内容正文:
第二单元 生态环境与国家安全
第一节 碳排放与环境安全
[课标要求] 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。
素养解读
1.结合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。
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。
3.结合实例,说明碳减排国际合作的重要性以及碳减排中的中国贡献,培养人地协调观。
知识点(一) 自然界的碳循环与温室效应
1.碳循环:碳元素不断地在大气圈、水圈、岩石圈以及 之间进行转移和交换,构成了自然界的碳循环。
2.碳循环过程
大气中的二氧化碳被 吸收,通过 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 燃料。生物的 作用、 燃料的燃烧以及人类活动等,都能使有机碳转化为 ,重新返回到大气中。
3.温室效应的原理
近地面大气中的二氧化碳[注1]和水汽等吸收 ,并通过 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。[注2]
[助解教材]
[注1]拓展:温室气体不只包括二氧化碳
温室气体指的是大气中能吸收地面反射的长波辐射,并重新发射辐射的一些气体,水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)、臭氧(O3)、氟利昂等是地球大气中主要的温室气体。
[注2]深化:温室效应的利弊
(1)利:温室效应是保证地球上的气温适应动植物生存的必要条件,适宜的温室效应对于人类和各种生物来说是非常有益的。如果大气中二氧化碳和水汽等的含量保持不变的话,大气表面的温度也将维持恒定。
(2)弊:若温室气体含量发生变化,则会导致地球表面温度、气候与环境等发生相应的变化。
知识点(二) 碳排放对环境的影响
1.碳排放
(1)主要原因[注1]
①贮藏在地球表层的煤、石油、天然气等 燃料的燃烧释放热能,并向大气中排放二氧化碳。
②人类对 、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 逐渐减少,二氧化碳的吸收、溶解条件受到干扰。
(2)结果:破坏了自然界中原有的碳循环和 ,增强了大气的 ,加剧了全球 ,深刻地影响着全球的环境安全。[注2]
2.全球气候变暖的影响[注3]
(1)破坏生态系统。
(2)加剧两极地区及陆地上的高山冰雪消融,导致区域和全球的海平面上升,一些沿海地区面临被淹没的危险。
(3)导致极端天气频发,气象灾害加剧。[注4]
(4)威胁 。
[助解教材]
[注1]点拨:全球变暖不完全是人为因素造成的
全球变暖是自然与人为两种因素共同作用的结果,从地质时期来看,地球恰处在间冰期,气温是在上升,只不过近百年来气温上升的加快是由于人类过量排放温室气体所致。人类活动加剧了全球变暖的程度。
[注2]辨析:全球气候变化不等于全球变暖
全球气候变化既包括气温上的变化,也包括降水上的变化。就气温而言,可能是变暖,也可能是变冷,因此全球气候变化不等于全球变暖。
[注3]辨析:全球气候变暖并非只有害处而无益处,比如北极航线开通、高纬地区的粮食产量增加、中高纬度冬季取暖耗能减少等都是全球气候变暖的益处。
[注4]辨析:“冷冬”天气与全球气候变暖
目前,全球气候变暖是一种整体大趋势,并不是说地球上任何时间或任何地点的温度都在上升。在全球气候变暖的大背景下,气候异常事件多发,某些地方甚至出现冷冬天气,这其实也是全球气候变暖的一种表现。
知识点(三) 碳减排中的国际合作
1.共同但有区别的责任
(1)共同性:应对气候变化是全球 的责任。
(2)有区别:发达国家有义务在碳减排国际合作中承担 的责任;发展中国家应妥善处理经济发展和碳排放的关系。
2.国际合作中的碳交易
(1)含义: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 ,并在国家或地区间建立起二氧化碳 的“交易机制”。
(2)国际碳交易:发达国家为了在规定时间内完成碳减排指标,可以通过 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。[注]
3.碳减排中的中国担当
(1)中国的承诺:中国二氧化碳排放2030年左右达到 并争取尽早达峰;单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%—65%,非化石能源占一次能源消费比重达到 左右,森林蓄积量比2005年增加45亿立方米左右。二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。
(2)中国的合作:积极参与应对气候变化全球治理,推进气候变化、 、生态保护、低碳智慧型城市建设等领域的国际合作。例如,我国认真落实气候变化领域南南合作政策承诺,设立了中国气候变化南南合作基金。
(3)中国的行动:积极推进绿色发展,构建低碳经济体系。
(4)中国的成就:我国碳排放强度呈现逐年 的趋势。
[助解教材]
[注]辨析:区别碳源与碳汇两个概念
碳源是指产生二氧化碳之源,它既来自自然界,也来自人类生产和生活过程。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。
探究点(一) 碳循环与全球气候变化
[案例探究]
北极热融湖作为多年冻土区典型地貌之一,其分布和变化规律深刻影响着区域的生态植被、水文和碳循环过程。北极多年冻土区的热融湖最初多形成于末次冰期之后,在中全新世大暖期的鼎盛阶段达到顶峰。北极地区的热融湖变化包括新增、扩张、萎缩和干涸等多种形式,不同发展阶段的热融湖可在同一地理区域共存,并在较大的地理范围内表现为区域内热融湖面积或数量的整体增减。下图为北极热融湖示意图。
[思考交流]
1.描述北极升温对区域内热融湖发展变化的可能影响。
2.分析北极地区热融湖面积增加加剧全球气候变暖的机制。
答题区(面答面评,拍照上传,现场纠错品优)
[综合思维]
一、碳循环的基本过程
二、碳排放与温室效应
项目
碳排放
温室气体
温室效应
概念
对各种
温室气
体排放
的总称
指大气中能让太阳短波辐射透入,而阻止地面和低层大气长波辐射逸出的气体,主要有水汽、二氧化碳、氧化亚氮、甲烷等30多种气体
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。大气的这种保温作用称为温室效应
相互
关系
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
三、全球气候变化
1.分析全球气候变暖成因的基本思路
不同时间尺度的冷暖和干湿变化,气温升高是近百年来全球气候变化的显著特点,导致气温升高的主要原因是温室气体的大量排放,具体分析如下:
2.全球气候变暖的影响
(1)对自然环境的影响
①对海平面和海岸带的影响
②对水循环过程的影响
③对生态系统的影响
(2)对人类社会的影响
①对农业的影响
②对工业的影响
③对人类健康的影响
(3)对国家安全的影响
影响
具体表现
生存空间
缩小
海平面上升,沿海低地、一些岛屿被淹没(世界人口、城市主要分布在沿海地区)
加剧资源
危机
气候本身就是一种资源。全球气候的变化,会增加人类利用资源的难度
某些自然资源减少或丧失,资源供给减少,影响国家安全
自然灾害
加剧
全球变暖,自然灾害加剧,给国家、社会、个人造成巨大经济损失,严重的自然灾害会引起社会动荡,威胁国家安全
国际争端
加剧
对世界各国产生制约性的影响。应在发展中国家还是发达国家“减排”是各国政治博弈的焦点问题
[针对训练]
《第二次气候变化国家评估报告》预测,未来我国海平面将继续上升,到2030年,全海域海平面上升幅度将达到80—130 mm。气候变化对我国的国家安全有很大影响。据此完成1~2题。
1.气候变化威胁我国的国土安全,主要表现在 ( )
A.海平面上升,淹没沿海低地和岛屿
B.极端天气增多,旱涝灾害增多
C.冻土快速融化,影响青藏铁路运行安全
D.加剧环境问题,影响人们的生活与健康
2.气候变化威胁我国的生态安全,主要表现在 ( )
A.引发冰川扩张,加剧水资源短缺
B.海洋赤潮灾害频发,影响养殖业
C.湿地大面积萎缩退化,功能衰退
D.生态移民增加,影响社会稳定
黄河中游流域地理位置特殊,历史时期气候曾发生过多次明显的变化。湿润指数表示降水量与蒸发量的对比关系。读图,完成3~5题。
3.图示信息表明 ( )
A.半坡村文化至殷商文化前期持续湿润,但降水有所减少
B.西周至春秋战国时期降水较少,干旱发生的频率较高
C.三国至南北朝时期前湿后干,洪涝灾害发生的频率最高
D.明清后期气候渐趋湿润,旱灾发生的频率趋于上升
4.比较秦汉以来湿润指数和旱涝的变化趋势,反映出黄河中游流域 ( )
A.径流总量波动较小
B.地质灾害得到有效控制
C.植被覆盖率总体变低
D.水土保持工作效益显著
5.秦汉以来气候变化的根本原因是 ( )
A.大气环流异常 B.人口数量变化
C.太阳活动增强 D.产业规模变大
探究点(二) 应对全球气候变化的措施
[典例导析]
(2024·湖北高考)不同类型食物的碳足迹差异显著。图1示意某市1978—2015年食物消费结构变化。图2示意该市同期消费的食物产生的碳足迹结构变化。据此完成(1)~(3)题。
(1)该市1978—2015年食物消费结构变化特点主要表现为 ( )
A.植物源食物占比逐渐下降,动物源食物占比逐渐上升
B.植物源食物占比逐渐下降,动物源食物占比同步下降
C.植物源食物占比逐渐上升,动物源食物占比同步上升
D.植物源食物占比逐渐上升,动物源食物占比逐渐下降
(2)碳足迹系数为某类食物产生的碳足迹与该类食物的消费量之比。下列食物中碳足迹系数最大的是 ( )
A.粮食 B.蔬菜
C.禽肉 D.畜肉
(3)倡导绿色低碳生活,可行的饮食方式有 ( )
①保证营养需求的同时,将动物源食物消费保持在合理范围 ②保持动物源食物占比,由水产品消费大幅度转向畜肉消费 ③减少水果、蔬菜和禽肉的消费,增加畜肉消费 ④增加水果、蔬菜和禽肉的消费,减少畜肉消费
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
[我的答案] (1) (2) (3)
[综合思维]
1.碳交易和碳减排
(1)国际合作中的碳交易
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的交易机制,简称碳交易。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。
(2)中国碳减排的行动措施
①积极推进绿色发展,构建低碳经济体系。
②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。
③调整能源结构,推动风能、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。
④开征环境保护税。
⑤完善碳排放统计核算制度,健全碳排放权市场交易制度。
2.应对全球气候变暖的措施
[针对训练]
种植业碳排放量指种植业生产中投入的生产资料及农作物生长过程中排放的温室气体量。棉花是我国重要的经济作物之一,实现其碳达峰对于我国农业的可持续发展具有重要意义。下图示意基于2004—2018年我国棉花生产碳排放情况模拟的2019—2035年棉花生产碳排放预测。据此完成1~2题。
1.基准、中等减排度、高减排度三种情景下,2019—2035年我国棉花生产碳达峰时间可能是 ( )
A.2031年、2025年、2021年
B.均在2025年前后
C.2021年、2025年、2031年
D.均在2035年前后
2.有助于我国尽早实现棉花生产碳达峰的合理措施是 ( )
①推动发展精准农业 ②大规模扩大棉花进口数量 ③使用可降解农用塑料薄膜 ④提高化石能源使用比重
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
(2025·黑吉辽蒙高考)牡蛎、贻贝等双壳贝类环境适应性强,主要滤食浮游生物和有机颗粒,其生长过程中吸收并固定二氧化碳。福建省莆田市秀屿区是重要的双壳贝类养殖基地。近年来,莆田市持续开展海上养殖转型升级,引导海上养殖向生态化方向发展。2022年5月,福州市某企业出资20余万元,向秀屿区某水产养殖公司购买双壳贝类碳汇,用于抵消其生产经营活动中的碳排放,是全国首例双壳贝类碳汇交易。据此完成3~4 题。
3.扩大秀屿区牡蛎养殖碳汇量的有效措施是 ( )
A.增加养殖品种 B.降低企业的碳排放
C.改善养殖水质 D.提升养殖单产水平
4.秀屿区开展双壳贝类碳汇交易能够 ( )
A.提高资源利用率 B.鼓励生态养殖
C.改善海岸带景观 D.提升贝类价格
一、家国情怀——“碳中和”推生“碳交易”
[材料一] 碳达峰是指一个区域或行业的CO2排放在一段时间内(以年为单位)达到最高峰值。碳中和是指一个国家、地区、企业、团体或个人在一定时间内(一般是一年)通过一定的形式抵消自身直接或间接产生的二氧化碳排放总量,实现二氧化碳“零排放”。中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。2024年政府工作报告指出,积极稳妥推进碳达峰碳中和。扎实开展“碳达峰十大行动”。
[材料二] 碳排放权交易市场是为应对气候变化,减少温室气体排放而采用的市场机制。若控排企业碳排放量超出配额,则需要在碳市场购买碳配额。自2011年起,我国先后在北京、上海、湖北等7个省市建立碳排放权交易市场试点工作。2021年7月,全国碳排放权交易市场正式上线交易。截至2024年底,全国碳排放权交易市场累计成交量约6.3亿吨,成交额约249亿元。下图示意2014—2018年我国碳市场交易总量情况。
[问题设计]
1.指出我国碳市场交易总量的变化特点,并分析与发达国家相比,我国2030年前实现碳达峰的主要制约条件。
2.试从企业的角度提出可以帮助我国尽快实现碳中和的措施。
3.简述碳交易产生的气候背景及我国积极推进碳交易的意义。
“碳中和”与“碳交易”产生的影响
重构产
业结构
①重构能源产业,中国煤炭、石油、天然气等占能源消耗总量的84%,而不产生碳排放的水电、风电、核能和光伏等仅占16%。要实现2060年碳中和的目标,就要大力发展可再生能源。②重构制造业,中国的所有产业将从资源属性切换到制造业属性。全球制造业的产业链将进行新的国际合作、国际分工、形成新的产业格局。③碳交易成新能源汽车企业增收新支点,新能源汽车企业通过出售碳排放额得到收入
重构国内外经济格局
①改变中国现有的经济版图,光伏、风能聚集的中西部地区将会成为最主要的能源输出地之一。②改变石油地缘政治格局,中国实现碳中和,意味着中国会摆脱对外部能源进口的依赖
对我们生活的影响
碳中和已经悄然改变了我们每个人的日常生活。比如出行优先乘坐公交车或骑自行车;不使用一次性餐具、纸张双面打印、不使用一次性购物袋等
二、综合思维——“西瓜雪”的危害及治理
[材料] 近年来,常年积雪覆盖的阿尔卑斯山高海拔地区,出现了粉红色的“西瓜雪”,在阳光照射下显得神秘和浪漫。经科学研究,有一种存在于积雪中的极地雪藻(特殊的单细胞低等植物类群),它们含有虾青素(类胡萝卜素),能抵抗紫外线辐射,适合在寒冷气候中生存,在低温下它们一般保持“休眠”状态,当温度升高时,就会迅速生长,让雪呈现红色。
[问题设计]
1.运用大气的受热过程原理,说明“西瓜雪”对冰雪融化的影响。
2.分析极地雪藻与全球气候变暖的相互影响。
3.为减少“西瓜雪”出现的频率,提出人类应该采取的措施。
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第二单元 生态环境与国家安全
第一节 碳排放与环境安全
落实必备知识
知识点(一)
1.生物圈 2.植物 光合 化石 呼吸 化石 二氧化碳
3.地面长波辐射 大气逆辐射
知识点(二)
1.(1)①化石 ②森林 ③水域 (2)碳平衡 温室效应 气候变暖 2.(4)人类健康
知识点(三)
1.(1)共同 (2)更多 2.(1)商品 排放权 (2)技术援助
3.(1)峰值 20% (2)清洁能源 (4)下降
强化关键能力
探究点(一)
[案例探究]
1.提示:温度升高使冰雪融水和多年冻土融水补给增加,热融湖水量增加、面积扩大或形成新的热融湖;持续的升温会使热融湖补给水源进一步增加,热融湖水面扩大、水位上升至湖泊满溢;升温使湖泊水量增加,导致水面增大,蒸发量增加,热融湖水量减少,面积缩小;热融湖下方多年冻土层融化,因湖水渗漏,热融湖逐渐萎缩甚至干涸。
2.提示:热融湖面积增加,冰川、积雪面积减少,北极地区对太阳辐射的吸收增加,加速冻土融化;北极冻土层中储存着大量有机碳,土壤温度升高、冻土融化,土壤微生物活性增强;微生物将冻土中储存的有机碳转化为甲烷和二氧化碳等温室气体,释放入大气增强大气逆辐射,加剧全球气候变暖。
[针对训练]
1.A 2.C
解析:第1题,根据材料信息可知,气候变化导致海平面上升,淹没沿海低地和岛屿,导致陆地面积减小,直接威胁我国国土安全,A正确。B、C、D三项均不属于对我国国土安全方面的威胁。
第2题,全球气候变暖,蒸发变强,导致湿地大面积萎缩退化,其生态功能严重衰退,C正确;气候变暖导致冰川面积萎缩,A错误;气候变化对海洋赤潮和生态移民的影响较小,B、D错误。
3.A 4.C 5.B
解析:第3题,半坡村文化至殷商文化前期湿润指数大于1,且呈现下降趋势,这表明气候持续湿润,降水有所减少,A正确。西周至春秋战国时期,湿润波动较大,涝旱比无数据统计,B错误。三国至南北朝时期前干后湿,C错误。明清时期涝灾发生的频率趋于上升,D错误。
第4题,该时段湿润指数波动较大,说明径流总量呈现出较大的波动性,A错误。图中未表明地质灾害的相关信息,B错误。旱涝现象交替出现,说明植被覆盖率下降,对气候的调节能力减弱。同时,水土流失现象加剧,C正确,D错误。
第5题,气候变化主要源于人类活动,人口数量变化引发了生产和消费需求,与之相关的活动导致环境变化,使得气候产生异常变化。因此,根本原因是人口数量变化。B正确,A、C、D错误。
探究点(二)
[典例导析]
答案:(1)A (2)D (3)B
解析:第(1)题,读图1可知,该市1978—2015年植物源食物(水果、蔬菜、粮食)占比由92%下降到74%,动物源食物(奶类、蛋类、水产品、禽肉、畜肉)占比由8%上升到26%,植物源食物占比逐渐下降,动物源食物占比逐渐上升,A正确。
第(2)题,读题可知,碳足迹系数为某类食物产生的碳足迹与该类食物的消费量之比。结合图1和图2可知,碳足迹结构占比最大的是畜肉,畜肉的碳足迹占比与食物消费占比的比值最大,故畜肉的碳足迹系数最大。选D。
第(3)题,倡导绿色低碳的饮食方式,就是在保证营养需求的同时,尽可能地减少碳足迹系数较高的食品的消费。动物源食物碳足迹系数较高,大量食用动物源食物不利于践行绿色低碳生活,因此动物源食物消费应该控制在合理范围内,①正确。结合上题可知,畜肉是碳足迹系数较大的食物,为了实现绿色低碳生活,应该降低畜肉消费,②③错误。水果、蔬菜的碳足迹系数相较于动物源食物小,而畜肉和禽肉相比,畜肉碳足迹系数相对较大,因此为了实现绿色低碳生活应该增加水果、蔬菜和禽肉的消费,减少畜肉消费,④正确。故选B。
[针对训练]
1.A 2.B
解析:第1题,据图可知,碳排放当量预测值最大时是碳达峰时间。基准情景下,我国棉花生产碳达峰时间可能是2031年,中等减排度情景下是2025年,高减排度情景下是2021年,A正确,B、C、D错误。
第2题,推动发展精准农业、使用可降解农用塑料薄膜都有助于减少棉花生长和生产过程中的碳排放量,有助于尽早实现碳达峰,①③正确;大规模扩大棉花进口数量,不利于国内棉花产业发展,②错误;提高化石能源使用比重会增加碳排放量,不利于尽早实现碳达峰,④错误。B正确,A、C、D错误。
3.D 4.B
解析:第3题,材料没有体现不同养殖品种吸收并固定二氧化碳的能力差异,因此增加养殖品种不属于有效措施,A错误;降低企业的碳排放是碳汇交易的目的,而非扩大牡蛎养殖碳汇量的有效措施,B错误;改善养殖水质是健康养殖的基础条件,可间接减少病害,属于保障性因素,并不是扩大牡蛎养殖碳汇量的有效措施,C错误;提升养殖单产水平能直接增加牡蛎数量,从养殖数量维度显著扩大牡蛎养殖碳汇量,D正确。
第4题,企业购买碳汇需向养殖公司支付费用,形成经济激励,促使养殖方主动采用生态化养殖方式(如控制密度、保护水质)以提高碳汇量,B正确;“资源利用率”未在材料中体现,交易仅涉及碳汇功能,与饵料、空间等资源利用无关,A错误;双壳贝类碳汇交易可能会激励养殖户扩大养殖规模,养殖规模过大可能会破坏海岸带景观,C错误;贝类价格主要由市场供需决定,碳汇交易是企业向秀屿区养殖公司额外购买“碳抵消服务”,D错误。
浸润学科素养和核心价值
一、1.提示:2014—2017年,我国碳市场交易总量呈上升趋势且增速较快,2018年交易总量有一定幅度的下降。与发达国家相比,我国经济增速较快,能源消费总量持续增加,碳排放总量仍在增加;我国整体资源利用率不高;我国能源消费结构以煤炭为主。
2.提示:利用新技术提高能源利用率,降低单位产值能耗;使用新能源(清洁能源);调整生产方式,推动企业转型升级;植树造林抵消自身和供应链产生的碳排放;减少碳排放,将节余的碳配额出售;对上下游供应商提出碳减排要求等。
3.提示:背景:全球气候变暖。意义:推动应对气候变化相关法律制度、措施的制定和完善;促进技术革新,提高能源利用率;降低生产成本,提高经济效益;减少二氧化碳等温室气体的排放;减少污染物的排放。
二、1.提示:“西瓜雪”会吸收更多的太阳辐射,导致冰雪表面温度升高,从而加速冰雪的融化。冰雪融化会露出更多植被,而植被也会吸收太阳辐射,使得地面增温加快,进一步加速冰雪的融化。
2.提示:全球气候变暖导致温度升高,冰雪融化,为极地雪藻提供了更广阔的生存空间,促进了其繁殖和生长。极地雪藻能够反射部分太阳辐射,但当其大量繁殖时,会改变雪地的颜色,降低雪地的反射率,使得更多的太阳辐射被吸收,进一步加剧全球气候变暖。这种相互影响形成了一个恶性循环,加剧了全球气候变暖的趋势。
3.提示:开发新能源,使用清洁能源;提高能源利用率;大力发展低碳、绿色产业;植树种草,增加植被覆盖率;加强国际合作,应对全球气候变暖。
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