2022届高三地理二轮专题复习 学案 微专题 碳循环

这是一份2022届高三地理二轮专题复习 学案 微专题 碳循环，共11页。学案主要包含了典型例题，学习目标，必备知识，模拟演练等内容，欢迎下载使用。
[2022佛山模拟]2007年我国某企业在内蒙古毛乌素沙地建立了世界首个沙漠生物质电厂。通过多年的探索与实践，逐步形成了以“治沙、新能源、螺旋藻”为核心的“沙-林-电-藻”一体化的循环产业链（下图），找到了一条沙漠低碳经济的产业化治沙之路。
请从碳循环的角度说明该产业化模式所具有的生态效益。（10分）
【学习目标】
运用碳循环原理，结合实例分析碳循环与全球气候变化之间的作用机制。
【必备知识】
什么是碳循环
碳元素不断地在大气圈、水圈、岩石圈以及生物圈之间进行转移和交换，构成了自然界的碳循环。
二、碳循环过程
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。
碳循环示意图
三、自然界各圈层碳循环的主要表现
地球上最大的两个碳库是岩石圈和化石燃料，含碳量约占地球上碳总量的99.9%。这两个库中的碳活动缓慢，实际上起着贮存库的作用。地球上还有三个碳库：大气圈库、水圈库和生物库。这三个库中的碳在生物和无机环境之间迅速交换，容量小而活跃，实际上起着交换库的作用。
4.碳汇、碳源与碳中和
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。
碳汇也是可以交易的，通过碳汇冲抵碳源产生的碳排放称为“碳中和”。
实例思考：为什么泥炭湿地可以称作碳库？
由于长期淹水和低温的环境特征，高寒湿地中微生物的活动受到抑制，湿地中的植物枯落物不能被快速分解，这使得有机碳在高寒湿地中大量积累。经过千万年的变化，这些有机碳最终形成厚厚的泥炭层。碳被长久地固定在泥炭湿地中，使泥炭湿地成为重要的碳汇。据研究，泥炭湿地是陆地各类生态系统中单位面积碳堆积量最大、碳积累速率最快的生态系统。
由于排水疏干、泥炭开采、火灾等原因，泥炭湿地不断遭到破坏，千百年来储存在泥炭湿地中的碳释放到大气中，使泥炭湿地从碳汇转化成碳源。
【模拟演练】
《联合国气候变化框架公约》将碳源定义为向大气排放二氧化碳的机制，将碳汇定义为从大气中清除二氧化碳的过程、活动或机制。碳达峰是指某一个时刻，二氧化碳排放量达到历史最高值，之后逐步回落。我国承诺在2030年前“碳达峰”，2060年实现“碳中和”。读图，据此完成下面小题。
1．碳循环过程中的碳汇有（ ）
①煤、石油、天然气燃烧
②动植物的呼吸
③海洋生物呼吸
④陆地植物光合作用
⑤海洋植物光合作用
⑥降水中和
A．①②③B．④⑤⑥C．①②⑤D．③⑤⑥
2．我国为实现“碳达峰”和“碳中和”目标，下列措施有效的是（ ）
①循环使用淡水资源
②积极推广生物碳汇技术
③调整优化能源消费结构
④将高耗能企业转移出国
⑤征收碳税，以促进行业绿色转型
⑥停止使用化石燃料
A．①②③B．②④⑤C．②③⑤D．③④⑥
3．从长远看，实现“碳中和”会（ ）
A．阻碍经济发展B．减少能源消耗总量
C．减轻大气污染D．减缓极冰融化速度
研究表明，泥炭地（泥炭沼泽）的排水（灌溉）系统对水循环和碳循环都有着显著的影响。英国某低注池曾经一度是被淹没的。因深渠与排水管网的修建完善而能够快速通过该系统排水，该地如今即便已经成为农业高产之地，却仍然不时会遭遏洪水的侵袭，或在其上空形成“乌碳云”（云的颜色近似乌碳颜色）的阴霾现象。据此完成下面小题。
4．该泥炭地的形成关键依赖于（ ）
A．土壤肥力下降B．植被腐化C．成土母质的形成D．森林砍伐
5．该排水系统对泥炭地水循环节的影响主要体现在（ ）
①降水②下渗③蒸发④水汽输送
A．①②B．①③C．②③D．②④
6．该地上空形成“乌碳云”的阴霾现象,其主要是由于（ ）
A．泥炭地干燥易燃B．地下水的过度抽取
C．全球变暖加剧D．泥炭受侵蚀流失
土壤储存的碳是植物的三倍多，在全球碳循环中起着关键作用。草地的有机碳（土壤有机质中所含的碳素）储量从土壤表层向下迅速递减。新西兰某牧场推行“倒置耕作”种植牧草，将15-30厘米的底土放置在0-15厘米的表土上方。下图示意“倒置耕作”对土壤有机碳分布的影响。据此完成下面小题。
7．草地表层土壤有机碳含量较高的主要原因是（ ）
A．植被吸收较少B．淋溶作用较强C．土质疏松多孔D．生物质积累多
8．当表层土壤有机碳不再增加时，可以实施下一轮“倒置耕作”。“倒置耕作”的周期最适宜为（ ）
A．10年B．15年C．20年D．25年
河流有机碳输出是全球碳循环的重要组成部分。河流有机碳主要来源两大类：颗粒有机碳（POC），主要来源于本地生物作用、流水冲刷剥蚀以及土壤淋滤等物理风化作用产物；溶解有机碳（DOC），主要来自地表水和地下水的流动搬运。下图示意2004—2017年叶尼塞河和勒拿河流域溶解有机碳（DOC）、颗粒有机碳（POC）的季节分布特征。两流域生物量和人类活动极少。据此完成下面小题。
9．影响图示河流DOC季节差异的主要因素是（ ）
A．降雨多少B．水生植被和藻类繁殖生长快慢
C．水温高低D．河流流量大小
10．两河流的POC相比，勒拿河输出多，主要原因是（ ）
A．勒拿河流域地表冻土广布B．勒拿河流域地势起伏大，土壤侵蚀速度较快
C．勒拿河流域面积小，结冰期长D．勒拿河流域植被覆盖率低
11．近年来，图示河流输出有机碳显著增多，原因可能是（ ）
A．气候变暖B．降水增多C．农业活动增多D．自然灾害增加
12．阅读材料，完成下列问题。
材料一热融湖塘是因热融作用引起地表塌陷形成的凹坑集水而成，又被称为“热喀斯特地貌。”近年来，我国青藏高原上的热融湖发展迅速，冬季湖泊冰面可见一串串甲烷气泡冻结在冰层中。有些热融湖也会出现停止生长现象，湖盆会被水生植物、泥炭和沉积物充填。
材料二夏季活动层（季节性冻土层）融化，融水和降水顺着裂隙下渗，到永冻层上部再次冻结，使得裂隙中的冰体积逐渐变大。根据裂隙的形态，冰会冻成上大下小的锥形，像楔子一样顺着裂隙往下方坠，被称为“冰楔”。
材料三热喀斯特湖演化过程中的碳循环示意图。
说出“热喀斯特地貌”与喀斯特地貌地表特征的相似之处与成因上的差异。
简述热融湖塘对大气圈的影响。
(3)简述热融湖塘演化过程中的碳循环过程。

主要表现
生物和大气之间的碳循环
①绿色植物经过光合作用将二氧化碳转化为葡萄糖，储存在植物体内，经过食物链的传递，成为动物体的碳化合物
②植物和动物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为二氧化碳释放到大气，另一部分则构成生物的机体或在机体内贮存
③动、植物死后，残体中的碳通过微生物的分解作用也成为二氧化碳而最终排入大气
生物与岩石之间的碳循环
一部分动、植物残体在被分解之前即被沉积物所掩埋而成为有机沉积物。这些沉积物经过漫长的地质年代，转变成矿物燃料——煤、石油和天然气等
岩石与大气之间的碳循环
煤、石油和天然气作为燃料燃烧时，其中的碳氧化成为二氧化碳排入大气
大气和海洋之间的交换
二氧化碳可由大气进入海水，也可由海水进入大气。这种交换发生在气和水的界面处，由于风和波浪的作用而加强。这两个方向流动的二氧化碳量大致相等
人类活动对碳循环的影响
人类燃烧矿物燃料以获得能量时，产生大量的二氧化碳，使大气中二氧化碳浓度升高。这样就破坏了自然界原有的平衡，可能导致气候异常
参考答案
【典型例题】
【答案】通过种植灌木林，提高二氧化碳的吸收能力；避免修剪废弃生物质在自然分解过程中的二氧化碳排放；生物质发电，减少化石能源的使用，减少二氧化碳排放；草木灰生产的复合肥，减少了化肥在生产和施用过程中的二氧化碳排放；发电产生的二氧化碳用于培养螺旋藻，减少了二氧化碳的排放。
【模拟演练】
1．D
依据图文信息可知，大气中的二氧化碳产生来源：煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧产生的二氧化碳；陆地上动植物呼吸排放二氧化碳；海洋生物呼吸作用产生的二氧化碳，它们属于碳源；因此排除①②③。由碳循环主要途径模式图可知，碳汇指从大气中清除二氧化碳，主要有两种方式：通过绿色植物（陆地植物、海洋植物等）的光合作用，将其转化为有机物；二氧化碳通过大气降水溶于水并与水反应生成碳酸，最后在各种水体中生成多种碳酸盐，使二氧化碳减少。④⑤⑥正确，B正确。故选B。
2．C
循环使用淡水资源，是节约水资源的做法，但不能实现碳中和，①错误；积极推广生物碳汇技术，可以增加碳的吸收，促进碳中和，②正确；调整优化能源消费结构，适当降低化石燃料的消费比重，提高清洁能源的消费比例，可实现碳中和，③正确；将高耗能企业转移出国这个措施不现实，④错误；征收碳税的主要目的是减少温室气体的排放，可在一定程度上促使企业向绿色循环的低碳方向发展，⑤正确；化石燃料广泛应用于军事、工业、农业、生活等方面，所以不可能停止使用，⑥错误。综上所述，②③⑤正确，C正确。故选C。
3．D
二氧化碳的“净零排放”不是牺牲经济发展，而是通过优化产业结构，实现经济更好地发展，A错误；实现碳中和主要通过优化能源结构，提高能源利用率和使用新能源等途径控制和减少煤炭等化石能源的使用，不会减少能源消耗总量，B错误；CO2不是空气污染物，C错误；在实现“净零排放”的过程中，因为二氧化碳减少，导致大气保温作用减弱，使全球气候变暖趋缓，极冰融化速度趋缓，D正确。故选D。
物，它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。
4．B
在潮湿或地表积水的环境中，由于缺氧导致好氧微生物数量减少，死亡植物体受到的微生物分解作用缓慢，久而久之就会积累起一层覆盖在土壤上的厚厚的有机物，这就是泥炭。 泥炭地的形成需要植被丰富、 死亡后在被水淹没的地区逐渐腐化， 故B正确， ACD错误。故选B。
5．C
据材料可知该排水系统包括了深渠和排水管网，该排水系统将地表的积水引到了地下， 所以对泥炭地水循环环节的影响主要体现在②下渗，同时深渠储水使得表层水量减少，对泥炭地水循环节的影响主要体现在蒸发，②③对，C正确， ABD错误。故选C。
6．A
根据材料可知，泥炭地如今可能出现两种情况一种是“不时会遭受洪水侵袭”另—种是上空形成“阴霾现象”，说明这两类情况分别出现在不同的天气现象下，洪水侵袭说明降水多，低洼之处积水的水位过高形成，而阴霾则是降水少、干燥条件下形成的；霾是空气中悬浮过多烟、尘等微粒形成的现象，阴霾现象则说明此时云的颜色近似乌碳是由于大气中含有非常多的黑色固体颗粒，而这个现象出现在泥炭地上空，说明固体颗粒的来源正是下方的泥炭地，泥炭本身是死亡植物在积水环境下被缓慢分解的有机物，可燃性强，泥炭沼泽变干引起火灾产生了许多黑色颗粒悬浮在空中，形成“乌碳云”现象，故A正确，BCD错误。故选A。
7．D
由所学知识可知，植被吸收较少与草地表层士壤有机碳含量关系不大，且“倒置耕作”对植被吸收影响较小，A错误。淋溶作用是指土壤物质中可溶性或悬浮性化合物（黏粒、有机质、易溶盐、碳酸盐和铁铝氧化物等）在渗漏水的作用下，由土壤上部向下部迁移，或发生侧向迁移的一种土壤发生过程。草地表层土壤有机碳含量较高，淋溶作用弱，B错误。土质疏松多孔与草地表层壤有机碳含量关系不大，C错误。草地和草原由于季节性枯萎，导致积累下来的有机质较多，故有机碳含量较高，且淋溶作用较弱，D正确。故选D。
8．B
读图可以看出，倒置耕作后，15年内表层土有机碳一直保持增加，到15年后几乎不再增加，故倒置耕作的周期最适宜为15年，C正确，ABD错误。故选C。
9．D
据材料可知，DOC为溶解有机碳，主要来自地表水和地下水的流动搬运。它与河流径流量密切相关，两河流位于北亚，以季节性积雪融水补给为主，春季流量大，流水的搬运作用强，所以春节DOC输出量大。D正确。两河流位于北亚，春季降雨并不多，对其影响不是主导性的。A错误。水温高低、水生植被和藻类繁殖生长快慢，不是河流DOC季节差异的主要因素，BC错误。故选D。
10．B
据材料可知，颗粒有机碳（POC），主要来源于本地生物作用、流水冲刷剥蚀以及土壤淋滤等物理风化作用产物。叶尼塞河和勒拿河流域地表冻土分布都很广，生物量和人类活动极少，不是勒拿河输出多的主要原因，A错误。冻土中储存着大量有机质，勒拿河流域地势起伏大，流水冲刷剥蚀作用强，土壤、岩石中的有机碳更容易被流水搬运，B正确。勒拿河流域面积小，说法错误，C错误。勒拿河流域植被覆盖流率低，本地生物作用弱，应推导得出勒拿河POC输出少，D错误。故选B。
11．A
图中的两河流都位于高纬度地区，随着全球气候变暖，北极地区冻土融化加剧，土壤中有机碳易被流水搬运，A正确。降水的变化对多年冻土区土壤的水环境影响不大。B错误。据材料，该区人类活动极少，该地区农业活动并未增多，C错误。自然灾害并未增加，D错误。
12．(1)特征相似处：地表坑坑洼洼、凹陷不平。成因差异处：热喀斯特地貌，冻土区的冻融作用；喀斯特地貌是流水侵蚀可溶性岩石而形成的。
(2)释放出甲烷等温室气体，改变大气成分；湖塘增多，水域面积扩大，温差变小，空气湿度提高。
(3)湖底微生物分解有机残体，释放甲烷等温室气体；水生植物生长，吸收二氧化碳固碳；热融湖塘完全排水后，变成冻土地表，再次形成热融湖塘，进行下一次碳循环。