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[课程标准] 1.运用碳循环和温室效应原理， [基本概念] 碳循环、碳排放、碳减排、温
分析碳排放对环境的影响，说明碳减排国际 室效应、全球气候变化；自然保护区、生
合作的重要性。2.结合实例，说明设立自然 态安全；污染物跨境转移、环境安全。
保护区对生态安全的意义。3.结合实例，说 [基本原理] 环境安全问题(包括全球气候
明污染物跨境转移对环境安全的影响。4.举 变暖、生态破坏和污染物跨境转移)对国家
例说明环境保护政策、措施与国家安全的关 安全的影响及应对。
系。
[体系架构]
课时 74 碳排放与国际减排合作
1．碳循环
(1)概念：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。(2)基本过程
在地球漫长的演化过程中，大气中的二氧化碳被陆地和海洋中的植物吸收，然后又通过生物
或地质过程以及人类活动返回到大气中。
思考 说出人类过度使用化石燃料对全球碳循环的影响。
答案 改变了碳的天然循环，把岩石圈中的还原碳过早地释放到大气中，人为地加快了岩石
圈和其他圈层的碳交换，打破了原有的碳循环平衡过程。
2．碳排放与温室效应
项目 碳排放 温室气体 温室效应
指大气中能让太阳短波辐 太阳短波辐射可以透过大气射
射透入，而阻止地面和低 入地面，而地面增温后发出的
对各种温室气 层大气长波辐射逸出的气 长波辐射却被大气中的二氧化
概念
体排放的总称 体，主要有水汽、二氧化 碳等物质所吸收，在地球表面
碳、氧化亚氮、氟利昂、 形成一层保温层，使地球表层
甲烷等30多种气体 像温室一样温暖
大气中二氧化碳等温室气体所产生的温室效应维持着地球表面的温度，人类
相互关系
活动引起的温室气体含量的变化会影响地球的温室效应
3．碳排放对环境的影响
(1)二氧化碳的作用
绿色植物进行光合作用必需的原料； 二氧化碳属于温室气体，当空气中的二氧化碳浓度超
过正常范围时，会导致气候变暖，由此引发一系列环境问题。
回归教材 读选择性必修3教材第88页图3－2“1850－2013年全球年平均温度的距平变
化”，指出全球气温变化特点，并分析原因。
答案 特点：呈波动上升。原因：①自然原因有太阳辐射的变化以及地球正处于温暖的间冰
期等。②人为原因主要是碳排放增多，温室效应增强。
(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，改变水热时空分布，影响人们
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体健康。
4．国际减排合作
(1)原因：为了缓解人类所面临的气候危机，碳减排必须采取全球性的行动才能实现。
(2)原则：“共同但有区别的责任”。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；发达国
家理应比发展中国家承担更多的减排责任，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力。
概念辨析 碳减排、碳达峰、碳中和、碳交易、碳汇
(1)碳减排：减少二氧化碳等温室气体的排放量。
(2)碳达峰：二氧化碳的排放达到峰值之后不再增长，再慢慢降低。
(3)碳中和：某个地区在一定时间内，人类活动排放的碳总量，与通过植树造林、工业固碳
等方式吸收的碳总量相互抵消，实现“碳净零排放”。
(4)碳交易：把碳排放作为一种商品来进行买卖。
(5)碳汇：指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，从而
减少温室气体在大气中的浓度的过程。
1．全球气候变化及原因分析
全球气候变化的主要表现是不同时间尺度的冷暖和干湿变化。气温升高是近百年来全球气候
变化的显著特点，气温升高的主要原因是温室气体的大量排放。具体分析如下：
2．全球变暖的影响
(1)对海平面和海岸带的影响
(2)对水循环过程的影响(3)对生态系统的影响
(4)对农业的影响
(5)对工业的影响
(6)对人类健康的影响
(7)对国家安全的影响
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
①促进传统产业的低碳化转型，逐步淘汰高投入、高能耗、
优化产业结构 高污染、低效益的夕阳产业；②大力发展低能耗、低污染、
高效益的战略性新兴产业
①大力推动低碳技术创新，构建多元化低碳技术体系；②提
着力推动低碳技术创新
高企业低碳技术创新能力
①构建地区碳交易机制；②优化低碳技术创新机制；③建立
优化低碳经济建设机制 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
(2023·全国文综乙)阅读图文材料，完成下列要求。(24分)
夏威夷岛人口密度低，以第三产业为主。该岛海拔 2 400 米以上区域常年受副热带高
压控制， 1 800 米以下区域受信风控制 。1958年以来，科学家在夏威夷岛上的观测站对大
气二氧化碳浓度开展观测，是全球最早对大气二氧化碳浓度进行持续观测的站点。观测得
到的数据被普遍认为能够反映全球大气二氧化碳的平均浓度变化，为科学认识气候变化提供
了重要依据。下图示意夏威夷岛位置与地形。
(1)指出夏威夷岛人为二氧化碳排放的总体特征。(4分)
(2)从大气环流角度，分析该岛人为排放的二氧化碳对观测数据未构成明显干扰的原因。(8
分)
(3)说明该站观测的数据能够反映全球大气二氧化碳平均浓度变化的原因。(8分)(4)若要在亚欧大陆建设一座能够反映全球二氧化碳浓度变化的观测站，请提出合适的站址
并说明理由。(4分)
[关键信息点拨]
夏威夷岛人口密度低，以第三产业为主，再结合图中村镇的分布，可知夏威夷岛人为二氧
化碳排放总量少，主要分布在 低海拔 ( 或沿海 )地区。
二氧化碳排放集中在1 800米以下的村镇，受信风控制，二氧化碳易扩散。观测站位于2
400米以上区域，常年受副热带高压控制，气流下沉，受村镇人为排放的二氧化碳影响小。
夏威夷观测站是全球最早对大气二氧化碳浓度进行持续观测的站点，观测年代早、时间序
列长，能够反映全球大气二氧化碳平均浓度变化。
答案 (1) 排放总量少，主要分布在较低海拔 ( 沿海 ) 地区。
(2) 人为排放的二氧化碳主要源自较低海拔 ( 1_ 800 米以下 ) 区域，受信风控制易扩散。观测站
海拔高于 3_ 000 米，受副热带高压的下沉气流控制，较低海拔区域人为排放的二氧化碳难以
向观测站扩散。
(3) 夏威夷岛远离大陆二氧化碳集中排放区域，二氧化碳经过长距离输送，与空气充分混合 ，
浓度基本稳定；该站观测年代早、时间序列长，能够反映全球大气二氧化碳平均浓度变化。
(4) 从远离二氧化碳集中排放区、受下沉气流 ( 高压 ) 控制或高海拔等角度选择合理区域，如东
西伯利亚、青藏高原等。
考向1 通过“应对全球气候变化”考查“综合思维”
(2024·山西阳泉模拟)碳排放主要受能源结构、能源利用效率、经济发展和人口规模等因
素影响。2007年我国已成为世界第一大碳排放国。2009年，在哥本哈根大会上，我国政府
提出在2020年单位GDP碳排放比2005年减少40%～45%的目标。2014年，我国政府在
《中美气候变化联合声明》中郑重承诺：将在 2030年达到碳排放高峰。下图示意2000～
2015年我国碳排放总量、碳排放强度(消耗单位能源的碳排放量)和人均碳排放量。据此完成
1～2题。
1．我国碳排放强度整体呈下降趋势，直接反映了( )
A．能源利用效率提高 B．产业结构日趋优化C．经济发展速度加快 D．科技水平日益提高
2．在2 000～2015年我国碳排放总量和人均碳排放量均已出现峰值，主要说明了( )
A．我国已经实现碳达峰目标
B．我国已经实现经济转型
C．我国碳减排政策初见成效
D．我国人口增长出现峰值
答案 1.A 2.C
解析 第1题，碳排放强度是指消耗单位能源的碳排放量。图中2000～2015年我国碳排放
总量整体上呈上升趋势，碳排放强度却整体呈下降趋势，直接反映了能源利用效率提高，A
正确；产业结构日趋优化、经济发展速度加快、科技水平日益提高均会提高能源利用效率，
但不是碳排放强度变化的直接反映，B、C、D错误。第2题，我国政府提出在2020年单位
GDP碳排放比2005年减少40%～45%的目标，因此在2000～2015年我国碳排放总量和人均
碳排放量均已出现峰值，主要说明了我国碳减排政策初见成效，C正确；我国政府承诺将在
2030年达到碳排放高峰，且图中2013～2015年碳排放总量和人均碳排放量下降趋势并不明
显，因此不能说明我国已经实现碳达峰目标，A错误；仅从碳排放总量和人均碳排放量的变
化不能明确地说明我国已经实现经济转型，B错误；图中体现的是人均碳排放量的变化，无
法体现我国人口数量增长的变化，D错误。
考向2 通过“碳排放”考查“人地协调观”
(2023·广东湛江模拟)农田生态系统在作物种植过程中既能引起碳排放，同时又能引起碳
固定，而农田生态系统碳足迹是指碳排放量与碳固定量的差值。河北省是我国重要的小麦、
玉米生产基地，在保障国家粮食安全的同时，大量农资投入也带来了温室效应和面源污染等
环境问题。随着国家“碳中和”目标的提出，河北省粮食生产的碳减排面临着严峻挑战。下
图示意河北省小麦、玉米轮作体系碳排放总量。据此完成3～4题。
3．河北省玉米季比小麦季灌溉碳排放量少的主要原因是( )
A．玉米播种面积减少，作物需水量减小
B．玉米植株高大，土壤水分蒸发量小
C．玉米生长季水热同期，灌溉频率较低D．玉米种植技术先进，节水效果显著
4．为降低河北省粮食生产的碳减排压力，可采取的合理有效措施有( )
①培育耐旱作物品种，降低灌溉频率 ②培育绿肥，减少化肥使用量 ③改变轮作熟制，提
高农田固碳效应 ④实施农田长年休耕，降低农田利用强度
A．①② B．②④ C．①③ D．③④
答案 3.C 4.A
解析 第3题，由图可知，河北省玉米季比小麦季灌溉碳排放量少，主要是由于玉米生长季
属于夏季，水热同期，灌溉频率较低，C正确。第4题，为降低河北省粮食生产的碳减排压
力，可采取的合理有效措施有：培育耐旱作物品种，降低灌溉频率，减少灌溉碳排放；培育
绿肥，减少化肥使用量，减少肥料碳排放，①②正确。熟制和气温有关，难以人为改变；实
施农田长年休耕，不利于国家粮食安全，③④错误。故选A。
课时精练
一科研团队以碳循环为研究目标为某岛屿编制低碳城镇发展规划，分别统计了碳源系统
(碳的排放来源)、碳汇系统(碳的吸收消耗)和社会各排放部门碳的流量结构(下图)。该岛植被
覆盖率高，年均自然和人为共排放CO 9.6万吨，自然生态系统共可吸收CO 0.7万吨。据
2 2
此完成1～2题。
1．推测该岛屿最可能位于( )
A．山东省 B．浙江省 C．广东省 D．海南省
2．促进该岛屿碳源与碳汇系统趋向平衡的主要措施是( )
A．增加岛屿植被覆盖率 B．大量减少岛屿人口数
C．提高清洁能源比重 D．扩大贝藻养殖的规模
答案 1.A 2.C
解析 第1题，读图可知，该岛屿的排放部门主要为“供暖”，四省份中只有山东位于北方
地区，A正确。第2题，读材料可知，该岛碳排放数量远大于碳吸收数量，故使碳源与碳汇
系统趋向平衡的主要措施应为减少碳排放数量；读图可知，碳源系统中“化石燃料使用”的比重很高，故需改善能源消费结构，提高清洁能源比重，C正确。
(2024·湖南张家界模拟)工业碳中和(下图)是一项系统工程，也是实现我国“双碳”目标
的重中之重。据此完成3～4题。
3．图中增加碳汇的有( )
①捕集工业废气中的碳，并进行封存 ②使用绿电，减少金属冶炼中的碳排放 ③钢铁回收
利用，有效减少资源消耗 ④通过制造化学品，转化利用二氧化碳
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
4．工业碳中和能够( )
A．实现废弃物零排放 B．降低工业生产成本
C．减缓全球气候变暖 D．提升区域资源禀赋
答案 3.B 4.C
解析 第3题，据图中信息可知，捕集工业废气中的碳，并进行封存；通过制造化学品，转
化利用二氧化碳，均属于增加碳汇，①④正确。使用绿电，减少金属冶炼中的碳排放；钢铁
回收利用，有效减少资源消耗，均属于工业低碳变革性工艺，可以减少碳排放，②③错误，
故选B。第4题，工业碳中和能够减少大气中温室气体浓度，从而减缓全球气候变暖，C正
确；工业碳中和无法实现废弃物零排放，也无法提升区域资源禀赋，A、D错误；工业碳中
和对碳排放要求提高，可能增加工业生产成本，B错误。
(2023·浙江宁波联考)旅游碳足迹是指某类旅游活动能耗规模和相应能源碳排放系数的乘
积，可用于旅游活动碳排放程度的描述和估算。不同的旅游活动碳足迹存在较大差异。下图
为“我国旅游业各类碳排放占比图”。据此完成5～6题。5．推测旅游交通碳排放占比中d交通方式为( )
A．航空 B．公路 C．水运 D．铁路
6．不同类别的旅游活动碳足迹差异较大的主要原因是( )
A．景点吸引力差异大 B．游客个体间差异大
C．活动季节的变率大 D．活动内容的差异大
答案 5.C 6.D
解析 第5题，旅游交通碳排放量由高到低依次为：公路、航空、铁路与水运。据图中信息
可知，旅游交通碳排放占比中d交通方式所占的比例最低，只有4%，故d交通方式为水运，
选C。第6题，由于不同类别的旅游活动，其活动内容差异较大，有的旅游活动对于能源消
耗比较多，有的旅游活动对于能源消耗比较少，因此会导致碳足迹差异较大，D正确。旅游
景点吸引力的差异以及活动季节的变率，对于旅游活动的碳足迹影响相对较小，A、C错误。
如果是由于游客个体间的差异导致不同类别的旅游活动碳足迹差异较大，那么也会导致同类
别的旅游活动碳足迹差异较大，但与实际相矛盾，B错误。
(2024·甘肃酒泉模拟)由二氧化碳等温室气体排放引起的全球气候变化会给全球带来灾难
性的后果，到21世纪中叶实现碳中和是世界各国应对气候变化的最根本的举措。为应对全
球气候变化和环境污染带来的挑战，我国已在第七十五届联合国大会上作出二氧化碳排放力
争 2030年前达到峰值、2060年前实现碳中和的承诺。图1示意2017年全球分部门温室气
体排放统计情况，图2示意截至2020年全球已实现“碳达峰”的国家数量。据此完成7～9
题。7．从分部门来看，全球温室气体的主要排放源来自( )
A．燃煤发电 B．建筑部门
C．能源活动 D．工农业生产
8．该部门实现碳中和可采取的有效措施是( )
A．加快零碳燃料替代 B．推动精准农业应用
C．实施建筑节能改造 D．优化生产工艺流程
9．相较于欧美等发达国家，我国实现碳中和目前面临的特有挑战是( )
A．碳中和的技术不成熟
B．化石能源消费占比高
C．碳中和的资金缺口大
D．能源需求仍持续增长
答案 7.C 8.A 9.D
解析 第7题，读图1可知，电力/热力用能、交通用能在温室气体排放中占比之和约为
46.8%，故全球温室气体的主要排放源来自能源活动，故选 C。第8题，温室气体的主要排
放源来自能源活动，故该部门实现碳中和可采取的有效措施是推广新能源、清洁能源利用，
加快零碳燃料替代，A正确；推动精准农业应用与碳中和关系不大，B错误；实施建筑节能
改造、优化生产工艺流程可以减少碳排放，但从温室气体排放统计图看，其占比相对较低，
不是最有效的措施，C、D错误。第9题，相较于欧美等发达国家，我国目前对能源的需求
仍然持续增长，D正确；我国碳中和技术比较成熟，A错误；我国能源消费结构中清洁能源
占比逐渐增加，B错误；我国作为世界第二大经济体，目前正积极推进碳达峰、碳中和，资
金有保障，C错误。
下图为“西伯利亚地区某湿地上空1千米处空气中CO 含量变化的观测数据统计图”。
2
读图完成10～11题。10．观测数据曲线呈明显的季节性波动，低谷出现的时间及主要原因对应正确的是( )
A．冬季—能源利用率提高，燃煤取暖排放CO 少
2
B．夏季—植物的光合作用强，固定CO 多
2
C．冬季—植物的呼吸作用强，固定CO 多
2
D．夏季—降水量大，CO 被溶解
2
11．分析长期趋势曲线可知，气候变化对西伯利亚地区的影响有( )
A．森林带分布北界南移
B．高山的林带上限位置上升
C．高山雪线海拔下降
D．北部海岸线位置向北退缩
答案 10.B 11.B
解析 第10题，由图可知，观测数据曲线呈明显的季节性波动，具体表现为CO 含量夏季
2
低，冬季高，主要因为西伯利亚地区纬度高，气温低，冬季人们大量燃煤取暖，排放的 CO
2
多；西伯利亚地区亚寒带针叶林广布，夏季植物的光合作用强，固定 CO 多。故选B。第
2
11题，据图中长期趋势曲线可知，空气中CO 含量总体呈上升趋势，CO 含量增加导致的气
2 2
候变化主要表现为全球变暖，全球变暖会引起高山的林带上限位置上升，B正确；全球变暖，
北半球森林带分布北界会向北扩展，A错误；高山雪线可能因冰雪融化增加而上升，C错误；
因海平面上升，北部海岸线位置会向南退缩，D错误。故选B。
12．(2023·新疆乌鲁木齐质检)阅读图文资料，完成下列要求。(16分)
在人类成为一个重要的扰动因素之前，自然界通过碳循环维持着大气中二氧化碳浓度的
相对稳定。工业革命以后，人类活动极大地改变了碳循环过程，碳排放增加引起的气候变化
是当今世界各国面临的重大挑战。我国一直是应对气候变化事业的积极参与者，制定了应对
气候变化的国家方案。下面图1是全球燃料排放的二氧化碳总量和地球表面平均气温的逐年
变化图，图2示意碳循环过程。(1)说明1900年以来图1中两条曲线的变化特点及二者的关系。(6分)
(2)阐释人类活动是如何影响二氧化碳浓度增大的。(4分)
(3)为应对全球气候变化，我国采取的主要措施有哪些。(6分)
答案 (1)变化特点：1900年以来，地球表面平均气温变化呈波动上升(1900～1940年，1950
～2000年气温明显上升)趋势，20世纪50年代后上升速度越来越快；全球燃料排放的二氧
化碳总量呈持续上升趋势，20世纪50年代以来增长速度明显加快。
二者的关系：地球表面平均气温与全球燃料排放的二氧化碳总量上升趋势较吻合，说明全球
变暖与二氧化碳浓度升高具有正相关关系。
(2)工业革命以来，人类大规模开采、使用化石燃料，使地质时期固定的碳生成二氧化碳回
到大气中；人类砍伐森林、开垦土地、破坏湿地等扰动土地的行为，使有机碳转化为二氧化
碳，重新返回大气。
(3)减少碳排放(产业结构转型或升级、倡导绿色低碳生活方式)；增加碳汇(植树造林，恢复
湿地)；提高适应能力(建设水利工程、发展节水灌溉)。
13．(2023·四川宜宾模拟)阅读图文材料，完成下列要求。(16分)
刚果盆地位于非洲中部，大部分地区无人居住。刚果盆地沼泽区域有大量泥炭存在，泥
炭地被认为是最大的陆地碳储库。在被水覆盖的区域，植物(碳)在缺氧条件下被储存。但泥
炭沼泽干涸时，会向大气中释放大量温室气体。有专家认为，刚果盆地的泥炭正接近从碳汇
到碳源的临界点(碳汇是指从空气中清除碳的过程、活动和机制；碳源是指向大气中释放碳
的过程、活动和机制)。近年来，中国与刚果盆地地区国家的碳汇合作不断加强。下图示意
刚果盆地(局部)等高线。(1)从地形地貌角度，说明刚果盆地内大部分地区无人居住的原因。(3分)
(2)简析刚果盆地沼泽泥炭的形成过程。(6分)
(3)试对“刚果盆地的泥炭正接近从碳汇到碳源的临界点”这一论点做出合理解释。(4分)
(4)推测中国可在刚果盆地合作开发的清洁能源类型及理由。(3分)
答案 (1)海拔低，气温高；盆地地形，湿度大；多沼泽、河流，地表破碎，联系不便。
(2)气候湿热，沼泽植被茂盛；植被残体隔绝空气，未被完全分解；经过长时间演化形成泥
炭。
(3)气候变暖，蒸发加剧；气候异常，降水减少；植被破坏，涵养水源能力下降；人类对沼
泽的不合理利用。
(4)太阳能。理由：纬度低，正午太阳高度大，太阳能丰富。
或水能。理由：热带雨林气候，降水丰富，河流多，落差大，水能丰富。
