolissa myös oppilaiden luontosuhteen voimistamisessa. Suojelunhalu voi herätä helpommin itselle tuttujen, rakkaiden ja merkityksellisten luonnonympäristöjen äärellä, kun taas vieraan ja tuntemattoman, kaukaiselta tuntuvan luonnon puolustaminen on epätodennäköisempää.
https://www.youtube.com/watch?v=qRcfbFbQVxA
Vaikuttajaksi kasvaminen

The Wild Center
Usein ilmastokeskustelussa korostetaan yksilön valintoja ja kulutuskäyttäytymistä hieman liikaakin, varsinkin kun kyseessä ovat nuoret. Edellä mainittujen biologian vaikuttamiskeinojen näkökulmasta on kuitenkin selvää, että niiden yleistymiseen voidaan vaikuttaa paremmin hankkimalla tietoa, tekemällä aloitteita, pitämällä puheita, kirjoittamalla mielipidekirjoituksia ja artikkeleita, kontaktoimalla päättäjiä ja järjestämällä kokouksia. Vaikuttamisen taitoja on monenlaisia ja mitä enemmän niitä on mahdollista kokeilla, sitä harjaantuneemmin niitä osaa käyttää.
Tehtäviä
Vastaavia Global Meal -hankkeessa tehtyjä ruoka-aiheisia materiaaleja (mm. työpajakalvot ja pdf-muodossa ladattava Opettajan opas ruoka-aiheisen vastamainostyöpajan ohjaamiseen) ja ne löytyvät täältä: https://peda.net/yhdistykset/bmol-ry/oppimateriaalit/il/global-luonnos Ohjeen kuuteen muuhun samantyyppiseen projektiin (mm. pyöräilyprojekti, kasvisruokaprojekti jne. löydät täältä: https://openilmasto-opas.fi/7-mallia-lasten-ja-nuorten-vaikuttavaan-ilmastotoimintaan/ Recent Advances in tje Cimate Change Biology Literature: Describing the Whole Elephant (Peterson, Menon & Li, Peer Reviewed Publications 2010) Climate change and prolongation of growing season: changes in regional potential for field crop production in Finland (Peltonen-Sainio, Jauhiainen, Hakala & Ojanen, Agricultural and Food Science 2009) Ten Species That Are Evolving Due to the Changing Climate (Thompson, Smithsonian.com 2014) Ilmastonmuutoksen vaikutukset ekologisiin prosesseihin ja Suomen luonnon monimuotoisuuteen (Ilmasto-opas) Matka maailman ympäri – muutokset maailman suurekosysteemeissä ja luonnon monimuotoisuudessa (Ilmasto-opas) Ilmastonmuutos lajien sukupuuttojen aiheuttajana (Jokimäki, Ilmastotieto 2013) Vain korallisaarella elänyt nisäkäs nähtiin viimeksi vuonna 2009 – Ihmisen aiheuttama ilmastonmuutos tappoi sukupuuttoon ensimmäisenä maailmassa? (Tekniikka & Talous 2016) Cimate Change and Biodiversity (Convention on Biological Diversity) Ilmastonmuutos ja luonto (Suomen Luonnonsuojeluliitto) Itämeren erityispiirteet saattavat kadota ilmaston muuttuessa (Ilmasto-opas) Ilmastonmuutos lähiluonnossamme (Marjakangas 2011). Mediapinta. Ocean Acidification. Summery for Policymakers (International Geosphere-Biosphere Programme 2013) Merien happamoituminen jatkuu nopeana (CO2-raportti 2013) Deforestation and Its Extreme Effect on Global Warming (Scientific American 2012) Maanviljelijän varautuminen ilmastonmuutokseen (Joona, Ilmase-hanke 2016) Luonnon monimuotoisuuden suojelu: Suojelualueet ja uhanalaiset lajit (Ilmasto-opas) Ilmastonmuutos ja metsät (Suomen Luonnonsuojeluliitto) Biotalous on kestävä ratkaisu (Sitra)
WWF on koonnut valmiit kalvot ilmastonmuutoksen vaikutuksista arktisiin eläimiin. Luokka käyttää valmiita kalvoja pitäessään toisilleen oppitunnin aiheesta. Taustatyö tehdään pareittain: jokainen pari etsii taustatietoa määrätystä eläimestä (esim. maitovalas tai kiljuhanhi) ja kertoo lvuorollaan löytämiään taustatietoja. Opettaja voi esittää materiaalin “yleiset osat”. http://wwf.fi/mediabank/7832.pdf
Opiskelkaa ensin hiilen kierto maapallolla, pysähtyen hetkeksi jokaisen hiilivaraston kohdalle. Sen jälkeen luokka jaetaan 3-4 hengen ryhmiin, joista tulee hiilivarastojen huoltojoukot. Jokaisen ryhmän vastuualueeksi annetaan joko metsät, maaperä tai valtameret. Ryhmien tehtävänä on selvittää:
a) Ketkä, eli mitkä lajit tai eliöryhmät ovat vastuussa varastonne hiilensidonnasta?
b) Mitä mekanismeja hiilensidonnassa käytetään?
c) Millä keinoilla tehokasta hiilensidontaa on mahdollista edistää ja mikä tai kuka siinä voi auttaa?
d) Mitkä elolliset ja elottomat tekijät voivat vaarantaa sidonnan mahdollisimman tehokkaan sujumisen?
Tutustutaan virtuaalisen hiilipuun hiilensidontaan ja tehdään aiheeseen liittyvä visa osoitteessa:
http://hiilipuu.fi/fi
Osallistutaan Luonto-Liiton kevätseurantaan, seurataan jäiden lähtöä tai osallistutaan valtakunnalliseen päiväperhosseurantaan ja keskustellaan, mitä tekemistä tällä on ilmastonmuutoksen kanssa.
Yhteyttäessään puut sitovat ilmakehän hiiltä itseensä toimien hiilinieluina. Koulu voi ottaa tavaksi istuttaa puita erilaisten juhlapäivien yhteydessä lisäten näin hiilinieluja maapallolla. Vaikka jokainen oppilas ei voisikaan istuttaa omaa puutaan, voi esimerkiksi jokainen koulunsa päättävä luokka istuttaa koulun pihaan yhden yhteisen omenapuun tuottamaan satoa seuraavien oppilaiden iloksi.
Pohditaan maanviljelijän ja metsänhoitajan mahdollisuuksia auttaa hillitsemään ilmastonmuutosta, sekä varautua siihen. Millaisia erilaisia seikkoja ruoantuotannossa ja metsänhoidossa pitää huomioida nyt ja tulevaisuudessa?
CO2-raportin sivulla pääsee näkemään laskennallisia hiilipäästöjä maakunta- tai jopa kuntatasolla. Tutustutaan päästöihin omassa kunnassa tai maakunnassa ja pohditaan oleellisia vaikuttamiskohtia. Lisäksi toteutetaan ryhmissä tunnistettuihin vaikuttamisen paikkoihin liittyvä vaikuttamistoimi: suunnitellaan viestintäkampanja tai muu viestintätoimenpide, tehdään valtuustoaloite tms.
Tutustutaan oman kunnan alueella ja lähikunnissa sijaitseviin suojelualueisiin ja tutkitaan ja mietitään miksi ne on perustettu. Onko niistä hyötyä hyötyä ilmastonmuutokseen sopeutumisessa? Minkälaista keskustelua suojelualueiden ympärillä käydään? Ovatko ne uhattuna vai onko uusia alueita perusteille?
Vastamainonta on erinomainen tapa käsitellä ilmasto-aiheisiin liittyvää mainosmaailmaa. Ilmastoterveisiä Etelästä-hankkeessa on tuotettu monenlaista materiaalia, jonka tarkoituksena on helpottaa ilmasto- ja vastamainosaiheiden käsittelyä koulussa. Materiaalit löytyvät täältä: https://openilmasto-opas.fi/ota-kayttoosi-ilmastoterveisia-etelasta-hankkeen-tehtavat-ja-taustamateriaalit/ (erityisesti kohta 9)
WWF:n lajikorteissa on kuvattuna lajeja, joiden elämää ilmastonmuutos vaikeuttaa. Ryhmitellään lajeja sen mukaan, kärsivätkö ne kuivuudesta, veden lämpenemisestä vai lumen ja jään vähyydestä. Entä mikä osa-alue lajin elämässä vaikeutuu ilmaston lämmetessä? 12 korttia, printataan kaksipuoleisina. https://wwf.fi/mediabank/9320.pdf
Talviseuranta kutsuu havainnoimaan talven etenemistä tarkkailemalla lumen ja jään muutoksia sekä talvella esiintyviä eläinlajeja. Havainnot kerätään Syken ja Luomuksen tietokantoihin, josta ne ovat tutkijoiden käytettävissä. Opettajille löytyy sivustolta pieni materiaalipaketti havaintoretkien tueksi. Talviseurannan järjestävät Luonto-Liitto ja Suomen ympäristökeskus yhteistyössä Luonnontieteellisen keskusmuseon, Helsingin ympäristöpalveluiden sekä Suomen latu ry:n kanssa. http://www.talviseuranta.fi/
Onko ilmastonmuutoksen perusteiden tietämyksesi hanskassa jo velhon lailla, vai oletko ilmastotavis tai vielä noviisi? Tee testi ja tiedät vastauksen! Ilmastofakta -testi sisältää 8 kysymystä ilmastonmuutoksen perusteista. Voit tulostaa testin kaksipuolisena A4-tulosteena. Opettaja voi halutessaan tehdä kysymyksiin muutoksia, sillä materiaali on word-formaatissa. Materiaali löytyy täältä (kohta 1): https://openilmasto-opas.fi/ota-kayttoosi-ilmastoterveisia-etelasta-hankkeen-tehtavat-ja-taustamateriaalit/
Projektin tarkoituksena on kannustaa kuntapäättäjiä suurempiin ilmastotekoihin kertomalla heille paikkakunnan lasten ja nuorten mielipide asiasta, eli välittämällä heille lasten ja nuorten viestejä. Toteuttajatiimi kerää projektissa muilta lapsilta ja nuorilta viestejä, kuten kirjeitä, runoja, sarjakuvia, piirrustuksia tai maalauksia ja luovuttaa ne kunnan päättäjille kysyen, mitä he aikovat tehdä kunnassa ilmastonmuutoksen torjumiseksi. Projekti sopii kaiken ikäisten lasten ja nuorten toteutettavaksi, myös alakouluikäisille! Ykistyiskohtaiset ohjeet projektin toteuttamiseen löydät täältä: https://openilmasto-opas.fi/enemman-kuntavaikuttamista/
Mahdollinen Maailma –ilmastoseikkailupeli tutustuttaa ilmastonmuutokseen monialaisesti ja haastaa nuoret ilmastosankaruuteen hiilineutraalin tulevaisuuden puolesta. Peliä pelataan mobiililaitteilla tai tableteilla ryhmissä ja opettaja toimii peliohjaajana ja arvioi nuorten tehtäviä. Peli toimii Seppo-alustalla. Tilaa ilmainen peli käyttöönne täältä: https://www.nuortenakatemia.fi/kouluvierailu/mahdollinen-maailma-ilmastoseikkailupeli/ Kuvagalleria
Kuvaajatiedot ja alkuperäiskuvat löydät Flickr-kuvagalleriasta täältä.
Lähteet ja lisälukemista
http://ilmasto-opas.fi/fi/ilmastonmuutos/ilmio/-/artikkeli/1e92115d-8938-48f2-8687-dc4e3068bdbd/hiilidioksidi-ja-hiilen-kiertokulku.html
http://scholarworks.gvsu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1029&context=biopeerpubs
http://www.mtt.fi/afs/pdf/mtt-afs-v18n3-4p171.pdf
http://www.smithsonianmag.com/science-nature/ten-species-are-evolving-due-changing-climate-180953133/?no-ist
https://ilmasto-opas.fi/fi/ilmastonmuutos/vaikutukset/-/artikkeli/399c86d0-fec7-472a-876c-75a862d37324/ekologiset-prosessit.html
https://ilmasto-opas.fi/fi/ilmastonmuutos/vaikutukset/-/artikkeli/0ea6b225-7188-4e21-8772-d84125851477/maailman-suurekosysteemit.html
https://ilmastotieto.wordpress.com/2013/02/04/ilmastonmuutos-lajien-sukupuuttojen-aiheuttajana/
http://www.tekniikkatalous.fi/tiede/vain-korallisaarella-elanyt-nisakas-nahtiin-viimeksi-vuonna-2009-ihmisen-aiheuttama-ilmastonmuutos-tappoi-sukupuuttoon-ensimmaisena-maailmassa-6559701
https://www.cbd.int/climate/intro.shtml
http://www.sll.fi/mita-me-teemme/ilmasto/ilmastonmuutos-ja-luonto
https://ilmasto-opas.fi/fi/ilmastonmuutos/vaikutukset/-/artikkeli/9f658194-8627-4ca9-b2e8-ed339bb4c1b9/itameren-erityispiirteet-saattavat-kadota-ilmaston-muuttuessa.html
http://www.igbp.net/download/18.30566fc6142425d6c91140a/1385975160621/OA_spm2-FULL-lorez.pdf
http://www.co2-raportti.fi/index.php?page=ilmastouutisia&news_id=4071
http://www.scientificamerican.com/article/deforestation-and-global-warming/
http://www.ilmase.fi/site/tietopaketit/maanviljelijan-varautuminen-ilmastonmuutokseen/
https://ilmasto-opas.fi/fi/ilmastonmuutos/vaikutukset/-/artikkeli/a75a76eb-eae5-4bcb-aec1-ee676f7c7a57/suojelu.html
http://www.sll.fi/mita-me-teemme/metsat/ilmastonmuutos_ja_metsat
http://www.sitra.fi/ekologia/biotalous