第3章 第4节 全球气候变化与国家安全-【正禾一本通】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（人教版2019）

第四节　全球气候变化与国家安全 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 理解碳排放对环境的重要影响，增强国际减排合作意识，建立人地和谐的发展观 综合思维 结合示意图，分析碳排放对环境的影响以及对国家安全的影响 区域认知 结合资料，说明全球气候变化与人为碳排放的关系 地理实践力 运用图文资料，理解人类应对全球气候变化的主要措施 一、全球气候变化与人为碳排放 1．阅读课本P81，全球气候变化有什么特点？ 2．阅读课本P82，什么是温室效应原理？ 3．阅读课本，碳是如何循环的？人类活动对碳循环有什么影响？ 1．全球气候变化 (1)趋势：变暖。 (2)影响因素：与大气中二氧化碳等温室气体浓度变化密切相关。 2．温室效应 (1)原理：大气中的水汽、二氧化碳、甲烷等温室气体可以强烈地吸收地面长波辐射，使地球接收的太阳能不会马上散失掉，形成温室效应。 (2)影响：对地球起到保温作用。 3．碳循环 (1)含义：是指碳元素在大气圈、水圈、生物圈以及岩石圈之间迁移、转化所构成的循环。 (2)意义：维持了大气中二氧化碳等温室气体含量的相对稳定。 (3)人类活动对全球碳循环的改变 探究　碳循环和温室效应原理 【基础探究】　下图示意碳循环。 (1)在自然地理环境中，碳主要有哪些存在形式？ 提示：在岩石圏中，碳主要以碳酸盐的形式存在；大气圈中，碳主要以二氧化碳、一氧化碳的形式存在；水圈中，碳以多种形式存在；在生物圈中，碳主要以有机质的形式存在 (2)在碳循环过程中，人类的影响主要体现在哪些环节？ 提示：人类的影响主要体现在消耗大量的化石燃料，使更多固态的碳转化为大气中气态的二氧化碳或一氧化碳；通过植树造林或毁林开荒等影响植被光合作用中固定气态碳的过程。 (3)根据煤炭、石油、天然气等化石燃料的形成过程，分析人类使用化石燃料对全球碳循环的影响。 提示：煤炭、石油、天然气等化石燃料是数百万年前古生物遗体经长时间高温高压作用而形成，通过漫长的过程将碳以固态的形式稳定存储在岩石圈中，而人类利用化石燃料改变了碳的天然循环，把岩石圈中的还原碳过早地释放到大气中，人为地加快了岩石圈和其他圈层的碳交换，打破了原有的碳循环平衡过程。 【结论生成】 1．碳循环 (1)示意图式 (2)结构图式 (3)文本式：大气中的二氧化碳通过植物光合作用被消耗，又随动植物的呼吸作用、有机物的燃烧以及腐烂分解等过程，源源不断地重新释放出来，结果使大气中的二氧化碳的数量与重新释放出的数量大致相等。 2．温室效应原理 (1)示意图式 (2)结构图式 (3)文本式：大气具有允许太阳短波辐射透过大气低层，并阻止地面和低层大气长波辐射逸出大气层的作用。地面接受太阳短波辐射后增温，同时地面还向外释放长波辐射，大气中的二氧化碳等物质吸收地面长波辐射后温度升高，并把热量返还给地面。这种对地面起到保温作用的现象被称为温室效应。 碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过各种形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。粮食从种植—运输—加工—餐桌，每个环节都会带来CO2排放(下图)。据此完成1、2题。 1．在大规模的机械化农作物种植环节中CO2的排放主要来自(　　) A．绿色植物的光合作用 B．绿色植物的呼吸作用 C．矿物能源的大量使用 D．绿色植物的腐烂发酵 2．在禽畜养殖环节中CO2排放量大的主要直接原因是(　　) A．禽畜生长消耗的粮食饲料多 B．禽畜生理活动排放的CO2多 C．禽畜养殖对植被的破坏严重 D．禽畜养殖消耗的矿物能源多 1．C　2.B　解析：第1题，绿色植物的光合作用主要是吸收二氧化碳，释放氧气，A错误；绿色植物的呼吸作用和腐烂发酵虽然会释放出一定量的二氧化碳，但其释放量相对较小，B、D错误；使用大规模的机械化，会燃烧较多矿物能源从而排放出大量二氧化碳，相比绿色植物的呼吸作用和腐烂发酵，其排放的二氧化碳量更多，C正确。第2题，禽畜生产消耗粮食饲料，这个过程没有大量的二氧化碳排放，产生的二氧化碳量较小，A错误；禽畜养殖一般数量较多，密度较大，大量禽畜的呼吸和粪便腐烂发酵相比其他环节，会释放较多的二氧化碳，B正确；禽畜养殖一般消耗饲料，对自然植被破坏较小，C错误；除了冬季保温外，平时禽畜养殖一般不需消耗较多的矿物能源，D错误。 (2024·江苏泰州一模)下图为陕西省碳排放增长趋势类型及降水量图。读图，完成3～5题。 3．有关陕西省碳排放的说法，正确的是(　　) A．碳排放量整体呈现“陕北>陕南>关中”特点 B．榆林市经济发展水平高，碳排放量急剧增加 C.西安为化石能源主产地，碳排放量快速增长 D．渭南受西安辐射作用强，碳排放量增长较快 4．陕西省碳排放量持续增加的主要推动力是(　　) A．单位GDP能耗、水资源 B．城镇化率、人口规模 C．产业结构、交通线密度 D．能源结构、林地面积 5．结合区域环境特征，最适合以增加碳汇为主要减排政策的城市为(　　) A．安康 B．榆林 C．西安 D．咸阳 3．D　4.B　5.A　解析：第3题，读图可知，碳排放量增长趋势整体呈现“陕北>关中>陕南”特点，A错误；榆林市经济发展水平不如西安，B错误；榆林市为化石能源主产地，碳排放量急剧增加，C错误；渭南受西安辐射作用强，碳排放量增长较快，D正确。第4题，碳排放的增长主要与区域城镇化水平提高，人口规模扩大及区域工业结构及规模有关，B正确；与交通、林地面积、水资源相关性不强，A、C、D错误。第5题，碳汇是指通过植树造林、植被恢复等措施，吸收大气中的二氧化碳，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。读图可知，安康市降水量较大，多山地，适宜植树造林，以增加碳汇为主要减排政策，A正确；榆林市由于其大部分能源生产和消费方式存在较大的碳排放，适宜采用清洁能源减少碳排放，B错误；西安市作为陕西省的省会，经济发展较为迅速，人口密集，交通拥堵等问题可能加剧碳排放，可以通过优化城市布局、加强交通减排，C错误；咸阳市作为陕西省的重要工业城市，可以强化工业减排，D错误。 二、全球气候变化对国家安全的影响 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．(★★★)阅读课本P83，全球变暖对自然环境和人类社会有什么影响？ 2．(★★★)阅读课本P84，全球变暖对国家安全有什么影响？ 1．全球变暖对自然环境和人类社会的影响 可通过多种自然过程对人类造成不利影响，危害自然环境的各种服务功能，甚至威胁人类生命财产安全、生产活动和社会经济正常运转。 2．全球变暖对国家安全的影响 影响方式 主要表现 生存空间的丧失 因全球变暖导致海平面上升，大洋中的一些小岛国面临被海水淹没的风险 加剧资源危机或自然灾害 当某种资源的供给不能满足维持社会正常运转最低需求时，就会在国家内部出现资源危机 当应对全球气候变化威胁所付出的代价超过其承受能力时，可能引发经济或政治危机 激化国家间的资源争端 当一个国家应对全球气候变化导致的资源危机时，可能引起国家间的资源争夺，进而引发政治、经济、外交等诸多领域的矛盾，甚至导致武装冲突 受其他国家波及而间接影响 气候变化对某些国家造成的生存环境恶化和资源短缺等不利影响，通过环境难民、国际资源市场价格波动等途径传递到其他国家，间接威胁这些国家的国家安全 探究　全球气候变化对国家安全的影响 【基础探究】　图瓦卢是南太平洋上的一个岛国，陆地最高海拔不超过5米。全球变暖导致的海平面上升严重威胁图瓦卢的国家安全。1993—2009年，因海平面上升，图瓦卢陆地国土面积缩小了2%。预计到2050年左右，图瓦卢60%以上的陆地国土将被海水淹没。 21世纪以来，图瓦卢政府多次公开表示，他们对抗海平面上升的努力已经失败，计划举国搬迁，呼吁世界各国接纳图瓦卢的“环境难民”。但多年来的各方奔走和努力并没有收到积极的效果，目前仅有新西兰政府愿意接收图瓦卢的撤离者，并严格限定了每年的接收人数。下图示意图瓦卢的位置与富纳富提环礁的海岸线。 (1)说明全球气候变暖对图瓦卢国家安全的影响。 提示：①全球气候变暖使海平面上升，图瓦卢沿海低地和岛屿被淹没，威胁国家领土完整、主权安全； ②风暴潮加剧，海水入侵，土地盐渍化加剧，威胁国家粮食安全； ③洪涝灾害加剧，威胁国家人民生命财产安全(社会安全)； ④港口、航道功能受影响，威胁国家经济安全。 (2)新西兰严格限定每年接纳图瓦卢撤离者，请说明原因。 提示：①新西兰重视高质量安置服务，而非单纯提高接收配额； ②接收难民人数过多，容易引起社会问题； ③需考虑新西兰本国人口合理容量及接纳能力。 【结论生成】 1．全球气候变化对自然环境的影响 (1)对海平面的影响 全球变暖会使冰川融化和海水受热膨胀，导致海平面上升。 (2)对水循环过程的影响 (3)对生态系统的影响 2．全球气候变化对人类活动的影响 (1)对农业的影响 (2)对工业的影响 (3)对人类健康的影响 下图为全球温室效应影响图。读图，完成1、2题。 1．结合图中信息可以判断，受温室效应影响，粮食产量有所增大的国家是(　　) A．巴西 B．埃及 C．南非 D．俄罗斯 2．下列有关温室效应的说法，正确的是(　　) A．其原理是二氧化碳增多，可以吸收更多的太阳辐射 B．全球各地均升温，但升温幅度不同 C．温室效应主要与矿物燃料燃烧和植被破坏有关 D．海平面上升对我国的影响比对小岛国家的影响大 1．D　2.C　解析：第1题，直接根据图示“作物栽培带向北移动地域”判断，俄罗斯的作物栽培带扩大最为明显。第2题，温室效应的基本原理是空气中的二氧化碳含量增多，导致了对地面辐射的吸收作用加强，进而增强了大气逆辐射，大气对地面的保温作用增强，A错误；受温室效应影响，全球大部分地区气温均有升高，但不能表明是全球所有地区，B错误；温室效应产生的主要原因是人类大量燃烧矿物燃料，排放大量二氧化碳和大面积的毁林，C正确；受海平面上升的影响，一些小岛国家遭受“灭顶之灾”，D错误。 碳排放量的多少和强度往往与区域经济的不同发展阶段密切相关。根据碳排放总量随时间尺度演变，研究人员绘制了三个倒“U”形曲线，即碳排放强度的倒“U”形曲线高峰、人均碳排放量倒“U”形曲线高峰及碳排放总量的倒“U”形曲线高峰。从工业革命开始，将其划分为四个阶段，S1阶段为碳排放强度高峰前阶段，S2阶段为碳排放强度高峰到人均碳排放量高峰阶段，S3、S4阶段为人均碳排放量高峰之后阶段(下图)。据此完成3、4题。 3．从工业革命开始的四个阶段中，碳排放强度大、碳排放总量和人均排放量低。该特点所对应的阶段是(　　) A．S1 B．S2 C．S3 D．S4 4．全球气候变暖，温室效应增强，全球出现极端天气，气候不稳定性增加，主要原因是(　　) A．煤炭利用使污染物排放量增加，环境污染加剧 B．煤炭矿产资源开采造成区域生态破坏严重 C．煤炭利用使非可再生资源枯竭，生态问题严重 D．人均碳排放量和碳排放总量增加至最大值 3．A　4.D　解析：第3题，读图可知，S1阶段碳排放强度高、人均碳排放低和碳排放总量低，由于工业革命初期科学技术水平低，碳排放强度高，但是，由于工业革命在全球范围内规模小，所以，碳排放总量和人均排放量低，S1之后碳排放强度明显降低。第4题，伴随社会经济发展水平不断提高，对资源开发利用强度加大，出现环境污染、资源短缺和生态问题，随着人均碳排放量和碳排放总量增加至最大值，会加剧温室效应，使得极端天气增加，D正确；并不只是煤炭利用及煤炭的环境污染的问题，与碳排放总量有关，A、B、C错误。 三、应对全球气候变化 1．(★★★)阅读课本P86，碳减排有哪些主要措施？ 2．(★★★)阅读课本，低碳经济发展有哪些主要措施？ 1．碳减排的主要措施 主要措施 具体表述 政策指引 我国陆续出台替代能源及低碳经济相关扶持政策，如建立碳市场 技术支持 加强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、建筑业和交通体系 国际合作 碳减排不是某一个国家的事，必须采取全球性的行动 理念更新 增强全社会应对全球气候变化的意识；尽快形成绿色低碳的生活方式和消费模式 2.低碳经济发展模式 主要由低碳产业体系、低碳人居环境体系、低碳消费体系、低碳管理体系四大体系组成，四者相互联系，彼此制约。低碳经济建设的着力点体现在以下四个方面： 着力点 具体措施 优化能源消费结构 控制煤炭消费的过快增长，推进节能降耗；大力开发新能源，促使能源结构多元化 优化产业经济结构 促进传统产业的低碳化转型，逐步淘汰高投入、高耗能、高污染、低效益的夕阳产业部门；大力发展低能耗、低污染、高效益的战略性新兴产业 着力推动低碳技术创新 大力推动低碳技术创新，构建多元化低碳技术体系；提高企业低碳技术创新能力 优化低碳经济建设机制 构建地区碳交易机制；优化低碳技术创新机制；建立产业政策导向机制；建立低碳环境监管机制；完善财政税收调控机制等 探究　人类应对全球气候变化的主要措施 【基础探究】　下图显示1870年以来人类累积碳排放与全球升温幅度的关系，可作为制订未来减缓气候变化行为的依据。 图中阴影区域为根据不同模式计算的1870年以来全球二氧化碳累计排放总量对应的升温幅度范围；黑色实心椭圆代表2000—2009年观测到的二氧化碳累计排放总量与全球升温幅度及不确定性；黑色空心椭圆代表某一模式下升温幅度与对应的二氧化碳累计排放总量及不确定性。 (1)说明全球升温幅度随二氧化碳累计排放量变化的总体趋势。 提示：全球升温幅度与二氧化碳累计排放量呈正相关；低排放模式升温幅度小，高排放模式升温幅度大。 (2)如果未来温度比1870年升高2℃，与之对应的大气中二氧化碳累计排放量是多少？ 提示：低排放策略：50 000亿吨，高排放策略：25 000亿吨。 (3)有哪些措施可以减少大气中二氧化碳累计的数量？ 提示：降低单位产值的能耗，使用新能源，改善产业结构，植树造林，封存二氧化碳于地下或海洋中，海洋生物固碳、海底沉积物封碳等。 【结论生成】 节能减排是国际社会的共识，我国承诺在2030年前“碳达峰”，2060年实现“碳中和”。“碳达峰”是指在某一个时点，二氧化碳的排放不再增长达到峰值，之后逐步回落。“碳中和”是指在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。碳汇是从大气中清除二氧化碳的过程、活动或机制。图1为碳循环主要途径模式示意图，图2为碳排放权交易过程示意图。据此完成1、2题。 1．在碳循环过程中有效实现碳汇的有(　　) ①煤、石油、天然气燃烧　②陆地植物的光合作用　③陆地动植物的呼吸　④海洋生物的呼吸　⑤海洋植物的光合作用　⑥降水中和 A．①②③ B．③⑤⑥ C．②⑤⑥ D．③④⑤ 2．碳排放权交易的实施，将会(　　) ①促进产业结构的优化升级　②增加化石燃料的消费比重　③增加全球二氧化碳的排放　④推动生产技术和工艺革新 A．②③ B．③④ C．①② D．①④ 1．C　2.D　解析：第1题，读图可知，碳汇是通过绿色植物(陆地植物、海洋植物)的光合作用，将其转化为有机物，②⑤正确；二氧化碳通过大气降水溶于水，与水反应生成碳酸，最后在各种水体生成多种碳酸盐，⑥正确；大气中二氧化碳的主要来源是煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧，陆地上动植物呼吸排放二氧化碳，海洋生物呼吸作用产生二氧化碳，①③④属于碳源，不属于碳汇。第2题，碳排放权交易的实施，将会推动节能减排，促进产业结构的优化升级，①正确；会减少化石燃料的消费比重，②错误；会减少全球二氧化碳的排放，③错误；会推动生产技术和工艺革新，从而实现节能减排，④正确。 “碳捕捉”和“碳封存”是指在燃烧化石能源的设施中，分离出二氧化碳，并将其输送、压缩、密闭封存到地下的技术。辽河油田采用地质封存和化学封存两种途径，在辽河深部盐水层注入二氧化碳，使其存储在岩石孔隙间、溶解在水中；部分二氧化碳与地下岩石矿物缓慢发生反应，形成碳酸盐固化在地层中。下图示意二氧化碳封存途径。据此完成3～5题。 3．封存二氧化碳，可以(　　) A．提高大气质量 B．消除温室效应 C．获得碳汇收入 D．加快地质循环 4．辽河油田地质封存二氧化碳对油企的有利影响是(　　) A．降低生产成本 B．缓解地面沉降 C．减轻环境污染 D．提高原油采收率 5．碳封存技术若能在全球大规模应用，则可极大地缓解全球(　　) A.气候变暖 B．大气污染 C．水体污染 D．物种减少 3．C　4.D　5.A　解析：第3题，二氧化碳和大气污染关系不大，A错误；二氧化碳仅仅是封存，没有消灭，温室效应仅靠封存不能消除，B错误；将二氧化碳储存在地下，形成碳汇，获得碳汇收入，C正确；岩石圈物质循环主要指三大类岩石与岩浆之间的相互转化，二氧化碳对其影响较小，D错误。第4题，油企需要对二氧化碳进行封存，成本增加，A错误；地面沉降主要与人为过度抽取地下水而导致含水层系统受压缩有关，二氧化碳注入难以修复地下含水层结构，无法缓解地面沉降，B错误；二氧化碳和环境污染关系不大，C错误；二氧化碳注入地下，可以通过降低粘度，膨胀地层原油，提高原油采收率，D正确。第5题，对二氧化碳进行封存，不排入大气中，大气中二氧化碳减少，缓解温室效应，缓解全球气候变暖，A正确；二氧化碳和大气污染关系不大，B错误；二氧化碳的多少与水体污染关系不大，C错误；二氧化碳的多少与物种的多少关系不大，D错误。 课内·课外思维训练 【课堂训练】 考向1　全球气候变化与人为碳排放 “蓝碳”是利用海洋活动及海洋生物吸收大气中的二氧化碳，并将其固定、储存在海洋中的过程、活动和机制。海草床、红树林、盐沼被认为是3个重要的海岸带“蓝碳”生态系统，研究表明，大型海藻、贝类乃至微型生物也能高效固定并储存碳。世界上现有的海洋生物能够固定碳总量的55%。下图为海洋碳循环示意图，下表为我国滨海“蓝碳”生态系统面积统计表。据此完成1～3题。 滨海蓝碳生态系统 面积/km2 海草床 231 红树林 300 滨海盐沼 1 207～3 434 1.关于“蓝碳”说法正确的是(　　) A．进入慢速循环的碳起到长期储碳的作用 B．“蓝碳”生态系统有缩小臭氧层空洞的功能 C．红树林在海洋固碳中所起到的作用微弱 D．“蓝碳”生态系统其仅分布于热带海区附近 2．影响滨海生态系统固碳总量的因素有(　　) ①土地利用方式　②海洋经济发展　③全球气候变化　④人类碳排放量 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④ 3．挖掘我国滨海地区“蓝碳”潜力的主要目的是(　　) A．优化能源生产结构 B．保护海岸带生态环境 C．保障国家能源安全 D．助力国家“碳中和”战略 1．A　2.A　3.D　解析：第1题，读图可知，慢周期长达千年，进入慢速循环的碳可以起到长期储碳的作用，A正确；臭氧层空洞主要是人类排放氟氯烃化合物导致，“蓝碳”生态系统不能缩小臭氧层空洞，B错误；红树林是重要的海岸带“蓝碳”生态系统，在海洋固碳中所起到的作用巨大，C错误；海草床、红树林、盐沼被认为是3个重要的海岸带“蓝碳”生态系统，说明“蓝碳”生态系统其不仅分布于热带海区附近，D错误。第2题，土地利用方式的改变，如红树林减少，会对海洋固碳产生影响，①正确；海洋经济发展，如污水的排放，可能加剧水污染，影响海洋生态系统，对海洋固碳产生影响，②正确；全球气候变化会影响海洋生物生长和盐沼面积，对海洋固碳产生影响，③正确；人类碳排放量与滨海生态系统固碳总量关系不大，④错误。第3题，我国人口众多，碳排放总量大，滨海地区“蓝碳”固碳能力强，挖掘我国滨海地区“蓝碳”潜力可以助力国家“碳中和”战略，D正确；而优化能源生产结构、保护海岸带生态环境、保障国家能源安全均不是挖掘我国滨海地区“蓝碳”潜力的主要目的，A、B、C错误。 考向2　应对全球气候变化 (2024·山东泰安期中)碳强度指单位GDP的碳排放量，下图为2010—2019年北京与全国碳强度变化趋势。读图，完成4～6题。 4．关于2010—2019年北京和全国碳强度的变化叙述正确的是(　　) A．全国碳排放量呈下降趋势 B．经济增长导致碳强度降低 C．北京碳强度降低速度快于全国 D．植被覆盖率上升导致碳强度下降 5．关于北京市降低碳强度的措施，正确的是(　　) A．加强碳汇 B．产业结构升级 C．高校外迁 D．促进经济增长 6．北京完成低碳转型之后，降低碳强度的重点主要放在(　　) A．农业、交通 B．交通、建筑 C．交通、绿化 D．绿化、建筑 4．C　5.B　6.B　解析：第4题，读图可知，碳排放量北京与全国的比值呈下降趋势，说明北京碳强度降低速度快于全国，C正确；北京和全国碳强度均呈下降趋势，说明碳排放量相对于GDP的增长率正在降低，但并不能直接得出全国碳排放量呈下降趋势的结论，A错误；碳强度降低是由多种因素共同作用的结果，经济增长只是其中之一，且经济增长往往会带来碳排放量的增加，B错误；植被覆盖率上升能够增加碳汇，但不能直接影响碳强度，D错误。第5题，产业结构优化升级是降低碳强度的有效措施之一，因为通过发展高新技术产业、绿色产业等低碳产业，可以降低高能耗高排放的传统产业比重，从而降低碳排放强度，B正确；加强碳汇是降低碳排放的措施，但并非直接降低碳强度，A错误；高校外迁与降低碳强度无直接关联，C错误；促进经济增长往往伴随着碳排放量的增加，不利于降低碳强度，D错误。第6题，北京完成低碳转型之后，降低碳强度的重点应放在那些碳排放量较大且减排潜力较大的领域。交通和建筑是北京碳排放的主要来源，尤其是随着城市化进程的加速和人口的不断增长这两个领域的碳排放量呈现出快速增长的趋势，因此，降低碳强度的重点应放在交通和建筑领域，B正确；农业虽然也是碳排放的重要来源，但相对于交通和建筑来说，其碳排放强度相对较低，且减排潜力有限，A错误；绿化碳排放少，具有一定的固碳潜力，C、D错误。 考向3　全球气候变化对国家安全的影响 7．(2023·福建宁德三模)根据图文材料，完成下列要求。 树木伐倒后，树墩上有许多同心圆环，植物学上称为树轮(年轮)(图1)。树轮一年产生一环，最靠近树皮的圆环是最新形成的。科研团队可借助树轮推测树木当年生长的气候条件、确定冰川进退发生的时间；借助同一树种上树线和下树线树轮研究判定冰川进退状况。调查发现，冰川前进会对沿线树木造成伤害，冰川退缩迹地上过了一段时期后会有新的树种生长。 上世纪，我国某科研团队对祁连山地区圆柏分别开展了上树线和下树线树轮研究。上树线数据来自祁连山南坡林带，下树线数据来自祁连山北坡林带。他们利用调查的上树线和下树线数据，截取相同时段的年轮指数序列作成距平曲线(图2)。距平数据正负值可反映气候的冷暖干湿状况。 注：上树线指树木生长的上界，下树线指树木生长的下界。 (1)科研人员可借助树轮推测当年祁连山区的气候条件，请说明理由。 (2)分析科研人员利用祁连山区树轮可推测冰川前进或退缩时间的原因。 (3)分别指出祁连山地区上树线和下树线高度的最大制约性因素，并分析20世纪初祁连山区冰川快速退缩的原因。 解析：第(1)题，树轮的宽度与气候条件有密切关系。在温暖、湿润的年份，树木生长快，年轮较宽；在寒冷、干旱的年份，树木生长慢，年轮较窄。因此，分析树木年轮宽度的差异，可以取得有关过去气候的信息，推论出某些气候要素的变化状况。生长在高纬度或高寒山区森林上界处的树木，由于受到热量不足的限制，常能很好地反映出冷暖的变化；在干旱、半干旱地区，由森林向草原或荒漠过渡的林缘树木，由于受到雨量不足的限制，常能反映干湿的变化。第(2)题，冰川前进时，如果有石头砸中一棵树，树就会留下一个伤疤，而通过树轮就知道伤疤是何时形成的，可借助树轮中伤疤来推断冰川前进时间。随着气温上升，冰川融化，冰河床上沉积物逐渐暴露，就在这片陆地上新树种开始生长。科学家可以通过冰川退缩迹地上树木的更新，向前推断几十年甚至上百年冰川退缩的时间。第(3)题，读图2可知，上树线在暖干时期年轮距平值主要为正值，而在冷干和冷湿时期年轮距平值主要为负值，由此可推断制约上树线的主导因素是热量；下树线在暖干和冷干时期年轮距平值主要为负值，而在冷湿时期年轮距平值主要为正值，由此可推断制约下树线的主导因素是水分。20世纪初上树线年轮距平值主要为正值，下树线年轮距平值主要为负值，说明气候处于暖干时期；在温暖、干旱的年份，气温高，冰雪融化量大，降水少，冰雪补给量小，因此冰川处于快速退缩的阶段。 答案：(1)树轮的宽度与气候条件有密切关系。在温暖、湿润的年份，树木生长快，树轮较宽；在寒冷、干旱的年份，树木生长慢，树轮较窄。因此，分析树木树轮宽度的差异，可以取得有关过去气候的信息，推论出某些气候要素的变化状况。 (2)冰川前进时，当年的树木表皮易受到伤害，树轮中就会留下伤疤，可借助树轮中伤疤来推断冰川前进时间；冰川融化一段时间后，冰川河床上沉积物(或冰碛物)就会有新的树木生长，可通过冰川退缩迹地上树木的更新情况，来推断冰川退缩的时间。 (3)制约上树线的主导因素是热量；制约下树线的主导因素是水分。原因：上树线年轮距平值主要为正值，下树线年轮距平值主要为负值，说明气候处于暖干时期；气温偏高，降水偏少，冰川快速退缩。 【课外实践】 “海马”号深海遥控无人潜水器 2015年我国“海马”号深海遥控无人潜水器在南海琼东南海域发现了海底巨型活动性“冷泉”。冷泉区域喷涌的流体中甲烷(CH4)含量高达99.5%，并伴有大量的天然气水合物等。天然气水合物是由甲烷和水分子在低温、高压环境下形成的类冰状固态物质。海底的天然气或天然气水合物分解释放的甲烷沿着构造面或沉积物裂隙向上运移和排放形成冷泉渗漏区。甲烷是一种非常强的温室气体，且天然气水合物进入大气中的甲烷量及甲烷的氧化作用均与水体温度有关。下图是海底甲烷的释放和运移路径图。 (1)分析海底甲烷的释放加剧海水酸化的原因。 提示：海底释放的甲烷一部分在海水中发生氧化反应生成CO2，溶解于海水中的CO2含量增加；进入大气的甲烷加剧全球变暖，海水温度升高促进海水中甲烷的氧化反应，导致海水中CO2含量进一步增加；海水表层温度升高，会抑制海水的上下对流，不利于海水中CO2外溢，从而加剧海水酸化。 (2)极地冻土区也是天然气水合物的主要分布区。试分析海底甲烷的释放会加剧极地冻土区融化的原因。 提示：甲烷作为强温室气体释放到大气中加剧全球变暖，加速极地冻土层的融化；冻土融化，冻土区的天然气水合物分解释放更多甲烷进一步加剧全球变暖，极地冻土融化量加剧。 (3)简述海底甲烷的释放对海洋生物的影响。 提示：有利影响：甲烷为冷泉渗漏区的自养化能生物(初级生产者)生长提供物质和能量；初级生产者为深海其他生物提供食物来源，有利于冷泉生态系统的形成。 不利影响：海底甲烷的释放会导致海洋酸化以及海洋暖化，破坏海洋生态系统；海洋生态系统破坏会导致部分海洋生物的生存和发育受到不利影响。 学科网（北京）股份有限公司 $$