(共72张PPT)
第四节 全球气候变化与国家安全
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。
学习目标 1.运用情境材料和统计资料,了解全球气候变化与人为排放的关系。
2.运用图文资料,分析碳排放对环境的影响以及对国家安全的影响。
3.运用图文资料,理解人类应对全球气候变化的主要措施。
知识点一 全球气候变化与人为碳排放
知识点二 全球气候变化对国家安全的影响
目
录
CONTENTS
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课时精练
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1
2
4
知识点三 应对全球气候变化
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3
知识点一 全球气候变化与人为碳排放
[知能提升]
1.全球气候变化
(1)趋势:______。
(2)影响因素:与大气中二氧化碳等温室气体______变化密切相关。
2.温室效应
(1)原理:大气中的______、二氧化碳、甲烷等温室气体可以强烈地吸收______长波辐射,使地球接收的太阳能不会马上散失掉,形成温室效应。
(2)影响:对地球起到______作用。
变暖
浓度
水汽
地面
保温
3.碳循环
(1)含义:是指碳元素在大气圈、水圈、生物圈以及______圈之间迁移、______所构成的循环。
(2)意义:维持了大气中二氧化碳等温室气体含量的相对______。
岩石
转化
稳定
(3)人类活动对全球碳循环的改变
化石
地质
土地
农田开垦
陆地
[情境] 下图示意全球气温和大气中二氧化碳浓度的变化(1880~2016年)。
[情境探究]
[探究] (1)气温变化与二氧化碳的浓度变化之
间有什么关系?(综合思维)
提示 两者基本呈正相关。
(2)解释二氧化碳浓度升高导致增温的原理。
(综合思维)
提示 二氧化碳浓度升高,吸收大气中的红
外线和地面长波辐射增多,同时对地面的保温效应增强,所以气温升高。
[对点突破]
进入“十四五”时期,各行各业都面临碳减排的现实挑战,尤其是钢铁企业急需变被动为主动,系统地对企业全流程进行碳排放核查,以此推动技术进步、管理优化,提高能源管理水平,达到节能减排的目标。右图是某钢铁企业生产流程及碳排放示意图。据此完成1~3题。
B
1.控制二氧化碳排放可以有效抑制( )
A.森林减少 B.气候变暖
C.酸雨加剧 D.臭氧层破坏
解析 根据已有知识可知,二氧化碳排放增多
产生的环境问题主要是全球气候变暖,所以减
少二氧化碳排放可以有效抑制气候变暖,B正
确;森林减少是人类破坏导致,且减少会使二氧化碳含量增加,A错误;酸雨加剧是排放的硫氧化物和氮氧化物等酸性气体增加所致,臭氧层破坏是人类排放氟氯烃化合物所致,与二氧化碳排放关系不大,C、D错误。
C
2.通过核算,该钢铁企业的碳排放量为( )
A.E1+E2+E3-E4+E5+E6
B.E2+E3+E4+E5+E6-E1
C.E1+E2+E3+E4-E5+E6
D.E2+E3+E4-E5+E6-E1
解析 根据图文材料可知,燃料燃烧排放、工业
生产过程排放(含溶剂消耗产生的排放、原料消耗产生的排放、电极消耗产生的排放)、外购使用的电力和热力产生的排放等都是钢铁企业碳排放的一部分,应当相加,只有固碳产品隐含的排放这部分是企业减少的排放,应予以扣除。故C正确,A、B、D错误。
D
3.研究发现钢铁企业提高副产品利用率可以减少
碳排放,比如( )
①用高炉煤气和转炉煤气代替部分天然气
②减少燃气锅炉发电量,增加外购电量
③减少固碳副产品的生产和销售
④将生产过程中产生的废热循环再利用
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
解析 钢铁企业副产品利用率的提高可以减少碳排放,比如用高炉煤气和转炉煤气代替部分天然气、将废气和废热再利用都可以减少碳排放,①④正确;但是增加外购电量、减少固碳副产品会增加碳排放,②③错误。故选D。
碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量,通过各种形式,以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”。粮食的“种植—运输—加工—餐桌”,每个环节都会带来CO2排放(下图)。据此完成4~5题。
C
4.在大规模的机械化农作物种植环节中CO2的
排放主要来自( )
A.绿色植物的光合作用
B.绿色植物的呼吸作用
C.矿物能源的大量使用
D.绿色植物的腐烂发酵
解析 绿色植物的光合作用主要是吸收二氧化碳,释放氧气,A错误;绿色植物的呼吸作用和腐烂发酵虽然会释放出一定量的二氧化碳,但其释放量相对较小,B、D错误;使用大规模的机械化,会燃烧较多矿物能源从而排放出大量二氧化碳,相比绿色植物的呼吸作用和腐烂发酵,其排放的二氧化碳量更多,C正确。
B
5.在禽畜养殖环节中CO2排放量大的主要直接
原因是( )
A.禽畜生长消耗的粮食饲料多
B.禽畜生理活动排放的CO2多
C.禽畜养殖对植被的破坏严重
D.禽畜养殖消耗的矿物能源多
解析 禽畜生产消耗粮食饲料,这个过程没有大量的二氧化碳排放,产生的二氧化碳量较小,A错误;禽畜养殖一般数量较多,密度较大,大量禽畜的呼吸和粪便腐烂发酵相比其他环节,会释放较多的二氧化碳,B正确;禽畜养殖一般消耗饲料,对自然植被破坏较小,C错误;除了冬季保温外,平时禽畜养殖一般不需消耗较多的矿物能源,D错误。
知识点二 全球气候变化对国家安全的影响
[知能提升]
1.全球变暖对自然环境和人类社会的影响
可通过多种______过程对人类造成不利影响,危害自然环境的各种__________,甚至威胁人类生命财产安全、__________和社会经济正常运转。
自然
服务功能
生产活动
2.全球气候变化对国家安全的影响
(1)对自然环境的影响
①对海平面的影响
全球变暖会使冰川融化和海水受热膨胀,导致海平面上升。
②对水循环过程的影响
③对生态系统的影响
(2)对人类活动的影响
①对农业的影响
②对工业的影响
③对人类健康的影响
3.全球变暖对国家安全的影响
影响方式 主要表现
生存空间的丧失 因全球变暖导致海平面上升,大洋中的一些小岛国面临被海水淹没的风险
加剧资源危机或自然灾害 当某种资源的供给不能满足维持社会正常运转最低需求时,就会在国家内部出现资源危机
当应对全球气候变化威胁所付出的代价超过其承受能力时,可能引发经济或政治危机
影响方式 主要表现
激化国家间的资源争端 当一个国家应对全球气候变化导致的资源危机时,可能引起国家间的资源争夺,进而引发政治、经济、外交等诸多领域的矛盾,甚至导致武装冲突
受其他国家波及而间接影响 气候变化对某些国家造成的生存环境恶化和资源短缺等不利影响,通过环境难民、国际资源市场价格波动等途径传递到其他国家,间接威胁这些国家的国家安全
[情境] 图瓦卢是南太平洋上的一个岛国,陆地最高海拔不超过5米。全球变暖导致的海平面上升严重威胁图瓦卢的国家安全。1993~2009年,因海平面上升,图瓦卢陆地国土面积缩小了2%。预计到2050年左右,图瓦卢60%以上的陆地国土将被海水淹没。
21世纪以来,图瓦卢政府多次公开表示,他们对抗海平面上升的努力已经失败,计划举国搬迁,呼吁世界各国接纳图瓦卢的“环境难民”。但多年来的各方奔走和努力并没有收到积极的效果,目前仅有新西兰政府愿意接收图瓦卢的撤离者,并严格限定了每年的接收人数。
[情境探究]
[探究] (1)说明全球气候变暖对图瓦卢国家安全的影响。(综合思维)
提示 ①全球气候变暖使海平面上升,图瓦卢沿海低地和岛屿被淹没,威胁国家领土完整、主权安全;
②风暴潮加剧,海水入侵,土地盐渍化加剧,威胁国家粮食安全;
③洪涝灾害加剧,威胁国家人民生命财产安全(社会安全);
④港口、航道功能受影响,威胁国家经济安全。
(2)新西兰严格限定每年接纳图瓦卢撤离者的规模,请说明原因。(人地协调观)
提示 ①新西兰重视高质量安置服务,而非单纯提高接收配额;
②接收难民人数过多,容易引起社会问题;
③需考虑新西兰本国人口合理容量及接纳能力。
D
[对点突破]
读全球温室效应影响图,回答1~2题。
1.结合图中信息可以判断,受温室效应影响,粮食
产量有所增加的国家是( )
A.巴西 B.埃及
C.南非 D.俄罗斯
解析 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。故选D。
C
2.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 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,进而
增强了大气逆辐射,大气对地面的保温作用增强,A错误;受温室效应影响,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,B错误;温室效应产生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,C项正确;受海平面上升的影响,一些小岛国家遭受“灭顶之灾”,D错误。
B
树种线是指树种个体分布的海拔或纬度上限。下图为某山地树种线海拔梯度变化示意图。据此完成3~4题。
3.影响该山地树种线变化的主要因素是( )
A.地形 B.热量
C.土壤 D.海拔
解析 由图可知,树种线向高海拔扩张,说明随着全
球变暖,该地气温上升,更高海拔区域满足了树木生长的热量需求,在部分水分条件较好的区域就可能生长树木,B正确。地形、土壤、海拔条件没有发生变化,与树种线变化无关,A、C、D错误。
B
4.树种线变化对该山地产生的影响有( )
A.高海拔裸地显著增多
B.土壤有机碳分解加快
C.生物多样性大幅增加
D.山地气温的波动加剧
解析 树种线的扩张,使山地更高海拔处植被覆盖率
上升,高海拔裸地减少,A错误;随着该地气温上升,微生物更加活跃,加快土壤有机碳的分解,B正确;树种线向山地更高海拔扩张,侵占了原来灌木、草本植物和苔藓植物的生存空间,威胁到栖息其中的动物,可能会导致生物多样性减少,C错误;植被通过改变到达地表的太阳辐射以及通过蒸腾作用、光合作用起到调节气温的作用,降低气温的波动幅度,D错误。
知识点三 应对全球气候变化
[知能提升]
1.碳减排的主要措施
主要措施 具体表述
政策指引 我国陆续出台替代能源及低碳经济相关扶持政策等
技术支持 ①加强低碳和零碳技术的研发和产业化投入;②加快建设以低碳为特征的工业、建筑业和交通体系
国际合作 碳减排不是某一个国家的事,必须要采取全球性的行动
理念更新 ①增强全社会应对全球气候变化的意识;②加快形成低碳绿色的生活方式和消费模式
2.人类应对全球气候变化的主要措施
3.低碳经济发展模式
主要由低碳产业体系、低碳人居环境体系、低碳消费体系、低碳管理体系四大体系组成,四者相互联系,彼此制约。低碳经济建设的着力点体现在以下四个方面:
着力点 具体措施
优化______消费结构 ①控制煤炭消费的过快增长,推进节能降耗;②大力开发新能源,促使能源结构多元化
优化产业经济结构 ①促进传统产业的低碳化转型,逐步淘汰高投入、高耗能、高污染、低效益的夕阳产业部门;②大力发展低能耗、低污染、高效益的战略性新兴产业
能源
着力点 具体措施
着力推动低碳技术创新 ①大力推动低碳技术创新,构建多元化低碳技术体系;
②提高企业低碳技术创新能力
优化低碳经济建设机制 ①构建地区碳交易机制;②优化低碳技术创新机制;③建立产业政策导向机制;④建立低碳环境监管机制;⑤完善财政税收调控机制等
[情境] 碳排放交易就是把碳排放作为一种商品来进行买卖。通常,政府对能耗企业的排放历史进行调查,然后为该企业设定在未来某个时段内可以排放的配额。如果企业 A 在该时间区段的碳排放高于配额,则需要到市场上进行购买,或者通过技术改进减少碳排放;而排放低于配额的企业 B,则可在市场上出让剩余配额,获得经济报酬。
[情境探究]
[探究] (1)想一想,政府实施碳排放交易政策的
目的是什么?(综合思维)
提示 为了积极应对气候恶化,切实减少温室气
体排放;激励企业主动降低碳排放量,控制碳排
放总量;推动高碳产业的技术革新。
(2)在制定和实施碳排放交易政策中,我们应注意哪些可能存在的问题?(综合思维)
提示 碳价波动性大,如何合理定价;如何核查确定企业的配额;缺乏健全的法律法规,监管机制不健全。
C
[对点突破]
(2023·山东菏泽联考)下图显示1870年以来人类累计碳排放与全球升温幅度的关系,可作为制订未来减缓气候变化行为的依据。图中阴影区域为根据不同模式计算的全球二氧化碳累计排放总量对应的升温幅度范围。据此完成1~2题。
1.结合上图,下列表述正确的是( )
A.累计排放量越大,升温幅度一定越大
B.累计排放2万亿吨时,温度可以升高2 ℃
C.累计排放3万亿吨的升温幅度一定大于1万亿吨的升温幅度
D.累计排放2万亿吨的升温幅度一定小于4万亿吨的升温幅度
解析 据文字材料“图中阴影区域为根据不同模式计算的全球
二氧化碳累计排放总量对应的升温幅度范围”,并结合图可知,同样的二氧化碳累计排放总量,在不同排放模式下,对应的升温幅度不同;同一升温幅度,二氧化碳累计排放量不同。由此可以判断A、B、D项错误,C项正确。
D
2.能有效降低升温幅度的措施是( )
①农田开垦 ②征收碳税 ③采用低碳排放策略
④增加碳汇
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
解析 据上题可知,升温幅度与二氧化碳累计排放量及其排放模式有关。征收碳税,可以倒逼企业减少二氧化碳的排放,②正确;采用低碳排放策略,可以降低升温幅度,③正确;增加碳汇,可以减少二氧化碳排放量,④正确;而农田开垦,则会增加土壤中微生物的活性,加快有机质分解,增加二氧化碳排放量,①错误。
A
(2023·河南南阳期末)如图是一种设想中的“云彩制造船”。这种船依靠风力驱动,会从海里抽取一些海水并以喷雾的形式释放出来,在海面上形成咸水水雾。这种水雾比一般水雾密度更大,颜色更白。这是人们试图通过地球工程对抗某环境问题的一个创意。据此完成3~4题。
3.材料中所说的环境问题是指( )
A.全球气候变暖 B.酸雨危害
C.物种减少 D.臭氧层破坏
解析 由材料信息可知,通过增加云量来增强大气对太阳辐
射的削弱作用,从而减少到达地面的太阳辐射,使气温降低,因此材料中说的环境问题是全球气候变暖,A正确,B、C、D错误。
D
4.“云彩制造船”能够对抗上述环境问题的原因是( )
A.形成的水雾呈碱性能中和酸性气体
B.形成的水雾有利于增强大气逆辐射
C.形成的水雾改善气候,利于生物的生存
D.形成的水雾可以减少到达地表的太阳辐射
解析 “云彩制造船”,通过增加云量来增强大气对太阳辐射的削弱能力,从而减少到达地面的太阳辐射,使气温降低,D正确;中和酸性气体、增强大气逆辐射、利用水雾改善气候都不是“云彩制造船”的主要目的,A、B、C错误。
课堂小结
素养达标
素养提升
【素养达标】
(2023·山东青岛开学考试)泥炭地约占全球陆地表面的3%,却储存了全球约1/3的土壤碳。泥炭地开发利用方式的不同会导致碳排放量的差异。右图示意泥炭地开发利用的两种生产模式(a和b)。据此完成1~2题。
(假定:a模式产出的“畜产品”恰好可满足该模式需求;b模式中的“畜产品”与a模式中的等量,但从非泥炭地牧场中获取。)
1.香蒲生产模式的碳排放量数值为( )
A.54.5 B.45.4
C.36.3 D.4.6
解析 由图可知,香蒲生产模式的碳排放
量数值为23.8+7.9+11.1+2.6-9.1=36.3,
故选C。
C
B
2.两种生产模式碳排放量的差值为( )
A.15.7 B.15.8
C.6.7 D.26.3
解析 读图可知,牧场生产模式的碳排放
量为16.7+32.7+2.7=52.1。结合上题分
析,两生产模式的碳排放量差值为52.1-
36.3=15.8。故选B。
A
(2023·云南曲靖联考)英国计划2050年实现温室气体“净零排放”(在既定时间段实现温室气体人类排放与清除的平衡)。下表为2020年英国电力结构。据此完成3~4题。
类型 火电 可再生能源发电 核电 其他
煤炭 天然气 水能 太阳能 生物能 风能 比重/% 1.44 34.78 37.3 17.35 9.13
3.英国温室气体排放量最大的发电方式是( )
A.火力发电 B.水力发电 C.核能发电 D.潮汐能发电
解析 英国的火力发电的占比在1/3以上,火力发电通过燃烧矿物燃料而发电,燃烧矿物燃料的主要产物是二氧化碳,因此英国火力发电排放的温室气体量大;水力发电、核能发电、潮汐能发电不会排放温室气体,A符合题意,排除B、C、D。故选A。
D
4.为实现减排目标,英国最适合因地制宜加大利用( )
A.天然气 B.水能 C.太阳能 D.风能
解析 天然气属于矿物能源,使用过程中碳排放量大,为实现减排目标,不适宜加大利用天然气,排除A;英国的水能开发历史久,开发利用率已经很高,潜力不大,不是最适合加大利用的能源,排除B;英国属于温带海洋性气候,阴雨天气相对较多,太阳能资源不太丰富,不是最适合加大利用的能源,排除C;英国临近大西洋,终年盛行西风,风能资源丰富,开发潜力巨大,因此为实现减排目标,英国最适合因地制宜加大利用风能,D符合题意。
类型 火电 可再生能源发电 核电 其他
煤炭 天然气 水能 太阳能 生物能 风能 比重/% 1.44 34.78 37.3 17.35 9.13
D
某研究团队对我国2015~2017年部分城市碳排放增速(ΔCO2%)与经济增速(ΔGDP%)之间的关系进行了分类(下图)。图中e表示经济增长与碳排放的关系,当e<1时,经济增长快于碳排放增长;当e>1时则相反。据此完成5~6题。
5.2015~2017年,下列城市经济发展与碳排放关系最为
协调的是( )
A.武汉 B.沈阳
C.上海 D.北京
解析 仔细阅读碳排放增速与经济增速之间的关系,
可知武汉属于低碳成长型,经济增速小于碳排放增
速,需要协调经济与碳排放的关系,A错误;沈阳
属于低碳后发型,虽然碳排放增速为负,但经济增速也为负,需要协调发展,B错误;上海、北京属于低碳成熟型,但相对于上海市,北京碳排放增量为负,且经济保持一定的增长,因而北京经济发展与碳排放关系最为协调,C错误,D正确。
A
6.与低碳成熟型城市相比,低碳后发型城市未来发展
的首要任务是( )
A.实现城市经济增长
B.深化能源结构调整
C.推进绿色城镇建设
D.促进低碳技术创新
解析 低碳后发型城市经济增速为负值,首要任务是实现经济增长,A正确;深化能源结构调整能够降低碳排放增速,但可能对经济发展产生一定限制,B错误;推进绿色城镇建设应建立在城镇发展水平较高的基础上,C错误;促进低碳技术创新需要投入大量的资金、人才、技术等,对经济发展较差的城市是一种负担,D错误,所以选择A。
A
2021年7月16日全国碳排放权交易市场正式启动上线交易,碳排放一般是指温室气体排放。下图为碳排放权交易的示意图。据此完成7~8题。
7.受碳排放权交易冲击最大的企业是( )
A.钢铁企业 B.电子组装厂
C.生物制药企业 D.电子商务企业
解析 受碳排放权交易冲击最大的企业是钢铁
企业,钢铁企业能耗大,碳排放量大,碳排放额度缺乏,政府会征税,企业生产成本会上升,A正确。电子组装厂是劳动密集型企业,基本没有温室气体排放;生物制药企业属于技术指向型企业,属于碳排放额度富余的企业;电子商务企业是消费领域,温室气体排放量也很小,因此它们受冲击小,B、C、D错误。
D
8.碳排放权交易的实施,将会( )
①促进产业结构的优化升级 ②增加化石燃
料的消费比重 ③增加全球二氧化碳的排放
④推动生产技术和工艺革新
A.②③ B.③④ C.①② D.①④
解析 碳排放权交易的实施,将会推动节能减排,促进产业结构的优化升级,①正确;会减少化石燃料的消费比重,②错误;会减少全球二氧化碳的排放,③错误;会推动生产技术和工艺革新,从而实现节能减排,④正确。综上所述,A、B、C错误,D正确。
9.(2023·新疆乌鲁木齐统考)阅读图文材料,完成下列要求。
在全球变暖的大背景下,人工“固碳”成为世界各国的热门研究方向。奥卡碳捕集工厂位于冰岛首都雷克雅未克近郊某地热发电站附近,由瑞士空气技术公司和冰岛碳封存技术公司合作建立,其工作机制是通过12台风扇“捕捉”大气中的CO2,加热到80 ℃~100 ℃提纯,与水混合(1吨CO2约需27吨水)后用泵送入地下约1 000米的洞穴深处,使之与地下多孔岩石发生化学反应,进而永久储存在地下。下图示意奥卡地理位置。
(1)判断固碳前奥卡地下洞穴深处的岩石类型并指出依据。
答案 玄武岩(喷出型岩浆岩)。多气孔构造;该地地热丰富,岩浆活动活跃;多火山,喷出型岩浆岩广布。
解析 据材料可知,地下洞穴深处岩石多孔,为岩浆喷出形成的玄武岩。依据是冰岛位于板块交界处,地热能资源丰富,多火山活动,玄武岩广布等。
(2)分析冰岛建设奥卡碳捕集工厂的有利区位条件。
答案 气候湿润,降水量充足,水资源丰富;地处板
块交界处附近,地热能源充足;玄武岩广布,多气孔
构造,利于储存CO2;对全球变暖等环境问题关注度
高,相关研究起步早,技术先进,人才充足;利于环
境保护,国家政策支持力度大;靠近首都,基础设施完善。
解析 冰岛纬度虽高但受北大西洋暖流影响,气候温和湿润,降水量较多,水资源丰富;地处美洲板块与欧亚板块的生长边界,岩浆活动频繁,地热能资源丰富;地下多玄武岩洞穴,气孔构造利于储存二氧化碳;在全球变暖的大背景下,人工“固碳”成为世界各国的热门研究方向,关注度高,相关研究起步早;由瑞士空气技术公司和冰岛碳封存技术公司合作建立,技术先进,人才充足;人工“固碳”,利于减缓全球变暖,保护环境,国家政策支持力度大;厂址位于首都附近,基础设施完善等。
(3)结合生活实际,列举两个从空气中“捕捉”到的碳
可能的利用方式。
答案 制造碳酸饮料;制造化肥;制造塑料;用于温
室蔬菜培植;制造合成燃料;制造二氧化碳灭火器等。
解析 从空气中“捕捉”到的碳可以通过化工方法制造合成燃料、制造化肥;用生态方法提升富碳农业;用于制造碳酸饮料;用于温室大棚中进行蔬菜培植;用于制造二氧化碳灭火器等。
D
(2023·吉林长春联考)右图是“环境中煤和其他化石燃料的形成过程”示意图。读图,完成10~11题。
【素养提升】
10.化石燃料( )
A.天然气是森林被掩埋在地下形成
B.煤炭多在近海,埋藏浅,易开发
C.在沉积岩层中呈均匀、连续分布
D.大规模使用可能改变全球碳循环
解析 根据所学知识可知,煤是森林被掩埋在地下形成的化石燃料;天然气是古生物遗骸长期沉积地下,经慢慢转化及变质裂解而产生的气态碳氢化合物,动植物都有,A错误。煤炭多分布在陆地,埋藏浅,易开发,B错误。化石燃料在沉积岩层中是不均匀,不连续分布的,C错误。化石燃料多是生物的遗骸转化而来的,是固定在地层中的碳;大规模使用化石燃料会将固定在地层中的碳释放到大气中,从而可能改变全球碳循环,D正确。
C
11.可以采取的固碳措施有( )
①增加植树造林面积 ②减少能源的消费量
③将CO2封存到海洋 ④建立碳交易市场
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
解析 根据所学知识可知,增加植树造林面积,让树
木通过光合作用将二氧化碳吸收并储存在植株体中,
可以起到固碳的作用,①正确;将二氧化碳封存到海洋中,可以起到固碳的作用,③正确;减少能源的消费量不可行,减少化石能源的消费量可以减少二氧化碳的排放,是减排的措施,不是固碳的措施,②错误;建立碳交易市场是为促进全球温室气体减排,减少全球二氧化碳排放所采用的市场机制,是减排措施,不是固碳措施,④错误。综上所述,C正确,A、B、D错误。
D
“绿碳”是指绿色植物通过光合作用固定二氧化碳的过程。“蓝碳”是指海洋生物吸收大气中的二氧化碳后,有机碳以浮游动植物残体等形式从上层海水向下沉降(上升流影响沉降),并将其固定、储存在海洋的过程。“蓝碳”是地球上最大的活跃碳库,红树林、滨海盐沼和海草床并称“三大滨海蓝碳生态系统”。下图示意“蓝碳”与“绿碳”生态系统数据对比。据此完成12~13题。
12.与“绿碳”相比,“蓝碳”成为地球上最大的活
跃碳库是因为( )
①海洋面积大 ②占地球生物量大 ③固碳效率
高 ④储碳周期长
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
解析 据图可知,图中并没有“绿碳”的面积与“蓝碳”的海洋面积对比,①错误。图中显示“绿碳”占地球生物量为85%~90%,而“蓝碳”仅占0.05%。与“绿碳”相比,“蓝碳”占地球生物量比重小,②错误。“蓝碳”每年每平方米碳捕获量100g,大于“绿碳”的8g,③正确。“蓝碳”碳存储时间数千上万年,储碳周期长,而“绿碳”碳存储时间仅数十数百年,④正确。
A
13.从洋流的角度推测三大滨海蓝碳生态系统固碳
能力最弱的海区可能是( )
A.南太平洋中低纬东部
B.南太平洋中低纬西部
C.北太平洋中高纬东部
D.北太平洋中低纬西部
解析 “蓝碳”指海洋生物吸收大气中的二氧化碳后,有机碳以浮游动植物残体等形式从上层海水向下沉降(上升流影响沉降),并将其固定、储存在海洋的过程。据此分析上升流影响沉降,上升流强,则有机碳固定、储存在海洋的数量小,三大滨海蓝碳生态系统固碳能力最弱的海区应该是上升流强的地区,南太平洋中低纬东部秘鲁寒流附近有上升流,因此A符合题意,B、C、D不符合题意。故选A。
C
中国政府承诺到2060年实现“碳中和(即经济活动的碳排放和植树等吸收的碳相抵)”。“碳中和计算罗盘”是利用罗盘的旋转功能显示碳足迹数量及树木固碳能力(按20年计算)的工具。右图为“碳中和计算罗盘示意图”。读图,完成14~16题。
14.通过“碳中和计算罗盘”推算,每棵树碳中和的固
碳能力(按20年计算)约为( )
A.36千克 B.72千克
C.360千克 D.720千克
解析 从罗盘中我们可以得到不同活动类型的碳排放量,还可以看到与该活动类型相对应的碳中和树木的棵数。比如水的碳足迹碳排放量是465千克,而碳中和树木棵数为1.27棵,那么每棵树的碳中和固碳能力应为465÷1.27≈366千克;再比如天然气的碳足迹碳排放量是2 170千克,与之相对应的碳中和树木棵数为5.93棵,每棵树的碳中和固碳能力应为2170÷5.93≈365.9千克。故我们从计算和选项可以得知,每棵树的碳中和固碳能力大约为360千克。
D
15.远距离出行,单位路程碳排放量从大到小依次是
( )
A.公共汽车、飞机、小轿车
B.飞机、公共汽车、小轿车
C.飞机、小轿车、公共汽车
D.小轿车、飞机、公共汽车
解析 从图表中我们可以知道2 000千米的飞机碳足迹为278千克,5 000千米的小轿车碳足迹为1 665千克,1万千米的公共汽车的碳足迹为130千克。同样换算成1 000千米距离的碳排放量,飞机为278÷2=139千克,小轿车为1665÷5=333千克,公共汽车为130÷10=13千克,故单位路程碳排放量小轿车>飞机>公共汽车,D正确。
B
16.有助于我国实现碳中和的合理措施是( )
A.加大煤炭石油开发 B.开发利用清洁能源
C.大力实施去工业化 D.降低公众消费水平
解析 传统能源产生的碳排放量相对较多,加大煤炭石
油资源的开发,不利于我国实现碳中和,A选项错误。
减少使用化石能源,积极开发清洁能源,清洁能源的碳排放量相对较少,有助于实现碳中和,B选项正确。碳中和是经济活动的碳排放与植物吸收相抵消,并不是要去工业化,去工业化会导致人类生活更加的不便捷,便失去了碳中和的意义, C选项错误。降低公众消费水平,不符合社会发展的认知,同时也很难实现,D选项错误。
17.(2022·湖南卷)阅读图文材料,完成下列要求。
土壤有机质包括腐殖质、生物残体等,大多以有机碳的形式存在。土壤有机碳密度是指单位面积内一定深度的土壤有机碳储量。海南岛某自然保护区内保存着较完整的热带山地雨林,此地常受台风影响。下图示意该保护区内一块样地的地形及该样地内部分点位土壤表层(0~10 cm)的有机碳密度。
(1)指出该样地山脊与山谷土壤表层有机碳密度的差异,
并分析其原因。
答案 差异:山脊土壤表层有机碳密度较大,山谷土壤
表层有机碳密度较小。原因:与山谷相比,山脊受台风
影响更大,易使植被倾倒死亡、腐烂,树木更新快,增
加土壤中有机碳输入。
解析 首先在等高线图中判断出山谷、山脊,然后观测山脊和山谷中点位的土壤表层(0~10 cm)的有机碳密度,会发现山脊土壤表层有机碳密度较大,山谷土壤表层有机碳密度较小。土壤有机质含量由有机质输入和分解两方面决定,图中显示,该样地内相对高差不大,山谷与山脊的气温相差不大,且水分均比较充足,因此山谷与山脊有机质的分解差异不大;而土壤中有机质主要通过枯枝落叶来输入,材料信息表明,当地常受台风影响,与山谷相比,山脊受台风影响更大,易使植被倾倒死亡、腐烂,增加土壤中有机碳输入,也因此树木更新快,有机碳的输入来源较多,从而使得山脊土壤表层有机碳密度较大。
(2)该地森林固碳能力比长白山更强,请说明理由。
答案 与长白山相比,该地水热条件更好,植被更茂
密,热带森林光合作用更强,吸收二氧化碳更多,把
碳大量固定在植物体内。
解析 森林固碳能力包括土壤固碳能力和生物体固碳能
力。由于长白山地区气候冷湿,土壤的有机碳含量高于海南岛,因此该地森林固碳能力比长白山更强应表现在生物体固碳能力上。与长白山相比,该地属于山地雨林地区,水热条件更好,植被生物条件更优,植被更茂密,热带森林光合作用更强,吸收二氧化碳更多,从而把碳大量固定在植物体内,因此该地森林固碳能力比长白山更强。
(3)森林固碳是降低大气二氧化碳浓度的重要途径,提
出增强当地森林碳吸收能力的主要措施。
答案 积极恢复森林,扩大森林面积;加强森林抚育
和管理,注重林木的保护性间伐与更新,提升森林固
碳能力等。
解析 森林固碳是降低大气二氧化碳浓度的重要途径,森林的固碳能力取决于森林的数量和质量,从数量来看,当地应积极恢复森林,扩大森林面积,从而增强当地森林碳吸收能力;从质量来看,应加强森林抚育和管理,注重林木的保护性间伐与更新,使得森林生长更加旺盛,从而提升森林固碳能力。第四节 全球气候变化与国家安全
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。
学习目标 1.运用情境材料和统计资料,了解全球气候变化与人为排放的关系。 2.运用图文资料,分析碳排放对环境的影响以及对国家安全的影响。 3.运用图文资料,理解人类应对全球气候变化的主要措施。
知识点一 全球气候变化与人为碳排放
1.全球气候变化
(1)趋势:变暖。
(2)影响因素:与大气中二氧化碳等温室气体浓度变化密切相关。
2.温室效应
(1)原理:大气中的水汽、二氧化碳、甲烷等温室气体可以强烈地吸收地面长波辐射,使地球接收的太阳能不会马上散失掉,形成温室效应。
(2)影响:对地球起到保温作用。
3.碳循环
(1)含义:是指碳元素在大气圈、水圈、生物圈以及岩石圈之间迁移、转化所构成的循环。
(2)意义:维持了大气中二氧化碳等温室气体含量的相对稳定。
(3)人类活动对全球碳循环的改变
[情境] 下图示意全球气温和大气中二氧化碳浓度的变化(1880~2016年)。
[探究] (1)气温变化与二氧化碳的浓度变化之间有什么关系?(综合思维)
提示 两者基本呈正相关。
(2)解释二氧化碳浓度升高导致增温的原理。(综合思维)
提示 二氧化碳浓度升高,吸收大气中的红外线和地面长波辐射增多,同时对地面的保温效应增强,所以气温升高。
进入“十四五”时期,各行各业都面临碳减排的现实挑战,尤其是钢铁企业急需变被动为主动,系统地对企业全流程进行碳排放核查,以此推动技术进步、管理优化,提高能源管理水平,达到节能减排的目标。下图是某钢铁企业生产流程及碳排放示意图。据此完成1~3题。
1.控制二氧化碳排放可以有效抑制( )
A.森林减少 B.气候变暖
C.酸雨加剧 D.臭氧层破坏
答案 B
解析 根据已有知识可知,二氧化碳排放增多产生的环境问题主要是全球气候变暖,所以减少二氧化碳排放可以有效抑制气候变暖,B正确;森林减少是人类破坏导致,且减少会使二氧化碳含量增加,A错误;酸雨加剧是排放的硫氧化物和氮氧化物等酸性气体增加所致,臭氧层破坏是人类排放氟氯烃化合物所致,与二氧化碳排放关系不大,C、D错误。
2.通过核算,该钢铁企业的碳排放量为( )
A.E1+E2+E3-E4+E5+E6
B.E2+E3+E4+E5+E6-E1
C.E1+E2+E3+E4-E5+E6
D.E2+E3+E4-E5+E6-E1
答案 C
解析 根据图文材料可知,燃料燃烧排放、工业生产过程排放(含溶剂消耗产生的排放、原料消耗产生的排放、电极消耗产生的排放)、外购使用的电力和热力产生的排放等都是钢铁企业碳排放的一部分,应当相加,只有固碳产品隐含的排放这部分是企业减少的排放,应予以扣除。故C正确,A、B、D错误。
3.研究发现钢铁企业提高副产品利用率可以减少碳排放,比如( )
①用高炉煤气和转炉煤气代替部分天然气
②减少燃气锅炉发电量,增加外购电量
③减少固碳副产品的生产和销售
④将生产过程中产生的废热循环再利用
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
答案 D
解析 钢铁企业副产品利用率的提高可以减少碳排放,比如用高炉煤气和转炉煤气代替部分天然气、将废气和废热再利用都可以减少碳排放,①④正确;但是增加外购电量、减少固碳副产品会增加碳排放,②③错误。故选D。
碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量,通过各种形式,以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”。粮食的“种植—运输—加工—餐桌”,每个环节都会带来CO2排放(下图)。据此完成4~5题。
4.在大规模的机械化农作物种植环节中CO2的排放主要来自( )
A.绿色植物的光合作用
B.绿色植物的呼吸作用
C.矿物能源的大量使用
D.绿色植物的腐烂发酵
答案 C
解析 绿色植物的光合作用主要是吸收二氧化碳,释放氧气,A错误;绿色植物的呼吸作用和腐烂发酵虽然会释放出一定量的二氧化碳,但其释放量相对较小,B、D错误;使用大规模的机械化,会燃烧较多矿物能源从而排放出大量二氧化碳,相比绿色植物的呼吸作用和腐烂发酵,其排放的二氧化碳量更多,C正确。
5.在禽畜养殖环节中CO2排放量大的主要直接原因是( )
A.禽畜生长消耗的粮食饲料多
B.禽畜生理活动排放的CO2多
C.禽畜养殖对植被的破坏严重
D.禽畜养殖消耗的矿物能源多
答案 B
解析 禽畜生产消耗粮食饲料,这个过程没有大量的二氧化碳排放,产生的二氧化碳量较小,A错误;禽畜养殖一般数量较多,密度较大,大量禽畜的呼吸和粪便腐烂发酵相比其他环节,会释放较多的二氧化碳,B正确;禽畜养殖一般消耗饲料,对自然植被破坏较小,C错误;除了冬季保温外,平时禽畜养殖一般不需消耗较多的矿物能源,D错误。
知识点二 全球气候变化对国家安全的影响
1.全球变暖对自然环境和人类社会的影响
可通过多种自然过程对人类造成不利影响,危害自然环境的各种服务功能,甚至威胁人类生命财产安全、生产活动和社会经济正常运转。
2.全球气候变化对国家安全的影响
(1)对自然环境的影响
①对海平面的影响
全球变暖会使冰川融化和海水受热膨胀,导致海平面上升。
②对水循环过程的影响
③对生态系统的影响
(2)对人类活动的影响
①对农业的影响
②对工业的影响
③对人类健康的影响
3.全球变暖对国家安全的影响
影响方式 主要表现
生存空间的丧失 因全球变暖导致海平面上升,大洋中的一些小岛国面临被海水淹没的风险
加剧资源危机或自然灾害 当某种资源的供给不能满足维持社会正常运转最低需求时,就会在国家内部出现资源危机
当应对全球气候变化威胁所付出的代价超过其承受能力时,可能引发经济或政治危机
激化国家间的资源争端 当一个国家应对全球气候变化导致的资源危机时,可能引起国家间的资源争夺,进而引发政治、经济、外交等诸多领域的矛盾,甚至导致武装冲突
受其他国家波及而间接影响 气候变化对某些国家造成的生存环境恶化和资源短缺等不利影响,通过环境难民、国际资源市场价格波动等途径传递到其他国家,间接威胁这些国家的国家安全
[情境] 图瓦卢是南太平洋上的一个岛国,陆地最高海拔不超过5米。全球变暖导致的海平面上升严重威胁图瓦卢的国家安全。1993~2009年,因海平面上升,图瓦卢陆地国土面积缩小了2%。预计到2050年左右,图瓦卢60%以上的陆地国土将被海水淹没。
21世纪以来,图瓦卢政府多次公开表示,他们对抗海平面上升的努力已经失败,计划举国搬迁,呼吁世界各国接纳图瓦卢的“环境难民”。但多年来的各方奔走和努力并没有收到积极的效果,目前仅有新西兰政府愿意接收图瓦卢的撤离者,并严格限定了每年的接收人数。
[探究] (1)说明全球气候变暖对图瓦卢国家安全的影响。(综合思维)
提示 ①全球气候变暖使海平面上升,图瓦卢沿海低地和岛屿被淹没,威胁国家领土完整、主权安全;
②风暴潮加剧,海水入侵,土地盐渍化加剧,威胁国家粮食安全;
③洪涝灾害加剧,威胁国家人民生命财产安全(社会安全);
④港口、航道功能受影响,威胁国家经济安全。
(2)新西兰严格限定每年接纳图瓦卢撤离者的规模,请说明原因。(人地协调观)
提示 ①新西兰重视高质量安置服务,而非单纯提高接收配额;
②接收难民人数过多,容易引起社会问题;
③需考虑新西兰本国人口合理容量及接纳能力。
读全球温室效应影响图,回答1~2题。
1.结合图中信息可以判断,受温室效应影响,粮食产量有所增加的国家是( )
A.巴西 B.埃及
C.南非 D.俄罗斯
答案 D
解析 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。故选D。
2.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
答案 C
解析 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,进而增强了大气逆辐射,大气对地面的保温作用增强,A错误;受温室效应影响,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,B错误;温室效应产生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,C项正确;受海平面上升的影响,一些小岛国家遭受“灭顶之灾”,D错误。
树种线是指树种个体分布的海拔或纬度上限。下图为某山地树种线海拔梯度变化示意图。据此完成3~4题。
3.影响该山地树种线变化的主要因素是( )
A.地形 B.热量
C.土壤 D.海拔
答案 B
解析 由图可知,树种线向高海拔扩张,说明随着全球变暖,该地气温上升,更高海拔区域满足了树木生长的热量需求,在部分水分条件较好的区域就可能生长树木,B正确。地形、土壤、海拔条件没有发生变化,与树种线变化无关,A、C、D错误。
4.树种线变化对该山地产生的影响有( )
A.高海拔裸地显著增多
B.土壤有机碳分解加快
C.生物多样性大幅增加
D.山地气温的波动加剧
答案 B
解析 树种线的扩张,使山地更高海拔处植被覆盖率上升,高海拔裸地减少,A错误;随着该地气温上升,微生物更加活跃,加快土壤有机碳的分解,B正确;树种线向山地更高海拔扩张,侵占了原来灌木、草本植物和苔藓植物的生存空间,威胁到栖息其中的动物,可能会导致生物多样性减少,C错误;植被通过改变到达地表的太阳辐射以及通过蒸腾作用、光合作用起到调节气温的作用,降低气温的波动幅度,D错误。
知识点三 应对全球气候变化
1.碳减排的主要措施
主要措施 具体表述
政策指引 我国陆续出台替代能源及低碳经济相关扶持政策等
技术支持 ①加强低碳和零碳技术的研发和产业化投入;②加快建设以低碳为特征的工业、建筑业和交通体系
国际合作 碳减排不是某一个国家的事,必须要采取全球性的行动
理念更新 ①增强全社会应对全球气候变化的意识;②加快形成低碳绿色的生活方式和消费模式
2.人类应对全球气候变化的主要措施
3.低碳经济发展模式
主要由低碳产业体系、低碳人居环境体系、低碳消费体系、低碳管理体系四大体系组成,四者相互联系,彼此制约。低碳经济建设的着力点体现在以下四个方面:
着力点 具体措施
优化能源消费结构 ①控制煤炭消费的过快增长,推进节能降耗;②大力开发新能源,促使能源结构多元化
优化产业经济结构 ①促进传统产业的低碳化转型,逐步淘汰高投入、高耗能、高污染、低效益的夕阳产业部门;②大力发展低能耗、低污染、高效益的战略性新兴产业
着力推动低碳技术创新 ①大力推动低碳技术创新,构建多元化低碳技术体系;②提高企业低碳技术创新能力
优化低碳经济建设机制 ①构建地区碳交易机制;②优化低碳技术创新机制;③建立产业政策导向机制;④建立低碳环境监管机制;⑤完善财政税收调控机制等
[情境] 碳排放交易就是把碳排放作为一种商品来进行买卖。通常,政府对能耗企业的排放历史进行调查,然后为该企业设定在未来某个时段内可以排放的配额。如果企业 A 在该时间区段的碳排放高于配额,则需要到市场上进行购买,或者通过技术改进减少碳排放;而排放低于配额的企业 B,则可在市场上出让剩余配额,获得经济报酬。
[探究] (1)想一想,政府实施碳排放交易政策的目的是什么?(综合思维)
提示 为了积极应对气候恶化,切实减少温室气体排放;激励企业主动降低碳排放量,控制碳排放总量;推动高碳产业的技术革新。
(2)在制定和实施碳排放交易政策中,我们应注意哪些可能存在的问题?(综合思维)
提示 碳价波动性大,如何合理定价;如何核查确定企业的配额;缺乏健全的法律法规,监管机制不健全。
(2023·山东菏泽联考)下图显示1870年以来人类累计碳排放与全球升温幅度的关系,可作为制订未来减缓气候变化行为的依据。图中阴影区域为根据不同模式计算的全球二氧化碳累计排放总量对应的升温幅度范围。据此完成1~2题。
1.结合上图,下列表述正确的是( )
A.累计排放量越大,升温幅度一定越大
B.累计排放2万亿吨时,温度可以升高2 ℃
C.累计排放3万亿吨的升温幅度一定大于1万亿吨的升温幅度
D.累计排放2万亿吨的升温幅度一定小于4万亿吨的升温幅度
答案 C
解析 据文字材料“图中阴影区域为根据不同模式计算的全球二氧化碳累计排放总量对应的升温幅度范围”,并结合图可知,同样的二氧化碳累计排放总量,在不同排放模式下,对应的升温幅度不同;同一升温幅度,二氧化碳累计排放量不同。由此可以判断A、B、D项错误,C项正确。
2.能有效降低升温幅度的措施是( )
①农田开垦 ②征收碳税 ③采用低碳排放策略 ④增加碳汇
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
答案 D
解析 据上题可知,升温幅度与二氧化碳累计排放量及其排放模式有关。征收碳税,可以倒逼企业减少二氧化碳的排放,②正确;采用低碳排放策略,可以降低升温幅度,③正确;增加碳汇,可以减少二氧化碳排放量,④正确;而农田开垦,则会增加土壤中微生物的活性,加快有机质分解,增加二氧化碳排放量,①错误。
(2023·河南南阳期末)如图是一种设想中的“云彩制造船”。这种船依靠风力驱动,会从海里抽取一些海水并以喷雾的形式释放出来,在海面上形成咸水水雾。这种水雾比一般水雾密度更大,颜色更白。这是人们试图通过地球工程对抗某环境问题的一个创意。据此完成3~4题。
3.材料中所说的环境问题是指( )
A.全球气候变暖 B.酸雨危害
C.物种减少 D.臭氧层破坏
答案 A
解析 由材料信息可知,通过增加云量来增强大气对太阳辐射的削弱作用,从而减少到达地面的太阳辐射,使气温降低,因此材料中说的环境问题是全球气候变暖,A正确,B、C、D错误。
4.“云彩制造船”能够对抗上述环境问题的原因是( )
A.形成的水雾呈碱性能中和酸性气体
B.形成的水雾有利于增强大气逆辐射
C.形成的水雾改善气候,利于生物的生存
D.形成的水雾可以减少到达地表的太阳辐射
答案 D
解析 “云彩制造船”,通过增加云量来增强大气对太阳辐射的削弱能力,从而减少到达地面的太阳辐射,使气温降低,D正确;中和酸性气体、增强大气逆辐射、利用水雾改善气候都不是“云彩制造船”的主要目的,A、B、C错误。
课时精练
【素养达标】
(2023·山东青岛开学考试)泥炭地约占全球陆地表面的3%,却储存了全球约1/3的土壤碳。泥炭地开发利用方式的不同会导致碳排放量的差异。下图示意泥炭地开发利用的两种生产模式(a和b)。据此完成1~2题。
(假定:a模式产出的“畜产品”恰好可满足该模式需求;b模式中的“畜产品”与a模式中的等量,但从非泥炭地牧场中获取。)
1.香蒲生产模式的碳排放量数值为( )
A.54.5 B.45.4
C.36.3 D.4.6
答案 C
解析 由图可知,香蒲生产模式的碳排放量数值为23.8+7.9+11.1+2.6-9.1=36.3,故选C。
2.两种生产模式碳排放量的差值为( )
A.15.7 B.15.8
C.6.7 D.26.3
答案 B
解析 读图可知,牧场生产模式的碳排放量为16.7+32.7+2.7=52.1。结合上题分析,两生产模式的碳排放量差值为52.1-36.3=15.8。故选B。
(2023·云南曲靖联考)英国计划2050年实现温室气体“净零排放”(在既定时间段实现温室气体人类排放与清除的平衡)。下表为2020年英国电力结构。据此完成3~4题。
类型 火电 可再生能源发电 核电 其他
煤炭 天然气 水能 太阳能 生物能 风能
比重/% 1.44 34.78 37.3 17.35 9.13
3.英国温室气体排放量最大的发电方式是( )
A.火力发电 B.水力发电
C.核能发电 D.潮汐能发电
答案 A
解析 英国的火力发电的占比在1/3以上,火力发电通过燃烧矿物燃料而发电,燃烧矿物燃料的主要产物是二氧化碳,因此英国火力发电排放的温室气体量大;水力发电、核能发电、潮汐能发电不会排放温室气体,A符合题意,排除B、C、D。故选A。
4.为实现减排目标,英国最适合因地制宜加大利用( )
A.天然气 B.水能
C.太阳能 D.风能
答案 D
解析 天然气属于矿物能源,使用过程中碳排放量大,为实现减排目标,不适宜加大利用天然气,排除A;英国的水能开发历史久,开发利用率已经很高,潜力不大,不是最适合加大利用的能源,排除B;英国属于温带海洋性气候,阴雨天气相对较多,太阳能资源不太丰富,不是最适合加大利用的能源,排除C;英国临近大西洋,终年盛行西风,风能资源丰富,开发潜力巨大,因此为实现减排目标,英国最适合因地制宜加大利用风能,D符合题意。
某研究团队对我国2015~2017年部分城市碳排放增速(ΔCO2%)与经济增速(ΔGDP%)之间的关系进行了分类(下图)。图中e表示经济增长与碳排放的关系,当e<1时,经济增长快于碳排放增长;当e>1时则相反。据此完成5~6题。
5.2015~2017年,下列城市经济发展与碳排放关系最为协调的是( )
A.武汉 B.沈阳
C.上海 D.北京
答案 D
解析 仔细阅读碳排放增速与经济增速之间的关系,可知武汉属于低碳成长型,经济增速小于碳排放增速,需要协调经济与碳排放的关系,A错误;沈阳属于低碳后发型,虽然碳排放增速为负,但经济增速也为负,需要协调发展,B错误;上海、北京属于低碳成熟型,但相对于上海市,北京碳排放增量为负,且经济保持一定的增长,因而北京经济发展与碳排放关系最为协调,C错误,D正确。
6.与低碳成熟型城市相比,低碳后发型城市未来发展的首要任务是( )
A.实现城市经济增长 B.深化能源结构调整
C.推进绿色城镇建设 D.促进低碳技术创新
答案 A
解析 低碳后发型城市经济增速为负值,首要任务是实现经济增长,A正确;深化能源结构调整能够降低碳排放增速,但可能对经济发展产生一定限制,B错误;推进绿色城镇建设应建立在城镇发展水平较高的基础上,C错误;促进低碳技术创新需要投入大量的资金、人才、技术等,对经济发展较差的城市是一种负担,D错误,所以选择A。
2021年7月16日全国碳排放权交易市场正式启动上线交易,碳排放一般是指温室气体排放。下图为碳排放权交易的示意图。据此完成7~8题。
7.受碳排放权交易冲击最大的企业是( )
A.钢铁企业 B.电子组装厂
C.生物制药企业 D.电子商务企业
答案 A
解析 受碳排放权交易冲击最大的企业是钢铁企业,钢铁企业能耗大,碳排放量大,碳排放额度缺乏,政府会征税,企业生产成本会上升,A正确。电子组装厂是劳动密集型企业,基本没有温室气体排放;生物制药企业属于技术指向型企业,属于碳排放额度富余的企业;电子商务企业是消费领域,温室气体排放量也很小,因此它们受冲击小,B、C、D错误。
8.碳排放权交易的实施,将会( )
①促进产业结构的优化升级 ②增加化石燃料的消费比重 ③增加全球二氧化碳的排放 ④推动生产技术和工艺革新
A.②③ B.③④
C.①② D.①④
答案 D
解析 碳排放权交易的实施,将会推动节能减排,促进产业结构的优化升级,①正确;会减少化石燃料的消费比重,②错误;会减少全球二氧化碳的排放,③错误;会推动生产技术和工艺革新,从而实现节能减排,④正确。综上所述,A、B、C错误,D正确。
9.(2023·新疆乌鲁木齐统考)阅读图文材料,完成下列要求。
在全球变暖的大背景下,人工“固碳”成为世界各国的热门研究方向。奥卡碳捕集工厂位于冰岛首都雷克雅未克近郊某地热发电站附近,由瑞士空气技术公司和冰岛碳封存技术公司合作建立,其工作机制是通过12台风扇“捕捉”大气中的CO2,加热到80 ℃~100 ℃提纯,与水混合(1吨CO2约需27吨水)后用泵送入地下约1 000米的洞穴深处,使之与地下多孔岩石发生化学反应,进而永久储存在地下。下图示意奥卡地理位置。
(1)判断固碳前奥卡地下洞穴深处的岩石类型并指出依据。
(2)分析冰岛建设奥卡碳捕集工厂的有利区位条件。
(3)结合生活实际,列举两个从空气中“捕捉”到的碳可能的利用方式。
答案 (1)玄武岩(喷出型岩浆岩)。多气孔构造;该地地热丰富,岩浆活动活跃;多火山,喷出型岩浆岩广布。
(2)气候湿润,降水量充足,水资源丰富;地处板块交界处附近,地热能源充足;玄武岩广布,多气孔构造,利于储存CO2;对全球变暖等环境问题关注度高,相关研究起步早,技术先进,人才充足;利于环境保护,国家政策支持力度大;靠近首都,基础设施完善。
(3)制造碳酸饮料;制造化肥;制造塑料;用于温室蔬菜培植;制造合成燃料;制造二氧化碳灭火器等。
解析 第(1)题,据材料可知,地下洞穴深处岩石多孔,为岩浆喷出形成的玄武岩。依据是冰岛位于板块交界处,地热能资源丰富,多火山活动,玄武岩广布等。第(2)题,冰岛纬度虽高但受北大西洋暖流影响,气候温和湿润,降水量较多,水资源丰富;地处美洲板块与欧亚板块的生长边界,岩浆活动频繁,地热能资源丰富;地下多玄武岩洞穴,气孔构造利于储存二氧化碳;在全球变暖的大背景下,人工“固碳”成为世界各国的热门研究方向,关注度高,相关研究起步早;由瑞士空气技术公司和冰岛碳封存技术公司合作建立,技术先进,人才充足;人工“固碳”,利于减缓全球变暖,保护环境,国家政策支持力度大;厂址位于首都附近,基础设施完善等。第(3)题,从空气中“捕捉”到的碳可以通过化工方法制造合成燃料、制造化肥;用生态方法提升富碳农业;用于制造碳酸饮料;用于温室大棚中进行蔬菜培植;用于制造二氧化碳灭火器等。
【素养提升】
(2023·吉林长春联考)下图是“环境中煤和其他化石燃料的形成过程”示意图。读图,完成10~11题。
10.化石燃料( )
A.天然气是森林被掩埋在地下形成
B.煤炭多在近海,埋藏浅,易开发
C.在沉积岩层中呈均匀、连续分布
D.大规模使用可能改变全球碳循环
答案 D
解析 根据所学知识可知,煤是森林被掩埋在地下形成的化石燃料;天然气是古生物遗骸长期沉积地下,经慢慢转化及变质裂解而产生的气态碳氢化合物,动植物都有,A错误。煤炭多分布在陆地,埋藏浅,易开发,B错误。化石燃料在沉积岩层中是不均匀,不连续分布的,C错误。化石燃料多是生物的遗骸转化而来的,是固定在地层中的碳;大规模使用化石燃料会将固定在地层中的碳释放到大气中,从而可能改变全球碳循环,D正确。
11.可以采取的固碳措施有( )
①增加植树造林面积 ②减少能源的消费量 ③将CO2封存到海洋 ④建立碳交易市场
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
答案 C
解析 根据所学知识可知,增加植树造林面积,让树木通过光合作用将二氧化碳吸收并储存在植株体中,可以起到固碳的作用,①正确;将二氧化碳封存到海洋中,可以起到固碳的作用,③正确;减少能源的消费量不可行,减少化石能源的消费量可以减少二氧化碳的排放,是减排的措施,不是固碳的措施,②错误;建立碳交易市场是为促进全球温室气体减排,减少全球二氧化碳排放所采用的市场机制,是减排措施,不是固碳措施,④错误。综上所述,C正确,A、B、D错误。
“绿碳”是指绿色植物通过光合作用固定二氧化碳的过程。“蓝碳”是指海洋生物吸收大气中的二氧化碳后,有机碳以浮游动植物残体等形式从上层海水向下沉降(上升流影响沉降),并将其固定、储存在海洋的过程。“蓝碳”是地球上最大的活跃碳库,红树林、滨海盐沼和海草床并称“三大滨海蓝碳生态系统”。下图示意“蓝碳”与“绿碳”生态系统数据对比。据此完成12~13题。
12.与“绿碳”相比,“蓝碳”成为地球上最大的活跃碳库是因为( )
①海洋面积大 ②占地球生物量大 ③固碳效率高 ④储碳周期长
A.①② B.①③
C.②③ D.③④
答案 D
解析 据图可知,图中并没有“绿碳”的面积与“蓝碳”的海洋面积对比,①错误。图中显示“绿碳”占地球生物量为85%~90%,而“蓝碳”仅占0.05%。与“绿碳”相比,“蓝碳”占地球生物量比重小,②错误。“蓝碳”每年每平方米碳捕获量100g,大于“绿碳”的8g,③正确。“蓝碳”碳存储时间数千上万年,储碳周期长,而“绿碳”碳存储时间仅数十数百年,④正确。
13.从洋流的角度推测三大滨海蓝碳生态系统固碳能力最弱的海区可能是( )
A.南太平洋中低纬东部
B.南太平洋中低纬西部
C.北太平洋中高纬东部
D.北太平洋中低纬西部
答案 A
解析 “蓝碳”指海洋生物吸收大气中的二氧化碳后,有机碳以浮游动植物残体等形式从上层海水向下沉降(上升流影响沉降),并将其固定、储存在海洋的过程。据此分析上升流影响沉降,上升流强,则有机碳固定、储存在海洋的数量小,三大滨海蓝碳生态系统固碳能力最弱的海区应该是上升流强的地区,南太平洋中低纬东部秘鲁寒流附近有上升流,因此A符合题意,B、C、D不符合题意。故选A。
中国政府承诺到2060年实现“碳中和(即经济活动的碳排放和植树等吸收的碳相抵)”。“碳中和计算罗盘”是利用罗盘的旋转功能显示碳足迹数量及树木固碳能力(按20年计算)的工具。下图为“碳中和计算罗盘示意图”。读图,完成14~16题。
14.通过“碳中和计算罗盘”推算,每棵树碳中和的固碳能力(按20年计算)约为( )
A.36千克 B.72千克
C.360千克 D.720千克
答案 C
解析 从罗盘中我们可以得到不同活动类型的碳排放量,还可以看到与该活动类型相对应的碳中和树木的棵数。比如水的碳足迹碳排放量是465千克,而碳中和树木棵数为1.27棵,那么每棵树的碳中和固碳能力应为465÷1.27≈366千克;再比如天然气的碳足迹碳排放量是2 170千克,与之相对应的碳中和树木棵数为5.93棵,每棵树的碳中和固碳能力应为2170÷5.93≈365.9千克。故我们从计算和选项可以得知,每棵树的碳中和固碳能力大约为360千克。
15.远距离出行,单位路程碳排放量从大到小依次是( )
A.公共汽车、飞机、小轿车
B.飞机、公共汽车、小轿车
C.飞机、小轿车、公共汽车
D.小轿车、飞机、公共汽车
答案 D
解析 从图表中我们可以知道2 000千米的飞机碳足迹为278千克,5 000千米的小轿车碳足迹为1 665千克,1万千米的公共汽车的碳足迹为130千克。同样换算成1 000千米距离的碳排放量,飞机为278÷2=139千克,小轿车为1665÷5=333千克,公共汽车为130÷10=13千克,故单位路程碳排放量小轿车>飞机>公共汽车,D正确。
16.有助于我国实现碳中和的合理措施是( )
A.加大煤炭石油开发 B.开发利用清洁能源
C.大力实施去工业化 D.降低公众消费水平
答案 B
解析 传统能源产生的碳排放量相对较多,加大煤炭石油资源的开发,不利于我国实现碳中和,A选项错误。减少使用化石能源,积极开发清洁能源,清洁能源的碳排放量相对较少,有助于实现碳中和,B选项正确。碳中和是经济活动的碳排放与植物吸收相抵消,并不是要去工业化,去工业化会导致人类生活更加的不便捷,便失去了碳中和的意义, C选项错误。降低公众消费水平,不符合社会发展的认知,同时也很难实现,D选项错误。
17.(2022·湖南卷)阅读图文材料,完成下列要求。
土壤有机质包括腐殖质、生物残体等,大多以有机碳的形式存在。土壤有机碳密度是指单位面积内一定深度的土壤有机碳储量。海南岛某自然保护区内保存着较完整的热带山地雨林,此地常受台风影响。下图示意该保护区内一块样地的地形及该样地内部分点位土壤表层(0~10 cm)的有机碳密度。
(1)指出该样地山脊与山谷土壤表层有机碳密度的差异,并分析其原因。
(2)该地森林固碳能力比长白山更强,请说明理由。
(3)森林固碳是降低大气二氧化碳浓度的重要途径,提出增强当地森林碳吸收能力的主要措施。
答案 (1)差异:山脊土壤表层有机碳密度较大,山谷土壤表层有机碳密度较小。原因:与山谷相比,山脊受台风影响更大,易使植被倾倒死亡、腐烂,树木更新快,增加土壤中有机碳输入。
(2)与长白山相比,该地水热条件更好,植被更茂密,热带森林光合作用更强,吸收二氧化碳更多,把碳大量固定在植物体内。
(3)积极恢复森林,扩大森林面积;加强森林抚育和管理,注重林木的保护性间伐与更新,提升森林固碳能力等。
解析 第(1)题,首先在等高线图中判断出山谷、山脊,然后观测山脊和山谷中点位的土壤表层(0~10 cm)的有机碳密度,会发现山脊土壤表层有机碳密度较大,山谷土壤表层有机碳密度较小。土壤有机质含量由有机质输入和分解两方面决定,图中显示,该样地内相对高差不大,山谷与山脊的气温相差不大,且水分均比较充足,因此山谷与山脊有机质的分解差异不大;而土壤中有机质主要通过枯枝落叶来输入,材料信息表明,当地常受台风影响,与山谷相比,山脊受台风影响更大,易使植被倾倒死亡、腐烂,增加土壤中有机碳输入,也因此树木更新快,有机碳的输入来源较多,从而使得山脊土壤表层有机碳密度较大。第(2)题,森林固碳能力包括土壤固碳能力和生物体固碳能力。由于长白山地区气候冷湿,土壤的有机碳含量高于海南岛,因此该地森林固碳能力比长白山更强应表现在生物体固碳能力上。与长白山相比,该地属于山地雨林地区,水热条件更好,植被生物条件更优,植被更茂密,热带森林光合作用更强,吸收二氧化碳更多,从而把碳大量固定在植物体内,因此该地森林固碳能力比长白山更强。第(3)题,森林固碳是降低大气二氧化碳浓度的重要途径,森林的固碳能力取决于森林的数量和质量,从数量来看,当地应积极恢复森林,扩大森林面积,从而增强当地森林碳吸收能力;从质量来看,应加强森林抚育和管理,注重林木的保护性间伐与更新,使得森林生长更加旺盛,从而提升森林固碳能力。