第2单元 第1节 碳排放与环境安全-【金版新学案】2024-2025学年高中地理选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（鲁教版2019）

第一节　碳排放与环境安全 课程标准 解读 运用碳循环和温室效应原理，分析碳排放对环境的影响，说明碳减排国际合作的重要性 人地协调观 结合资料，分析碳排放对环境的影响，理解人类活动对全球气候变暖的影响，树立节能减排保护环境的意识 综合思维 运用图表，说出自然地理环境中碳循环与温室效应的关系 地理实践力 通过统计图表、新闻报道、文献等资料，能够提出减排的措施 一、自然界的碳循环与温室效应 1．阅读课本P56，什么是碳循环？ 2．阅读课本，自然界的碳循环是如何进行的？ 3．阅读课本P58，温室效应是如何产生的？ 1．碳循环 碳元素不断地在大气圈、水圈、岩石圈以及生物圈之间进行转移和交换，构成了自然界的碳循环。 2．碳循环的大致过程 大气中的二氧化碳被植物吸收，通过光合作用形成有机碳固定在生物体内，有些生物在地壳运动中被掩埋，经过漫长的时间形成化石燃料。生物的呼吸作用、化石燃料的燃烧以及人类活动等，都能使有机碳转化为二氧化碳，重新返回到大气中。 1．自然界未受到人类活动干扰的情况下，碳循环相对稳定，并维持着动态平衡。 2．碳元素在不同圈层的主要存在形式 (1)大气圈：主要是二氧化碳和甲烷等形式； (2)水圈：主要是溶解碳酸盐等形式； (3)生物圈：主要是有机物的形式； (4)岩石圈：主要是碳酸盐岩和化石矿产的形式。 3．温室效应 (1)原理：近地面大气中的二氧化碳和水汽等吸收地面长波辐射，并通过大气逆辐射将热量返还给地面。人们把大气的这种保温作用称为温室效应。 (2)对环境的影响：温室效应维持着地球表面的温度，人类活动引起的温室气体含量的变化会影响地球的温室效应，导致地球表面温度等发生相应的变化。 温室气体不是单指二氧化碳，还包括水汽、氧化亚氮、甲烷、氟氯烃等。　　 探究　自然界的碳循环 【基础探究】　碳循环是指碳元素在自然界的循环状态，下图示意自然界的碳循环。 (1)写出图中字母及序号表示的含义。 提示：A圈是水圈；B圈是大气圈；C圈是岩石圈；D圈是生物圈；①表示燃烧，②溶解作用，③呼吸作用，④分解作用，⑤光合作用。 (2)结合大气保温作用原理解释温室气体是如何加剧全球变暖的。 提示：太阳辐射进入地球，被地面吸收，地面吸收了太阳辐射后，以长波辐射的形式放射能量，随着二氧化碳等温室气体的增加，能使大气更多地吸收地面长波辐射，使大气增温，并增加了大气逆辐射，大气保温作用增强，导致近地面气温升高，而失散到宇宙的地面长波辐射减少，从而加剧全球变暖。 【结论生成】 1．图解自然界的碳循环 2．温室效应的产生 大气中的温室气体就像一层厚厚的玻璃，使地球变成一个大暖房。温室效应使地球保持相对稳定的气温，从而使生命繁衍生息，兴旺发达。人类过多排放温室气体(如二氧化碳)引起的温室效应是指地球表面升温的现象(下图)。 下图为地理环境中的碳循环示意。读图，完成1、2题。 1．图中字母代表的地理事物是(　　) A．①动物　②绿色植物　③O2　④CO2 B．①动物　②绿色植物　③CO2　④O2 C．①绿色植物　②动物　③CO2　④O2 D．①绿色植物　②动物　③O2　④CO2 2．此图可以说明(　　) ①人类活动可以改变大气中二氧化碳的浓度　②自然地理环境的物质处在不断的运动和变化中　③自然地理环境要素会“牵一发而动全身”　④自然地理环境各要素相互联系、相互制约的整体性质 A．①②④ B．②③④ C．①②③ D．①②③④ 1．A　2.D　解析：第1题，根据图中各自气体转化，并利用植物光合作用和分解作用的原理，可知图中字母代表的地理事物是①动物、②绿色植物、③O2、④CO2。第2题，此图反应了自然地理环境各个要素相互联系，可以说明人类活动可以改变大气中二氧化碳的浓度；自然地理环境的物质处在不断的运动和变化中；自然地理环境要素会“牵一发而动全身”；自然地理环境各要素具有相互联系、相互制约的整体性质。 3．阅读材料，完成下列要求。 碳元素主要以无机和有机两种形态存储在海洋中，其中有机碳由生物代谢影响，而无机碳则由降水、径流等无机物质循环影响。下图为海洋碳循环主要过程示意图(数值为单位量)。 计算示意图中深层海底的沉积净固定碳值。 解析：深层海底中有机碳的来源，包括有机沉积碳(78)和无机沉积碳(20)；部分沉积碳和沉积释放碳从深层流失形成深层碳流(31)，故深层海底沉积净固定碳值为78＋20－31＝67。 答案：67 二、碳排放对环境的影响 1．阅读课本P58，大气中二氧化碳含量增加的原因有哪些？ 2．阅读课本P59，全球气候变暖的影响有哪些？ 1．全球变暖的原因 (1)煤、石油、天然气等化石燃料通过燃烧释放热能，并向大气中排放二氧化碳，使得大气中的二氧化碳含量逐年增加。 (2)人类对森林、草原等的大规模破坏，导致植物对大气中二氧化碳的吸收和贮存减少。 (3)由于地表水域逐渐减少，二氧化碳的吸收、溶解条件受到干扰。 2．全球气候变暖的影响 (1)生态系统遭到破坏； (2)导致区域和全球海平面上升，一些沿海地区面临被淹没的危险； (3)受全球气候变暖的影响，高温、干旱、强降水等极端天气频发，气象灾害加剧； (4)威胁人类健康。 1．全球气候变暖对人类活动影响要从有利和不利两方面分析，总的来说是弊大于利。因此人类要加强对气候的保护，减少二氧化碳等温室气体的排放。 2．减少温室气体排放的合理措施是，提高能源利用效率；提高清洁能源消费比重；发展清洁燃烧技术；开发利用新能源；调整产业结构等。　　 探究　全球气候变暖的原因及影响 【基础探究】　青藏高原湖区共有大小湖泊1 500多个，其中，面积1平方千米以上的湖泊1 091个，大于10平方千米的湖泊有346个。但近年来有许多消息声称这些咸水湖泊正日益变淡。根据数据显示，在过去20年的时间里，大约70%的湖泊正在面临扩张或者即将面临扩张的情况。其中，色林错是青藏高原湖泊中面积变化最大的，其面积近40年来增长逾40%，现已成为西藏第一大湖。 (1)上述材料所反映的是全球大气环境的什么问题？ 提示：全球气候变暖。 (2)该问题产生的主要原因是什么？ 提示：人为排放大量二氧化碳等温室气体；人类活动大量地毁坏森林植被。 (3)该问题对全球生态环境和社会经济造成的影响有哪些方面？ 提示：引起积温变化，影响农业生产；引起降水和干湿状况的变化；导致旱涝灾害的频率和强度增加；加剧水资源的不稳定性和供需矛盾；改变海岸线，沿海低地国家面临被淹没的危险。 【结论生成】 1．全球变暖的原因 (1)人为排放大量二氧化碳等温室气体； (2)人类大规模地破坏植被，减少二氧化碳吸收； (3)地表水域逐渐减少，二氧化碳的吸收、溶解条件受到干扰。 2．全球气候变暖的影响 (1)对海平面和海岸带的影响 (2)对农业生产的主要影响 (3)对水循环过程的影响 3．全球气候变化的分析思路 (1)看趋势：全球气候变化不等于全球气候变暖。在分析全球气候变化时一定要考虑时间尺度，在地球发展的地质时期、历史时期和近现代，全球气候变化的特点是不同的。我们通常所说的全球气候变暖指的是近现代，即最近一两百年内的气温升高。 (2)辨影响：全球气候变暖不是有百害而无一利的。除危害之外，我们也必须看到，高纬度地区气温上升，农作物生长的热量条件得到改善，其产量将增加。 (3)抓特殊点：注意气候变化曲线的最高点、最低点、转折点等。 (2024·江苏无锡期末)小岛国联盟是由数十个小岛屿国家和沿海低地国家为了强化自身话语权而结成的联盟。据此完成1、2题。 1．小岛国联盟一致呼吁人类要(　　) A.减少温室气体排放 B．合理抽取地下水 C．保护红树林海岸 D．防止珊瑚岛礁消退 2．导致海平面上升的根本原因是(　　) ①人类大量燃烧矿物燃料　②毁林　③极冰融化　④海水受热膨胀 A．①② B．②④ C．①③ D．③④ 1．A　2.A　解析：第1题，小岛国联盟的国家因全球变暖海平面上升面临被淹没的风险，应对全球变暖的对策是减少温室气体的排放量，因此要在国际社会上呼吁减少温室气体的排放。第2题，全球变暖会使极冰融化和海水受热膨胀，从而导致海平面上升，这是全球变暖的结果，是导致海平面上升的直接原因，③④错误；而人类大量燃烧矿物燃料和毁林导致大气中二氧化碳等温室气体含量增加，加剧全球变暖，是导致海平面上升的根本原因，①②正确。 三、碳减排中的国际合作 1．阅读课本P60，为什么碳减排要进行国际合作？ 2．阅读课本P60，为什么各国对碳减排具体担负的责任不同？ 3．阅读课本，什么是碳交易？ 4．阅读课本P63，中国在碳减排中做了哪些工作？ 1．碳减排国际合作的原因 碳排放导致的环境问题往往具有全球性，因此，减少大气中的二氧化碳含量，进行碳减排，解决气候危机，亟需国际社会携手努力、合作应对。 2．共同但有区别的责任 应对气候变化是全球共同的责任，但各国由于历史责任和现实能力不同，在具体担负的责任上应有所区别。 (1)发达国家有义务在碳减排国际合作中承担更多的责任。 (2)发展中国家人口数量大、贫困人口多，综合国力普遍较弱，未来较长一段时期内都将处于经济社会发展期，碳排放总量增长趋势在短期内难以逆转。因此，发展中国家应妥善处理经济发展和碳排放的关系，不能为了发展而牺牲环境，也不能因为碳减排而延续贫困、制约发展。 3．国际合作中的碳交易 为体现公平性原则，《京都议定书》对已经签署协议的发达国家的碳减排额有定量的强制要求，对发展中国家则没有。发达国家为了在规定时间内完成碳减排指标，可以通过技术援助等措施帮助发展中国家实现碳减排，也可通过购买发展中国家的碳减排额抵消自身的碳减排指标。 4．碳减排中的中国担当 (1)中国的承诺 2015年6月，我国政府向联合国气候变化框架公约秘书处提交了《强化应对气候变化行动——中国国家自主贡献》。 (2)中国的合作 我国积极参与应对气候变化全球治理，推进气候变化、清洁能源、生态保护、低碳智慧型城市建设等领域的国际合作，为构建公平合理、合作共赢的全球气候治理体系作出重大贡献。 (3)中国的行动 为实现碳减排承诺，我国积极推进绿色发展，构建低碳经济体系。 ①通过科技创新和体制机制创新以及严格的环保巡查制度，转变经济结构，淘汰落后产能； ②调整能源结构，推广风能、太阳能、核能等非化石能源生产，鼓励绿色消费，倡导绿色出行； ③开征环境保护税； ④完善碳排放统计核算制度，健全碳排放权市场交易制度。 (4)中国的成就 我国碳排放强度呈现逐年下降的趋势。 探究　国际合作 【基础探究】　《联合国气候变化框架公约》第二十七次缔约方大会(COP27)于2022年11月7日至18日在埃及沙姆沙伊赫举办。本次大会的主要任务是完成《巴黎协定》实施细则遗留问题的谈判。其中，重点是关于《巴黎协定》第六条有关市场机制问题的谈判。 低碳经济是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到社会经济发展与生态环境保护双赢的一种经济形态。 (1)为什么碳减排要进行国际合作？ 提示：碳排放导致的环境问题往往具有全球性和共同性。 (2)《联合国气候变化框架公约》提出在碳减排义务方面应遵循什么原则？ 提示：“共同但有区别的责任”原则。 (3)简述发达国家与发展中国家合作并进行二氧化碳排放权交易的制度对抑制全球气候变暖的意义。 提示：发展中国家和发达国家合作并进行二氧化碳排放权交易的制度，可以控制二氧化碳的总排放量，增强各国的环保意识，促使发达国家向发展中国家转让环保技术，并能促使各国进行清洁生产和可持续发展。 【结论生成】 1．碳减排中的国际合作 国际合作的原因 碳排放导致的环境问题具有全球性和共同性 共同但有区别 的责任 应对气候变化是全球共同的责任，但各国由于历史责任和现实能力不同，在具体担负的责任上应有所区别。大气中人为增加的二氧化碳主要是由发达国家的工业化产生的，广大发展中国家在很大程度上是受害者。因此，发达国家有义务在碳减排国际合作中承担更多的责任 2.应对全球气候变暖的对策 专家预计，在强化低碳情景下，中国将在2030年左右达到碳排放峰值。读图，完成1、2题。 注：圆形大小反映的是各国二氧化碳排放总量多少。 1．下列有关碳排放量的叙述，正确的是(　　) A．城镇化率与碳排放总量呈正相关 B．人口大国的人均碳排放量较大 C．发达国家的人均碳排放量较大 D．中国、美国应承担相同的减排责任 2．低碳发展时代的中国，应采取的减排措施有(　　) ①植树造林　②减缓工业化进程　③提高能源利用率　④开发新能源 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 1．C　2.D　解析：第1题，读图可知，中国和印度城镇化率较低但碳排放总量较高，A错误；中国和印度均为人口大国，但人均碳排放量较低，B错误；美国城镇化率高，人均碳排放量最高，中国则相反，所以不应承担相同责任，D错误；发达国家人均碳排放量较大，C正确。第2题，植树造林不是减排的措施，是缓解气候变暖的措施，①错误；中国是发展中国家，减缓工业化进程不符合实际情况，②错误；提高能源的利用率，开发新能源，可以减少化石燃料的使用，从而降低碳排放，③④正确。 3．阅读材料，完成下列要求。 北冰洋的面积虽然仅占全球海洋面积的3%～4%，但其CO2净吸收量却占全球海洋CO2净吸收总量的5%～14%。北冰洋海域具有低温特征，CO2溶解度较高，近年来北冰洋的楚科奇海受全球变暖影响较大。 (1)指出北极地区碳减排工作应加强国际合作的原因。 (2)为减缓楚科奇海水温升高趋势，周边国家应采取什么措施？ 解析：第(1)题，根据所学知识，北极主体为北冰洋，周边由欧洲、亚洲和北美洲围成，涉及多个国家和地区；北冰洋部分区域属于公海地区，需要各个国家合作参与；北极地区所处纬度较高，全球气候变暖放大效应明显；北极地区对于全球的碳循环有重要影响和意义。因此，北极地区碳减排需要各国共同参与，加强国际合作。第(2)题，根据材料信息可知，近年来，北冰洋的楚科奇海受全球变暖影响较大。因此，为了应对全球气候变暖带来的影响，周边国家可以调整优化产业结构，调整能源消费结构，减少化石能源使用，减少温度气体排放，大力发展新能源；同时，增加植被覆盖率，如植树造林、植树种草等保护植被；加强相关的法律法规的建设。 答案：(1)北极地区周边国家多；部分区域是公海；北极地区对全球的碳循环有重要影响；北极地区的气候放大效应明显。 (2)减少温室气体排放；植树造林，保护植被；调整能源和产业结构，发展清洁能源；建立健全相关法律法规。 课内·课外思维训练 【课堂训练】 考向1　自然界中的碳循环与温室效应 读地表碳循环示意图，完成1、2题。 1．人类影响大气中CO2含量的主要环节是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 2．地表碳循环的主要作用是(　　) A．减轻紫外线对人体的伤害 B．导致海平面上升 C．增加大气对太阳辐射的吸收 D．可将太阳能转化为化学能 1．B　2.D　解析：第1题，人类主要通过化石燃料的燃烧向大气中排放二氧化碳，即环节②，B正确；图中环节①表示植物的光合作用吸收二氧化碳，环节③表示火山活动过程中向大气中释放二氧化碳，环节④表示有机物残体转化为化石燃料，均不是人类活动影响二氧化碳含量的环节，A、C、D错误。第2题，大气中的二氧化碳被陆地和海洋中的植物吸收，然后通过生物和地质过程以及人类活动又以二氧化碳的形式返回大气中。在这个过程中植物通过光合作用吸收二氧化碳，经过一定的地质时间形成化石能源，这是地表碳循环的主要作用，D正确。 考向2　碳排放对环境的影响 (2024·四川绵阳期中)《中国应对气候变化的政策与行动2017年度报告》中指出：由于我国大力推动节能减排，到2020年有望超额完成节能减排的行动目标。据此完成3～5题。 3．二氧化碳是导致近现代全球气温升高的主要温室气体，主要原因是二氧化碳能(　　) A．吸收太阳短波辐射 B．反射地面长波辐射 C．吸收地面长波辐射 D．反射太阳短波辐射 4．气候变暖引起全球(　　) A．农作物减产 B．海平面上升 C．洪涝加剧 D．干旱减轻 5．中学生们对此问题可做出的贡献是(　　) A．改变能源消费结构 B．规划和建设防波堤 C．调整农业生产结构 D．尽可能乘坐公交车 3．C　4.B　5.D　解析：第3题，温室气体增加导致大气对地面辐射的吸收增强，大气逆辐射增强，大气的保温效应增强。第4题，全球变暖，高山和极地的冰雪融化，汇入海洋水量增大，导致海平面上升，B正确；全球变暖会导致中低纬地区蒸发加剧，农作物减产，高纬度地区热量增加，农作物增产，A错误；全球变暖会导致有些地区暴雨成灾，洪涝加剧，有些地区降水减少，干旱加剧，C、D错误。第5题，对于全球变暖，中学生们对此问题可做出的贡献是尽可能乘坐公交车，减少温室气体的排放量。 (2024·浙江高中联盟期中)近30年来，北极地区不仅在变暖，而且变暖速度明显高于全球平均水平。有研究认为，海冰消融是北极增温的关键驱动因子之一，同时全球变暖也会造成北极地区冰川、植被等的变化。据此完成6、7题。 6．相比全球其他地区，北极变暖速度更快的原因是(　　) A．①减弱 B．②增强 C．③减弱 D．④减弱 7．北极增温可能对北极陆地环境带来的影响是(　　) A．极光现象增多 B．寒带范围扩大 C．海冰面积缩小 D．极昼时间延长 6．C　7.C　解析：第6题，读图可知，图中①②③④分别表示大气削弱的太阳辐射、到达地表的太阳辐射、地表反射的太阳辐射、地面辐射。由于北极地区过去被冰雪覆盖的区域较多、时间较长，地表对太阳辐射的反射率较高，随着气候变暖，地表大量冰雪融化，地表反射的太阳辐射(③)减少，吸收的太阳辐射增多，地表温度升高，地面辐射(④)增强，大气吸收的地面辐射增多，使得气温升高更快；海洋表面海冰面积减小，海水蒸发加强，空气中的水汽增多，使得大气对太阳辐射(①)的削弱作用略有增强，到达地表的太阳辐射(②)略有减小。第7题，极光现象是太阳活动影响的结果，与北极增温无关，A错误；北极增温使得原来是寒带的某些地区成为温带，寒带范围有可能缩小，B错误；北极增温使得浮冰融化加强，海冰面积缩小，C正确；极昼时间长短由地球公转决定，与北极增温无关，D错误。 考向3　碳减排中的国际合作 (2024·河南驻马店期中)2023年6月我国首个海上碳封存示范工程在南海正式投用。海上油田开发伴生的二氧化碳被捕获、分离、压缩，并通过回注井被注入海底地层，实现稳定封存，填补了我国海上二氧化碳封存技术的空白。据此完成8、9题。 8．发展海上碳封存首先应(　　) A．勘探海底地质 B．测量海底深度 C．统计碳捕集量 D．预测海面风浪 9．与陆上相比，海上碳封存具备的特点有(　　) ①建设成本低　②安全性更高　③选址难度大　④封存规模大 A．①② B．②③ C．③④ D．②④ 8．A　9.D　解析：第8题，海域碳封存是指将海底捕集的二氧化碳送至海底深处，并封存在海底储存层中，故可推断储存层的岩石应具有一定的透水性，储存层应具备一定的厚度、温度和储存空间。储存层的底部还应具备一定的压力。因此，发展海域碳封存首先应勘探海底的地质条件。第9题，海洋碳封存技术较为先进，需要的设备造价较高，因此建设成本相对较高，设施维护更难，①错误；与陆地封存相比，将碳封存到海洋，更不容易被释放出来，所以海洋碳封存环境更稳定，安全性更高，②正确；海上碳封存不用占用陆地空间，选址难度较小，封存规模大，③错误，④正确。 【课外实践】 《中国气候变化蓝皮书(2024)》发布 由中国气象局气候变化中心编制并发布的《中国气候变化蓝皮书(2024)》(以下简称蓝皮书)显示，气候系统综合观测和多项关键指标表明，全球气候系统变暖趋势仍在持续。2023年，全球平均温度、海洋热含量和海平面高度均创新高，南极海冰范围再创新低。 2023年全球地表平均温度为1850年有气象观测记录以来的最高值，最近10年(2014—2023年)全球平均温度较工业化前水平(1850—1900年平均值)高出约1.2℃。2023年，亚洲陆地表面平均气温较常年值(本报告使用1991—2020年气候基准期)偏高0.92℃，是1901年以来第二暖年份。 全球主要温室气体浓度逐年上升。2022年，全球大气平均二氧化碳、甲烷和氧化亚氮浓度分别为417.9 ppm、1 923 ppb和335.8 ppb，均达到有观测记录以来的最高水平。 全球海洋变暖显著加速，海洋表面温度和海洋热含量再创新高，全球平均海平面持续上升。1870—2023年，全球平均海表温度表现为显著升高趋势；2023年，全球平均海表温度较常年值偏高0.35℃，为1870年以来的最高值。 中国是全球气候变化的敏感区和影响显著区。2023年，中国年平均气温、乌鲁木齐河源1号冰川末端退缩距离、青藏公路沿线多年冻土区活动层厚度等监测指标均创下新高。 中国区域升温速率高于同期全球水平，2023年为20世纪初以来的最暖年。1961—2023年，中国地表年平均气温呈显著上升趋势，平均每10年升高0.30℃，高于同期全球平均升温水平。2023年中国地表平均气温较常年值偏高0.84℃，为1901年以来的最暖年份。 请查阅相关资料，探究以下问题。 (1)简述近几十年全球气候变暖对青藏高原冰川积雪、湖泊产生的影响。 提示：冰川积雪蕴藏量减少；冰川积雪分布面积退缩(雪线上升)；湖泊的数量增多；湖泊面积扩大(水量增加)。 (2)玉龙雪山地处青藏高原东南缘。全球气候变暖背景下，说明玉龙雪山国家地质公园旅游业发展面临的挑战。 提示：冰川消融与退缩，使原有自然景观遭受破坏，旅游资源质量下降(部分景点退化甚至消失)，对游客吸引力减弱：景区可游览范围减少，旅游路线需重新规划；景区自然灾害加剧，可开展旅游活动的时间缩短；威胁游客人身安全；旅游景区安全投入增加等。 学科网（北京）股份有限公司 $$