碳排放与环境安全学案--鲁教版（2019）高中地理选择性必修3.docx

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1、第二单元生态环境与国家安全第一节碳排放与环境安全必备知识一、自然界的碳循环与温室效应1.自然界的碳循环:碳元素不断地在大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间进行转移和交换,构成了自然界的碳循环。2.自然界碳循环的过程:辨一辨判断下列说法的正(打“”)误(打“”)。碳元素在大气圈中唯一存在形式是二氧化碳。()二氧化碳是碳参与全球物质循环的主要形式。()只有人类活动才影响大气中二氧化碳的浓度。()大气中二氧化碳是地球上最大的碳储存库。()3.温室效应: 二、碳排放对环境的影响1.大气中二氧化碳含量增加的原因:煤、石油、天然气等化石燃料的大量燃烧,向大气中排放大量二氧化碳;人类大规模破坏森林、草原等,植物

2、对大气中二氧化碳的吸收和贮存减少;地表水域减少,二氧化碳的吸收、溶解条件受到干扰。2.大气中二氧化碳增加的影响:破坏自然界中原有的碳循环和碳平衡,增强大气的温室效应,加剧全球气候变暖。三、碳减排中的国际合作1.国际合作的原因:碳排放导致的全球气候变暖问题具有全球性,因此碳减排亟需国际社会携手努力、合作应对。2.共同但有区别的责任:国家类别碳排放现状减排责任发达国家工业化产生大量二氧化碳;人均碳排放量大;通过产业转移的方式进行碳转移有义务在碳减排国际合作中承担更多的责任发展中国家综合国力较弱;经济社会发展期碳排放总量增长较快应妥善处理经济发展与碳排放的关系 辨一辨判断下列说法的正(打“”)误(打

3、“”)。碳减排必须采取全球性行动才能实现。()目前,发展中国家是世界上人均碳排放量最多的。()资金和技术是应对全球气候变暖的重要保障。()植树造林是减少温室气体排放的重要措施之一。()绿色出行、低碳生活等都是公众参与碳减排的行为方式。() 3.国际合作中的碳交易:京都议定书把二氧化碳排放权确定为一种商品,建立起国家或地区间的二氧化碳排放权“交易机制”。具体有发达国家可以通过技术援助等措施帮助发展中国家实现碳减排,也可以通过购买发展中国家的碳减排额抵消自身的碳减排指标。4.碳减排中的中国贡献:贡献层面具体贡献中国的承诺承诺中国二氧化碳排放2030年左右达到峰值并争取尽早实现,2030年单位国内生

4、产总值二氧化碳排放比2005年下降60%65%,非化石能源消费比重达到20%左右,森林蓄积量比2005年增加45亿立方米左右中国的合作积极参与全球环境治理、推进气候变化、清洁能源、生态保护、低碳智慧型城市建设等领域的国际合作中国的行动积极推进绿色发展,构建低碳经济体系。转变经济结构,淘汰落后产能;调整能源结构,推广风能、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;启动全国统一的碳排放权交易体系;开征环境保护税中国的成就中国2015年碳排放强度下降率为6.8%,位居榜首;2016年碳排放强度下降率为6.6%,位居第二;2017年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降了4

5、6%关键能力能力1自然界的碳循环与温室效应1.碳循环的主要途径:(1)CO2光合作用有机物植物的呼吸作用CO2。(2)CO2光合作用有机物动物吸收体内氧化CO2。(3)CO2光合作用有机物动植物残体微生物分解作用CO2。(4)CO2光合作用有机物动植物残体地下漫长反应煤、石油等化石燃料燃烧CO2。2.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)地面暖大气: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

6、加,大气逆辐射增加,全球气候变暖。3.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。【典例】 结合图文材料,回答问题。随着矿物能源的大量消耗,大气中二氧化碳不断增多,充分利用太阳能、降低二氧化碳排放,是工农业持续发展的重要途径。下图为我国北方地区某地阳光居室图。(1)二氧化碳

7、是一种温室气体。二氧化碳增多,是如何加强大气“温室效应”的? (2)冬季晴天时,在未采用任何取暖设备的条件下,“阳光居室”室内的最高温度可达22 。请分析“阳光居室”是如何达到这一保温效果的? (3)开发利用新能源,能够减缓全球变暖。请根据“温室效应”的原理,解释其原因。【思路点拨】解该类题应从以下几点入手:(1)“温室效应”原理要从太阳暖大地、地面暖大气、大气还大地三个方面分析。(2)要知道玻璃对太阳短波辐射、地面长波辐射的影响。(3)理解大气的温室效应原理。【解析】第(1)题,二氧化碳是一种温室气体,二氧化碳增多,能更多地吸收地面长波辐射,提高了大气温度,增加了大气逆辐射,补偿了地面损失的

8、热量。第(2)题,读图可知,大部分太阳辐射能透过“阳光居室”的玻璃到达室内地面,地面吸收太阳辐射而增温,并以长波辐射的形式把热量传递给室内大气,由于地面长波辐射不能穿透玻璃而被反射回地面,从而将热量保留在居室内,同时,封闭的空间也隔绝了室内外热量的交换,加强了保温效果,所以冬季晴天时,在未采用任何取暖设备的条件下,“阳光居室”室内的最高温度可达22 。第(3)题,温室气体增多,导致全球变暖,开发利用新能源,向大气中排放的二氧化碳减少,大气中二氧化碳减少,大气吸收的地面辐射也会减少,大气逆辐射会变弱,大气的保温作用减弱,使气温升高趋势减缓。答案:(1)更多地吸收地面长波辐射,提高了大气温度; 增

9、加了大气逆辐射,补偿了地面损失的热量。 (2)大部分太阳辐射能透过“阳光居室”的玻璃到达室内地面,地面吸收太阳辐射而增温,并以长波辐射的形式把热量传递给室内大气; 地面长波辐射不能穿透玻璃而被反射回地面,从而将热量保留在居室内。 同时,封闭的空间也隔绝了室内外热量的交换,加强了保温效果。 (3)开发利用新能源可使大气中二氧化碳减少,大气吸收的地面辐射也会减少,大气逆辐射会变弱,大气的保温作用减弱,使气温升高趋势减缓。【方法技巧】热量收支对气温的影响(1)大气的热量收入大于支出,气温升高;相反,大气的热量收入小于支出,气温降低。(2)大气的热量收入主要来自二氧化碳、水汽等对地面长波辐射的吸收。(

10、3)大气逆辐射可以抵消部分近地面大气热量的支出,起到保温作用。能力2碳排放对环境的影响、碳减排中的国际合作1.全球气候变暖的影响:(1)对海平面和海岸带的影响。海平面上升改变海岸线,海拔较低的沿海地区面临被淹没的危险。(2)影响水循环过程。 (3)对生态系统的影响。(4)影响农业生产。(5)对人类健康的影响。2.碳减排中的国际合作:(1)全球变暖是全球尺度的问题,是全人类面临的共同挑战,因此要加强国际合作。(2)共同但有区别的责任。发达国家要承担更多的责任。a.大气中人为增加的二氧化碳主要是发达国家的工业化产生的,广大发展中国家在很大程度上是受害者。b.到目前为止,发达国家人均碳排放量仍是世界

11、上最多的。c.发达国家通过产业转移的方式进行碳转移,进一步加重发展中国家的环境污染和碳排放负担。发展中国家处于经济社会发展期,碳排放总量增长趋势短期内难以逆转,因此应妥善处理经济发展和碳排放的关系,不能为发展而牺牲环境,也不能为碳减排而延续贫困、制约发展。3.我国积极推动全球气候变化国际合作的努力:(1)拓展与国际组织的合作:签署一系列合作研究协议,实施一批研究项目,内容涉及气候变化的科学问题、减缓和适应、应对政策和措施等。(2)加强与发达国家务实合作借鉴先进的理念和经验。与美国、欧盟、日本等国家和地区建立气候变化领域的对话和合作机制,签署相关联合声明、谅解备忘录和合作协议等,将气候变化作为双

12、方合作的重要内容。(3)深化与发展中国家务实合作相互合作、提供支持、共同促进。如在南南合作、金砖国家、上海合作组织等合作框架下,签署联合声明、谅解备忘录和合作协议等,建立合作机制,积极开展区域环境合作,贡献中国力量。(4)积极推动气候变化谈判取得进展。在气候大会上,本着负责任、合作精神和建设性态度,积极推动谈判取得进展,为促成大会达成协议作出重要贡献。向国际社会承诺未来控制温室气体排放的国家目标。【典例】 阅读图文材料,回答问题。有一款碳排放计算器,如每小时家居用电的二氧化碳排放量(kg)=耗电度数0.8;每千米开车的二氧化碳排放量(kg)=每千米油耗公升数2.7;下图为全球主要国家碳排放总量

13、统计图(单位:亿吨)。(1)计算下列日常行为产生的碳排放量。夏天开空调,如果每小时耗1.5度电,一天大概要排放的二氧化碳是。你如果开汽车从泰州到南京,实际里程约100千米,油耗为10 升/百千米,大概要排放的二氧化碳是。(2)中美两国相比,人均碳排放量更多的国家是,全球碳排放量增多会对沿海地区人们的生存环境带来哪些影响?(3)从能源结构角度,分析我国二氧化碳排放总量居高不下的主要原因及调整措施。【思路点拨】解答该题的思路如下:【解析】第(1)题, 根据材料中公式计算,夏天开空调,如果每小时耗1.5度电,一天大概要排放的二氧化碳是28.8 kg。如果开汽车从泰州到南京,实际里程约100千米,油耗

14、为10 升/百千米,大概要排放的二氧化碳是27 kg。第(2)题,根据图中信息可知,中美两国相比,人均碳排放量更多的国家是美国;全球碳排放量增多,对沿海地区的影响可从海平面升高、极端天气状况等带来的影响回答。第(3)题,我国二氧化碳排放总量居高不下,主要是能源生产和消费中以化石燃料为主;治理措施从节能、减排、调整能源结构等方面分析。答案:(1)28.8 kg27 kg(2) 美国沿海低地可能被淹没;暴雨、台风等自然灾害频发;带来风暴潮等。(3)原因:能源生产和消费中以化石燃料为主。措施:减少化石燃料使用量;开发清洁能源:研发煤炭利用新技术,节能减排;调整产业结构,减少高能耗产业等。课堂检测(2

15、020菏泽高二检测)读世界部分国家生产和消费碳排放的统计图(下图),完成1、2题。1.有关我国碳排放的正确叙述是()A.消费的碳排放总量大于生产的碳排放总量B.消费的本国碳排放量小于消费的他国碳排放量C.消费的他国碳排放量是由于出口产品所产生的D.生产的碳排放量有一部分产品出口到他国被消费掉2.人均消费的碳排放量比较接近的一组国家是()A.印度和俄罗斯B.美国和中国C.俄罗斯和日本D.日本和美国【解析】1选D,2选C。第1题,据图可知,我国消费的碳排放总量小于生产的碳排放总量;消费的本国碳排放量大于消费的他国碳排放量;消费的他国碳排放量是由于进口产品所产生的;我国通过出口商品把生产的碳排放量的

16、一部分产品出口到他国被消费掉。第2题,日本与俄罗斯两国人口总量接近,而且消费的本国碳排放量接近,故人均消费碳排放量比较接近。3.(2020德州高二检测)海洋浮游植物通过光合作用与呼吸作用能够对大气中的CO2浓度进行调节,有人称之具有海洋“生物泵”作用。该作用可能()A.缓解全球变暖B.缩小臭氧层空洞C.减轻酸雨污染D.加快洋流流速【解析】选A。“生物泵”的意思是这些植物能起到调节大气中碳氧平衡的作用,可以缓解全球变暖。从题目中的描述可知,海洋浮游植物对大气中臭氧含量没有调节作用。酸雨污染与人类向大气中排放大量酸性气体有关,而海洋浮游植物并不能吸收这些酸性气体。洋流流速与大气水平运动及海水密度有

17、关,与海洋浮游植物无关。4.恩克斯堡岛是考察南极冰盖雪被、陆缘冰及海冰的理想之地,我国第五个南极科学考察站选址恩克斯堡岛。对于极地科学考察而言,南极恩克斯堡岛所在区域的优势在于()A.生物类型多样B.对全球变暖敏感C.大气质量优良D.人类活动影响少【解析】选B。材料信息“恩克斯堡岛是考察南极冰盖雪被、陆缘冰及海冰的理想之地”,因此在此建立考察站,重在考察与冰雪有关的项目,与生物多样性、大气质量等无关;极地地区人类活动影响整体较小;全球变暖会导致极冰融化,因此恩克斯堡岛所在区域是全球气候变暖的敏感区。环境问题需要加强国际合作,这是人类共识。结合相关知识完成5、6题。5.关于环境管理进行国际合作必

18、要性的叙述,不正确的是()A.目前重大的环境问题,大多不是一个国家或一个局部地区造成的,而是多个国家共同影响的结果B.有些环境问题具有普遍性和共同性,成为全球性的环境问题普遍存在于地球上C.某些国家或地区的环境问题具有跨国、跨地区乃至涉及全球的后果D.根据公平的原则,全球所有国家应承担相同的责任6.我国参与的国际合作,正确的是()A.我国是CO2的排放大国,没有签署京都议定书B.实行计划生育政策,与履行国际环境公约无关C.“三北”生态防护林的建设,将有助于大气中CO2的减少D.2017年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降了6.8%【解析】5选D,6选C。第5题,目前重大的环境问

19、题,大多不是一个国家或一个局部地区造成的,而是多个国家共同影响的结果。有些环境问题具有普遍性和共同性,成为全球性的环境问题普遍存在于地球上。某些国家或地区的环境问题具有跨国、跨地区乃至涉及全球的后果。由于社会发展状况不同,全球所有国家中,发达国家应承担主要的责任。第6题,我国已经签署京都议定书。实行计划生育政策,可以减缓人口增速,减轻环境问题。“三北”生态防护林的建设,使得森林吸收净化大气的功能增强,将有助于大气中CO2的减少。2017年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降了46%。【新思维新考向】7.阅读图文材料,完成下列要求。土壤中排放的CO2主要来自生物残体分解和根系呼吸,

20、与土壤温度密切相关。土壤呼吸已成为陆地生态系统碳循环和气候变化的重要研究内容。受人类活动干扰,我国东北某山地植被群落发生了逆行演替:红松阔叶林阔叶杂木林灌木林草本。某科研团队于8月份实地监测,并绘制了统计图(如下图)。(1)概括土壤CO2排放量的昼变化规律。(2)推测红松阔叶林土壤CO2排放量峰值高且明显滞后的原因。(3)有人认为,由森林逆行演替为草本,土壤CO2排放量减少,利于缓解全球变暖。试对此提出自己的看法。【解析】第(1)题,结合图示可分析出该地区土壤CO2排放量在8时开始上升然后在午后升至峰值后开始下降,呈现单峰型。第(2)题,结合图示可以看出,在8月份均呈现单峰型的土壤CO2排放量

21、的昼变化规律,植物根系和土壤中的微生物均受当地气温变化影响,中午前后气温高时排放通量大,而其他时段气温较低,排放通量小;但是不同植被状况的土壤温度变化会有所不同,植被覆盖率,生物量、土壤水分等都会影响土壤温度的变化。而红松阔叶林土壤CO2排放量峰值最高主要是因为红松阔叶林生物量最大,土壤中枯枝落叶多,微生物丰富,土壤呼吸放出的CO2多;8月份红松阔叶林树冠茂密,削弱光照,林下光照较弱,土壤升温比其他植被缓慢,土壤温度高值出现的时间会滞后, 土壤CO2排放量峰值出现的时间也会相应滞后。第(3)题,由森林逆行演替为草本,土壤CO2排放量减少不一定能够缓解全球变暖现象。因为绿色植物通过光合作用呼吸大

22、气中的CO2,通过土壤呼吸向大气释放CO2进而参与全球的碳循环,维持全球的碳平衡。全球变暖主要是由于人类活动排放大量的温室气体如CO2和植被破坏导致CO2消耗减少,因此森林植物群落丰富,能更多吸收大气中CO2,维持碳平衡;森林逆行演替为草本,土壤CO2排放量减少,但光合作用消耗的CO2也会大减,维持碳平衡的能力减弱,反而使得温室效应增强。答案:(1)规律:先上升后下降(单峰型)。(2)红松阔叶林生物量大,土壤中生物残体(或枯枝落叶)多,土壤微生物丰富,土壤呼吸排放CO2多;8月份红松阔叶林树冠茂密,林下光照较弱,土壤升温慢。(3)此说法不正确。绿色植物通过光合作用吸收大气中的CO2,通过土壤呼吸向大气中释放CO2,参与全球的碳循环,有助于维持全球的碳平衡。与草本植物相比较,森林植物群落丰富,维持碳平衡的能力强,可以更多地吸收大气中的二氧化碳;演替为草本,维持碳平衡的能力减弱,吸收的CO2数量减少,会使得温室效应增强。14学科网（北京）股份有限公司