2.1碳排放与环境安全——高中地理鲁教版（2019）选择性必修3 精品课件（共41页PPT）

(共41张PPT)
2.1
碳排放与环境安全
I-3.5 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。
内容提要
碳循环和温室效应是两个彼此相联系的自然过程。地球大气中温室气体的含量受碳等元素生物地球化学循环过程控制和调节。人类活动向大气排放大量的温室气体，导致自然平衡受到破坏。因此，我们必须科学使用燃料，减少二氧化碳排放，防止温室效应增强给全球带来灾难。本节中，我们将要了解到：
1.自然界碳循环过程，碳与自然地理环境的关系（运用示意图说明）
2.人类活动对碳循环的影响极其带来的后果（运用原理说明）
3.碳减排的主要措施，以及碳减排国际合作的重要性（结合实例探讨）
CONTANTS
目录
01
自然界的碳循环
与温室效应
02
碳排放对
环境的影响
03
碳排放中
的国际合作
百余年来，气象观测表明，全球气温波动上升，并呈现加速变暖的趋势。有人认为，全球气候已经进入最近1000年以来最为温暖的时期。
导入
【思考】
结合图文资料，描述全球气温的变化特点，并推测20世纪60年代以来全球气温变化的可能原因。
自然界碳循环
大气中的二氧化碳被植物吸收，通过光合作用形成有机碳固定在生物体内，有些生物在地壳运动中被掩埋，经过漫长的时间形成化石燃料。
生物的呼吸作用、化石燃料的燃烧以及人类活动等，都能使有机碳转化为二氧化碳，重新返回到大气中。
在人类活动成为一个重要的扰动因素之前，自然界的碳循环相对稳定，并维持着动态平衡。
碳 的 生 物 循 环
碳的生物循环是指碳在动植物及环境之间的流动过程。
大气中的二氧化碳被植物吸收后，通过光合作用转变成有机物质，然后通过生物呼吸作用和细菌分解作用又从有机物质转换为二氧化碳进入大气。大气中的二氧化碳这样循环一个周期约需20年。
一部分动植物残体被沉积物所掩埋而转化为富含有机质的沉积物。
这些沉积物经过漫长的地质年代，在高温和高压作用下转变成化石燃料——煤、石油和天然气等。当化石燃料在风化过程中或作为燃料燃烧时，所含的碳氧化成为二氧化碳排入大气。
自然界碳循环
近地面大气中的二氧化碳和水汽等吸收地面长波辐射，并通过大气逆辐射将热量返还给地面。
大气中二氧化碳等温室气体维持着地球表面的温度，人类活动引起的温室气体含量的变化会影响地球的温室效应，导致地球表面温度等发生相应的变化。
如果化石燃料被人类大量开采利用，对碳循环会产生怎样的影响？对地球表面温度又会产生怎样的影响？
化石燃料被人类大量开采利用，会改变碳在自然界的存在形式，破坏自然界的碳循环过程，破坏碳平衡。
由于二氧化碳对近地面长波辐射具有强烈的吸收作用，大气中的二氧化碳含量增多，大气对地面长波辐射的吸收能力增强，大气温室效应增强，导致全球气温升高。
是
自然界碳循环
工业革命以来，人口和经济规模的增长消耗了大量的煤、石油、天然气等化石燃料，使得大气中的二氧化碳含量逐年增加。
城市化、工业化，人类对森林、草原等的破坏导致植物对大气中二氧化碳的吸收和贮存减少；同时，由于地表水域逐渐减少，二氧化碳的吸收、溶解条件受到干扰。
这些人为因素都破坏了自然界中原有的碳循环和碳平衡，增强了大气的温室效应，加剧了全球气候变暖，深刻地影响着全球的环境安全。
生态系统的承受能力是有限的。
随着全球气候变暖趋势的加剧，遭受破坏的生态系统数量将有所增加，空间范围也将有所扩大。
全球气候变暖会加剧两极地区及陆地上的高山冰雪消融；促使海水温度升高，体积膨胀。从而导致区域和全球的海平面上升，一些沿海低地面临被淹没的危险。
受全球气候变暖的影响，蒸发加大，改变区域降水格局，高温、干旱、强降水等极端天气频发，地表径流发生变化，洪涝、干旱加剧，加剧水资源不稳与供需矛盾。同时，热带、亚热带地区极端炎热天气出现的频率增加，从而加快或者扰乱人体的新陈代谢；改变某些疾病传染媒介的活动范围，改变病原菌的滋生环境，威胁人类健康。
全球变暖的影响
全球气候变暖使大陆地区，尤其是中高纬度地区降水增加，非洲等一些地区降水减少。有些地区极端天气气候事件（厄尔尼诺、干旱、洪涝、雷暴、冰雹、风暴、高温天气和沙尘暴等）出现的频率与强度增加。
首先，全球气候变暖导致海平面上升，降水重新分布，改变了当前的世界气候格局；其次，全球气候变暖影响和破坏了生物链、食物链，带来更为严重的自然恶果。
例如，有一种候鸟，每年从澳大利亚飞到中国东北过夏天，但由于全球气候变暖使中国东北气温升高，夏天延长，这种鸟离开东北的时间相应变迟，再次回到东北的时间也相应延后。
结果导致这种候鸟所吃的一种害虫泛滥成灾，毁坏了大片森林。另外，有关环境的极端事件增加，比如干旱、洪水等。
冰雪消融，在不少人心目中可能是一个春天即将来临的好迹象，但关注气候变化问题的科学家们不无忧虑地指出，全球变暖以及由此带来的冰雪加速消融，正在对全人类以及其他物种的生存构成严重威胁。
2001—2020年，全球变暖导致南极冰盖、格陵兰冰盖和青藏高原冰川物质损失总量76840亿吨，对全球海平面上升的总体贡献量约21毫米，约占同期全球海平面上升总量的三分之一。
全球变暖可能引发的影响（自然+社会）
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冰川融化
生态系统破坏
农业产量波动
危害人体健康
海平面上升
极端天气增多
对人类社会的影响
经济损失增加
引发冲突战争
搜集资料，举例说明碳排放对环境的影响。
本活动的开展可以分为三个步骤：
第一步，通过学习正文内容，明确碳排放对环境的影响全球气候变暖；
第二步，通过阅读知识窗中的内容，进一步了解碳排放对环境的影响；
第三步，学生任选一个或一类环境问题，课下查找材料，课堂上展示交流，进一步了解碳排放对环境的影响：环境问题就在身边，影响着我们的生产和生活。
碳排放导致的环境问题往往具有全球性，因此，减少大气中的二氧化碳含量，进行碳减排，解决气候危机，亟需国际社会携手努力、合作应对。
是
共同但有区别的责任
（1）发达国家承担更多责任：大气中人为增加的二氧化碳主要是由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。
到目前为止，发达国家人均碳排放量仍是世界上最多的。此外，发达国家还通过产业转移的方式进行碳转移，这将进一步加重发展中国家的环境污染和碳减排负担。
是
共同但有区别的责任
（2）发展中国家应妥善处理经济发展和碳排放的关系：大发展中国家人口数量大、贫困人口多，综合国力普遍较弱，未来较长一段时期内都将处于经济社会发展期，碳排放总量增长趋势在短期内难以逆转。因此，不能为了发展而牺牲环境，也不能因为碳减排而延续贫困、制约发展。
对于碳减排中的国际责任，发达国家与发展中国家之间存在着很大分歧。发展中国家认为，发达国家对全球气候变化负有历史和现实责任，且碳减排能力较强，因此发达国家应该率先碳减排，并向发展中国家提供资金和技术援助；发达国家则认为，承担大部分的碳减排成本有损其经济利益，且发展中国家的碳排放量也比较多，因此也应该承担碳减排义务。
请策划一次模拟联合国会议活动，并以“碳减排中的国际责任”为主题进行分角色讨论。
碳 交 易
为了平衡各国利益，鼓励减少二氧化碳排放，《京都议定书》把二氧化碳排放权确定为一种商品，并在国家或地区间建立起二氧化碳排放权的“交易机制”，简称碳交易。
为体现公平性原则，《京都议定书》对已经签署协议的发达国家的碳减排额有定量的强制要求，对发展中国家则没有。发达国家为了在规定时间内完成碳减排指标，可以通过技术援助等措施帮助发展中国家实现碳减排，也可通过购买发展中国家的碳减排额抵消自身的碳减排指标。
中国启动国家碳排放权交易市场建设方案
我国从2011年起在北京、上海、广东、深圳、天津、重庆、湖北等七个省市开展碳排放权交易试点，截至2017年底，这些市场累计碳交易成交量突破2亿吨，交易金额超过47亿元。
2017年12月19日，我国启动国家碳排放权交易市场建设方案，涉及全国约1 700家发电行业企业，碳排放总量达30多亿吨，此后碳交易将逐步涵盖石化、化工、建材、钢铁、造纸、热力、供暖等重点碳排放行业。
启动全国碳排放交易方案，建设国家碳排放权交易市场，是利用市场机制控制和减少温室气体排放、推动绿色低碳发展的一项重大创新实践。不仅关乎我国绿色发展，更是我国应对气候变化、开展节能减排、履约国际协议的重要举措。
广西隆林“卖碳记”
碳汇是指通过植树造林、森林管理、植被恢复等措施，利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳，并将其固定在植被和土壤中，以减少大气中温室气体浓度的过程、活动或机制。
2008年，广西隆林县林业开发有限公司利用世界银行贷款，在荒芜多年的山岭上，种植了2.5万亩马尾松、酸枣、杉木和桦木等林木。2011年，该公司获得全球生物碳基金18.9万元的碳汇款，到2014年该公司累计获碳汇款92万元。碳汇林不仅有可观的碳汇收入，几十年后成材林的经济效益会更可观。
1. 广西隆林县林业开发有限公司是如何“卖碳”的？
2. 该公司在荒芜的山岭上植树造林可以获得哪些效益？
1.广西隆林县林业开发有限公司的“卖碳”，实际上是该公司与发达国家或国际组织之间进行的碳交易。广西隆林县林业开发有限公司在荒山上植树造林，通过树木吸收二氧化碳，减少大气中的二氧化碳含量，增加碳汇，发达国家或国际组织向该公司支付相应的碳汇款以抵消其相应的碳排放量。
2.经济效益：获取碳汇款，成年林木采伐后可以获取一定的经济收入。生态效益：涵养水源、防止水土流失、调节气候等。社会效益：提供就业，增加收人。
中 国 贡 献
（1）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
（2）积极推进绿色发展，构建低碳经济体系：通过科技创新、体制创新和环保巡查制度，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、核能等能源生产，鼓励绿色消费，倡导绿色出行；推广碳排放交易市场，启动全国碳排放权交易体系；开征环境保护税（以污染物排放量为计税依据，对降低排污浓度的企业给予减税优惠）。
中 国 成 就
减少碳排放，既需要加强国际间的合作，又需要国内不同社会群体之间的共同努力。
尝试组织一次角色扮演活动，分别从不同角度阐述减少碳排放应采取的具体措施。
减少碳排放，既需要加强国际间的合作，又需要国内不同社会群体之间的共同努力。尝试组织一次角色扮演活动，分别从不同角度阐述减少碳排放应采取的具体措施。
第一，政策指引。我国为实现2020年的碳减排计划，陆续出台替代能源及低碳经济相关扶持政策。
第二，技术支持。加强对节能、提高能效、洁净煤、可再生能源、先进核能、碳捕集利用与封存等低碳和零碳技术的研发和产业化投入，加快建设以低碳为特征的工业、建筑和交通体系。
第三，国际合作。碳减排不是哪一个国家的事，必须采取全球性的行动。相继举办了京都会议、哥本哈根会议等重要会议，探讨减少碳排放的共同行动。
第四、理念更新。增强全社会应对气候变化的意识，加快形成低碳绿色的生活方式和消费模式
（1）碳库: 二碳循环过程中，地球系统中存储碳的载体称为碳库。地球上共有四个碳库，按照存储碳元素的多少，从大到小排序为岩石圈碳库、海洋碳库、陆地生态系统碳库、大气碳库。
（2）碳源：是指向大气中排放二氧化碳的机制。例如，化石燃料的燃烧以及人为森林火灾导致大气中的二氧化碳含量增加，形成碳源。
碳排放的基本概念
（3）碳达峰: 碳达峰是指在某一个时点，二氧化碳的排放不再增长达到峰值，然后逐步下降。碳达峰是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点，达峰目标包括达峰年份以及峰值。
（4）碳中和: 某个地区在一定时间内，人类活动直接和间接排放的碳总量，通过植树造林、工业固碳等方式吸收的碳总量相互抵消，实现相对“零排放”。
碳排放基本概念
（5）碳排放：各种温室气体排放的总称
温室气体：大气保温气体的俗称，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波辐射逸出的气体。
主要温室气体：水汽（HO）、二氧化碳（CO）、氧化亚氮（NO）、氟利昂、甲烷（CHz）、氢氟碳化物（HFC）、全氟碳化物（PFC。）等30多种气体。这类气体在大气中增多，会促使地球气候增暖。
（6）全球变暖潜能: 表示在一定的时间跨度内，某种温室气体相对于二氧化碳对大气的增温能力。在100年的时间跨度内，假定二氧化碳的全球变暖潜能值为1，那么甲烷的全球变暖潜能值是28。这意味着在质量相同的条件下，甲烷的增温能力是二氧化碳的28倍。
(7)二氧化碳当量：一种气体的二氧化碳当量为这种气体的吨数乘以其产生温室效应的指数。
（8）城市温室气体: 城市是世界人口、建筑、交通、工业、物流分布的集中地，是能源高消耗地区也是研究温室气体排放的重点区域。目前，全球约有54%的人口居住在城市，消耗了世界约75%的能源，排放了80%左右的人为温室气体。
①城市温室气体的主要来源：城市温室气体主要来自交通、能源供给（供暖）以及粮食运输和工业生产所燃烧的化石燃料。
②城市温室气体与城市热岛效应的关系：城市温室气体排放扩散需要一定时间，所以城市上空温室气体浓度高，形成稳定温室气体层，减缓城市热量的向外散失过程，对地面起到更强的保温作用，增强城市热岛效应。
(1)影响：重构能源产业（大力发展可再生能源），重构制造业（全球制造业进行新的国际合作和分工，形成新的产业格局）；碳交易成为新能源汽车企业增收新支点；改变我国经济版图（光伏、风能聚集的中西部地区将会成为最主要的能源输出地之一）；改变石油地缘政治格局，国际竞争焦点将逐渐转移到低碳技术价值链控制上；改变了每个人的日常生活。
（2）我国宏观策略：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；积极推进绿色发展，构建低碳经济体系：通过科技创新、体制创新和环保巡查制度，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、核能等能源生产，鼓励绿色消费，倡导绿色出行；推广碳排放交易市场，启动全国碳排放权交易体系；开征环境保护税（以污染物排放量为计税依据，对降低排污浓度的企业给予减税优惠）。
碳排放控制的影响、宏观及具体措施
（3）我国面临困难：产业偏重工业，能源偏煤，效率偏低，发展方式和能源体系惯性较大。
（4）我国碳排放控制具体措施：
绿色发展，科技先行，发展碳汇,鼓励碳捕获、利用与封存等技术；节能提效，“能源减碳”与“蓝天保卫战” 协同作战，水泥、石化、化工、建材等高耗能产业要率先实现二氧化碳排放达峰；推动煤电高效洁净化利用，大力开发非化石能源电力，与储能、智能电网协同；提倡绿色出行，建设脱碳交通能源体系。
热泵+电加热”取代锅炉，普及智能家居和电器；加速建筑业的脱碳，光伏发电与建筑相结合（电力自发自用）；推动固体废弃物的资源化利用。
加强生态环境的保护、治理和修复，强化生态系统的服务功能，增加碳汇；发展和完善碳排放权交易市场，利用市场机制促进二氧化碳减排和企业技术创新，引领社会投资向低碳绿色产业倾斜。
公众参与，从我做起。
海—气间还存在着气体和固体物质的交换，气体交换中以二氧化碳的交换最为重要。
在全球碳循环系统中，海洋的作用比陆地更为重要。大气中的二氧化碳气体，绝大部分通过海洋的物理—生化过程被同化吸收，并以固定碳的方式向海洋深部转移。
海洋与大气中的二氧化碳生物沉积作用将C02固定在岩石圈中，短时期不再参与地表碳循环，从而降低了表层海水中C02的含量，有利于海洋表层从大气中吸收更多的C02 ，对海洋和大气的C02平衡产生重要影响。
若地球表面温度增高，海水温度会随之上升，将有更多的二氧化碳返回大气中，因此海水温度上升，对地球将是潜在的巨大威胁。
全球碳循环系统：海洋
①全球气候变暖：厄尔尼诺暖流西流的过程中与日本暖流发生碰撞，使其向北移动，北部海域水温上升，北半球气温升高。
②海洋生物灾难：秘鲁渔场附近水温升高，上升流变为下沉流，海洋生态遭受破坏，海洋生物生存受到威胁，大量死亡或南迁，各种生物尸体漂浮在海面上，腐烂发臭。
③连带的经济损失：秘鲁的鱼获量锐减，出口下降，渔民失业。
④生命财产损失：秘鲁北部和厄瓜多尔洪水泛滥，印度尼西亚和澳大利亚和严重干旱。
厄尔尼诺
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。据此完成下面小题。
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
A
D
B
碳汇是从大气中清除CO2，碳源是向大气中排放CO2，碳循环过程中地球系统内储存碳的载体称为碳库。图为北极地区陆地生态系统（虚线框内）碳循环示意图，该系统在碳循环过程中对气候的反应敏感。据此完成下面小题。
4.在北极地区陆地生态系统碳循环中( )
A.生物光合作用对大气起着碳源作用
B.土壤呼吸对大气起着碳汇作用
C.该系统对大气起着净碳汇作用
D.气温升高土壤碳排放减少
5.据图可知( )
A.陆地生态系统净固碳量为1.73×109t/a
B.陆地生态系统碳排放量为8.70×109t/a
C.生物净碳量为13.50×109t/a
D.土壤碳排放量为2.97×109t/a
6.在北极地区陆地生态系统中，土壤碳储量远高于其他碳储量的主要影响因素是( )
A.地形 B.气候 C.生物 D.水文
C
A
B
净碳排放脱钩指数是分析区域经济增长与净碳排放量关系的重要指标，是指某时段内净碳排放量增速与该地区GDP增速之比。下图为“2000—2020年珠三角部分城市净碳排放脱钩指数和脱钩类型图”。据此完成下面小题。
7.2000～2010年，广州市净碳排放量( )
A.增加，增速高于GDP增速
B.增加，增速低于GDP增速
C.减少，增速高于GDP增速
D.减少，增速低于GDP增速
8.从区域经济与环境可持续发展的角度，下列脱钩类型最理想的是( )
A.扩张型负脱钩 B.衰退型脱钩
C.强脱钩 D.弱脱钩
9.2000～2020年，江门市脱钩类型发生改变的原因是( )
A.积极推进产业升级
B.积极发展生态农业
C.大力发展重化工业
D.大力发展旅游服务业
A
C
C
主 干
知识结构
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