2026届高三地理微专题一轮复习导学案：高考地理中的全球气候变暖对北极海洋碳汇的影响

2026届高三地理微专题一轮复习导学案：高考地理中的全球气候变暖对北极海洋碳汇的影响 一、引言：北极海洋——地球气候系统的“冷调节器”与“碳吸尘器” 在高中地理“自然环境的整体性”和“全球气候变化”模块中，海洋碳汇（Ocean Carbon Sink）是调节大气CO₂浓度、减缓全球变暖的关键机制。而北极海洋，作为全球最敏感、变化最剧烈的区域之一，其碳汇功能正因气候变暖发生深刻改变。 理解“气候变暖如何影响北极海洋碳汇”，不仅涉及大气—海洋—生物—冰冻圈的多圈层耦合，更体现了自然系统内部反馈与人类活动外部驱动的复杂互动，是高考考查“综合思维”与“人地协调观”的典型情境。 二、核心概念：什么是海洋碳汇？ 海洋碳汇是指海洋通过物理溶解（CO₂溶于海水）和生物泵（浮游植物光合作用固碳→沉降至深海）两种主要途径，从大气中吸收并长期储存二氧化碳的能力。 北极海洋的独特性： · 海水低温 → CO₂溶解度高（物理碳汇强）； · 春季海冰退缩后光照增强 → 浮游植物暴发（生物碳汇潜力大）； · 是全球单位面积碳汇效率最高的海域之一。 三、气候变暖如何影响北极海洋碳汇？——整体性视角下的多要素联动 （1）冰冻圈—海洋：海冰消融改变碳汇基础 过程链： 全球变暖 → 北极升温速率达全球平均2–3倍（北极放大效应） → 海冰覆盖面积锐减、融化期延长 → 海面反照率降低（更多太阳辐射被吸收） → 表层海水升温。 对碳汇的影响： o正面：海冰退缩 → 光照入射增加 → 浮游植物生长期延长 → 生物碳汇增强； o负面：海水升温 → CO₂溶解度下降 → 物理碳汇减弱。 整体性体现：冰冻圈变化（海冰减少）同时作用于海洋物理性质（温度、光照）和生物过程（初级生产力），形成“一因多效”。 （2）海洋—生物圈：生态系统结构重组改变碳输出效率 过程链： 海冰减少 → 原有依赖冰藻的生态系统（如北极鳕鱼、磷虾）衰退 → 小型浮游植物（如硅藻）优势上升 → 食物链缩短 → 有机碳向深海沉降效率降低。 关键问题： 虽然表层固碳量可能增加，但若碳无法有效沉降至深海（即“生物泵效率下降”），则大部分碳会在表层被呼吸分解，重新释放为CO₂。 整体性体现： 气候变化通过改变生物群落结构，间接削弱了海洋长期储碳能力，体现“生物过程对碳循环的调控作用”。 (3) 水文—大气圈：淡水输入与海洋环流扰动 过程链： 冻土融化 + 冰川退缩 + 河流径流增加 → 大量淡水注入北冰洋 → 表层海水盐度下降 → 海水（层化）增强 → 深层营养盐上涌受阻 → 浮游植物生长受限。 对碳汇的抑制： 营养盐减少 → 初级生产力下降 → 生物碳汇潜力被抑制，抵消部分海冰退缩带来的增产效应。 整体性延伸： 陆地冻土系统（如西伯利亚河流）的变化，通过水文过程影响海洋生态系统，体现“陆—海联动”。 (4) 反馈效应：碳汇减弱可能加剧全球变暖 若北极海洋碳汇能力净下降（物理溶解减弱 + 生物泵效率降低 > 初级生产力增加）， 则更多人为排放的CO₂将滞留大气 → 温室效应增强 → 进一步加速北极变暖。 这一正反馈机制，使北极从“气候缓冲区”可能转变为“气候加速器”。 高考核心逻辑： “人类排放CO₂ → 北极变暖 → 海冰融化 → 碳汇功能改变 → 反馈影响全球气候”，完整呈现“人地关系—自然响应—系统反馈”链条。 四、典型案例：北冰洋——从“高效碳汇”到“功能不确定” 要素 变化趋势 对碳汇的影响 海冰 9月最小海冰面积40年减少约40% 光照↑（有利），水温↑（不利） 海水温度 表层升温1–2℃ CO₂溶解度↓，层化↑ 初级生产力 部分海域增加20–30% 固碳量↑，但沉降效率存疑 淡水输入 西伯利亚河流径流增加10%+ 营养盐上涌受阻，限制生产力 碳汇净效应 目前仍为碳汇，但增速放缓，未来或转弱 存在临界点风险 科学共识（IPCC AR6）： 北极海洋碳汇短期内可能因生物活动增强而略有提升，但长期受物理溶解减弱和生态系统不稳定性制约，整体功能趋于脆弱。 五、与高中地理核心素养的深度融合 核心素养 在本主题中的体现 综合思维 分析气候变暖如何通过冰—海—生—水多要素联动，改变碳汇功能 区域认知 理解北极作为全球变化“放大器”的特殊性，对比其与热带/温带海洋碳汇差异 人地协调观 认识人类碳排放是北极碳汇变化的根本驱动力，强调减排与全球治理的紧迫性 地理实践力 解读海冰面积变化图、海洋初级生产力遥感图、CO₂通量观测曲线 六、典型试题 北极地区是全球变化响应最敏感的区域之一，北极地区地表气温的增暖速度是全球平均的2-3倍，称为北极放大效应。研究表明这与下垫面、大气热力作用及海气相互作用等因素密切相关。海洋碳汇会减少大气中二氧化碳。完成下面小题。 1．关于北极放大效应的原因说法合理的是（   ） A．冰面反射率增加 B．海面长波辐射减弱 C．大气逆辐射增强 D．太阳短波辐射增强 2．北极放大效应增强海洋碳汇，说法不正确的是（   ） A．冰面减少，阻隔作用减弱 B．水温增加，海洋生物增加 C．热量改善，北极植物增多 D．冻土融化，碳释放量增加 北极曾经是一个巨大的“碳汇”。碳汇是从大气中清除CO2，碳源是向大气中排放CO2，碳循环过程中地球系统内储存碳的载体称为碳库。左图为北极地区陆地生态系统（虚线框内）碳循环示意图，右图为自然界碳循环示意图。读图完成下面小题。 3．根据材料判读，北极地区陆地生态系统中，碳储量最高的是（   ） A．大气 B．土壤 C．生物 D．海洋 4．全球变暖对北极地区碳汇效应造成的影响，叙述正确的是（   ） A．海冰面积减少，水温下降，不利于海洋生物生长，减弱碳汇 B．冻土融化使微生物分解有机碳加强，更多CO₂进入大气，增强碳汇 C．冰面的阻隔作用减弱，更多CO₂溶解进入海洋，减弱碳汇 D．北极地区热量条件改善，陆地植被覆盖率增加，增强碳汇 5．阅读图文材料，完成下列要求。 2025年9月一艘从宁波舟山港出发的货轮取道北极航道抵达英国费利克斯托港，全程仅用18天，比传统经苏伊士运河航道节约一半时间。近年来，全球变暖已经对北极地区的大气、地形、水圈、生物和土壤等产生了深刻影响，不仅改变了北极地区的碳循环过程，同时导致了自然环境的变化。下图为宁波舟山港到英国费利克斯托港航道分布图及鄂毕河口示意图。 (1)列举货轮行经北极地区需克服的不利自然条件。 (2)说明鄂毕河径流量增大对其入海口附近海水性质可能产生的影响。 (3)从碳循环角度，推测全球变暖对北极海洋碳汇带来的影响。 6．阅读材料，完成下列问题。 材料一  2025年9月一艘从宁波舟山港出发的货轮取道北极航道抵达英国费利克斯托港，全程仅用18天，比传统经苏伊士运河航道节约一半时间。近年来，全球变暖已经对北极地区的大气、地形、水圈、生物和土壤等产生了深刻影响，不仅改变了北极地区的碳循环过程，同时导致了自然环境的变化。下图为世界航道分布图。 材料二  鄂毕河入海口附近的北极圈小城——萨列哈尔德，曾是为控制偏远地区而建的军事要塞，后成为亚马尔-涅涅茨自治区的首府。该地油气资源丰富，油气资源开发和独特的地理环境带动了城市的新发展，是俄罗斯人均收入最高的城市。 (1)列举货轮行经北极地区需克服的不利自然条件。 (2)说明鄂毕河径流量增大对其入海口附近海水性质可能产生的变化。 (3)从碳循环角度，推测全球变暖对北极海洋碳汇带来的影响。 7．阅读材料，完成下列问题。 材料一  2025年9月一艘从宁波舟山港出发的货轮取道北极航道抵达英国费利克斯托港，全程仅用18天，比传统经苏伊士运河航道节约一半时间。近年来，全球变暖已经对北极地区的大气、地形、水圈、生物和土壤等产生了深刻影响，不仅改变了北极地区的碳循环过程，同时导致了自然环境的变化。下图为世界航道分布图。 材料二  鄂毕河入海口附近的北极圈小城——萨列哈尔德，曾是为控制偏远地区而建的军事要塞，后成为亚马尔-涅涅茨自治区的首府。该地油气资源丰富，油气资源开发和独特的地理环境带动了城市的新发展，是俄罗斯人均收入最高的城市。 (1)列举货轮行经北极地区需克服的不利自然条件。 (2)说明鄂毕河径流量增大对其入海口附近海水性质可能产生的变化。 (3)从碳循环角度，推测全球变暖对北极海洋碳汇带来的影响。 (4)分析萨列哈尔德作为首府，但城市辐射能力较弱的原因。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 参考答案2026届高三地理微专题一轮复习导学案：高考地理中的全球气候变暖对北极海洋碳汇的影响 题号 1 2 3 4 答案 C D B D 1．C 2．D 【解析】1．冰面反射率增加会使地面吸收的太阳辐射减少，从而使气温降低，而不是导致北极地区气温增暖速度快于全球平均水平，A错误；海面长波辐射减弱说明海面温度降低，与北极气温增暖不符，B错误；北极地区大气逆辐射增强，会使地面辐射的热量更多地被大气保留下来，从而导致气温升高，C正确；太阳短波辐射主要取决于太阳活动等因素，在全球范围内相对稳定，不会单独导致北极地区气温增暖速度远超全球平均水平，D错误。故选C。 2．北极放大效应导致冰面减少，冰面对海洋与大气之间的气体交换的阻隔作用减弱，使得海洋能够吸收更多的二氧化碳，A不符合题意；北极地区气温升高，水温增加，有利于海洋生物的生长和繁殖，海洋生物量增加，其通过光合作用等过程吸收二氧化碳的能力也会增强，B不符合题意；热量改善，北极植物增多，植物通过光合作用吸收二氧化碳，也会在一定程度上增强海洋碳汇，C不符合题意；冻土融化，碳释放量增加，这是向大气中释放碳，而不是增强海洋碳汇，D符合题意。故选D。 【点睛】碳汇是指从空气中清除二氧化碳的过程、活动或机制，如森林、海洋等吸收并储存二氧化碳。碳源则是向大气中释放二氧化碳的源头，像化石燃料燃烧、工业生产等。二者共同影响着大气中二氧化碳的含量，对全球气候变化起着关键作用，碳汇增加可缓解温室效应，碳源增多则加剧气候变暖。 3．B 4．D 【解析】3．题目要求是找出北极地区陆地生态系统中碳储量最高的部分，范围是陆地生态系统，海洋不属于陆地生态系统，D错误；读左图（北极地区陆地生态系统碳循环示意图）可知，大气中碳含量标注为29.8（109t），土壤碳库标注为355（109t），生物积累量标注为83 - 114（109t），因此土壤碳储量最高，B正确，AC错误，故选B。 4．全球变暖，海冰面积减少，水温应该是上升，而不是下降。水温上升有利于海洋生物生长，且海洋是碳汇，生物生长会增强碳汇，A错误；冻土融化使微生物分解有机碳加强，更多CO₂进入大气，这是向大气中排放CO₂，碳源增加，应该是减弱碳汇，而不是增强碳汇，B错误；冰面的阻隔作用减弱，更多CO₂溶解进入海洋，海洋吸收CO₂增多，会增强碳汇，而不是减弱碳汇，C错误；全球变暖，北极地区热量条件改善，适合陆地植被生长，陆地植被覆盖率增加。植物通过光合作用吸收CO₂，从大气中清除CO₂的能力增强，也就增强了碳汇，D正确，故选D。 【点睛】碳循环，是指碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中交换，并随地球的运动循环不止的现象。生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从大气中吸收二氧化碳，在水的参与下经光合作用转化为葡萄糖并释放出氧气，有机体再利用葡萄糖合成其他有机化合物。有机化合物经食物链传递，又成为动物和细菌等其他生物体的一部分。生物体内的碳水化合物一部分作为有机体代谢的能源经呼吸作用被氧化为二氧化碳和水，并释放出其中储存的能量。 5．(1)有海冰/浮冰/冰山；恶劣天气多/低温/海雾/风暴等；生态脆弱性极高；通航时间短/极夜/封冻时间长/通航窗口期有限。 (2)向海洋输送热量增多，导致海水温度上升；淡水汇入增多（海冰融化增多），导致海水盐度下降；水温升高、盐度降低，导致海水密度下降；入海泥沙增多，（浮游生物繁殖)，导致海水透明度下降。 (3)不利影响：水温升高，海水溶解二氧化碳的能力减弱（碳酸钙的化学沉积减少）。有利影响：海水变暖，加快海洋生物繁殖，生物固碳作用增强；冰面的阻隔作用减弱，二氧化碳溶解进入海水的量增多（碳酸钙的化学沉积增多）。 【分析】本题以北极航道通航及全球变暖对北极地区的影响作为素材，创设地理实践情境，涉及极地自然环境、河流水文对海洋环境的影响、全球碳循环等知识点，共3道小题。重点考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识的能力，综合考查区域认知、综合思维、人地协调观等地理学科素养。 【详解】（1）北极地区纬度高，气候严寒，海面常年存在海冰、浮冰和冰山，货轮航行时极易受到这些冰体的碰撞，威胁航行安全，甚至可能导致船体损坏。同时，该地区天气状况恶劣，低温、海雾、风暴等天气频繁出现，低能见度的海雾会干扰船员视线，影响航行导航，强烈的风暴则会掀起巨大海浪，使货轮航行难度大增，甚至面临倾覆风险。而且北极地区生态环境极为脆弱，一旦货轮发生泄漏等事故，会对当地生态系统造成难以修复的破坏，这也要求航行过程中需格外谨慎，增加了航行的约束条件。另外，北极地区存在极夜现象，封冻时间长，通航窗口期有限，这大大缩短了可航行时间，对货轮的航行计划和运输效率产生极大限制。 （2）鄂毕河径流量增大，会从陆地带入更多的热量，使入海口附近海水温度上升。同时，大量淡水汇入，加上全球变暖导致的海冰融化增多，会使入海口附近海水盐度显著下降。海水温度升高、盐度降低，会导致海水密度下降，这会影响海水的垂直运动和环流，进而影响海洋生态系统的物质和能量交换。此外，径流量增大还会携带更多的泥沙入海，使海水透明度下降，这会影响浮游植物的光合作用，进而影响整个海洋食物链的基础，同时也会改变海洋生物的栖息环境。 （3）从碳循环角度来看，全球变暖对北极海洋碳汇带来的影响具有两面性。不利方面，全球变暖使海水温度升高，海水溶解二氧化碳的能力减弱，同时碳酸钙的化学沉积减少，这会导致海洋吸收二氧化碳的能力下降，不利于碳汇的增加。有利方面，海水变暖会加快海洋生物的繁殖速度，生物固碳作用增强，能够将更多的二氧化碳固定在生物体内。而且冰面的阻隔作用减弱，使得更多的二氧化碳能够溶解进入海水，同时碳酸钙的化学沉积也会增多，这有助于增加海洋碳汇。总体而言，全球变暖对北极海洋碳汇的影响是复杂的，需要综合考虑各种因素的相互作用。 6．(1)有海冰/浮冰/冰山；恶劣天气多/低温/海雾/风暴等；生态脆弱性极高；通航时间短/极夜/封冻时间长/通航窗口期有限。 (2)向海洋输送热量增多，导致海水温度上升；淡水汇入增多（海冰融化增多），导致海水盐度下降；水温升高、盐度降低，导致海水密度下降；入海泥沙增多，（浮游生物繁殖），导致海水透明度下降。 (3)不利：水温升高，海水溶解CO2的能力减弱，（碳酸钙的化学沉积减少）；有利：海水变暖，加快海洋生物繁殖，生物固碳作用增强；冰面的阻隔作用减弱，CO2溶解进入海水增多，（碳酸钙的化学沉积增多）。 【分析】本大题以北极航道为材料设置试题，涉及海水性质、碳循环、城市辐射等相关知识点，考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识、描述和阐述地理事物的能力，体现了综合思维、区域认知等学科素养。 【详解】（1）北极海域常年有海冰、浮冰、冰山，会阻碍航道，甚至撞击船舶，威胁航行安全；北极地区多低温、海雾、风暴等恶劣天气，低温易使船舶设备结冰受损，海雾影响视线、风暴加剧航行风险；北极生态脆弱，大规模航运易破坏生态；且北极极夜、封冻期长，通航窗口期短，限制航运时间与效率。 （2）鄂毕河径流量增大，注入海洋的热量、淡水增多，海水温度会上升；大量淡水汇入，稀释海水，使入海口附近海水盐度下降；水温升高、盐度降低，会导致海水密度下降；径流量大携带泥沙多，且水温升可能促浮游生物繁殖，使海水透明度下降。 （3）不利影响：全球变暖使海水温度升高，而海水溶解CO₂能力随温度升高减弱，会降低海洋碳汇能力；同时，海水温度变化可能使碳酸钙化学沉积减少。 有利影响：海水变暖利于海洋生物繁殖，生物固碳作用增强；且全球变暖使北极冰面减少，冰面对CO₂的阻隔减弱，更多CO₂可溶解进入海水，或促进碳酸钙沉积，增加碳汇。 7．(1)有海冰/浮冰/冰山；恶劣天气多/低温/海雾/风暴等；生态脆弱性极高；通航时间短/极夜/封冻时间长/通航窗口期有限。 (2)向海洋输送热量增多，导致海水温度上升；淡水汇入增多（海冰融化增多），导致海水盐度下降；水温升高、盐度降低，导致海水密度下降；入海泥沙增多，（浮游生物繁殖），导致海水透明度下降。 (3)不利：水温升高，海水溶解CO2的能力减弱，（碳酸钙的化学沉积减少）；有利：海水变暖，加快海洋生物繁殖，生物固碳作用增强；冰面的阻隔作用减弱，CO2溶解进入海水增多，（碳酸钙的化学沉积增多）。 (4)自然条件差，人口稀少，城市规模小；产业结构单一，城市功能少；地理位置偏远，与周边地区联系不便；交通不便/基础设施薄弱，限制与周边地区的联系。 【分析】本大题以北极航道为材料设置试题，涉及海水性质、碳循环、城市辐射等相关知识点，考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识、描述和阐述地理事物的能力，体现了综合思维、区域认知等学科素养。 【详解】（1）北极海域常年有海冰、浮冰、冰山，会阻碍航道，甚至撞击船舶，威胁航行安全；北极地区多低温、海雾、风暴等恶劣天气，低温易使船舶设备结冰受损，海雾影响视线、风暴加剧航行风险；北极生态脆弱，大规模航运易破坏生态；且北极极夜、封冻期长，通航窗口期短，限制航运时间与效率。 （2）鄂毕河径流量增大，注入海洋的热量、淡水增多，海水温度会上升；大量淡水汇入，稀释海水，使入海口附近海水盐度下降；水温升高、盐度降低，会导致海水密度下降；径流量大携带泥沙多，且水温升可能促浮游生物繁殖，使海水透明度下降。 （3）不利影响：全球变暖使海水温度升高，而海水溶解CO₂能力随温度升高减弱，会降低海洋碳汇能力；同时，海水温度变化可能使碳酸钙化学沉积减少。 有利影响：海水变暖利于海洋生物繁殖，生物固碳作用增强；且全球变暖使北极冰面减少，冰面对CO₂的阻隔减弱，更多CO₂可溶解进入海水，或促进碳酸钙沉积，增加碳汇。 （4）萨列哈尔德位于北极圈，自然条件恶劣，人口稀少，城市规模小，辐射基础弱；产业结构单一，城市功能少，对周边带动作用有限；地理位置偏远，与周边地区联系不便；交通、基础设施薄弱，难以有效辐射周边，限制城市影响力扩散。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $