5.1人类面临的主要环境问题（AI智学·教学课件）地理人教版必修第二册

高中地理必修二第五章第一节 乌金之殇与黄土之愈一一山西吕梁的20年变迁 5.1人类面临的主要环境问题 1 树立可持续发展理念。 认同资源开发必须兼顾生态保护， 4.人地协调观： 和实景照片，提取地理信息并绘制逻辑框图。 通过阅读遥感影像、统计图表 3.地理实践力： 分析煤炭开采引发的环境问题及其产生机制。 运用“人类与环境交互模型”， 2.综合思维： 识别黄土高原生态脆弱区的自然特征。 结合地图定位山西吕梁， 1.区域认知： R R 学习目标 2 3 2 1 探索人地协调的路径 分情境三：吕梁的“生态处方” 剖析环境问题的成因 分情境二：探寻“伤疤”的病理 认知环境问题的类型 分情境一：吕梁的“黑色伤疤” 之愈 情境目录：乌金之殇与黄土 3 导入：走进山西吕梁 4 区域认知：定位山西吕梁 吕梁市地图 山西省地图 中国地图 | 率大；境内有黄河及汾河，全境属黄河流域。 温带季风气候，降水集中且变 气候水文： 沟整纵横。 地处黄土高原，地形起伏大， 地形地貌： 西临黄河。 位于山西省西部， 地理位置： 黄河中游，吕梁山西侧 5 黄土土质疏松，植被覆盖率低， 水土流失严重，属于典型的生态 脆弱区。 生态本底： 高强度的资源开发与脆弱的 生态环境之间的剧烈冲突。 矛盾焦点： 探明煤炭储量巨大，是典型的 资源型县域，经济高度依赖煤 炭开采。 资源禀赋： 特殊的自然与人文交汇点 区域背景：因煤而兴，生态脆弱 6 对应知识点：环境问题的概念与类型 分情境一：吕梁的“黑色伤疤” 7 出现了巨大的漏斗状塌陷坑，房屋开裂。 原本平坦的黄土地上，因地下煤炭被掏空， 地表异变： 现象描述：2000年代初，运煤车日夜穿梭，空气中 弥漫着刺鼻的煤粉尘，村民不敢开窗。 空气与土地的创伤 “烦心事” 村民们的 昔日吕梁： 8 8 地下水系因采煤被破坏，村庄里的水井干涸见底，人畜饮水困难。 水源危机： 水源的枯竭与污浊 昔日吕梁：村民们的“烦心事” 9 洗煤厂未经处理的黑水直接排入漱水河，清澈的河流变成了“黑龙”，鱼虾绝迹。 河流污染： 9 3.环境质量下 降生态失调 2.作用于环境 1.人类活动 水污染，严重影响了吕梁居民的生存 与发展。 粉尘、塌陷、水枯竭、 吕梁印证： 循环链条 4.反作用于人类 对人类产生不利影响。 相互作用的 环境质量下降、生态失调、 核心特征： 人类与环境 作用于人们周围的环境，引起环境质量下 降或生态失调，以及这种变化反过来对人 类的生产和生活产生不利影响的现象。 一般指由于自然界或人类活动 概念： 人类与环境的不和谐音符 概念界定：什么是环境问题？ 10 作为采煤过程中的固体废弃物，不仅占用 大量土地，其风化自燃还会释放有毒气 体。 堆积如山的煤矸石。 2 现象 1 大量悬浮颗粒物进入大气，降低空气质量， 引发呼吸道疾病。 ：空气中弥漫的煤粉尘。 现象 废弃物的无序排放 吕梁矿区环境调查清单（一） 11 现象 因地下采空导致的植被枯死和水土流失。 地表場陷破坏了植物根系和土壤结构，加 剧了黄土高原的水土流失。 现象 自然结构的破坏与枯竭 地下水系被破坏导致的水资源枯竭。采 煤切断了地下含水层，导致地下水位大 幅下降，水资源严重短缺。 吕梁矿区环境调查清单（二） 12 对农田灌溉、生态环境及人体健康构威严量威胁。 水质多项指标严靈超标，已不符合地表水环境质量标准（Ⅲ类）， 检测结论： 土壤重金属累积，作物生长受阻，产量下降，土地退化；水体污染影响生态系统平衡，威胁周边居民饮水安全。 危害影响： 不合格 ≤30 312 悬浮物（SS） 不合格 ≤0.05 2.35 石油类 不合格 ≤0.05 0.128 六价格（Cr*+） 不合格 ≤0.005 0.008 总铺(Cd） 不合格 ≤0.05 0.356 总铅（Pb) 不合格 ≤0.0001 0.012 总汞(Hg) 不合格 ≤1.0 18.7 氦氮（NH--N） 不合格 ≤20 256 化学需氣量（COD） 不合格 6.5~8.5 4.32 pH值 结果判定 地表水环境质量标 准(Ⅲ类)mg/L 检测值（mg/L） 检测项目 水质检测结果（模拟数据） 矿井废水直排导致 农田与河流污染 矿井废水污染农田与河流。洗煤废水和矿井水中含有大量重金属和有害化学物质，排入环境后 导致水体和土壤质量恶化，农作物减产甚至绝收。 现象 有害物质的夢延 吕梁矿区环境调查清单（三） 13 过度取水、降水减少等导致 地表水和地下水矩缺。 水资源枯竭 对应现象 人类对资源的过度索取导致 资源数量锐减。 资源短缺 过度开米、陡被开星等导致植被破坏， 水土流失严重，土地退化。 植被枯死与水土流失 对应现象 人类向环境索取资源的速度超过了资源本身及其替 代品的再生速度，导致生态系统结构受损。 生态破坏 矿井排水中含有多种 污染物，排放后污染 地表水和地下水。 矿井废水 煤炭开采后排放的 国体废弃物大量堆 存，占用土地。 煤矸石 煤炭开采、运 输、加工过程中 产生大量粉尘。 煤粉尘 对应现象 人类向环境排放废弃物的数量超过了 环境的自净能力。 环境污染 对号入座，系统分类 深度剖析：环境问题的三大类型 三大类型相互关联、相互影响，共同加剧区域生态环境问题。 14 ，恢复成本极高! 不可逆的、长期的 关键提醒：污染可能在短期内治理，而生态破坏往往是 如：完整的地层被掏 空导致塌陷，植被失 去生存根基 生态系统的组成要素 被破坏，导致其原有 的调节、供给等功能 丧失。 “原有结构/功能受损” 本质是 生态破坏 损伤 破坏是生态系统的 “增加” 污染是有害物质的 一个是“增量” 一个是“减损” 本质区别 如何精准区分？ 如：清澈的河水里 多了洗煤废水 环境中加入了原本 没有或含量极低的 有害成分，导致环 境质量下降。 “多了有害物质” 本质是 环境污染 难点突破：环境污染VS生态破坏 15 土地退化 海洋污染 气候变化 大气问题 资源垣缺 生态破坏 环境污染 生态系统受威胁 南极冰川融化 水资源短缺 干早加剧， 塑料垃圾山 海洋污染 全球淡水资源危机、 化石能源逐渐枯蝎、 耕地面积减少。 全球性资源短缺: 生物多样性锐誠 亚马逊雨林故伐 面积扩大 土地荒漠化 大面积热带雨林被毁、 全球生物多样性锐减、 土地荒漠化面积扩大。 亚洲工业化污染 空气质量下降 全球性生态破坏： 北美工业污染 温室气体排放 欧洲酸雨蔓延 (氯氟烃排放) 臭氧层破坏 全球气候变暖（温室气体排放）、 臭氧层破坏（氯氟烃排放）、酸雨 、海洋污染。 全球性环境污染: 海平面上开 北极冰川融化 人类共同面临的挑战 视野拓展：从吕梁看全球 16 对应知识点：环境问题的产生原因 的病理 “伤疤” 探寻 分情境二： 17 经济的高速增长建立在对自然 资源的高强度、粗放式开发之 上，大自然承受了前所未有的 压力。 背后隐患： 吕梁煤炭开采量呈指数级上升 ，带动地方GDP陡增。 数据显示： 吕梁的煤炭产量与GDP增长 数据透视：经济腾飞背后的代价 18 当人类活动的强度超过了自然的承受能力，生态危机便不可避免地爆发。 地下水补给量 (大气降水补 给） （为采煤和洗煤） 地下水抽取量 0 2 4 6 8 1.0倍 严重失衡 9.2倍 10 相对量（倍） 图2：地下水抽取与自然补给量对比 环境自净能力（自然 降解和净化能力） （废水、废气、废渣） 废弃物排放量 0 1.0倍 严重失衡 2 4 6 8 9.8倍 10 相对量（倍） 图1：废弃物排放与环境自净能力对比 为了采煤和洗煤，地下水的抽取量急剧增加，远远超过了大气降水对地下水的自然补给量。 抽取失衡： 排放失衡：矿区废弃物（废水、废气、废渣）的排放量，远远超过了当地环境的自然降解和净化能力。 排放与抽取的失衡 数据透视：大自然的承受极限 19 超载→环境污染 超载→资源枯 竭生态破坏 环境承载力 （供给上限） 下限 环境自净能力 （消化上限） 尷戒緹 上限 指环境对人类生产、生活排入的废弃物 具有的容纳和清除能力。超过此限度， 将引发环境污染。 指环境能持续供养的人口数量，以及能够 提供的资源和能源的限度。超过此限度， 资源将枯竭，生态将破坏。 环境自净能力（消化上限）： 环境承载力（供给上限）： 环境承载力与环境自净能力 核心概念：大自然的“两个上限” 20 自然环境 废弃物（排放） 物质和能量（索取） 人类社会 只要索取和排放控制在自然环境的承受范围内，人地关系就能保持协调。 动态平衡： 排放到自然环境中（排放）。 人类社会从自然环境中获取物质和能量（索取），并将生产生活的废弃物 正常状态下： 人类社会与自然环境的物质能量交换 机制探究：绘制人地关系病理图 21 地下水资源 煤炭资源 場陷的土地 干涸的水井 自然环境 （黄土高 原) 恢复资源再 生速度 索取 人类活动 （开采） 环境承载力 水土流失加剧（生态破坏）。 地层结构崩塌、植被死亡、 地下水枯竭（资源短缺）； 结果： 超过了资源再生速度和环境承载力时。 当人类向吕梁地下索取煤炭和水资源的速度， 临界点突破： 资源短缺与生态破坏的根源 机制探究：越界的“索取” 22 空气质量恶化 自然环境 洗煤厂 水体变黑发臭 环境自净能力 排放 服务 资源 （环境污染）。 导致水体变黑发臭、空气质量恶化 有害物质在环境中不断累积， 结果： 废水、向大气排放粉尘的数量，超过了 环境的自净能力时。 当洗煤厂向游水河排放 临界点突破： 环境污染的根源 机制探究：越界的“排放” 23 生态系统平衡的必然结果。 ，打破了自然 生产和生活方式 环境问题是人类 不合理的 结论： ) 导致环境污染 ( 环境的自净能力。 人类向环境排放废奔物的速量 根本原因二： 短缺、生态破坏） (导致资源 资源本身及其替代品的再生速度。 人类向环境索取资源的速度 根本原因一： 人类索取与排放 自然承载与自净 超越自然阀值的反噬 归纳总结：环境问题产生的根本原因 24 对应知识点：主要环境问题的危害与治理 分情境三：吕梁的“生态处方” 25 今日经济林 昔日塌陷区 不仅有效遏制了水土流失，恢复了地表植被（解决生态破坏），沙棘果的采摘加工还 为当地村民提供了新的收入来源，助力脱贫致富。 治理成效： 对采空塌陷区进行土地复星和填平，大面积种植连翅、沙棘等耐旱经济林。 治理措施： 处方一：生态修复与经济转型 今日吕梁：对症下药治愈创伤 从塌陷区到经济林，生态修复与产业发展并重，走出一条黄土高原的绿色振兴之路。 26 处方二：能源结构优化与土地综合利用 光伏板上发电，提供清洁能源，减少对煤炭 的依赖；光伏板下种植牧草，发展养羊业。 实现了土地的立体化、高效化利用，促进了 生态与经济的双赢。 治理成效： 在废弃矿山和荒山上建设“农光互补”光伏电站。 治理措施： 今日吕梁：对症下药治愈创伤 27 实现了废水的“零排放”，淇水河重现清澈（解决环境污染与水资源短缺）。 彻底消除了粉尘漫天的现象；矿井水经过净化处理后，循环用于矿区降尘和绿化灌溉， 治理成效： 关停淘汰落后产能，建设全封闭的现代化洗煤厂和高标准的矿井水处理设施。 治理措施： 处方三：控制排放与循环利用 今日吕梁：对症下药治愈创伤 28 的统一，走人地协调的可持续发展之路。 实现生态效益、经济效益和社会效益 终极目标： 吕梁变迁带来的启示 控制索取与排放的规模。 在资源开发中必须尊重自然规律， 必由之路： 的无情反噬。 掠夺式开发，必然遭到大自然 超越环境承载力和自净能力的 深刻教训： 社会福祉 经济发展 发展 可持续 生态环境 人地协调：走向可持续发展 29 环境污染 (控制索取与排放，尊重自然规律，可持续发展） 【出路：走向人地协调] 环境自净能力 排放废弃物 3 生态破坏 生态修复能力 破坏环境 2 资源短缺 环境承受能力 索取资源 1 【自然环境】 【人类社会】 （如：大气、水污染) (如:塌陷、水土流失) (如:矿产枯竭、水荒） 反作用：危害生存与发展 课堂总结：知识结构梳理 30 $