2.1碳排放与环境安全 课件2024-2025学年 高二地理下学期鲁教版（2019）选择性必修三

第二单元 生态环境与国家安全 第一节　碳排放与环境安全 百余年来，气象仪器观测得到的气候记录表明，世界气温波动上升，并呈现加速变暖的趋势。有人认为，地球气候已经进入最近1000年以来最为温暖的时期。 结合图文资料，描述全球气温的变化特点，并推测20世纪60年代以来全球气温变化的可能原因。 问 题 数据来源：美国国家海洋和大气管理局(N0AA)发布的《2015年气候状况报告》 导入 课程标准 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。 素养目标 1.运用碳循环和温室效应原理，分析全球气候变化与人为碳排放的关系。(综合思维、人地协调观) 2.结合实例，分析全球气候变化对自然系统和人类社会乃至国家安全的影响。(综合思维、人地协调观) 3.结合实例，说明碳减排国际合作的重要性。(人地协调观、综合思维) 作用：碳是自然界中的一种重要元素，是地球上生命赖以存在的物质基础。 分布：科学研究表明，99.9%的碳贮藏于岩石圈和化石燃料中，只有很少一部分分布在大气、水和生物体中。 一、自然界的碳循环与温室效应 1.碳 概念：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。 碳循环的过程：P56 碳循环的特点：在人类活动成为一个重要的扰动因素之前，自然界的碳循环相当稳定，并维持着动态平衡。 2.碳循环 碳的生物循环 碳的生物循环是指碳在动植物及环境之间的流动过程。大气中的二氧化碳被植物吸收后，通过光合作用转变成有机物质，然后通过生物呼吸作用和细菌分解作用又从有机物质转换为二氧化碳进入大气。大气中的二氧化碳这样循环一个周期约需20年。 部分动植物残体被沉积物所掩埋而转化为富含有机质的沉积物。这些沉积物经过漫长的地质年代，在高温和高压下转变成化石燃 ——煤、石油和天然气等。当化石燃料在风化过程中或作为燃料燃烧时，所含的碳氧化成为二氧化碳排入大气。 图2-1-3 自然界的碳循环示意图 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。 在温室效应作用下，全球地表平均温度保持在15℃左右。这是地球上的生命得以繁衍生息的必要条件。 3.温室效应 大气的受热过程 如果化石燃料被人类大量开采利用，对碳循环会产生怎样的影响？对地球表面温度又会产生怎样的影响？ 【活动探究1】人类活动对碳循环的影响 P58 【参考】人类大量开采使用化石燃料，使岩石圈的碳被活化，重新参与到碳循环过程中，导致大气中二氧化碳等温室气体的浓度升高，从而导致温室效应增强，地表温度升高。 大气中二氧化碳等温室气体所产生的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， 从而导致地球表面温度、气候与环境等发生相应的变化。 等高线地形图、数字地形图 工业革命以来，人口和经济活动以空前的速度大规模增长。 世界人口的增长 工业革命 工业革命 二、碳排放对环境的影响 9 大量燃烧化石燃料 结合右图说明：工业活动以后，人类的哪些活动会影响自然界的碳循环？ 大气二氧化碳库 收入 支出 土壤和生物的呼吸作用 化石燃料的燃烧产生CO2 火山喷发所释放的CO2 绿色植物的光合作用 化石燃料形成过程中的固碳 水—气交换过程水域的吸收、溶解 增多 大量燃烧化石燃料 植被破坏 地表水域减少 10 等高线地形图、数字地形图 1.碳排放的主要原因 11 ①大量燃烧化石燃料：工业革命以来，人口和经济规模的增长消耗了大量的煤、石油、天然气等化石燃料，它们通过燃烧向大气中排放二氧化碳，使大气中的二氧化碳含量逐年增加。 ②植被破坏：在城市化、工业化进程中，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地表水域减少：二氧化碳的吸收、溶解条件受到干扰。 等高线地形图、数字地形图 2.碳排放的后果（不利影响） 大气二氧化碳库 地表平均温度 温室效应 增多 增强 升高 （全球变暖） 图2-1-1  1880—2015年全球气温变化 图2-1-2  1960—2015年大气中二氧化碳浓度变化 大气中二氧化碳的含量增加，破坏了自然界中原有的碳循环和碳平衡； 增强了大气的温室效应，加剧了全球气候变暖，深刻地影响着全球的环境安全。 12 等高线地形图、数字地形图 3.全球变暖的影响 （知识窗P59） ①全球气候变暖与生态系统 全球气候变暖 生态系统遭到破坏 脆弱物种可能灭绝,生物多样性减少 13 等高线地形图、数字地形图 ②全球气候变暖对海洋的影响 全球气候变暖 冰川融化 海平面上升 海水膨胀 一些沿海国家和地区面临被淹没的危险 14 等高线地形图、数字地形图 ③全球气候变暖与气象灾害 全球气候变暖 极端天气频发 高温、干旱、雨涝、台风（飓风）等 15 等高线地形图、数字地形图 ④全球气候变暖与人体健康 极端炎热天气会加快或扰乱人体新陈代谢。 改变某些疾病传染媒介的活动范围，改变病原菌的滋生环境，威胁人类健康。 16 等高线地形图、数字地形图 课程引入问题回顾 图 6-1 1979 年 9 月北极海冰范围 图 6-2 2015 年 9 月北极海冰范围 海冰上的北极熊 思考： 1.引起两极地区海冰面积和厚度变化的主要原因是什么？ 2.北极熊主要在北冰洋附近的海域活动，以捕猎海豹为食。海冰面积缩小对北极熊的生存会有什么影响？ 人类活动向大气大量排放二氧化碳气体，破坏了全球碳平衡，致使全球气候变暖，两极冰川融化，海冰面积和厚度减小。 北极冰层的消失和减少将给该地区的生态造成巨大影响，海豹、海象等动物将失去赖以生存的家园，北极熊将会陷入觅食困难、饥饿致死的困境。 17 等高线地形图、数字地形图 1.应对气候变化是全球共同的责任 三、碳减排中的国际合作 应对碳排放为什么要进行国际合作？ 碳排放导致的环境问题具有全球性和共同性，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。 18 [知识窗] 国际社会通过哪些协议，来共同探讨碳减排中的国际合作与行动？ 《联合国气候变化框架公约》 《京都议定书》 《巴黎协定》 碳排放导致的环境问题具有全球性和共同性，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。到目前为止，国际社会已经通过了《联合国气候变化框架公约》，并相继签署了一系列协议，共同探讨碳减排中的国际合作与行动。 应对全球气候变化国际公约 《联合国气候变化框架公约》：1992年6月4日，联合国环境与发展大会在巴 西里约热内卢举行，会议通过了《联合国气候变化框架公约》。它是世界第一个 为全面控制温室气体排放制定的国际公约，在碳减排义务方面提出了 “共同但有 区别的”责任原则。 《京都议定书》：1997年12月11日，《联合国气候变化框架公约》第3次缔约 方大会在日本京都召开，会议通过了《公约》第一个附加协议《京都议定书》。它是国际上第一个具有法律约束力的减排文件。《京都议定书》确定了工业化国家在 2008—2012年的减排指标，同时确立了 “排放贸易”等实现减排的灵活机制。 《巴黎协定》：2015年12月，联合国气候变化大会在法国巴黎召开，近200 个缔约方达成了《巴黎协定》。它是继《京都议定书》后第二份有法律约束力的 气候协议，为2020年后全球应对气候变化行动作出安排。中国在气候谈判中扮演 了领导者的角色，为巴黎大会的成功召开作出了历史性贡献。 对于碳减排中的国际责任，发达国家与发展中国家之间存在大分歧。发展中国家认为，发达国家对气候变化负有历史和现实责任，且减排能力较强，因此发达国家应该率先减排，并向发展中国家提供资金和技术援助；而发达国家则认为，承担大部分的减排成本有损其经济利益，且发展中国家的碳排放量也比较多，因此也应该承担减排义务。 【活动探究】碳减排的责任划分 【参考】发达国家的说法是错误的。 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西方国家的工业化带来的，广大发展中国家在很大程度上是受害者。到目前为止，发达国家仍是世界上人均碳排放量最多的。此外，发达国家还通过产业转移的方式进行碳转移，这将进一步加重发展中国家的环境污染和碳减排负担。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。 等高线地形图、数字地形图 2.共同但有区别的责任 国家类别 碳排放现状 减排责任 发达国家 ①工业化产生大量二氧化碳； ②人均碳排放量仍是世界上最多的； ③通过产业转移的方式进行碳转移。 有义务在碳减排国际合作中承担更多的责任 发展中国家 ①综合国力较弱； ②经济社会发展期碳排放总量增长较快。 应妥善处理经济发展与碳排放的关系 21 等高线地形图、数字地形图 3.国际合作中的碳交易 （1）碳交易 为了平衡各国利益，鼓励减少二氧化碳排放，《京都议定书》把二氧化碳排放权确定为一种商品，并在国家或地区间建立起二氧化碳排放权的“交易机制”，简称碳交易。 （2）碳交易原则 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。 （3）碳交易的要求 发达国家为了在规定时间内完成减排指标，可以通过技术援助等措施帮助发展中国家实现减排，也可通过购买发展中国家的碳减排额抵消自身的减排指标。 22 等高线地形图、数字地形图 活动2 图2-1-8  1998—2015年全球碳排放交易及市场走势 《京都议定书》于2005年2月正式生效后，国际碳交易的配额市场和项目市场逐步形成并迅猛发展，碳排放权的价格逐年上升。通过碳交易，发达国家减少了温室气体的排放，也取得了明显的经济效益。英国通过促进低碳发展的气候政策，提高了能源利用率；德国通过碳交易管理，实现经济与环境双赢；日本将碳交易视为“21世纪第一个巨大商机”，并获得了可观的经济收入。 23 等高线地形图、数字地形图 图2-1-8  1998—2015年全球碳排放交易及市场走势 结合材料探究： 1.为什么《京都议定书》只对已签署协议的发达国家提出定量强制要求？ 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； 发达国家目前人均碳排放量仍是世界上最多的； 发达国家通过产业转移进行碳转移； 发展中国家经济发展水平低，技术落后，碳排放总量增长趋势在短期内难以逆转。 24 等高线地形图、数字地形图 图2-1-8  1998—2015年全球碳排放交易及市场走势 2.为什么日本将碳排放权交易视为“21世纪第一个巨大商机”? 3.碳交易的目的是什么? 碳排放权可以作为商品进行交易； 日本技术水平高，可以将碳排放权进行转让，获取巨大的经济收入。 促使各国不断提高科学技术水平，不断调整产业结构和能源结构，达到碳减排的目的。（减碳措施） 25 等高线地形图、数字地形图 活动3 P63 广西隆林“卖碳记” 碳汇是指通过植树造林、森林管理、植被恢复等措施，利用植物光合作 用吸收大气中的二氧化碳，并将其固定在植被和土壤中，以减少大气中温室气体浓度的过程、活动或机制。 2008年，广西隆林县林业开发有限公司利用世界银行贷款，在荒芜多年的山岭上，种植了2.5万亩马尾松、酸枣、杉木和桦木等林木。2011年，该公司获得全球生物碳基金18.9万元的碳汇款，到2014年该公司累计获碳 汇款92万元。碳汇林不仅有可观的碳汇收入，几十年后成材林的经济效益会更可观。 广西隆林县林业开发有限公司是如何“卖碳”的？ 广西隆林县林业开发有限公司的“卖碳”，实际上是该公司与发达国家或国际组织之间进行的碳交易。 该公司在荒山上植树造林，通过树木吸收二氧化碳，减少大气中的二氧化碳含量，增加碳汇，发达国家或国际组织向该公司支付相应的碳汇款以抵消其相应的碳排放量。 2. 该公司在荒芜的山岭上植树造林可以获得哪些效益？ 经济效益：获取碳汇款，成年林木采伐后可以获取一定的经济收入。 生态效益：涵养水源、防止水土流失、调节气候等。 社会效益：提供就业，增加收入。 26 等高线地形图、数字地形图 4.碳减排中的中国贡献 ①中国的承诺 2015年，我国政府向联合国气候变化框架公约秘书处提交了应对气候变化国家自主贡献文件《强化应对气候变化行动——中国国家自主贡献》。 27 中国的减排目标 等高线地形图、数字地形图 ②中国的合作 我国积极参与全球环境治理，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。 29 等高线地形图、数字地形图 ③中国的行动 利用科技和政策，转变经济结构，淘汰落后产能； 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 启动全国统一的碳排放权交易体系 开征环境保护税 30 （4）中国的成就 我国碳排放强度呈现逐年下降的趋势。 衡量全球主要经济体二氧化碳排放强度的《低碳经济指数》年度报告显示，中国2015年碳排放强度下降率为6.8%，位居榜首； 2016年碳排放强度下降率为6.6%，位居第二。为实现2030年的自主贡献目标打下了良好的基础。 碳排放量是指燃烧一次能源中的化石能源(原煤、原油、天然气)所排放的二氧化碳量。碳排放强度是指单位国内生产总值产出的碳排放量。 思考：为减少碳排放，我国应该采取哪些措施？ 【参考】 发展并推广先进的节能技术，提高能源利用效率； 优化能源结构，减少化石燃料的使用，开发使用新能源； 积极发展高效、洁净、低碳排放的煤炭利用技术，走“低碳经济”的发展道路等。 【活动探究5】碳减排的措施 等高线地形图、数字地形图 活动4 P65 减少碳排放，既需要加强国际间的合作，又需要国内不同社会群体之间的共同努力。尝试组织一次角色扮演活动，分别从不同角度阐述减少碳排放应采取的具体措施。 政策指引：陆续出台替代能源及低碳经济相关扶持政策。 技术支持：加强对节能、高能效、洁净煤、可再生能源、先进核能、碳捕集利用与封存等低碳和零碳技术的研发和产业化投入，加快建设以低碳为特征的工业、建筑和交通体系。 国际合作：碳减排不是哪一个国家的事，必须采取全球性的行动。相继举办了京都会议、哥本哈根会议等重要会议，探讨减少碳排放的共同行动。 理念更新：增强全社会应对气候变化的意识，加快形成低碳绿色的生活方式和消费模式。 33 等高线地形图、数字地形图 课堂总结 34 $$