2025届高三地理微专题复习：高考地理中的固碳作用

2025届高三地理微专题复习：高考地理中的固碳作用   一、概念 固碳，也叫碳封存，指以捕获碳并安全封存的方式来取代直接向大气中排放二氧化碳的过程。其目的是增加除大气之外的碳库碳含量，将多余的碳封存起来，不排放到大气中，从而减少大气中二氧化碳的浓度，缓解全球变暖趋势。 二、主要方式 1.生物固碳 植物光合作用：绿色植物通过光合作用，将大气中的二氧化碳转化为碳水化合物，以有机碳的形式固定在植物体内。植物在生长过程中不断吸收二氧化碳，将其转化为自身的组成部分，如纤维素、淀粉等，从而实现固碳。森林、草原等植被覆盖面积较大的地区，植物的固碳作用尤为显著。例如，我国西南地区的桉树生长速度快、产量高，具有很高的潜在生物固碳能力。 2.土壤固碳 植物凋落后，残体进入土壤中，经过微生物的分解和转化，以有机碳的形式在土壤中储存起来。土壤中的有机碳含量丰富，能够长期保持稳定，是重要的碳储存库。此外，土壤中的一些矿物质也可以与有机碳结合，形成更加稳定的化合物，增强固碳效果。 3.海洋固碳 （1）物理固碳：海洋中的海水可以溶解二氧化碳，形成碳酸等物质，从而将二氧化碳储存起来。这是一种物理溶解的过程，虽然储存的碳量相对较少，但对于调节大气中二氧化碳的浓度具有一定的作用。 （2）生物泵固碳：海洋中的浮游生物通过光合作用消耗海水中的无机碳，产生的有机碳最终以浮游动物的排泄物、浮游动植物残体等形式从上层海水向下沉降，将大量的二氧化碳从海水表层送到海洋深部储存起来。 三、意义 1.生态环境方面：固碳作用有助于维持大气中二氧化碳的平衡，减缓温室效应，降低全球气候变暖的速度，减少极端气候事件的发生频率，保护生物多样性，为生物提供适宜的生存环境。 2.经济发展方面：发展固碳技术和产业，如植树造林、海洋碳汇项目等，可以创造就业机会，带动相关产业的发展，促进经济的可持续增长。同时，固碳也可以为企业提供碳减排的途径，降低企业的碳排放成本，提高企业的竞争力。 3.能源安全方面：减少对化石能源的依赖，降低能源消耗过程中的碳排放，有助于保障国家的能源安全，推动能源结构的转型和升级。 ‌四、具体措施‌ ‌1.生态修复‌：包括造林、种草、封育等措施，通过增加植被覆盖来提高生态系统的碳吸收和储存能力。 2‌.人工造林‌：大力发展人工林，特别是幼龄林，因为它们的生长速率高，固碳效率也最高。 3‌.森林保护和管理‌：通过保护和扩大森林面积，特别是森林生态系统，因为它们具有长期的固碳能力。 五、试题演练 植被通过光合作用吸收二氧化碳并将其转化为有机物质，起到固碳作用。某科研团队研究贺兰山东坡不同海拔植被的固碳量特点，其结果如图所示。据此完成下面小题。 1．贺兰山东坡固碳量均值最高的植被类型可能是（   ） A．常绿阔叶林 B．针叶林 C．高山草甸 D．高寒荒漠 2．导致贺兰山东坡植被固碳量均值在不同海拔出现差异的主导因素为（   ） A．植被类型 B．坡面朝向 C．二氧化碳数量 D．光照差异 3．贺兰山东坡海拔3000米以上区域固碳总量较低的主要原因是（   ） A．降水较少 B．植被固碳能力弱 C．土壤贫瘠 D．山体的面积较小 绿色低碳核心技术是促进减排的重要手段，也是我国实现碳达峰(2030年前实现碳排放不再增长)的重要措施。电烯氢技术作为一种绿色低碳生产能源技术，对全球碳减排具有重要的作用。下图为三种制取氢技术示意图。据此完成以下小题。 4．绿色低碳核心技术可以（   ） ①保障我国能源安全②延迟我国实现碳达峰③减少温室气体的排放④提高海洋固碳能力 A．①② B．②④ C．①③ D．③④ 5．相较于电解水制氢，电烯氢技术（   ） A．水量消耗较多 B．耗能成本较低 C．碳排放量较多 D．技术更加成熟 6．除发展绿色低碳核心技术外，减排还可以通过（   ） A．植树造林 B．封存CO₂ C．增加水域 D．征收碳税 7．阅读图文材料，完成下列要求。 泥炭是沼泽地特有的产物，由有机残体、腐殖质和矿物质三部分组成。当沼泽植物残体的堆积量大于其分解量时，泥炭不断积累、堆积，并发育成泥炭地。潮湿的泥炭地固碳能力远强于森林，是全球重要的“碳汇”。然而泥炭地生态系统脆弱，一旦干燥、被氧化，则会成为巨大的“碳源”。 近代以来，随着英国农业开垦、电力、道路等基础设施的建设，约有150万公顷泥炭地被排水疏干，此外还被用于燃料等用途而导致泥炭开采量增加，泥炭地的退化过程加快。下图示意英国泥炭地分布。 (1)从碳循环的角度，解释近代以来英国泥炭地由“碳汇”向“碳源”转化的原因。 (2)英国政府从排水和农垦等人为干扰因素入手，采取了修建堤坝，堵塞排水沟等措施，保护和改善泥炭地。结合图文资料，论述上述措施可能对国家安全产生的影响。 8．阅读图文材料，完成下列要求。 湖泊因水中生物和湖底沉积物能封存大量有机碳而成为重要的碳汇。受全球变暖影响，湖泊水位、水温及光照与营养物质等条件发生较大改变，进而导致湖泊固碳能力变化显著。青藏高原表面分布着1000多个湖泊，近60年来该地气温上升高达2.3℃，成为开展研究全球气候变化对湖泊固碳能力影响的理想区域。研究结果显示，受全球变暖影响，阿翁错湖面积扩张较快，湖泊固碳能力下降；托素湖面积减小，固碳能力略有升高。图1和图2分别为阿翁错湖和托素湖所在位置示意。 (1)简述青藏高原是研究全球气候变化与湖泊固碳能力关系的理想区域的原因。 (2)分析阿翁错湖与托素湖面积变化不同的原因。 (3)分析阿翁错湖与托素错湖固碳能力变化差异的原因。 9．阅读图文资料，完成下列要求。 泥炭是地上植物的“遗体”被掩埋或分解后，经过数千万年的堆积，在较低气温、雨水较少或缺少空气条件下，缓慢分解而形成的特殊有机物。青藏高原东部的若尔盖湿地是世界上面积最大的高寒泥炭沼泽湿地。近几十年来，若尔盖湿地明显萎缩且功能退化。下图示意若尔盖湿地位置及景观。 (1)从碳循环的角度，说明若尔盖湿地的固碳过程。 (2)简述若尔盖湿地破坏对自然环境调节服务功能产生的影响。 10．阅读材料，完成下列各题。 土壤有机质包括腐殖质、生物残体等，大多以有机碳的形式存在。土壤有机碳密度是指单位面积内一定深度的土壤有机碳储量。 气候、植被类型、地形、人类活动等因素对土壤有机碳影响很大，左图示意各类土壤表层（0～10cm）的有机碳含量对比。此外，坡向、坡位也是影响坡面土壤有机碳差异的主要地形因素。右图示意祁连山中段森林草原带（海拔3000米附近）不同坡向土壤有机碳浓度随土层深度的变化。 (1)判断祁连山中段森林草原带南北坡土壤发育的厚度差异，并说出你的判断依据。 (2)比较祁连山中段森林草原带土壤有机碳浓度的特点。 (3)热带雨林是固碳能力最强的植被之一，土壤的机碳储量反而比温带草原低，请分析其原因。 11．阅读图文资料，完成下列要求。 在潮湿或地表积水的环境中，由于氧的缺乏，死亡植物体的分解缓慢形成有机物的积累现象，这些积累的有机物被称为泥炭，其吸附性能好，吸水能力强，可以蓄积大量的水分。神农架大九湖湿地是汉江一级支流堵河的发源地，其内有华中地区保存最为完好的亚高山泥炭地。研究发现，神农架大九湖泥炭地的固碳能力与植被关系密切。下图示意2016年神农架大九湖泥炭地CO2通量与CH4通量特征（CO2通量为正值表示生态系统碳吸收，CH4通量为正值表示生态系统碳排放）。 (1)指出2016年大九湖泥炭地固碳能力最强的月份，并分析该月固碳能力强的原因。 (2)简述大九湖泥炭地对维护水资源安全的重要意义。 试卷第1页，共3页 12.阅读图文材料，完成下列要求。 土壤有机质包括腐殖质、生物残体等，大多以有机碳的形式存在。土壤有机碳密度是指单位面积内一定深度的土壤有机碳储量。海南岛某自然保护区内保存着较完整的热带山地雨林；此地常受台风影响。下图示意该保护区内一块样地的地形及该样地内部分点位土壤表层(0～10 cm)的有机碳密度(单位：kg/m2)。 (1)指出该样地山脊与山谷土壤表层有机碳密度的差异，并分析其原因。 (2)该地森林固碳能力比长白山更强，请说明理由。 (3)森林固碳是降低大气二氧化碳浓度的重要途径，提出增强当地森林碳吸收能力的主要措施。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 参考答案 1．B 2．A 3．D 【解析】1．由图可知，根据图中数据，贺兰山东坡固碳量均值最高分别出现在海拔2700m和3100m，根据所学知识可知，海拔每升高100米，气温下降0.6℃，故在2700-3100m在此区间范围内最可能分布山地针叶林，贺兰山东坡固碳量均值最高的植被类型可能是针叶林，B正确，贺兰山地处北方地区，常绿阔叶林主要分布秦岭淮河以南的在亚热带季风气候区，A错误；高山草甸分布在海拔更高的地区，C错误；贺兰山最高峰海拔3556米，无高寒荒漠带存在，D错误。故选B。 2．贺兰山东坡植被固碳量均值在1000-1500m变化不大，固碳量均值较低，此处较为干旱，土壤含水量小，主要植被类型为荒漠草原，1500m以上植被固碳量均值呈上升趋势，植被变为山地草原和针叶林。综上所述，导致贺兰山东坡植被固碳量均值在不同海拔出现差异的主导因素为植被类型，A正确；东坡的植被坡面都朝东，二氧化碳差异不大，光照条件差异不大，BCD错误。故选A。 3．贺兰山东坡海拔3000米以上区域固碳总量较低的主要原因是3000米以上位于山体的顶端附近，虽然植被固碳量均值较高，但是山体表面积较小，植被总量较少，导致贺兰山东坡海拔3000米以上区域固碳总量较低，D正确；东坡为迎风坡，降水量较多，A错误；该海拔附近的植被为山地针叶林，植被固碳能力强，B错误；海拔高，气温低，有机质分解速度慢，土壤较肥沃，C错误。故选D。 【点睛】贺兰山地区地形因子对植被固碳功能的影响表现为：随海拔升高，东西坡单位面积植被固碳量与植被固碳总量增减趋势保持一致，为先增后降，但转折点海拔不 同；坡度坡向对植被固碳能力的影响则显示出东西差异，东坡固碳量主要贡献者为坡度大于15°区域及半阴坡，西坡主要为缓坡、急坡和半阳坡。 4．C 5．B 6．D 【解析】4．由材料可知，绿色低碳核心技术可以减少 CO2的排放，并且能够生产出清洁能源，可以在减少温室气体排放的同时，增加我国能源的产量，在一定程度上可以保障我国能源安全，①③正确；发展绿色低碳核心技术，可以提前实现碳排放不再增长，有利于我国提前实现碳达峰，②错误；该技术与提高海洋固碳能力关系不大，④错误。①③正确，故选C。 5．由图可知，与电解水制氢相比，电烯氢技术生产单位体积的氢所用电量少，故耗能较少，生产成本较低，B正确；电解水制氢需水量更多，且两者生成物无 CO2 排放，AC错误；电烯氢技术作为一种新兴技术，与传统电解水制氢相比，技术成熟度相对较低，D错误。故选B。 6．征收碳税可以约束碳排放量高的企业减少碳排放，并采取相关技术手段改进生产方式达到减排的效果，D正确；植树造林、封存 CO2、增加水域是增加碳汇的措施， 即吸收碳排放，并非减少碳排放，ABC错误。故选D。 【点睛】碳排放是指人类活动或自然过程中向大气中排放的二氧化碳(CO2)的总量。二氧化碳是一种主要的温室气体，对全球气候变化有着重要的影响。因此，计算和减少碳排放量是应对气候变化的重要措施。 7．(1)泥炭地由于农业开垦、基础设施建设而大量排水，导致地表水位下降，泥炭地裸露；泥炭地被氧化，内部固存的碳变为CO2被重新释放到大气中；泥炭作为燃料被燃烧，释放CO2气体。 (2)对水资源安全的影响：泥炭地可以净化水质，保护泥炭地有利于改善水资源。对粮食安全的影响：泥炭地增加，农业用地减少，农产品减少，对国家粮食安全有一定不利影响。对环境安全的影响：泥炭地有利于碳减排、增加碳汇，调节气候、应对气候变化，维护环境安全。对生态安全的影响：泥炭地可保护生物多样性，降解污染物、控制污染、改善水质，维护生态安全。 【分析】本题以英国泥炭地的开发利用为材料设置试题，涉及碳循环、国家安全等知识点，考查学生对相关知识的掌握程度，从材料和图文中获取地理信息、运用所学知识解决实际地理问题的能力，考查区域认知、综合思维、人地协调观等地理学科核心素养 【详解】（1）由材料可知，“碳汇"向“碳源”转化的条件是干燥、被氧化。结合英国对泥炭地的开发利用可知，近代以来，随着英国农业开垦、电力、道路等基础设施建设约有150万公顷泥炭地被排水疏干，排水后导致地表水位下降，泥炭地裸露，泥炭变得干燥、被氧化，内部固存的碳变为CO2被重新释放到大气中，成为“碳源”；由材料“被用于燃料等用途而导致泥炭开采量增加可知，泥炭作为燃料被燃烧，释放大量CO2气体，成为“碳源”。 （2）国家安全主要包括资源安全、粮食安全、环境安全、生态安全，影响包括有利影响和不利影响。泥炭是沼泽地特有的产物，故与泥炭有关的资源安全主要指的是水资源安全。从水资源安全的角度看，泥炭地可以净化水质，有利于改善水资源。从粮食安全的角度看，保护和改善泥炭地，泥炭地增加，农业用地减少，农产品减少，对国家粮食安全有一定不利影响：从环境安全看，泥炭地是全球重要的碳汇”，保护和改善泥炭地，有利于碳减排、增加碳汇，调节气候、应对气候变化，维护环境安全。从生态安全的角度看，泥炭地可以保护生物多样性，降解污染物、控制污染、改善水质，维护生态安全。 8．(1)青藏高原受全球变暖影响增温速度显著；湖泊数量众多；人口数量少、经济活动少，人类活动对湖泊影响小。 (2)阿翁错湖补给主要受冰川融水补给为主，冰川融水量增加，湖水面积增加；托素湖流域农田灌溉用水增加，导致湖泊水量减少，面积减小。 (3)阿翁错湖：由于冰川融水快速输入，造成湖水温度下降；湖水深度增加，湖泊内光照减弱；冰川融水补给为主，营养盐类少，湖泊生物量下降，固碳能力下降。 托素湖：水位下降，湖泊内光照增强，水温升高，湖泊生物量增多，固碳能力上升。 【分析】本题以阿翁错湖和托素湖为材料设置试题，涉及湖泊水文特征，自然环境整体性等相关内容，考查学生综合分析能力，地理实践力和综合思维素养。 【详解】（1）结合所学知识，青藏高原海拔高，气温低，全球气候变暖使温度升高，“近60年来该地气温上升高达2.3℃”，青藏高原受全球变暖影响增温速度显著；“青藏高原表面分布着1000多个湖泊”，湖泊数量众多，为研究湖泊固碳能力提供场所；同时青藏高原地区人口少，人类活动影响较小，湖泊自然状态保持较好。 （2）结合材料信息可知，阿翁错湖面积扩张较快，托素湖面积减小，两者湖泊面积变化主要与补给和支出有关。阿翁错湖补给主要受冰川融水补给为主，随着全球气候变暖，冰川融水量增加，湖水面积增加；而托素湖流域农业活动较多，农田灌溉用水增加，导致湖泊水量减少，面积减小。 （3）结合材料信息可知，阿翁错湖面积扩张较快，湖泊固碳能力下降；托素湖面积减小，固碳能力略有升高。阿翁错湖由于以冰川融水补给为主，湖水温度下降；同时补给增多，湖水深度增加，湖泊内光照减弱，不利于水生生物的生长；同时该湖泊冰川融水补给为主，营养盐类少，湖泊生物量下降，固碳能力下降。而托素湖面积减小，导致水位下降，湖泊内光照增强，因此水温升高，湖泊生物量增多，固碳能力上升。 9．(1)若尔盖湿地植物通过光合作用固定大气中的二氧化碳；植物枯死后在低温缺氧的环境下堆积形成泥炭；泥炭分解缓慢 , 碳被长久地固定在泥炭湿地中。 (2)湿地萎缩 , 涵养水源能力下降； 净化水体能力下降， 水质恶化；调节气候能力下降， 区域小气候变干；植被减少 ，固碳释氧能力减弱。 【分析】本题以若尔盖高原区域示意图和泥炭的相关情况为材料设置题目，涉及若尔盖泥炭沼泽固碳过程，自然环境调节服务功能等相关内容，考查学生对相关知识的掌握程度，对学生的综合分析能力有一定要求。 【详解】（1）碳循环涉及到大气圈、生物圈、土壤圈、水圈等圈层，首先若尔盖湿地由于水资源丰富，植物较多，湿地植物通过光合作用固定大气中的二氧化碳；植物死亡之后植物体内固定的碳会转化到土壤之中，由于当地海拔高气温低，死后在低温缺氧的环境下堆积形成泥炭；泥炭分解缓慢 , 碳被长久地固定在泥炭湿地中，所以说湿地对于减缓全球变暖意义重大。 （2）若尔盖湿地破坏直接导致湿地面积减少，湿地所有的功能都会有所减弱；湿地具有涵养水源、净化水质的作用，湿地破坏，会导致涵养水源能力，洪涝灾害多发； 净化水体能力下降，水质恶化；湿地具有调节气候的功能，湿地破坏，调节气候能力下降， 区域小气候变干；湿地具有固碳作用，湿地破坏，湿地植被减少， 固碳释氧能力减弱。 10．(1)北坡土壤发育较厚，在60cm处有机碳浓度仍较多（说明植被固碳较多，分解较少）。 (2)土壤有机碳浓度均随土层深度增加而降低。土壤有机碳浓度北坡高于南坡。变化幅度北坡大于南坡。 (3)（与温带草原相比）热带雨林树木高大常绿树种较多，从土壤中吸收有机质能力强，有机碳返还土壤比例较少。高温环境使有机碳分解能力较强，多雨及地形环境使得有机碳流失（淋失）较多。（温带草原反之） 【分析】本题以各类土壤表层（0～10cm）的有机碳含量对比表以及不同坡向土壤有机碳浓度随土层深度的变化图为材料设置题目，涉及土壤的影响因素、植被对土壤的影响等知识，考查学生对相关内容的掌握程度，对学生的综合分析能力有一定要求。 【详解】（1）据图示信息可知，北坡土壤发育较厚，在60cm处有机碳浓度仍较多，这说明植被固碳较多，可能是因为北坡是阴坡，气温较低，分解较少。 （2）图中南北坡的祁连山中段森林草原带土壤有机碳含量有明显的差别，南北坡的土壤有机碳浓度都是随土层深度增加而降低。差异是土壤有机碳浓度北坡高于南坡，且变化幅度北坡大于南坡。 （3）土壤的机碳储量与有机碳的积累和分解有关，积累方面：热带雨林树木高大常绿树种较多，从土壤中吸收有机质能力强，有机碳返还土壤比例较少，而温带草原植株矮小，吸收土壤有机碳能力有限，且草原生物靠近地面，有机碳返还土壤比例较多。热带雨林气候终年高温多雨，高温环境使有机碳分解能力较强，多雨及地形环境使得有机碳流失（淋失）较多，导致热带雨林气候区的有机碳分解多，积累少。 11．(1)6月该月气温高，降水多，植被生长旺盛；植被的光合作用强，吸收的碳远大于植被呼吸和微生物活动排放的碳；此时降雨较多，泥炭地积水，不利于有机质的分解。 (2)吸水能力强，蓄水量大；涵养水源，调节径流；通过沉淀、吸附、吸收等作用，净化水质。 【分析】本题以大九湖泥炭为背景，泥炭固碳能力强弱时间的判断、对水安全的意义等相关内容，考查对地理图表的判读和信息的提取能力，同时考查对知识的调用能力。 【详解】（1）CO2通量为正值表示生态系统碳吸收，CH4通量为正值表示生态系统碳排放，二者之差越大，固碳能力越强；由图的数据可知，6月份的CO2通量约为1.6，CH4通量约为0.03，二者差值为所有月份中最大，因此固碳能力最强。原因：6月气温高，降水多，植被生长快，光合作用强，固碳能力强；虽然该月CH4通量值也较大，但植被呼吸和微生物活动排放的碳远小于植被的吸收的碳；加上降水多，泥碳地积水，空气少，在缺少空气情况下不利于有机质的分解。 （2）由材料“这些积累的有机物被称为泥炭，其吸附性能好，吸水能力强，可以蓄积大量的水分”可知，大九湖泥炭吸水能力强，蓄水量大，对于保障水量安全有重要作用；泥碳中植被丰富，湖中的有机质含量高，吸附能力强，对于净化水质，保障水质安全有重要作用；泥炭涵养水源，调节径流作用，保障水循环的正常进行有重要作用。 12.答案：(1)差异：山脊土壤表层有机碳密度较大，山谷土壤表层有机碳密度较小。原因：与山谷相比，山脊受台风影响更大，易使植被倾倒死亡、腐烂，树木更新快，可增加土壤中有机碳输入。 (2)与长白山相比，该地水热条件更好，植被更茂密，热带森林光合作用更强，吸收二氧化碳更多，把碳大量固定在植物体内。 (3)积极恢复森林，扩大森林面积；加强森林抚育和管理，注重林木的保护性间伐与更新，提升森林固碳能力等。 学科网（北京）股份有限公司 $$