中图版 (2019)选择性必修3 资源、环境与国家安全第一节 碳排放与碳减排教学设计及反思

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（图片导入）探索——碳零排放节能大楼

想一想：

1.自己在生活生产中见过的碳排放的活动有哪些？

2.照片中这座大楼为了实现碳零排放采取了哪些措施？

3.自己所在学校的建筑物在碳减排方面可以做什么？可以借鉴这座大楼的哪些做法？

4.说一说什么是“绿色建筑”。

学生探索碳零排放节能大楼

 从探索碳零排放节能大楼

引出碳排放与碳减排

讲授新课

（承接）同学们，全球变暖威胁着我们生产生活，面对这些问题我们将怎么来应对呢？今天我们来一起学习碳排放与碳减排。

一、碳循环与温室效应

碳循环和温室效应是两个彼此联系的自然过程。

想一想   什么是碳循环？

1．碳循环

全球碳循环是碳在岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间以二氧化碳、碳酸盐及有机化合物等形式进行转换和迁移的过程。

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想一想   什么是碳库？

(1).碳库

①.概念

碳循环过程中，地球系统中存储碳的载体称为碳库。

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想一想   地球上碳库有哪些？

②.地球上共有四个碳库，分别为岩石圈碳库、海洋碳库、陆地生态系统碳库和大气碳库。

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想一想   碳循环有什么作用？

(2).作用：自然界的碳循环过程使大气中的二氧化碳含量基本保持稳定。

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想一想   碳循环有什么意义？

(3).意义

碳循环是维持地球表层生命活动的主要物质循环，对人类的生存发展和环境稳定具有重要意义。

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探究活动1   碳循环

想一想  

1. 组成碳循环的各子循环系统是如何运转的？

2.各子循环系统之间的碳循环是如何相互作用、相互影响的？

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1．组成碳循环的各子循环系统的运转：人和动物吸入空气中的氧气，呼出二氧化碳；而植物吸收二氧化碳进行光合作用，并将氧气释放回大气中。当岩石、土壤、植物和动物残体等物质分解时，碳会以二氧化碳的形式排放到大气中，二氧化碳也在大气和海洋之间交换。海洋生物残体在海洋沉积并通过地质作用形成化石燃料石油、天然气；陆地植物残体经过地质作用形成化石燃料煤炭。化石燃料燃烧又向大气中释放二氧化碳。

2．各子循环系统之间的碳循环是通过人和动植物、土壤对二氧化碳的吸收和释放而相互作用、相互影响的。

阅读   碳汇与碳源

   碳汇与碳源是两个相对的概念，《联合国气候变化框架公约》将碳汇定义为从大气中清除二氧化碳的过程、活动或机制，将碳源定义为向大气中排放二氧化碳的机制。

   在地球发展史中，化石燃料如煤炭、石油和天然气的形成首先要通过形成含钙的石灰质沉积物固定一部分碳，起到碳汇的作用。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。排放的二氧化碳中只有一半可以被海洋吸收，海洋起到了碳汇的作用。

  想一想   你还能举出哪些碳汇与碳源的实例？

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碳汇：森林、草原、庄稼等绿色植物都可以吸收二氧化碳，海洋中藻类植物也吸收水体中的二氧化碳。

碳源：自然界中的碳源主要包括海洋、土壤、岩石与生物体，另外生物遗体分解也会放出二氧化碳。

想一想   什么是温室效应？

2．温室效应

(1).概念

太阳短波辐射可以透过大气到达地面，地面升温后释放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而使大气变暖，通过大气逆辐射，大气对地面起到保温作用，这种作用类似栽培农作物的温室，故名温室效应。

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探究活动2   为什么说碳循环和温室效应是两彼此联系的自然过程？

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碳循环不平衡会造成温室效应，温室效应是空气中的二氧化碳过多引起的。

想一想  温室气体有哪些？

(2).温室气体

产生温室效应的气体被称为温室气体。除二氧化碳外，温室气体还包括甲烷、水汽等。

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想一想     温室效应加剧是什么引起的？

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人类大量使用化石燃料，导致二氧化碳等温室气体逐年增加，温室效应加剧，地球表面温度升高。

二、碳排放对环境的影响

碳排放主要指温室气体的排放，有时也指二氧化碳的排放。

1．全球变暖的原因

想一想  温室气体有哪些？

1750年工业革命以来，人类大量使用化石燃料，导致二氧化碳等温室气体持续增加，温室效应加剧，地球表面温度升高。

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2．对环境及人类社会产生的影响

想一想  全球气候变暖有什么影响？

(1).海平面上升

地球表面温度升高引起全球冰川融化，北极地区海冰范围持续缩减，导致海平面上升。气候变暖引起海水发生热膨胀，海水体积增加，造成海平面上升。

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探究活动3   观察分析南极冰原变薄的影响

南极冰原（冰原是被大量冰雪覆盖的大面积陆地，主要分布于南极大陆和格陵兰岛上）可以分为东西两个部分。西部冰原延伸至罗斯海和威德尔海，在那里形成冰架(冰架是在大陆边缘形成的大片海洋浮冰)。

    冰川学家推测，只要罗斯海和威德尔海的水温上升几摄氏度，这些冰架底部的冰层就会融化，使它们变成浮冰。底部的冰层融化之后，形成这些冰架的西部南极冰原可能流动得更快。流速加快会引起冰川底部摩擦生热，并产生薄薄的融水，使冰山的滑行更加顺畅。

    如果全球变暖触发这一过程，西部南极冰原可能迅速变薄，并在未来几个世纪内导致海平面大幅度上升。

   想一想   南极西部冰原变薄会给人类带来什么影响？

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导致海平面上升，海水入侵，淹没沿海低地、岛屿，沿海风暴作用加剧，海洋侵蚀加强。

(2).气候变化异常

①.气候变暖引发水、热条件发生变化，对自然生态系统产生显著影响。如植被带向高纬移动；气温升高，蒸发量加大，土壤水分减少，降水量较小的地区干旱加剧，引起土地荒漠化。

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②.气候变暖，降水变异加剧，极端天气现象增加，强度加大，气象灾害频发。

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(3).影响农业生产

①.气候变暖使北半球温度带北移，温度升高使中、高纬度地区的作物生长季延长、冻害减少，农业种植面积扩大，作物布局与熟制发生变化。

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②.在热带半干旱区，若降水量不变，温度升高将加大土壤中水分的蒸发，造成土壤水分缺失，作物产量下降，耕地面积也会减少。

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③.中纬度地区“谷物带”由于气温升高、水分亏缺，粮食生产能力降低。

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④.气候异常变化将进一步加剧农业气象灾害的影响，病虫害发生的范围扩大，危害加重，还可能伴随可种植作物多样性减少。

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(4).影响人类健康

想一想  气候变暖会对人类健康产生哪些威胁。

极端天气增多容易导致人类心血管和呼吸系统疾病的发病率上升。气候变暖还将扩大可携带病菌生物的生存范围，从而使流行病传播范围扩大，增加人类和其他生物的患病风险。

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阅读    气候变暖对中国农作物种植界限的影响

气候变暖使我国农作物种植界限显著北移、高扩。20世纪90年代以来，东北地区气候变暖明显，水稻种植面积扩大，以前不能种植水稻的伊春、黑河等地区，如今也可以种植水稻。东北地区的水稻种植北界已达52°N左右的呼玛地区，较20世纪80年代初北移约4°。和20世纪50年代相比，20世纪90年代我国冬小麦种植北界已经从长城沿线推移到42.5°N一线，可种植最高海拔也由海拔1800～1 900米上升到2 200米。

     气候变暖也使我国玉米种植带显著向北和向高海拔移动。在黑龙江省，玉米种植北界已扩展至大兴安岭和伊春地区，向北推移了约4°。同时，玉米种植区域也向高海拔地区扩展。在西藏，20世纪80年代以后玉米种植高度由传统意义上的海拔1700～200米扩展到3840米。

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三、碳减排与国际合作

1．碳减排

想一想   什么叫碳减排？

(1).概念：碳减排主要是通过人类活动，防止大气中的二氧化碳浓度持续上升。

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想一想   碳减排的核心是什么？

(2)    .核心：减少温室气体排放、增加碳汇。

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想一想   什么是碳汇？

碳汇是指通过植树造林、植被恢复等措施，吸收大气中的二氧化碳，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。

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想一想   低碳发展的基本特征是什么？

(3).低碳发展

低碳发展一方面要降低二氧化碳排放，另一方面要实现经济社会发展。它的基本特征是低能耗、低排放和低污染。

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探究活动4   联系生活实际，举出三种减少碳排放的措施。

衣：穿着适宜的应季服装可以减少空调的使用。

食：购买本地、季节性食品，减少食物加工过程。

住：居住面积不必求大。

行：多乘坐公共交通工具，用：装节能灯，使用时尚的环保袋，纸张双面打印。

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想一想    促进碳减排的主要手段有哪些？

(4).促进碳减排的主要手段

第一，理念更新、保护现有碳库。增强全社会应对气候变化的意识，尽快形成　　　　的生活方式和消费模式。

第二，绿色低碳。我国陆续出台了替代能源及低碳经济相关扶植政策，如建立碳市场。

第三，技术支持。采用化石能源的替代技术；提高能源利用效率；采取固碳措施增加碳库的储量。

第四，国际合作。碳减排不仅是一个国家的事，必须采取全球性行动。

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阅读   陆地生态系统的固碳能力

陆地生态系统的固碳能力主要依靠植物的光合作用，光合作用将大气中的二氧化碳转化为碳水化合物，并以有机碳的形式固定在植物体内或土壤中。如2001年至2010年期间，陆地生态系统年均困碳2.01亿吨，相当于抵消了同期我国化石燃料碳排放量的14.1%。其中，我国森林生态系统是困碳主体，贡献了约80%的固碳量，而农田和灌丛生态系统分别贡献了12%和8%的困碳量，草地生态系统的碳收支基本处于平衡状态。

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探究活动5   分析探讨地热能的应用

地热能大部分是来自地球深处的热能。地热能是无污染的清洁能源。

   我国地热能直接利用已连续多年居世界首位。2015年，我国地热能供暖面积达4.94亿平方米，地热能供暖实现替代2000万吨标准煤。

   到2020年，地热能将实现替代7000万吨标准煤，相对应减排二氧化碳1.77亿吨，对我国的碳减排具有重大意义。

想一想

1.与煤炭相比，地热能有什么优势？

2.推进地热能替代标准煤对于我国的碳减排有什么意义？

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参考答案1．无污染的清洁能源，是可再生资源。

2．有效实现碳减排。

2．碳减排国际合作

(1).《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》

    面对全球变暖的威胁，联合国于1992年制定了《联合国气候变化框架公约》，并于1997年第三次缔约方大会达成了《京都议定书》，这标志着国际社会进入了实质性减排的阶段。

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(2).《巴黎协定》

①.时间：2015年12月12日，巴黎气候变化大会通过关于应对全球气候变化的新协议——《巴黎协定 》。

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想一想   《巴黎协定》的重要性是什么？

②.重要性

第一，奠定了世界各国广泛参与碳减排的基本格局。

第二，《巴黎协定》确立了2020年后以“国家自主贡献”目标为主题的国际应对气候变化机制。

第三，《巴黎协定》标志着国际气候谈判将从宏观的机制谈判向具体的　　低碳行动和政策谈判转移。

第四，《巴黎协定》标志着多元治理将成为全球气候治理的新亮点，城市和企业在低碳发展进程中的表现突出。

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探究活动6   碳减排国际合作的重要性有哪些？

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碳排放导致的环境问题具有全球性和共同性，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。

③.意义

想一想   《巴黎协定》的意义是什么？

 从长远来看，碳减排符合各国的共同利益，这是建立国际合作的基础。国际合作通过公约及法律框架约束合作国家积极兑现碳减排的承诺，是碳减排行动的必然途径。

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探究活动7   参与落实中国的减排目标

  我国把提高能效、降低二氧化碳排放强度、发展非化石能源和增加森林蓄积量作为约束性指标，促进发展方式的转变和产业结构、能源结构的调整，节能减排与应对气候变化工作取得了显著成效。2017年我国单位国内生产总值（GDP）二氧化碳排放比2005年下降了46%，相当于减少二氧化碳排放41亿吨，已经超过对外承诺的到2020年碳排放强度下降40%～45%的上限目标。

    在《巴黎协定》的框架之下，我国提出了到2030年国家自主贡献的四大目标：单位国内生产总值的二氧化碳排放量比2005下降60%至65%；非化石能源占总能源的比重提升到20%左右；二氧化碳的排放量达到峰值（最大值)，并且争取尽早达到峰值；森林蓄积量比2005年增加45亿立方米。

想一想 

1.在日常生活中，有哪些措施可以减少二氧化碳的排放？

2.为提高我国森林蓄积量，我们可以做什么？试提出几条措施。

1．住：居住面积不必求大。行：多乘坐公共交通工具。用：装节能灯、使用时尚的环保袋、纸张双面打印。

2．主要措施：看电子报纸，使用电子邮件等，减少纸张的使用；减少一次性筷子的使用；参加植树造林活动；加强保护森林的宣传。

案例研究    碳交易市场（阅读81---81页）

想一想   碳交易是如何促进碳减排目标的实现的？

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发挥市场机制在碳排放空间配置领域的决定性作用；强化碳排放约束，促进能源清洁转型，优化产业结构。

学生思考碳循环

学生参与探究活动1

学生思考温室效应

学生参与探究活动2

学生思考全球变暖的原因

学生思考海平面上升

学生参与探究活动3

学生思考气候变化异常

学生思考.影响农业生产

学生思考影响人类健康

学生阅读

学生思考碳减排

学生思考探究活动4

学生阅读

学生参与探究活动5

学生思考碳减排国际合作

学生参与探究活动6

学生参与探究活动1

学生参与案例研究

让学生理解碳循环

让学生理解碳循环

让学生理解温室效应

让学生理解后工业文明---谋求人地协调

让学生回答问题

让学生理解全球变暖的原因

让学生理解海平面上升

让学生观察分析南极冰原变薄的影响

让学生理解气候变化异常

让学生理解.影响农业生产

让学生理解影响人类健康

让学生理解气候变暖对中国农作物种植界限的影响

让学生理解碳减排

让学生联系生活实际，举出三种减少碳排放的措施。

让学生理解陆地生态系统的固碳能力

让学生分析探讨地热能的应用

让学生理解碳减排国际合作

让学生理解碳减排国际合作的重要性有哪些？

让学生理解 参与落实中国的减排目标

让学生理解碳交易市场

课堂小结

第一节    碳排放与碳减排

一、碳循环与温室效应

1．碳循环

2．温室效应

二、碳排放对环境的影响

1．全球变暖的原因

2．对环境及人类社会产生的影响

(1).海平面上升

(2).气候变化异常

(3).影响农业生产

(4).影响人类健康

三、碳减排与国际合作

1．碳减排

2．碳减排国际合作

板书