第三章 第一节 第1课时 碳循环、碳排放与温室效-【优化探究】2025-2026学年新教材高中地理选择性必修3同步导学案配套PPT课件（湘教版）

第一节　碳排放与国际减排合作 第1课时　碳循环、碳排放与温室效应 生态环境保护与国家安全 返回 课程标准 学习目标 知识结构 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。 1.运用图表,说明碳存在形式及碳循环过程。 2.运用资料,说明碳排放与温室效应的关系。 返回 内容索引 任务一　碳循环 任务二　碳排放与温室效应 课时作业 巩固提升 返回 任务一　碳循环 返回 返回 1.碳的存在形式:地球上的碳以不同的形式存在于生物群落和 中。 2.碳循环的概念:指碳元素在大气圈、 、水圈和 之间转移和交换的过程。 无机环境 岩石圈 生物圈 返回 3.碳循环过程 二氧化碳 水 地质 返回 [判断正误] (1)碳元素在大气圈中的唯一存在形式是二氧化碳。 ( ) (2)二氧化碳是碳参与全球物质循环的主要形式。 ( ) (3)只有人类活动才影响大气中二氧化碳的浓度。 ( ) × √ × 返回 1.碳循环的过程 碳循环是指碳元素在生物圈、岩石圈、水圈和大气圈之间转移和交换的过程。它是地球上最重要的生物地球化学循环之一,确保了碳在不同储库之间的流动和再利用。以下是碳循环的主要过程: (1)光合作用:植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳(CO2),并将其转化为有机物质,如葡萄糖,同时释放氧气(O2)。 (2)呼吸作用:动植物通过呼吸作用将有机物质分解,释放出能量,并产生二氧化碳和水。 返回 (3)分解作用:当植物和动物死亡后,分解者(如细菌和真菌)将其遗体中的有机物质分解,释放出二氧化碳和其他养分。 (4)海洋交换:大气中的二氧化碳可以溶解到海洋表层水中,海洋生物通过光合作用利用这些二氧化碳。同时,海洋也会释放部分二氧化碳回到大气中。 (5)沉积作用:部分有机物质在海洋中沉积下来,形成沉积岩,如石灰岩。这些沉积岩可以储存大量的碳。 (6)火山活动与岩石风化:火山喷发会将地壳中的碳酸盐岩石分解,释放出二氧化碳到大气中。另一方面,岩石风化过程也会消耗大气中的二氧化碳。 返回 (7)人类活动:燃烧化石燃料(如煤、石油和天然气)以及森林砍伐等人类活动,也会释放大量二氧化碳到大气中,加速全球变暖和气候变化。 2.人类对碳循环的影响 (1)燃烧化石燃料:燃烧煤、石油和天然气等化石燃料,是人类活动中最大的二氧化碳排放源。这些活动将大量储存在地壳中的碳释放到大气中,增加了大气中的二氧化碳浓度。 (2)森林砍伐:森林是重要的碳汇,通过光合作用吸收二氧化碳。大规模的森林砍伐和土地利用变化减少了这些碳汇,导致更多的二氧化碳留在大气中。此外,砍伐树木后,其分解或焚烧也会释放大量二氧化碳。 返回 (3)农业活动:农业生产,特别是稻田和牲畜养殖,会产生大量的甲烷(CH4)和氧化亚氮(NO),这些都是强效的温室气体,对碳循环和气候变化有显著影响。 (4)工业过程:一些工业过程,如水泥生产,也会释放大量的二氧化碳。水泥生产过程中,石灰石(CaCO3)被加热分解成氧化钙(CaO)和二氧化碳。 (5)城市化与土地利用变化:城市扩展和基础设施建设改变了土地覆盖类型,影响了土壤中的有机碳储量和植物对二氧化碳的吸收能力。 返回 　2019年12月2日至13日,《联合国气候变化框架公约》第25次缔约方会议在西班牙马德里举行,抑制全球变暖仍是会议的主题。下图为地表碳循环示意图。据此完成1~2题。 1.人类影响大气中CO2的主要环节是 (　　) A.① B.② C.③ D.④ B 返回 2.对地表碳循环作用表述正确的是 (　　) 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 D 返回 解析:第1题,对石油、煤炭等化石燃料的大量使用是人类影响大气中二氧化碳含量的主要因素,故选B。第2题,碳循环是指碳元素在自然界的循环状态,生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从空气中吸收二氧化碳,经光合作用转化为葡萄糖,并释放出氧气,故D项正确;大气中的臭氧可以吸收紫外线,从而减轻紫外线对人体的伤害,与地表碳循环无关,故A项错误;地表碳循环属于自然过程,正常的地表碳循环不会导致海平面上升,如果大气中的二氧化碳过多,全球气候变暖则会导致两极冰川融化,海水受热体积膨胀,导致海平面上升,故B项错误;大气中二氧化碳对太阳短波辐射的吸收较小,太阳的短波辐射主要被大气中的臭氧吸收,长波辐射传播到地面,地面温度升高。地面反射的长波辐射则被大气中的水汽和二氧化碳大量吸收,故C项错误。故选D。 返回 　　读碳循环示意图,完成3~4题。 3.关于碳循环的叙述,正确的是 (　　) A.大力开发风能等绿色能源,可直接影 响图中①环节 B.控制②③④环节的数量是发展低碳 经济的主要体现 C.图中虚线框内的生物圈是相对独立 的空间单位 D.②和⑤环节表示可再生资源的形成过程 A 返回 4.为维持⑤环节降低大气中CO2含量的作 用,人类最迫切需要 (　　) A.保护沼泽地,大力发展旅游业 B.开发水能,增大清洁能源比重 C.从全球利益和长远利益考虑,保护雨林 D.退耕还湖、退耕还草,保护生态 C 返回 解析:第3题,开发风能等绿色能源可以减少对矿物燃料的需求;图中虚线框内的生物圈是和外界相互联系的单位;图中②和⑤都不表示可再生资源的形成过程。第4题,⑤环节表示绿色植物对二氧化碳的吸收,森林是“地球之肺”,具有吸收二氧化碳、净化空气的作用,从全球利益和长远利益考虑,人类迫切需要保护热带雨林。 返回 任务二　　碳排放与温室效应 返回 返回 1.碳排放过程 化石 无机碳 二氧化 碳 碳 温室 返回 2.碳排放与温室气体概念 (1)碳排放:是对各种 气体排放的总称。 (2)温室气体:是大气保温气体的俗称,是指大气中能让太阳 透入,而阻止地面和低层大气 逸出的气体。 (3)作用:温室气体在大气中增多,会促使地球 。 温室 短波辐射 长波辐射 气候增暖 返回 历史 阶段 农业社会 工业社会 信息社会 对自然 资源依 赖程度 很高 较强 减弱 主要 资源 气候、水、土地、生物资源 矿产资源 后天性资源 对经济 发展的 影响 自然条件比较好(如地形平坦、气候适宜、水源充足、土壤肥沃)、自然资源相对丰富的地区,农业文明得以形成和发展 自然资源禀赋状况直接影响经济发展水平。自然资源状况理想,开发利用流程短、投入少、产出多,经济效益就好;反之则差 自然资源在地区发展中的作用相对下降,后天性资源的地位迅速上升 1.温室效应过程 (1)太阳暖大地:到达大气上界的太阳辐射穿过大气层时,被大气削弱的很少,大部分到达地面,使地面增温。 (2)大地暖大气:近地面大气中的二氧化碳和水汽吸收地面长波辐射增温。 (3)大气还大地:大气通过大气逆辐射把热量还给地面。 (4)温室效应增强:大气中二氧化碳等温室气体增加,吸收地面辐射增加,大气逆辐射增加,全球气候变暖。 返回 2.碳排放与全球气候变化 返回 联合国发布的一份报告指出,地球气候越来 越炎热了,以至于大约十年后的温度,可能会 超过当下的变暖水平。联合国称之为“人类 红色警报”。该报告发出警告称,当气候变化 超过人类所承受的极限时,海岸城市会因为海平面上升而面临严重威胁。按照报告提供的数据,在过去的150年里,世界已经变暖了近1.1摄氏度(约34华氏度)。现在除非未来几十年内大幅减少二氧化碳和其他温室气体排放,否则热浪、干旱和洪水等极端气候要比现在严重得多。不仅如此,全球变暖还导致南极气温达到了罕见的18.3 ℃,这导致冰川加速融化,南极出现了血雪现象。而南极冰层之下,还可能藏着人类闻所未闻的病毒。 返回 [问题探究] 1.(综合思维+地理实践力)根据所学知识分析,导致全球变暖的原因是什么? 提示:自然原因:太阳的异常活动等。 人为原因:燃烧矿物燃料,向大气中排放大量的二氧化碳等温室气体;人类过度砍伐森林,使森林吸收二氧化碳的能力降低。 2.(区域认知+综合思维+人地协调观)简要分析全球变暖对全球农业生产的有利影响和不利影响。 提示:有利影响:使积温增加,生长期延长,有可能提高农作物产量,如高纬度地区。 不利影响:使蒸发增强而加重干旱缺水程度,使农业减产,如低纬度地区。 返回 　　大气中二氧化碳浓度的增加,是导致全球平均气温变化的主要原因。读图,完成1~2题。 1.图2是大气受热过程示意图。全球气 温变化是人类活动引起的温室效应增 强,温室效应增强的主要大气过程是(　　) A.①② B.②③ C.①③ D.②④ D 返回 2.近年来,与图1信息有关的地理现象 有 (　　) ①沿海低地可能被海水淹没　②华北地 区春季旱情可能加重　③大气层频发强 磁暴　④北冰洋周围海冰融化 A.① B.①③ C.②④ D.①②④ D 返回 解析:第1题,读图可知,图2中①为大气吸收太阳辐射,②为大气吸收地面辐射,③为地面吸收太阳辐射,④为大气逆辐射,温室效应增强主要是大气吸收地面辐射增多和大气逆辐射增强导致的。故选D。第2题,图1反映出大气二氧化碳浓度增加,导致全球变暖,海平面上升,沿海低地可能被海水淹没,①对;由于气温升高,蒸发增强,华北地区春季旱情可能加重,②对;大气层强磁暴与太阳活动有关,与全球变暖无关,③错;全球变暖,北冰洋周围海冰融化,④对。故选D。 返回 　　读全球气温变化曲线图,完成3~4题。 3.1970—2000年,全球平均气温 (　　) A.总体变化趋势是下降 B.总体变化趋势是上升 C.一直上升 D.一直下降 B 返回 4.导致大气中二氧化碳浓度增加的最主要原因是 (　　) A.非洲人口迅速增加 B.火山、地震频繁发生 C.石油价格上涨,导致各国大量使用煤炭 D.森林的大量破坏和高耗能工业的飞速发展 D 返回 解析:第3题,从图中可以看出,1970—2000年,全球平均气温总体变化趋势是上升的。第4题,毁林使森林吸收的二氧化碳减少,高耗能工业燃烧化石燃料会释放二氧化碳,以上是导致二氧化碳浓度增加的最主要原因,故选D。 返回 课时作业 巩固提升 返回 返回 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 12 【基础落实】 1.下列气体不是温室气体的是 (　　) A.水汽 B.二氧化碳 C.氧化亚氮 D.二氧化硫 D 13 返回 12 解析:温室气体主要有水汽、二氧化碳、氧化亚氮、氟利昂、甲烷、氢氟碳化物、全氟碳化物等30多种气体,不包括二氧化硫。 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 2.大气中CO2含量与日俱增的最主要原因是 (　　) A.大量燃烧煤、石油等排放CO2 B.海平面上升 C.臭氧大量减少 D.森林越来越多 A 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 解析:大气中CO2含量与日俱增的最主要原因是大量燃烧煤、石油等排放CO2和破坏植被所致;海平面上升是全球气候变暖的结果。故选A。 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 自然环境中的物质处于不断地循环运动中,下图中的数码代表碳循环的过程。读图,完成3~4题。 3.图中 (　　) A.①开采的矿产来自岩石圈,对水圈无影响 B.②排放的气体是破坏臭氧层的主要物质 C.③可降低温室气体浓度,减弱温室效应 D.④需要在变质或者重熔再生作用下进行 C 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 4.若大气中二氧化碳浓度增加,则 (　　) A.太阳活动对地球的影响减弱 B.大气对地面辐射的吸收增强 C.石灰岩地貌的侵蚀作用变缓 D.亚寒带针叶林向较低纬度地区扩展 B 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 解析:第3题,图中③是绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳,会减弱温室效应;①开采矿产会影响地表和地下水循环;②排放的二氧化碳对臭氧层基本无影响;④指沉积岩层中的动植物遗 体在地下经历一系列复杂的生物化学和物 理化学变化而逐渐形成煤炭、石油等化石 燃料。第4题,若大气中二氧化碳浓度增加, 则大气对地面辐射的吸收增强。 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 　　氧化亚氮(N2O)在百年尺度内的增温效应是等量二氧化碳的近300倍。农田是氧化亚氮的第一大排放源。据此完成5~6题。 5.氧化亚氮具有增温效应,主要是因为 (　　) A.大气辐射总量增加 B.大气吸收作用增强 C.地面辐射总量增加 D.地面反射作用增强 B 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 6.农田排放的氧化亚氮,主要来源于 (　　) A.作物生长时的排放 B.大气中氮气的转化 C.秸秆燃烧时的产生 D.生产中氮肥的施用 D 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 解析:第5题,氧化亚氮和二氧化碳都具有增温效应,两者增温原理相同。大气中氧化亚氮增多,导致大气吸收地面辐射的能力增强,从而使大气增温效应显著。所以选B。第6题,农田排放的氧化亚氮,主要来源于农业生产中氮肥的施用,所以选D。 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 【能力提升】 土壤空气中的CO2主要源于土壤微生物分解、根系呼吸等,其变化受到土壤的温度、湿度、孔隙度、有机质等因素的影响。下图示意亚马孙平原东部森林土壤空气中CO2浓度的变化。据此完成7~9题。 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 　 12 7.影响土壤表层空气中CO2浓度较深层低的主导因素是(　　) A.土壤有机质 B.土壤温度 C.土壤湿度 D.土壤透气性 D 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 8.干旱季土壤空气中CO2浓度低于湿润季,是因为干旱季(　　) ①土壤孔隙度增加　②有机质减少　③根系呼吸增强　④微生物分解减慢 A.①② B.①④ C.②③ D.③④ B 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 9.在相同深度下,与我国东北林区相比,图示地区土壤空气中的CO2浓度 (　　) A.更高 B.更低 C.相等 D.无法判断 A 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 解析:第7题,据材料可知,土壤空气中 二氧化碳主要来自微生物分解和根 系呼吸。土壤表层透气性好,和外界 空气交换好,二氧化碳含量低,下层透 气性差,产生的二氧化碳不易排出,浓度较高,D正确;表层土壤有机质多,微生物分解多,A错误;土壤温度垂直方向上不同季节规律不同(夏季表层温度高,冬季表层温度低),不会使表层浓度始终较低,B错误;读图,湿润季和干旱季土壤表层空气中二氧化碳含量均较下层低,故湿度不是主导因素,C错误。故选D。 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 第8题,干旱季土壤孔隙度增加,土壤空气 和外界空气交换多,二氧化碳浓度低,① 正确;干旱季有机质含量没有减少,②错 误;根系呼吸增强会使二氧化碳浓度增 加,③错误;干旱季微生物活性受抑制,分解作用减慢,产生二氧化碳较少,④正确。故选B。第9题,该地位于亚马孙平原地区,与我国东北林区相比,该地气温较高,微生物分解作用强,产生二氧化碳较多,因此土壤空气中二氧化碳浓度更高,A正确,B、C、D错误。故选A。 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 某区域平均每万元生产总值的碳排放量可显示区域产业CO2减排效率。下表示意我国某年四地区产业碳排放总量和CO2减排效率大小。读下表,完成10~11题。 地区 京津 地区 南部沿 海地区 东北 地区 西南 地区 CO2排放 总量/亿t 1.35 2.7 4.8 3.55 CO2减排效率/t CO2 (万元·%)-1 1.5 0.86 2.5 1.8 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 10.下列四地中节能减排任务最紧迫的地区是 (　　) A.京津地区 B.东北地区 C.西南地区 D.南部沿海地区 B 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 11.南部沿海地区减排压力较小,主要原因是 (　　) A.地处季风区,CO2扩散速度快 B.以轻工业为主,CO2排放较少 C.交通通畅,汽车尾气排放少 D.以清洁能源消费为主,化石燃料消耗少 B 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 解析:第10题,根据材料信息可知,减排效率就是单位GDP的排放量。表中数据显示,我国东北地区CO2排放总量和减排效率都最大,因此是节能减排任务最紧迫的地区。第11题,从表中数据可以看出,我国南部沿海地区CO2排放总量较小,这主要和该地工业结构有关,我国南部沿海地区以轻工业为主,CO2排放较少。 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 12.阅读图文材料,完成下列要求。 地球上的碳以不同的形式存在于生物群落和无机环境中。碳循环是指碳元素在大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间转移和交换的过程(图1)。在过去的几千年中,地球上的碳循环保持着动态平衡的状态。工业革命以后,受人类活动的影响,大气中的二氧化碳浓度不断增长、积累,全球气温不断升高。图2为1870年以来全球二氧化碳累积排放量与全球升温幅度的关系。 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 12 (1)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。 (2)根据图2说明全球升温幅度随二氧化碳累积排放量变化的总体趋势。 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 返回 12 答案:(1)化石燃料是古生物遗体经过漫长的地质过程形成的,其将碳稳定存储在岩石圈中。人类利用化石燃料,将岩石圈中的碳释放到大气中,加快了岩石圈和其他圈层的碳交换,打破了天然的碳循环平衡过程。 (2)全球升温幅度与二氧化碳累积排放量呈正相关。低排放模式升温幅度小,高排放模式升温幅度大。 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 返回 12 解析:第(1)题,结合图1可知,煤炭、石油、天然气等化石燃料是由地质时期埋在地下的动植物遗体经过漫长的地质过程形成的,化石燃料将碳稳定地固定在岩石圈中。随着人类对化石燃料的利用,岩石圈中的碳被释放到了大气中,加快了岩石圈和大气圈、水圈、生物圈之间的碳交换,打破了天然的碳循环平衡过程。第(2)题,读图可知,总体来看,全球升温幅度与二氧化碳累积排放量呈正相关。其中,低排放模式与高排放模式的升温幅度有差别,低排放模式升温幅度小,高排放模式升温幅度大。 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 返回 12 【素养培优】 13.阅读材料,完成下列要求。 监测研究表明,青藏高原近几十年来的气候变化 显著。专家指出青藏高原气候的变化,从短期来 看,确实有不少好处。但从长远的角度来看,这种 变化会对高原生态系统、工农业、交通、人民 生活带来不同程度的不利影响。三江源地区地 处青藏高原的腹地,该地区地势高峻,冰川广布, 湿地众多。右图为青藏高原1971—2000年的气 候变化分布图(站点抽样统计数据)。 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 (1)据图描述青藏高原气候变化趋势。 (2)有数据表明,近几十年以来青藏高原的 升温速度加快,试从下垫面变化的角度分析原因。 (3)根据气候变化趋势,推测未来三江源地区河 流流量的变化并说明原因。 (4)简述青藏高原的气候变化对铁路安全运营 可能产生的影响。 12 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 答案:(1)气温总体升高;大部分地区降水增加,但三江源地区和黄河上游地区降水有所减少。 (2)受全球气候变暖的影响,青藏高原大量冰川融化,冰雪覆盖率降低,下垫面对太阳辐射的反射作用显著减弱,吸收的太阳辐射增加,气温升高速度增快。 12 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 (3)变化:河流流量先增加,后减少。 原因:三江源地区分布的河流以冰川融水补给为主,全球气候变暖会导致短时期内冰川融化(或冻土解冻)加剧,河流流量增加。后期由于降水减少,加上冰川融化加速,冰川面积变小,冰川融水补给减少,河流流量减少。 (4)冻土融化,冻融频繁,严重影响路基稳定性;冻土融化和大量冰雪消融可能诱发滑坡、泥石流等地质灾害,影响铁路运营。 12 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 解析:第(1)题,结合青藏高原1971—2000年的气候变化分布图,从整体和局部两个角度进行描述。第(2)题,影响气温的下垫面因素主要有地形、洋流、植被、下垫面的形态(水面、冰面)等,考查大气的受热过程,利用该原理进行解释。第(3)题,考查气候变化对河流水文特征的影响。随着全球气候变暖,冰川不断融化,冻土解冻,三江源地区分布的河流主要靠冰川融水补给。从短期来看,随着冰川融化量和冻土解冻量迅速增加,导致河流流量增加,同时空气中的水分增多,可能会增加降水,同样增加河流流量;从长期来看,后期由于降水减少,冰川融化量减少,冻土解冻量也下降,导致河流流量减少。 12 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 因此,河流流量呈先增加后减少的趋势。第(4)题,考查气候变化对铁路安全的影响。随着全球气候变暖,青藏高原地区冻土层融化,且冻融作用频繁,严重影响路基的稳定性,进而影响铁路运输的安全;同时随着全球气候变暖,青藏高原冰雪融水量增加,加上该地区地形崎岖、山高谷深,容易诱发滑坡、泥石流等地质灾害。 12 13 2 3 4 5 6 7 1 8 9 10 11 返回 $$