1、第一节碳排放与国际减排合作 必备知识素养奠基一、碳循环1.碳存在形式:以不同的形式存在于生物群落和无机环境中。2.碳循环概念:是指碳元素在大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间转移和交换的过程。3.碳循环过程:辨一辨判断下列说法的正误。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。()二、碳排放与温室效应1.碳排放过程:2.碳排放与温室气体概念:(1)碳排放:是对各种温室气体排放的总称。(2)温室气体:是大气保温气体的俗称,是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
2、波辐射逸出的气体。连一连将下列气体与对地球温室效应的贡献连线。三、碳排放对环境的影响1.二氧化碳的作用:角度影响有利绿色植物进行光合作用必需的原料不利浓度超过正常范围时,会导致气候变暖,引发一系列环境问题2.全球气候变暖的影响:(1)导致热浪、干旱、洪涝、台风、暴雪等极端天气频繁发生,改变了水热时空分布,进而影响到人们的生产生活。(2)引起冰川积雪加速融化,导致海平面上升,威胁到沿海低洼地带的安全。(3)影响到森林、草原等生态系统的安全,一些物种难以适应新的生存环境,面临灭绝的危险。(4)对国民经济造成影响,比如导致农作物减产,影响到工业生产、交通运输和旅游业。(5)通过多种途径威胁到公众的身
3、体健康。辨一辨判断下列说法的正误。全球气候变化即指全球气候变暖。()温室气体大量吸收太阳辐射导致全球气候变暖。()全球气候变暖会导致极端天气频率升高。()全球气候变暖将引起生态系统的调整,而对人类的生产生活影响不大。()四、国际减排合作1.碳减排的原因:缓解人类所面临的气候危机。2.“共同但有区别的责任”原则:项目内容内容强调责任的共同性,即在地球生态系统整体性的前提下,各国都有减少碳排放的责任,但在承担责任的大小和方式等方面应该有所区别原因1850年以来,全球碳排放总量的3/4来自发达国家表现发达国家率先减少碳排放,并通过技术转让、资金援助、市场开放等形式,帮助发展中国家提高应对气候变化的能
4、力辨一辨判断下列说法的正误。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。()【激疑】 在碳减排中,为什么发达国家要承担更多的责任?提示:大气中人为增加的二氧化碳主要是由西方发达国家工业化带来的,目前发达国家仍然是人均碳排放量最多的,同时,发达国家还通过产业转移方式向发展中国家进行碳转移,故在碳减排中应承担更多的责任。 关键能力素养形成能力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
5、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
6、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。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
7、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,
8、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
9、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。【补偿训练】(2020滨州高二检测)下图为地理环境中的碳循环示意图。据图回答(1)、(2)题。 (1)与全球气候变暖关系最密切的是()A.B.C.D.(2)此图可以说明()A.绿色植物的光合作用和呼吸作用与碳循环关系不明显B.地理环境中的碳循环往往跨越圈层界限C.自然地理环境各要素是
10、相互独立而存在的D.自然环境中的物质和能量处在不断的循环之中【解析】(1)选D,(2)选B 。第(1)题,与全球气候变暖关系最密切的是二氧化碳的含量增大,绿色植物吸收二氧化碳减少,对;是呼吸作用,影响小,错;是生活中产生的二氧化碳,影响较小,错;是工厂排放的废气多,对。第(2)题,此图可以说明绿色植物的光合作用和呼吸作用与碳循环关系明显;地理环境中的碳循环往往跨越圈层界限;自然地理环境各要素是相互联系的,不是独立存在的;此图说明自然环境中的物质处在不断的循环之中,不能表示能量在循环。能力2碳排放对环境的影响、应对全球变暖的对策1.碳排放对环境的影响:(1)生态系统失衡:生态系统的承受能力是有限
11、的,全球气候变暖对许多地区的生态系统产生了严重的、不可逆转的破坏。(2)全球海平面上升。(3)极端天气频发:受全球气候变暖影响,高温、干旱、强降水等极端天气频发,气象灾害加剧。(4)威胁人类健康。2.应对全球变暖的对策:(2020全国卷)岳桦林带是长白山海拔最高的森林带。岳桦林带气候寒冷,生长季短,只有其下部的岳桦才结实(种子)。岳桦结实的海拔上限称为岳桦结实线,岳桦林分布上限即长白山林线。监测表明,20世纪90年代以来,长白山北坡气候持续变暖,岳桦结实线基本稳定;林线的海拔快速提升了7080米,但近年趋于稳定。据此完成(1)(3)题。(1)目前,长白山北坡林线附近的岳桦多为()A.幼树B.中
12、龄结实树C.老树D.各树龄组混生(2)推测20世纪90年代以来,长白山北坡岳桦林带()A.冬季升温幅度小,生长季稳定B.冬季升温幅度大,生长季延长C.冬季升温幅度大,生长季稳定D.冬季升温幅度小,生长季延长(3)在气候变暖背景下,长白山北坡林线近年却趋于稳定,原因可能是()A.降水稳定B.水土流失量稳定C.土壤肥力稳定D.岳桦结实线稳定【思路点拨】解该类题应从以下几点入手:(1)长白山气候变暖对岳桦结实(种子)的影响。(2)全球气候变暖对山地林线的影响。(3)影响长白山岳桦结实的因素。【解析】(1)选A,(2)选C,(3)选D。第(1)题,根据题目可知,90年代以来,林线海拔迅速提升7080米
13、,林线不断上升直至近年趋于稳定,说明林线附近的岳桦是最近几年才生长的,还是幼树。第(2)题,岳桦林带气候寒冷,生长季短,只有其下部的岳桦才结实(种子),可知岳桦结实线与生长季长短有关。20 世纪 90 年代以来,长白山北坡气候持续变暖,岳桦结实线基本稳定,说明生长季稳定;林线的海拔快速提升了7080米,说明北坡冬季升温幅度大,导致林线快速上升。第(3)题,要有种子,岳桦林才可以生长。材料中说到岳桦结实线基本稳定,种子借助风力只能传播一定的范围,因此林线近年也趋于稳定。即使山顶温度升得再高,种子也没办法到达,岳桦林仍然是没办法生长。全球变暖,温度继续升高,但岳桦林却停止了继续向上攀登的脚步。降水
14、、水土流失、土壤肥力都是“外因”,主要影响岳桦林生长的好坏,但影响岳桦林能不能生长的主要是“内因”,结实线稳定,难以提供更多的生力军“种子”向上扩张。【补偿训练】(2020菏泽高二检测)“全球变暖”已成事实, 而有证据表明,与之相伴的还有“全球变暗”,即地球大气中的悬浮颗粒物增加,云层变厚,能够直接到达地球表面的阳光逐渐减少,地球变得越来越“暗”。据此回答(1)(3)题。 (1)图中与“全球变暖”相对应的大气热力作用是()A.B.C.D.(2)图中与“全球变暗”相对应的大气热力作用是()A.B.C.D.(3)共同抑制“全球变暖”和“全球变暗”最有效的措施是()A.大力退耕还湖B.减少矿物燃料的
15、使用量C.推广使用无氟冰箱D.回收和综合利用硫氧化物、氮氧化物等【解析】(1)选D,(2)选B,(3)选B。第(1)题,全球变暖是由于温室气体增多,导致了大气逆辐射增强,气温升高。第(2)题,图中与“全球变暗”相对应的大气热力作用是大气对太阳辐射的削弱作用。第(3)题,根据题中材料可知,引起“全球变暗”的因素主要是大气中的悬浮颗粒物增加,导致大气能见度降低。使用矿物燃料可能产生大量悬浮颗粒物,全球气候变暖的重要原因是使用矿物燃料。通过分析可知,要抑制“全球变暖”和“全球变暗”,必须减少矿物燃料的使用量。人类活动导致二氧化碳的排放量不断增加,降低碳排放已成为全球普遍关注的话题,如图是21世纪初某
16、年世界部分国家碳排放量差异的分布示意图。(1)(区域认知)碳排放量最多的国家是,其能源消费结构以为主。提示:美国 石油(2)(综合思维)比较中国与俄罗斯在碳排放特点上的差异。提示:碳排放总量中国比俄罗斯大;人均碳排放量俄罗斯比中国大。(3)(地理实践力)为了降低碳排放,减小全球变暖带来的危害,应该采取哪些措施和对策。提示:发展节能技术,提高能源利用率;广泛采用清洁能源;植树造林,保护森林;开展广泛的国际合作,发达国家多承担责任,提供资金、技术帮助发展中国家。 课堂检测素养达标(2020菏泽高二检测)读世界部分国家生产和消费碳排放量的统计图(下图),完成1、2题。1.有关我国碳排放量的正确叙述是
17、()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产生的;我国通过出口商品把生产的碳排放量其中一部分出口到他国消费掉。第2题,日本与俄罗斯两国人口总量接近,而且消费本国碳排放量接近,故人均消费碳排放量比较接近。
18、读全球温室效应影响图,回答3、4题。3.结合图中信息可以判断,受温室效应影响,粮食产量有所增大的国家是()A.巴西B.埃及C.南非D.俄罗斯4.下列有关温室效应的说法,正确的是 ()A.其原理是二氧化碳增多,可以吸收更多的太阳辐射B.全球各地均升温,但升温幅度不同C.温室效应主要与矿物燃料燃烧和植被破坏有关D.海平面上升对我国的影响比对小岛国家的影响大【解析】3选D,4选C。第3题,直接根据图示“作物栽培带向北移动地域”判断,俄罗斯的作物栽培带扩大最为明显。第4题,温室效应的基本原理是空气中的二氧化碳含量增多,导致了对地面辐射的吸收作用加强,从而增强了大气逆辐射,对地面的保温作用增强;受温室效
19、应影响,全球大部分地区气温均有升高,但不能表明是全球所有地区;温室效应的主要原因是人类大量燃烧矿物燃料排放大量二氧化碳和大面积的毁林;受海平面上升的影响,导致了一些小岛国家的“灭顶之灾”。(2020德州高二检测)根据2019年4月3日发表在自然杂志上的研究结果表明,由于全球气候变化,大堡礁在海洋热浪的作用下发生了两次珊瑚白化灾害(即和珊瑚共生的藻类离开或死亡,珊瑚就会变白,最终因失去营养供应而死),已造成了1 500 km2的珊瑚大面积死亡。下图为白化珊瑚示意图。据此回答5、6题。5.造成珊瑚白化的主要原因是()A.工业废水的大量排放B.温室气体的过量排放C.太阳活动的能量释放D.太阳辐射的区
20、域差异6.推测大规模海洋热浪将带来的影响是()生物多样性减少我国海岸线不变两极冰川纬度升高海洋的面积缩小A.B.C.D.【解析】5选B,6选C。第5题,由材料可知,珊瑚白化是由于全球气候变暖,在海洋热浪的作用下,和珊瑚共生的藻类离开或死亡,珊瑚就会变白,最终因失去营养供应而死的现象,温室气体的过量排放是导致全球气候变暖的主要原因,造成珊瑚白化的主要原因是温室气体的过量排放。第6题,大规模海洋热浪改变了海洋环境,生物多样性减少,正确;海平面上升,我国海岸线后退,错误;两极冰川融化,纬度升高,正确;海洋的面积将扩大,错误。【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
21、物残体分解和根系呼吸,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
22、峰型的土壤CO2排放量的昼变化规律,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,土壤温度峰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
23、物通过光合作用吸收大气中的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CO2和植被破坏导致CO2消耗减少造成的,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也会大量减少,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。