第3章 第1节 碳排放与碳减排-【新课程学案】2025-2026学年高中地理选择性必修3教师用书word（中图版）

本高中地理讲义围绕碳排放与碳减排核心内容，系统梳理碳循环与温室效应原理，分析碳排放对海平面、气候、农业及人类健康的影响，阐述碳减排手段及国际合作重要性，构建“自然过程—人类影响—应对措施”的完整知识脉络。 资料通过石冰川案例探究、碳交易情境分析等设计，结合图表与针对训练，培养学生综合思维与区域认知，强化人地协调观。课中辅助教师引导探究，课后助力学生巩固知识，查漏补缺，提升地理实践力。

第三章　环境与国家安全 第一节　碳排放与碳减排 [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.结合图表，说出自然环境中碳循环与温室效应的关系。 2.结合资料，分析碳排放对环境的影响，理解人类活动对全球变暖的影响。 3.结合材料和生活、生产实例，了解碳减排的概念和核心，理解促进碳减排的主要手段，培养人地协调观和地理实践力。 　　　　　　　　　　　　　　　　 知识点(一)　碳循环与温室效应 1.碳循环 (1)概念：全球碳循环是碳在岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间以二氧化碳、碳酸盐及有机化合物等形式进行转换和迁移的过程。 (2)碳库：岩石圈碳库是地球上最大的碳库，海洋碳库次之，但碳在这两个库中的活动均较为缓慢。 (3)碳循环过程及作用：人和动物吸入空气中的氧气，呼出二氧化碳；而植物吸收二氧化碳进行光合作用，并将氧气释放回大气中。当岩石、土壤、植物和动物残体等物质分解时，碳就会以二氧化碳的形式排放到大气中，二氧化碳也在大气和海洋之间交换。自然界的碳循环过程使大气中的二氧化碳含量基本保持稳定。 (4)意义：碳循环是维持地球表层生命活动的主要物质循环，对人类的生存发展和环境稳定具有重要意义。 2.温室效应 概念 太阳短波辐射可以透过大气到达地面，地面升温后释放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而使大气变暖，通过大气逆辐射，大气对地面起到保温作用，这种作用类似栽培农作物的温室，故名温室效应[注1] 温室 气体 产生温室效应的气体被称为温室气体。除二氧化碳外，温室气体还包括甲烷、水汽等[注2] 　　 [助解教材] [注1]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。科学研究表明：由于温室效应地球表面的平均温度为15 ℃，否则将会下降到-18 ℃。而且，如果大气中二氧化碳和水蒸气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。 [注2]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强烈吸收地面长波辐射的一些气体，水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)、臭氧(O3)等都是地球大气中主要的温室气体。 知识点(二)　碳排放对环境的影响 1.碳排放：主要指温室气体的排放，有时也指二氧化碳的排放。 2.对环境和人类社会的影响 海平面上升 地球表面温度升高引起全球冰川融化；气候变暖引起海水发生热膨胀，海水体积增加所致 气候变化异常 以变暖为主要特征。气候变暖对自然生态系统产生显著影响，导致气象灾害频繁发生 影响农业生产 因植物种类和区域位置而异 影响人类健康 容易导致人类心血管和呼吸系统疾病的发病率上升，气候变暖还将扩大可携带病菌生物的生存范围，从而使流行病传播范围扩大，增加人类和其他生物的患病风险 知识点(三)　碳减排与国际合作 1.碳减排：主要是通过人类活动，防止大气中的二氧化碳浓度持续上升。碳减排的核心是减少温室气体排放、增加碳汇。[注1] 2.低碳发展：低碳发展一方面要降低二氧化碳排放，另一方面要实现经济社会发展。低碳发展是在减排的同时提高效益或竞争力，促进经济社会发展的新型经济发展模式。它的基本特征是低能耗、低排放和低污染。[注2] 3.促进碳减排的主要手段 理念更新、保护现有碳库 增强全社会应对气候变化的意识，尽快形成绿色低碳的生活方式和消费模式 政策指引 我国陆续出台了替代能源及低碳经济相关扶植政策，如建立碳市场 技术支持 采用化石能源的替代技术；提高能源利用效率；采取固碳措施 国际合作 碳减排不仅是一个国家的事，必须采取全球性行动 4.碳减排国际合作 (1)联合国于1992年制定了《联合国气候变化框架公约》，并于1997年第三次缔约方大会达成了《京都议定书》，这标志着国际社会进入了实质性减排的阶段。 (2)《巴黎协定》标志着碳减排国际合作进入了一个新阶段，它的重要性在于以下四个方面。 ①奠定了世界各国广泛参与碳减排的基本格局。 ②确立了2020年后以“国家自主贡献”目标为主题的国际应对气候变化机制。 ③标志着国际气候谈判将从宏观的机制谈判向具体的低碳行动和政策谈判转移。 ④标志着多元化治理将成为全球气候治理的新亮点，城市和企业在低碳发展进程中的表现突出。 从长远来看，碳减排符合各国的共同利益，这是建立国际合作的基础。国际合作通过公约及法律框架约束合作国家积极兑现碳减排的承诺，是碳减排行动的必然途径。 [助解教材] [注1]辨析：碳源与碳汇 　　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。 [注2]拓展：控制温室气体排放的途径主要是改变能源结构，控制化石燃料使用量；增加温室气体吸收的途径主要有植树造林和采用固碳技术，其中固碳技术指把燃烧气体中的二氧化碳分离、回收，然后深海弃置和地下弃置，或者通过化学、物理以及生物方法固定。 探究点(一)　全球气候变化及其对国家安全的影响分析 [案例探究] 　　石冰川是在高山地区出现的岩石碎块和冰的混合体沿着谷地或者坡地缓慢移动而形成的巨大舌状或叶状堆积体，岩石碎块主要来自于谷壁崩塌物、岩石风化物和冰碛物，冰主要来自冰川未融化部分或雪水、雨水凝结。与洁净冰川相比，石冰川对气候变化的反应较弱。图1为石冰川结构示意图，图2为石冰川景观照片。 　　[思考交流] 1.结合图文材料推测石冰川分布区的主要地形特征并说明理由。 提示：海拔高，气温低，可发育冰川；谷地或坡地地形，有利于冰川汇集；谷壁陡峭，岩石风化明显，易发生崩塌。 2.分析与洁净冰川相比，石冰川对气候变化反应较弱的原因。 提示：石冰川表面覆盖有较厚岩块层，能减少热量向内部传递，可减缓内部冰的融化速度。 3.说出全球变暖背景下石冰川融化可能带来的影响。 提示：利：提供水资源；成为独特的自然景观，可发展旅游业；弊：易造成滑坡、泥石流等次生灾害；掩埋道路，阻塞交通。 [综合思维] 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.全球变暖的影响 (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 (4)对农业的影响 (5)对工业的影响 (6)对人类健康的影响 [针对训练] 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　观测数据表明，近年来大气CO2快速溶解进入加拿大海盆区的海水系统，使该海域海水表层pCO2(CO2分压)快速增长，成为西北冰洋海表pCO2增长最快的区域，碳汇效应显著。该地海表pCO2的变化与海冰面积、海—气交换作用、表层海水生物的初级生产等因素相关。据此完成1~3题。 1.从全球范围看，近年来加拿大海盆区海表pCO2快速增长的主要原因是 (　　) A.水土流失加剧 B.海洋生物死亡 C.全球降雨减少 D.燃烧化石燃料 2.夏季，该海域表层海水生物的初级生产会 (　　) A.降低海表的pCO2，减少海水的碳汇 B.降低海表的pCO2，增加海水的碳汇 C.增加海表的pCO2，增加海水的碳汇 D.增加海表的pCO2，减少海水的碳汇 3.研究表明，海表pCO2过大会导致海洋酸化(海洋水变酸)。海洋酸化直接导致 (　　) A.贝类生物数量减少 B.近岸海洋污染减轻 C.极地海冰大量融化 D.沿海陆地酸雨加重 答案：1.D　2.B　3.A 解析：第1题，近年来，加拿大海盆区海表pCO2快速增长的主要原因是全球燃烧化石燃料数量增加，导致二氧化碳增加，海冰消融，裸露海域面积增大，促使更多CO2通过海—气界面交换过程溶解进入海水系统，D正确；水土流失加剧不会导致pCO2快速增长，A错误；近年来全球海洋生物没有大量死亡，B错误；全球降雨减少，pCO2增长较慢，C错误。故选D。 第2题，夏季，光合作用较强，较强的生物初级生产活动吸收大量CO2，使海表pCO2降低，碳汇作用增强，B正确，A、C、D错误。故选B。 第3题，海水酸化将改变海水化学性质的多种平衡，使依赖于化学环境稳定性的多种海洋生物乃至生态系统面临巨大威胁。因此海洋酸化的直接影响是会减少海洋生物的钙化量，贝类生物的甲壳生长受到影响，严重影响其幼体的发育，使得数量减少，A正确；海洋污染与污染物和海水自净能力有关，海冰消融与气温、水温有关，酸雨与工业生产排放的酸性气体有关，均与海洋酸化关系不大，B、C、D错误。故选A。 　　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4~6题。 4.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 5.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 6.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 答案：4.A　5.C　6.B 解析：第4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5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6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)　应对全球气候变化的措施分析 　　　　　　　　　　　　　　　　 [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 　　[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。 [综合思维] [针对训练] 　　碳生态承载系数表示某一地区碳吸收量占全区比例与该区域碳排放量占全区比例的商。下图是以耕地和建设用地为主要碳源，林地、草地、水域和未利用地为碳吸收载体，研究得出的某年重庆市碳生态承载系数分布图。据此完成1~2题。 1.最需要承担碳排放补偿责任的地区是 (　　) A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 2.为实现碳中和目标，缓解重庆碳收支空间分布不平衡现象，应 (　　) ①扩大中小城镇建设用地 ②发挥中心城区人才优势，发展技术密集型产业 ③提高绿色清洁能源占比 ④保护东部碳汇资源，减少生态产品的开发 A.①② B.②③ C.①③ D.③④ 答案：1.C　2.B 解析：第1题，碳生态承载系数表示某一地区碳吸收量占全区比例与该区域碳排放量占全区比例的商，因此，碳生态承载系数小于1，表明碳排放量大于碳吸收量，大于1说明碳排放量小于碳吸收量。因此最需要承担碳排放补偿责任的地区是碳生态承载系数小于1的地区。读图可知，四区域中，只有丙的碳生态承载系数小于1，因此最需要承担碳排放补偿责任的地区是丙，C正确。 第2题，技术密集型产业的碳排放较少，因此发挥中心城区人才优势，发展技术密集型产业可以减少碳排放，②正确；提高绿色清洁能源占比可以减少碳排放，③正确。故选B。 　　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3~4题。 3.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 4.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 答案：3.A　4.B 解析：第3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4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。 　　马埃岛是塞舌尔最大的岛屿，面积约145 km2，属花岗岩岛。岛上集中了全国近90%的人口，有国际机场联系各大洲。下图示意马埃岛地理位置。据此完成5~6题。 5.因全球气候变暖，塞舌尔将面临的问题有 (　　) ①陆地面积缩小　②渔业资源减少　③化石能源不足　④淡水资源短缺 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 6.作为面积狭小的群岛国家，塞舌尔可 (　　) A.通过填海造陆增加耕地面积 B.全力发展水产养殖业 C.探索海洋资源的开发利用 D.建设大型风力发电场，保证能源自给 答案：5.A　6.C 解析：第5题，随着全球气候变暖，海平面上升，沿海低地被淹没，塞舌尔将面临陆地面积缩小的问题，①正确；全球气候变暖引起海水温度上升，会导致浮游生物大量死亡，鱼类的饵料减少，渔业资源减少，②正确；全球气候变暖对该地的化石能源和淡水资源影响不大，③④错误。故选A。 第6题，塞舌尔填海造陆成本高，难度大，A错误；塞舌尔为热带岛国，虽可发展水产养殖业，但全力发展不利于经济可持续发展，B错误；塞舌尔是面积狭小的群岛国家，应充分结合自身优势，积极探索海洋资源的开发利用，促进本国经济发展，C正确；塞舌尔位于赤道附近，风能不足，不适合建设大型风力发电场，D错误。故选C。 一、综合思维——“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”。我国力争在2030年前实现碳达峰，在2060年前实现碳中和。 　　[材料二]　碳交易是为应对气候变化，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、福建等7个省市建立碳交易试点，总共纳入企业2 000余家。2021年7月16日，生态环境部宣布正式启动全国碳市场上线交易仪式。全国碳市场首日成交量约410.40万吨，成交额逾2.1亿元。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。 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.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。 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.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。 提示：背景：全球变暖。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、人地协调——“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。 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.分析极地雪藻与全球气候变暖的相互影响。 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.为减少“西瓜雪”出现的频率，提出人类应该采取的措施。 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。 学科网（北京）股份有限公司 $