二氧化碳气报告范文

导语：如何才能写好一篇二氧化碳气报告，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

二氧化碳从七公里外的神华煤制油生产线上被分离出来，提纯、液化后，由低温液化槽车运至封存点，通过注入井注入地下深处，封存千年以上。到现在为止，这个项目封存的二氧化碳已经超过万吨。

“神华集团带了个好头”，中国工程院院士倪维斗认为，如果中国要效仿国际推行CCS，可以从煤化工产业开始，“先易后难”。

相对于燃煤电厂，煤化工排放二氧化碳纯度高、易捕集。然而现实的尴尬在于，捕集之后怎么办？择地封存成本高，市场化利用则规模太小。目前的现状是，绝大多数煤化工企业产生的二氧化碳都通过烟囱直接排放到空中。

神华领跑

神华CCS示范项目是中国首个、亚洲规模最大的二氧化碳捕集与封存项目。神华煤制油化工厂排放出来的二氧化碳，捕集后进一步提纯到99%以上，压缩成液态，被装入槽车，然后运至七公里外的咸水层封存地，加压加温，变成超临界状态，然后打入地下。

事实上，神华CCS示范项目在二氧化碳捕集环节具有先天优势。负责监测神华CCS项目运行的北京低碳清洁能源所高级工程师王宝冬告诉记者，“神华煤制油项目采用低温甲醇工艺，在净化气体过程中分离二氧化碳，纯度大约在80-90%，这比电厂捕集二氧化碳要好的多。”

燃煤电厂使用空气助燃，最终排放出来的烟气中二氧化碳占比不到15%，70%以上是氮气。目前燃煤电厂捕集二氧化碳主要有两种方法，一种是富氧燃烧，采用纯氧作氧化剂，排放二氧化碳浓度可达80%以上；一种是燃烧后捕集，无须改造动力发电系统，直接从排放烟气中回收二氧化碳。

“氧气从哪里来，还是要从空气中分离出来，空气分离设备价格昂贵，用起来还需要大量能耗”，倪维斗认为电厂捕集二氧化碳成本太高，“要是采取后一种方法，大约会降低电厂12%的效率。最终要获取同样电力，反而要烧更多的煤”。

倪维斗告诉记者，目前国际上CCS概念炒的很热，国内燃煤电厂跃跃欲试，但CCS需要较大的成本投入，如果一定要做，可以从煤化工二氧化碳开始，先易后难。“煤化工排放的二氧化碳纯度更高，相对燃煤电厂捕集要容易的多”。

对于煤化工而言，不仅仅是煤制油，也包括煤制天然气、煤制乙烯等，二氧化碳浓度普遍可以达到80%以上。煤科总院煤化工分院副院长陈亚飞解释说，现代煤化工以纯氧为氧化剂，在高压下发生反应，其排放出来的二氧化碳浓度比电厂，体积也更小，捕集要容易的多。

二氧化碳容易“捕集”为煤化工减排提供了成本优势。王宝冬介绍说，整个CCS流程中，捕集花费最高，能耗最大。一般说来，CCS捕集成本约占75%，运输成本约占15%，封存成本占10%。就神华CCS项目而言，著名的非营利性机构气候组织认为，该项目中二氧化碳作为煤制油过程的副产品存在，基本不因为捕集二氧化碳消耗能源和产生成本，在捕集成本方面享有巨大的优势。

规模化悖论

尽管捕集带来成本优势，但CCS项目目前在国内还只神华一家。而神华CCS项目，目前注入二氧化碳总量也不过区区万吨左右，还不到神华煤制油项目二氧化碳排放量的1%。该项目远景目标为100万吨，大约可处理神华煤制油项目二氧化碳排放量三分之一。

对于绝大多数煤化工企业来说，处理二氧化碳并不在考虑范围之内，仅有少数企业有二氧化碳市场销售的零星利用。

CCS技术目前还不成熟。王宝冬认为，长期安全性和可靠性是二氧化碳地质封存技术发展的主要障碍。无论哪种地质构造，要作为二氧化碳封存的地点，都需要有封闭性良好的盖层，以避免二氧化碳的泄漏。往地下注入二氧化碳的期间和注入后，都需要持续监测二氧化碳是否泄漏，以及注入后对周围生态环境的影响。

目前神华CCS项目在注入井周围打入了监测井，用来监测千米以下底层中二氧化碳的活动状况。“超临界状态二氧化碳在地下遇到高压力会变成液态，会像水一样，在地下间隙中流动”，王宝冬说，目前神华CCS项目利用计算机模拟，结合地质、温度、压力、二氧化碳注入量等参数，对二氧化碳的动向进行预测。“但如果遭遇地震二氧化碳会不会跑出来，监测要持续多长时间，这在国际上也没一个定论”。

但相对技术原因，成本更为重要。神华CCS项目首期处理二氧化碳规模为10万吨/年，预计投资2.1亿元，但目前并不产生经济效益。事实上，早在该项目奠基之日，神华煤制油化工有限公司党委书记林长平就对媒体坦言：神华CCS暂时看不到直接的经济效益，神华更看重技术的可靠性和可行性。这是神华作为国有骨干企业自觉承担起的社会责任。

但对于其他煤化工企业而言，不能不考虑到CCS所增加的成本。王宝冬认为，CCS本身并不创造价值，注入二氧化碳越多，耗资越大，其他企业自然没有动力。

而市场化利用二氧化碳则受到规模的局限。申银万国分析师王华在其2011年底的一份研报中指出，目前我国的二氧化碳需求量约在260-300万吨，这对于数以亿吨计算的二氧化碳排放量来说，微不足道。

油田注压采油目前仅占二氧化碳市场5%，但未来前景巨大。仅依据1998年化工部公布的数据，中国枯竭油田中仍有38亿桶原油储量，其中0.8 亿立方米可用二氧化碳气驱强化采集，如果按照苏北油田每注1吨二氧化碳增产2.38吨石油标准，粗略估算，油田注压采油所需二样市场可达3000多万吨。

但把这一技术与煤化工排放的二氧化碳结合起来仍有困难。王宝冬介绍说，二氧化碳源与油田相距太远便不具备现实可行性。一般而言，运输距离超过300公里，利用二氧化碳来驱油从经济性、安全性方面来讲都不划算。此外，煤化工产业多为煤炭企业，与石油行业之间壁垒森严，也阻碍了煤化工企业利用二氧化碳驱油的发展。

排放压力

现实在二氧化碳排放上的“无为而治”，却难以阻遏煤化工的发展热潮。陈亚飞告诉记者，目前通过审批、实际开工的煤化工项目并不多，二氧化碳排放总量并不严重，但规划中的煤化工项目很多，“截止到2020年的规划，煤化工项目大概有上百个，产能更是天文数字”。

中银国际在最近的一份报告中指出，国务院明确强调“稳增长”之后，发改委项目审批加速放行，预计近期将有大批新型煤化工项目获得路条。

该报告估算，“十二五”期间通过审批的新型煤化工投资规模约在5500亿-7000亿元人民币，其中涉及煤制天然气约550-650亿立方米，煤制油700-900万吨，煤制烯烃（不含烯烃下游加工）360-660万吨。

事实上，这一报告趋于保守。仅就新疆一地，据其“十二五”规划，截至目前，新疆正在建设和进行前期工作的煤制天然气项目有30多个，年产能力超过1500亿立方米，如果产能全部释放，年消耗煤炭近4亿吨。

为保证“疆气东送”， 中石油、中石化承诺在新疆新建7条天然气外输管道，逐步将千亿方的煤制气输送到东中部市场，据公开资料，一旦规划管道建成，加上已建管道，煤制天然气输送能力将超过1400亿立方米/年。

不仅新疆，包括陕西等煤炭大省纷纷上马各自煤化工项目。中国石化工业联合会公布的2011年上半年行业经济运行数据显示，全国在建和拟建的煤制油项目产能多达4000万吨，煤制烯烃产能达2800万吨，煤制天然气产能接近1500亿立方米，煤制乙二醇产能超过500万吨。

这样的发展势头，给节能减排带来了巨大压力。陈亚飞告诉记者，一吨煤去掉水分、灰分，碳含量约占75%，根据碳和氧的原子比，一吨碳大约会产生3吨多的二氧化碳，考虑到45%左转换成化工品，剩余65%二氧化碳被排放出去。根据这一算法，仅就新疆十二五规划中的煤制天然气产量，其二氧化碳排放量就将达到近5亿吨。

篇2

全球变暖(Global Warming)已成为受到各界广泛关注的话题，成为关系到人类命运的重大问题。厄尔尼偌(EIN1O)现象、全球性的极端干旱或洪水等天气事件，使人们不得不关注“全球变暖”是否是一个真实命题?全球变暖的科学基础是否可靠?如果全球气候真的存在变暖的趋势，人类活动到底对此有多大贡献?我们需要花费多少代价才能应对或适应上述变化?……同时，也有不同的声音认为“全球变暖”是个自然的气候波动过程，其影响被部分科学家过分夸大，我们完全没有必要“杞人人尤天”。在2009年哥本哈根会议期间爆出的“气候门事件”，使得上述疑问变得格外突出。

从目前国际主流观点看，国际社会普遍认为：近期全球气候的确存在变暖的趋势，而工业革命以来人类排放的二氧化碳等温室气体是加速变暖过程的重要因素。这一观点在由各国科学家和气候官员组成的IPCC(Intergovernmental Panel OnCl1mate Change)的四次科学评价报告中得到充分体现。

关于全球变暖的科学基础，还必须要追溯到2D0年以前。1827年，法国科学家Jean-BaDtlste Fourler就指出地球大气层存在与温室相似的热量保存机制，即所谓的“温室效应”(Greenhouse effects)。1860年，英国科学家通过测量二氧化碳和水蒸气对红外辐射的吸收，认为地球出现冰期的一个原因是由于大气二氧化碳浓度降低导致的热辐射减少。1896年，瑞典科学家Svante Arrhenius做了开创性工作，他建立模型计算了二氧化碳浓度与地球热量平衡的关系，他提出如果大气二氧化碳浓度翻倍，地球平均气温将增加5―6度。Svante Arrhenlus100年前的工作，与我们现在的认识基本一致，他也被视为气候变暖理论的最重要的奠基者之一。到1940年前后，英国科学家G.S。Ca]]endar首次计算了气候变暖与大气化石燃料排放二氧化碳量的关系。1957年，美国加利福利亚Scrlpps海洋研究所的Roger Revelle和Hans Suess指出人类获得正在“重建”大气二氧化碳平衡关系，该文章促进了同年在夏威夷Hauna Kea开展大气二氧化碳浓度监测，这项工作A延续至今，成为日后大气二氧化碳浓度与气候变化研究的重要基础。

温室效应与地球表面气温变化

科学研究数据表明，地球气候的长期变化与大气中的温室气体浓度波动有显著关系。如图1所示从对南极VOstok冰芯中40万年来气温记录的研究结果可以看出，地表温度的变化与大气中二氧化碳浓度、甲烷浓度的变化呈显著的正相关关系。

大气中二氧化碳等温室气体调节着地表系统的热量平衡。太阳辐射为地球提供了巨大的辐射能。根据太阳能与地表和大气的热红外辐射的热平衡计算，地球表面和大气的平均温度大致为－19℃，但是地表附近的实际温度大致为15℃。这是因为，太阳的短波辐射可以穿过大气层抵达地表，地表被加热后放出的短波热辐射被大气中的水蒸气(H2O)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)和臭氧(O2)等吸收，因此阻挡了地表辐射热量向外空间的耗散，而使地球表面大气温度上升，该过程被称为温室气体效应，而具有吸收热量长波辐射能力的气体被称为温室气体，主要的温室气体有水蒸气(H2O)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)以及氟氯烃类(CFCs)等。

在地球近代演化过程，自然界的温室气体的汇、源转化，使大气中温室气体浓度维持在一个相对稳定的波动范围，大气二氧化碳气体温室效应使地表温度保持在相对适宜的水平，有利于地球生物及人类的繁衍生息。工业化以来，特别是上世纪中叶大规模工业化推动全球经济快速发展，人类活动(主要是化石燃料使用)使大气中二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体浓度迅速增加，氟氯烃类(CFCs)等新的人工合成温室气体也被排入大气，由此使大气温室效应极大地增强，导致近ZL4-年来气温增加远远超过历史气温的平均变化范围。

(1)二氧化碳(C02

(2)甲烷(CH4)　甲烷是另一种重要的温室气体，主要是由沼泽湿地、水田和土壤中草木腐烂、食草动物肠胃微生物活动产生。大气中的甲烷一直很低，200多年前大气中甲烷浓度大约700ppb(千分之一DDm)，明显的增长主要发生在最近二三十年间。如图2所示，工业革命以来，人类活动对全球环境变化的影响越来越明显，近期大气甲烷浓度的增长趋势与气温升高基本是一致的。1998年的观测数据表明，大气中的甲烷浓度已达到1730DDm(Dlugkencky等，1998)。

(3)氧化亚氮(N2O)　氧化亚氮作为温室效应强烈的温室气体，在大气中非常稳定，在大气中的寄宿时间可达130～150年。农业化学肥料和人类生产生活产生的含氮化合物的转化是大气氧化亚氮的主要来源。工业革命以前，大气中氧化亚氮的浓度估计在260―285Dpm(Fluckiger等，1999)，最近200年中，大气中的N2O浓度增加了大约15％，浓度上升到275ppb，目前以0.25％的速率增加(IPCC，1996)。氧化亚氮除本身为重要的温室气体外，还会引起平流层中O2减少，因此，具有双重温室效应作用。

科学家已建立了多种全球气候变化的预测模型，假定在2030年二氧化碳浓度加倍的情况下进行气候变化的预测分析。研究结果显示，随着大气中二氧化碳浓度加倍，全球气温将增高

1.5～4.5摄氏度。不同的温室气体具有的各自的全球变暖增温潜力(GWP)。所谓全球变暖增温潜力，是指不同温室气体相对于二氧化碳温室效应的贡献率。根据I PCC的评估报告(1996)，二氧化碳(CO2)对全球变暖的贡献率为63.7％，甲烷(C Hd)为19.2％，CFCs为10.2％，氧化亚氮(N2O)为5.7％，其他因素为1.2％。

人为活动对全球变暖的影响

大气中二氧化碳等温室气体的浓度水平依赖于地球系统中碳循环的生物地球化学过程。通过生物代谢、火山喷发等过程，海洋、陆地生态系统、岩石圈中二氧化碳、甲烷进入大气圈。而另一些相反的过程，如植物吸收同化、地球化学沉积，又使大气中的温室气体回到海洋和陆地生态系统。在自然条件下，地球系统的不同环境蓄体(大气、海洋、陆地生态系统)中二氧化碳、甲烷处于相对平衡的动态物质交换状态，因此，至少在近百万年的地质尺度上大气中二氧化碳、甲烷等的浓度水平在相对稳定的范围内变动。地球环境中碳的自然循环过程中，大气、海洋和陆地等主要“碳库”的大小及其相互之间的碳交换通量关系(见图4)。

工业革命以来的人类活动，如化石燃料使用、水泥工业、土壤利用类型改变等，极大地干扰了碳循环的自然平衡。人类活动成为导致大气中二氧化碳增加的一个重要的源，初步估算工业革命以来人类活动排放的二氧化碳在大气的净增量为405+30(×109gC)，大气二氧化碳浓度呈显著增加趋势。

篇3

目前，国内外众多学者、机构在碳足迹和碳结构[1]方面做了很多研究。但是在碳排放测算方面，始终没有形成一套系统完备的方法，之前的很多研究宏观上也主要集中在国家经济建设中的碳排放政策与措施[2]等大的尺度上，不够细化;在微观方面，则主要关注于个人和家庭的碳足迹研究，很少涉及高校。然而国内高校人数多、规模大，是碳排放的“大户”，所以合理编制符合其实情的二氧化碳排放清单，统计碳排放量，对做好高校节能减排工作将起到很好的推动作用。

 

1 二氧化碳排放清单

 

1.1 清单对象的确定

 

二氧化碳排放清单是包括所有能够产生二氧化碳的能源消耗行为[3，4]，在编制高校碳排放清单时，突出影响碳排放量的主要因素，忽略次要因素。不同于其他能耗企业，高校能源种类、消耗方式较为集中，所以在编制二氧化碳排放清单时主要考虑水、电、化石能源、食物四个方面的消耗所产生的二氧化碳排放。在高校中，化石能源的消耗主要用于燃烧、实验需要及设备驱动，所以只考虑天然气、燃煤、汽油、柴油。食物方面分为主食、肉类、果蔬类。具体计算碳排放量时，利用公式：二氧化碳排放量=消耗量×对应的碳排放因子。

 

1.2 二氧化碳排放清单编制方法的选择

 

根据IPCC清单指南和《北京市企业单位二氧化碳核算和报告》，本研究编制的原则相同，只是在编制方法、技术路线上更多地体现出高校的特色，使清单更能反映出其实际情况。二氧化碳清单编制方法基于物料平衡原理，计算出各类能源消耗量与相关排放因子乘积之和。其中化石能源的碳排放因子=燃料热值×单位热值含碳量×碳氧化率×CO2与碳原子量比。

 

2 二氧化碳排放量测算方法

 

基于《北京市企业单位二氧化碳核算和报告指南》中的相关碳排放因子[5]的计算公式，由水、电、食物及能源的用量数据，采取物料平衡法，可以计算出相应的二氧化碳排放量。其中高校总碳排放量=用水隐含碳排放量+用电隐含碳排放量+食物消耗碳排放量+其它能源直接碳排放量。

 

(1)用水隐含二氧化碳排放量计算式：

 

Ed1=D×fg1 (TY-1)

 

式中，Ed1是二氧化碳排放量，单位为tCO2;D是校园用水消耗量，单位为MWh;fg1是水的间接排放系数，采用的最近年份排放系数0.19t/kg。

 

(2)用电隐含二氧化碳排放量计算式：

 

Ed2=D×fg2 (TY-2)

 

式中，Ed2是二氧化碳排放量，单位为tCO2;D是校园电力消耗量，单位为MWh;fg2是电的间接排放系数，采用的最近年份排放系数。

 

(3)食物消耗产生的二氧化碳计算式：

 

式中，Ai是食物的类别的重量，单位为t;Fi是对应食物的二氧化碳排放系数，单位是tCO2/t。

 

(4)化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放量计算式：

 

式中，E是化石燃料燃烧二氧化碳排放量，单位为tCO2;Ai是化石燃料燃烧活动水平数据，单位为tJ;Fi是第i种燃料的排放因子，单位为tCO2/tJ;

 

故企业第i种化石燃料消费量的热量按公式(TY-5)计算。其中排放因子的确定：第i种燃料二氧化碳直接排放的排放因子按公式(TY-5)计算得到。

 

Fi=Ciρ (TY-5)

 

式中，Fi是燃料i的排放因子，单位为 tCO2/tJ;Ci是燃料i的单位热值含碳量，单位为tC/tJ;αi是燃料i的碳氧化率;ρ是二氧化碳与碳的分子量之比，为一常数3.667。

 

3 软件可视化输出

 

高校碳排放测算软件[6]是基于“C#”与“Access”开发的、具有数据计算功能的软件，它能够根据各类能源消耗量计算出高校碳排放总量和各个建筑功能区的碳排放量，从而实现在时间、空间上对高校碳排放量的全局掌控。

 

计算软件包括4个模块：全校CO2总量计算、各建筑功能区CO2计算、统计分析以及个人应用。相应地CO2计算公式通过源程序编译给出，只需在对应的CO2清单中输入使用量参数，软件会自动计算出该时间段学校所产生的CO2量。同时，我们把学校分成了8个建筑功能区，各个建筑功能区的CO2清单不尽相同，输入对应的能源参数后，软件可以计算出该区域的CO2排放情况。

 

4 结果分析

 

利用上述CO2测算方法，可以得出水、电以及各类能源的测算结果。本次研究选取2010年用电、用水、能源(能源选取煤为代表)来分析结果。

 

由表1清单结果可以看出，2010年碳排放量中以用电消耗最大，其次是用水，煤的碳排放量最少，且碳排放总量数值巨大，存在很大的节能减排潜力。由2010年各区用电量比例进行进一步的分析，并得出各建筑功能区用电碳排放占比如图1。

 

由各区总量比例可以看出，宿舍用电碳排放量最大，其次是教学楼和食堂。而原因在于学生是学校用电的主体，学生活动的最主要场所为宿舍，对用电的需求最大;教学办公区是学校的重要功能区，是学生学习和教职工教学活动的主要场所，故其用电量在学校总体用电量中也占有一定比例。无论是宿舍还是教学办公区中电力消耗主要来源于照明，但是学生节约用电的意识不高，用电浪费情况比较严重，同时教学区自习室用电也缺乏规范管理，这些现象都在一定程度上导致学校用电碳排放量增加。

 

5 结论与讨论

 

通过高校碳排放测算方法，从时间上也可计算出不同年份、不同月份的连续CO2排放值;从空间上能够较为准确地得到高校的碳排放总量及校园各个建筑功能区的单一区域碳排放量。从而能够立体化地反映出高校能源使用的真实情况，做到从时间、空间的实时对比与监测，为国家实施高校节能减排政策及高校本身有针对性的出台相关能源使用规定提供数据支持。

篇4

关键词：课例研究；操作策略；教师发展

文章编号：1008-0546（2017）06-0016-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.06.004

课例研究就是教师在同事或研究人员的支持下，运用观察、记录、分析、反思等手段，通过选题、选课、设计、实施与记录、课后讨论、撰写课例研究报告的过程对课堂教学进行研究的活动[1]。

课例研究是以一节课的全程或片段作为案例进行解剖分析，找到成功或不足之处，或者说是对课堂教学活动中难点、疑点的深刻反思及寻找解决问题的方法的过程。

课例研究的基本程序包括“选题――设计――实践――反思”四个阶段。

选题。课例研究的问题产生于教学活动，包括教学任务的落实、教学活动的开展、学生的学习状态、教师的指导点评等等产生的困惑与疑问。问题通常就是课例研究的主题。

设计。简而言之就是备课、写教案，即根据已有的实践经验和新的教学理念，围绕需要解决的问题设计出具体详细的教学方案。

实践。上课教师进行课堂教学实践，其他教师听课、观察、记录。

反思。召开反馈会议，对上课教师的教学过程进行反思，找出设计方案与要研究、解决的问题之间的差距，提出修改意见和措施，形成第二次上课的教案。对一个问题的研究、解决通常需要多次“设计――实践――反思”的循环往复。

课例研究关注教师课堂教学实践，是教师专业能力发展的有效途径。那么教师在课例研究的过程中要关注哪些问题，进而提高课例研究的质量呢？我们不妨来看看下面这则课例研究实例，然后进行一番思考探索。

“二氧化碳和一氧化碳”n例研究报告

一、选题

人教版九年级化学上册第六单元“碳和碳的氧化物”是初中阶段唯一较为全面研究元素化合物知识的单元。“二氧化碳和一氧化碳”是本单元的第3课题，本课题在单元中起着承前启后的纽带作用，主要有以下四方面的价值：

（1）丰富对物质多样性的认识。本单元主要研究了含碳元素的一类物质，如课题1出现碳的多种单质（金刚石、石墨、C60），而本课题则涉及到碳的两种氧化物、H2CO3、CaCO3等，这不仅是物质多样性的具体体现，同时也有助于学生形成“相同元素可以组成不同化合物”这一化学观念，加深对物质的组成与结构的认识。

（2）进一步理解“结构决定性质”的化学学科思想。通过课题1碳的不同单质的结构、性质、用途的比较，学生已初步形成了“结构决定性质、性质决定用途”的学科思想，本课题可遵循这一认知物质的逻辑主线，展开对CO和CO2的结构、性质、用途的学习。

（3）认识化学与社会生活、工农业生产实际的联系。本课题学习的物质与人类关系密切，学习这些内容时，要关注情感、态度与价值观的培养，落实三维目标。

（4）体会元素化合物知识的学习方法。本课题可结合课题1所学，引领学生从单一物质向一类物质的学习迈进，学会把握物质间的联系，探寻物质间的转化规律，初步建立物质转化观，使学生对元素化合物知识的学习方法有一清晰认识，为学生高中阶段的学习进行方法论的铺垫。

那么在本课题的学习中，如何实现上述四方面的学科价值呢？以此为选题依据，进行课例研究。

二、设计和实践

（1）教学设计

在本课之前，学生已经掌握了碳单质的化学性质、二氧化碳的制取方法，对于二氧化碳和一氧化碳的性质和用途也有所了解，但所掌握的知识是零碎、片段的。故本节课初始阶段通过“温故知新”、“各抒己见”环节让学生充分暴露前概念，然后在一系列的主动探究活动中，构建新知识、新概念，使学生的学习始终处于“最近发展区”内。

由于本课题内容较多，且要求在一课时内完成，故我对教材重新整合，根据学生原有的知识结构，先安排学习一氧化碳，再探究二氧化碳。因为一氧化碳和碳都有可燃性和还原性，故我将两者进行类比同化，降低学习难度。二氧化碳的教学则采用实验探究法，以“猜想设计实验动手验证得出结论”为主线组织教学，让学生体味探究的过程和方法，提高分析问题和解决问题的能力。

（2）教学实践

【温故知新】

1.回忆在课题1中学习过的有关内容：

（1）碳在氧气中燃烧会由于氧气量的不同而出现哪两种产物？

（2）木炭还原氧化铜，写出化学方程式。

2.比较这两种生成物的分子结构、其中碳元素的化合价。大胆猜想它们的性质会有什么区别。

【各抒己见】说说你对这两种气体的认识。（有条理地根据学生回答板书）

【引入新课】在前面学习过的知识中，你接触过一氧化碳吗？

（点拨）管道煤气的主要成分就是一氧化碳，知道煤气的用途吗？

（课件）一氧化碳燃烧的图片。

【新知讲授】

一氧化碳具有可燃性，化学方程式为：2CO+O2 2CO2，由此可知一氧化碳可用作燃料。

与前面所学的氢气相同，在点燃一氧化碳之前，需要检查气体的纯度。

过渡连接：碳元素在反应前后化合价如何变化呢？

一氧化碳中的碳元素+2价，有变成最高价+4价的趋势，如果该反应中的氧元素不是由氧气提供，而是由其他含氧物质提供，又会发生什么情况呢？

回顾木炭还原氧化铜的化学方程式：C+2CuO CO2+2Cu。

如果由氧化铜来提供氧元素，请你猜想，会发生怎样的化学反应。

CO+CuO CO2+Cu

一氧化碳能和碳一样，夺取氧化铜中的氧，生成二氧化碳，因此也具有还原性。工业上利用这个原理，常用来冶炼金属。

【过渡】请你认真思考一下，二氧化碳是否也具有上述性质呢？为什么？

【小结】 二氧化碳中的碳元素已经达到最高价+4价，所以不具有和一氧化碳相似的化学性质。让我们乘上开往智慧隧道的列车，一起去探究二氧化碳的一些性质。

【科学探究一】二氧化碳与灭火

（学生实验）如图倾倒二氧化碳，观察现象，分析原因。

（现象）下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭。

（原因）二氧化碳的密度大于空气，二氧化碳不可燃也不助燃。

【科学探究二】二氧化碳遇到水

（学生实验） 在收满二氧化碳气体的软质塑料瓶中倒入1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡，观察实验现象，分析原因。

（现象）二氧化碳的塑料瓶变瘪。

（原因）二氧化碳能溶于水，瓶内压强减小，所以瓶子变瘪。

（演示实验） 把瓶内的液体喷到紫色石蕊溶液染成的干燥纸花上，观察现象。

（现象）紫色小花变红色。

（提出问题）瓶内到底存在哪些物质呢？使小花变色的又是什么物质呢？

（猜想、设计实验）

（学生先提出假设1和2，教师逐步实验）实验结果说明既不是二氧化碳使小花变色，也不是水使小花变色。

（学生提出假设3，实验证实后，提出新问题）说明二氧化碳和水发生反应生成的新物质使小花变红，这种物质是什么呢？

（演示实验）把稀盐酸、稀醋酸分别喷到小花上，发现小花变红色。

（讲解）石蕊遇到酸溶液会变红色。

（推测）瓶内肯定含有一种酸。这种酸称为碳酸，即H2O+CO2 H2CO3。

（小结）二氧化碳不仅能溶于水，还能和水发生化学反应。我们在进行科学探究时，猜想要周全、实验设计要科学合理、现象的观察和分析要缜密。

再回过来观察刚才变色的小花，发现已经褪色了，说明碳酸的性质稳定吗？

不稳定，H2CO3 H2O+CO2。

【科学探究三】二氧化碳遇到石灰水

当我们打开汽水瓶盖的时候，会发现什么现象呢？有大量气泡冒出。

（设计实验）如何证明“雪碧”中冒出的气泡就是二氧化碳气体呢？

方案一：取少量汽水于试管中，滴加石灰水。

方案二：打开汽水瓶盖，在瓶口罩一个烧杯，然后倒转烧杯，向烧杯中注入石灰水。

方案三：瓶口连接带导管的橡皮塞，将气体通入石灰水中。

……

（演示实验）气体通入澄清石灰水中。

发生反应的化学方程式为：Ca（OH）2+CO2

CaCO3+H2O，这是检验二氧化碳的常用方法。

【小结】一氧化碳和二氧化碳这对孪生兄弟，由于分子结构的不同，性质迥异。我们不难发现，物质的性质是由物质的结构来决定的。

【资料链接】 二氧化碳和一氧化碳对生活和环境的影响

1.一氧化碳的毒性（视频）

讨论：煤气厂为什么在煤气中掺入少量具有难闻气味的气体呢？

2.二氧化碳的用途

3.二氧化碳对人体健康的影响

讨论：久未开启的菜窖或干涸的深井中，常含有大量的二氧化碳气体，请设计实验来检验二氧化碳是否超标。

4.温室效应

【构建物质转化图】通过学习，我们了解了碳家族的许多物质，如C、CO、CO2、H2CO3、CaCO3等，请同学们用箭头表示它们之间的转化关系，并写出对应的化学方程式。

三、反思

Ρ妊√馐敝贫ǖ乃母瞿勘辏其中三个目标比较圆满达成。但由于课时紧张，对于“二氧化碳和一氧化碳对生活和环境的影响”的教学比较薄弱，即对于“情感、态度、价值观”的培育有所欠缺。针对现在社会上将化学“妖魔化”的不良倾向，我们应重视物质用途的教学，以此凸显化学学科的重要性。对于温室效应，除了要让学生意识到环境问题的严重性，更要介绍如何用化学方法解决环境污染问题，以此来彰显化学学科的社会价值。建议：二氧化碳的用途的教学，可提示“性质决定用途”，由学生自主梳理完成，教师引导、拓展。温室效应的教学，可设计为“调查报告”形式，由学生课后完成，要突出“用化学方法防止温室效应”。

分析上述案例，结合多年的教研经历，笔者认为，教师要提升课例研究的水平，应把握好以下三点操作策略：

一、选题要有代表性

课例研究的应该是来自教学实践中的、长期困扰教师的问题和疑难，也就是说选题要具有代表性。由于是教师自己的问题，教师才会有持续、迫切的动机去研究、去解决；由于是来自教学实践的具体问题，这样研究的目的更明确，研究的方法和手段更具操作性，研究的结果更具可测性。上述报告中选题是“二氧化碳和一氧化碳”，该课题是初中化学的经典课题，教学法可谓“百花齐放”。由于课题内容丰富，大多数教师会将其分两课时完成，“二氧化碳”一课时，“一氧化碳”一课时，这种处理方法的优点不多赘述，但有“割裂”之嫌。如能在一课时中将“两兄弟”整合对比研究，同中求异，则更能体现物质的多样性，对比性质的差异后，回溯结构分析原因，推演两者用途的差异，这样“结构决定性质，性质决定用途”的学习主线清晰明了，整个教学浑然一体，更利于学生知识结构的建构。因此该课例研究的选题是有代表性的，也是一种新的尝试和挑战。

二、设计要有新颖性

课例研究中的教学设计一般有两种方式：（1）首先由一位教师进行设计，然后在小组会上介绍教学设想与意图，大家讨论研究，对设计方案进行修改和补充，完善教学设计。（2）先进行小组集体讨论（集体备课），确定教学方案的框架结构和教学细节，然后由上课教师写出教案。课例研究是为了突破一些长期困扰教师的教学问题和疑难，因此教师在教学设计时不能因循守旧，要敢于尝试、敢于创新，创新可能会失败，但也会带来解决问题的新方法和新思路，再经过后续“反思”阶段的“头脑风暴”，集思广益，日臻完善，最终找到问题的满意答案，这才是课例研究的真正意义所在。上述报告中的教学设计有一定的新颖性，如改变教材结构，联系碳的化学性质先学一氧化碳，同化新知，降低学习难度；再如利用碳元素化合价变化，让学生推测二氧化碳是否具有一氧化碳的性质，渗透了高中“氧化还原反应”的思想方法；再如最后用“转化关系图”打通物质间的联系，将迷惑的概念清晰化、零散的知识系统化、机械的记忆灵活化，便于学生后续学习的迁移运用，实是“点睛之笔”。

三、反思要有可行性

在“反思性教学”、“反思性教师”、“教师成为研究者”以及课程改革理念的冲击下，作为学校教研活动的课例研究不仅仅局限于经验的传递，而且更关注理念的更新，注重教师合作与反思的运用，侧重于让每一位教师成为具有反思能力的教学实践者。从促进教师发展的意义上讲，反思是课例研究中最重要的环节。反思的目的是要找出教学设计、实践与要研究、解决的问题之间的差距，提出修改的方案和细节。因此反思不要空谈，而应根据课堂观察的结果，对照选题时所列出的若干问题，扎扎实实地谈不足、谈改进措施，措施要具体、要可行，以此形成二次上课的方案。如上述报告的反思中提到“由于课时紧张，对于‘二氧化碳和一氧化碳对生活和环境的影响’的教学比较薄弱”的问题，提出“学生自主梳理和课后调查报告”的改进措施，措施具有可操作性，解决了“课时和教学深度”之间的矛盾。

篇5

关键词：林业；低碳经济；森林碳汇

中图分类号：F316.12

文献标识码：A

文章编号：1673-5919（2012）03-0053-03

控制和减少温室气体的排放，发展低碳经济，是全世界控制气候变化的战略选择。而在应对气候变化中，林业具有特殊作用。发展低碳经济，不仅要重视节能减排，还要重视碳汇的作用。因此，要发展低碳经济，就要求在最大限度减少碳排放的同时，必须重视发挥林业的碳汇作用[1]。

1　林业是发展低碳经济的有效途径

林业是减排二氧化碳的重要手段。部分研究认为，林业减排是减排二氧化碳的重要手段。首先，通过抑制毁林、森林退化可以减少碳排放；其次，通过林产品替代其他原材料以及化石能源，可以减少生产其他原材料过程中产生的二氧化碳，可以减少燃烧化石能源过程中释放的二氧化碳[2]。

1.1　毁林、森林退化与碳排放

近年来，大部分的毁林活动都是由人类直接引发的，大片的林地转变成非林地，主要活动包括大面积商业采伐以及扩建居住区、农用地开垦、发展牧业、砍伐森林开采矿藏、修建水坝、道路、水库等[3]。

在毁林过程中，部分木材被加工成了木制品，由于部分木制品是长期使用的，因此，可以长期保持碳贮存，但是，原本的森林中贮存了大量的森林生物量，由于毁林，这些森林生物量中的碳迅速的排放到大气中，另外，森林土壤中含有大量的土壤有机碳，毁林引起的土地利用变化也引起了这部分碳的大量释放。因此，毁林是二氧化碳排放的重要源头。

毁林已经成为能源部门之后的第二大来源，根据 IPCC 的估计，从19世纪中期到20世纪初，全世界由于毁林引起的碳排放一直在增加，19世纪中期，碳排放是年均3亿t，在20世纪50年代初是年均10亿t，本世纪初，则是年均23亿t，大概占全球温室气体源排放总量的17%。因此，IPCC认为，减少毁林是短期内减排二氧化碳的重要手段。

1.2　林木产品、林木生物质能源与碳减排

①大部分研究认为，应将林产品碳储量纳入国家温室气体清单报告，主要理由是林产品是一个碳库，伐后林产品是其中一个重要构成部分[4]。

通过以下手段，可以减缓林产品中贮存的碳向大气中排放：大量使用林产品，提高木材利用率，扩大林产品碳储量，延长木质林产品使用寿命等。另外，也可以采用其他有效的手段来减缓碳的排放，降低林产品的碳排放速率，如合理填埋处置废弃木产品等方式，这样，甚至可以让部分废弃木产品实现长期固碳。在森林生态系统和大气之间的碳平衡方面，林产品的异地储碳发挥了很大的作用。

②贾治邦认为，大量使用工业产品产生了大量的碳排放，如果用林业产品代替工业产品，如减少能源密集型材料的使用，大量使用的耐用木质林产品就可以减少碳排放。秦建华等也从碳循环的角度分析了林产品固碳的重要性，林产品减少了因生产钢材等原材料所产生的二氧化碳排放，又延长了本身所固定的二氧化碳[5]。

③以林产品替代化石能源，也可以减少因化石能源的燃烧产生的二氧化碳排放。例如，木材可以作为燃料，木材加工和森林采伐过程中也会有很多的木质剩余物，这些都可以收集起来用以替代化石燃料，从而减少碳的排放；另外，林木生物质能源也可以替代化石燃料，减少碳的排放。

根据IPCC 的预计，2000—2050 年，全球用生物质能源代替的化石能源可达20~73GtC[6]。相震认为，虽然通过分解作用，部分林产品中所含的碳最终重新排放到大气中，但因为林业资源可以再生，在再生过程中，可以吸收二氧化碳，而生产工业产品时，由于需要燃烧化石燃料，由此排放大量的二氧化碳，所以，使用林产品最终降低了工业产品在生产过程中，石化燃料燃烧产生的净碳排放[7]。林产品通过以下两个方面降低碳排放量：一是异地碳储燃料，二是碳替代。这两方面可以保持、增加林产品碳贮存并可以长期固定二氧化碳，因此，起到了间接减排二氧化碳的作用。

从以上分析可知，林业是碳源，因此在直接减排上将起到重大作用；林业可以起到碳贮存与碳替代的作用，可以间接减排二氧化碳。因此，林业是减排二氧化碳的重要手段。

有些研究认为林业在直接减排二氧化碳方面的作用不大。这是基于较长的时间跨度来考察的，认为林业并不是二氧化碳减排的最重要手段，工业减排是发展低碳经济的长久之计；但是从短时间尺度来考察，又由于CDM项目的实施，林业是目前中国碳减排的一个重要的不可或缺的手段。

2　森林碳汇在发展低碳经济中发挥的作用巨大

绝大部分的研究认为，林业是增加碳汇的主要手段。谢高地认为，中国的国民经济体系和人类生活水平都是以大量化石能源消耗和大量二氧化碳排放为基础。虽然不同地区、不同行业单位GDP碳排放量有所差别，但都必须依赖碳排放以求发展。这种依赖是长期发展形成的，是不可避免的，我国现有的技术体系还没有突破性的进展，在这之前要突破这种高度依赖性非常困难，实行减排政策势必会影响现有经济体系的正常运行，降低人们的生活水平，也会产生相应的经济发展成本[8]。谢本山也认为，中国还处于城镇化和工业发展的阶段，需要大量的资金和先进的技术才能使这种以化石能源为主要能源的局面有所改变，而且需要很长的周期，目前的条件下，想要实现总体低碳仍然存在较大的困难。与工业减排相比，通过林业固碳，成本低、投资少、综合收益大，在经济上更具有可行性，在现实上也更具备选择性[9]。

从碳循环的角度上讲，陶波，葛全胜，李克让，邵雪梅等认为，地球上主要有大气碳库、海洋碳库、陆地生态系统碳库和岩石圈碳库四大碳库，其中，在研究碳循环时，可以将岩石圈碳库当做静止不动的，主要原因是，尽管岩石圈碳库是最大的碳库，但碳在其中周转一次需要百万年以上，周转时间极长。海洋碳库的周转周期也比较长，平均为千年尺度，是除岩石碳库以外最大的碳库，因此二者对于大气碳库的影响都比较小。陆地生态系统碳库主要由植被和土壤两个分碳库组成，内部组成很复杂，是受人类活动影响最大的碳库[10]。

从全球不同植被类型的碳蓄积情况来看，森林地区是陆地生态系统的碳蓄积的主要发生地。森林生态系统在碳循环过程中起着十分重要的作用，森林生态系统蓄积了陆地大概80％的碳，森林土地也贮藏了大概40％的碳，由此可见，林业是增加碳汇的主要手段。

聂道平等在《全球碳循环与森林关系的研究》中指明，在自然状态下，森林通过光合作用吸收二氧化碳，固定于林木生物量中，同时以根生物量和枯落物碎屑形式补充土壤的碳量[11]。在同化二氧化碳的同时，通过林木呼吸和枯落物分解，又将二氧化碳排放到大气中，同时，由于木质部分也会在一定的时间后腐烂或被烧掉，因此，其中固定的碳最终也会以二氧化碳的形式回到大气中。所以，从很长的时间尺度(约100年)来看，森林对大气二氧化碳浓度变化的作用，其影响是很小的。但是由于单位森林面积中的碳储量很大，林下土壤中的碳储量更大，所以从短时间尺度来看，主要是由人类干扰产生的森林变化就有可能引起大气二氧化碳浓度大的波动。

根据国家发改委2007年的估算，从1980—2005年，中国造林活动累计净吸收二氧化碳30.6

亿t，森林管理累计净吸收二氧化碳16.2亿t。李育材

研究表明， 2004 年中国森林净吸收二氧化碳约5

亿t，相当于当年工业排放的二氧化碳量的8%。 还有方精云等专家认为，在1981—2000年间，中国的陆地植被主要以森林为主体，森林碳汇大约抵消了中国同期工业二氧化碳排放量的14.6%~16.1%。由此可见，林业在吸收二氧化碳方面具有举足轻重的作用。

3　发展森林碳汇的难点

通过以上分析可以看出，通过林业减排与增加碳汇是切实可行的，减少二氧化碳的排放量、增加大气中二氧化碳的排放空间是发展低碳经济关键所在。然而，森林碳汇在发展低碳经济中也受到相关规定的限制。

在《联合国气候变化框架公约》及《京都议定书》中，都有关于“清洁发展机制(CDM)”和碳贸易市场的叙述，其中明确规定开发森林碳汇项目及进行碳贸易须要符合以下规则：

①在《京都议定书》中明确规定，开发森林碳汇的土地，必须是从项目基准年开始，过去五十年内没有森林，《京都议定书》也规定，如果是再造林项目，所用的土地必须是从1989年12月31日至项目开发那一年不是森林，但是在此之前可以有森林[12]。

②进行交易的碳信用额必须是新产生的，不可以是现存的碳汇量。

③自身可以完成减排指标的，不可以利用清洁发展机制；可以使用清洁发展机制的国家，与其合作的发展中国家的企业，也需要将符合规定的碳减排量申报，并获得联合国相关部门认可后，才能出售给发达国家的企业。

④减少毁林和优化森林管理产生的森林碳汇并没有纳入清洁发展机制；另外，只有造林再造林项目产生的森林碳汇被纳入到清洁发展机制，森林碳汇项目的种类很单一，而且有关的申报、认证等程序非常复杂。

通过以上分析，可以得出以下结论，林业对于发展低碳经济具有不可替代的作用。尽管也受到很多方面的制约，但其未来的快速发展趋势是必然的。因此必须加强森林经营、提高森林质量，促进碳吸收和固碳；保护森林控制森林火灾和病虫害，减少林地的征占用，减少碳排放；大力发展经济林特别是木本粮油包括生物质能源林；使用木质林产品，延长其使用寿命，最大限度的固定二氧化碳；保护湿地和林地土壤，减少碳排放。

参考文献：

[1] 张秋根.林业低碳经济探讨[J].气候变化与低碳经济,林业经济,2010(3):36-38.

[2] 王春峰.低碳经济下的林业选择[J].世界环境,2008(2):37-39.

[3] 林德荣,李智勇.减少毁林和森林退化引起的排放:一个综述视角的分析[J].世界林业研究,2010(2):1-4.

[4]文冰.基于低碳经济的林分质量改造分析[A].低碳经济与林业发展论—中国林业学术论坛·第6辑 , 2009:179-186.

[5]贾治邦.全面发展林业,助推低碳经济发展[J].高端论坛2010(3):18-19.

[6] 魏远竹.产业结构调整与林业经济增长方式转变[J]北京林业大学学报,2001(1):72-75.

[7]相震.碳减排问题刍议[J].环境科技,2009(2):1-10.

[8]谢高地.碳汇价值的形成与和平价[J].自然资源学报,2011,26(1):1-10.

[9]谢本山.森林碳汇在低碳经济中的作用[J].现代农业科技2010(23):205-206.

[10]陶波,葛全胜.陆地生态系统碳循环研究进展[J].地理研究,2011(5):142-157.

篇6

（一）大气中二氧化碳浓度增加

陆地生物圈通过光合与呼吸作用与大气不断交换二氧化碳气体。经过漫长的时间推移，大气中二氧化碳浓度达到了相对稳定的时期。但是自工业革命以来，人类对石化燃料的大量使用、森林破坏、人口与饲养家畜数量的急剧增加等人为因素的作用，引起全球大气二氧化碳浓度增加的速度比过去任何时期都快。

（二）全球气温升高

有报告指出，近100年来全球温度升高了0.74℃。这是近1000年来温度增加最大的一个世纪，尽管气候变暖问题仍然存在科学上的不确定性，但有90%的可能性是人类活动造成的。如果人类继续按照目前速度排放温室气体，那么二氧化碳有效倍增将在几十年内到来，届时全球平均气温将增加1.4~5.8℃。全球温度增高将改变各地的温度场，影响大气环流的运行规律，各地的降水量和蒸发量的时空分布也会改变；增温造成的海冰、冰川融化和海水受热膨胀还会使海平面上升，将给地球水资源、能源、土地、森林、海洋以及人类健康、物种资源、自然生态系统和农业生产带来巨大冲击，造成许多目前仍无法估计的重要影响。

（三）区域间降雨的不均衡

国家评估报告指出，近100年来，我国的年降水量有微弱的减少，虽然近50年来降水量呈现小幅度增加趋势，但区域间变化明显。未来降水频率和分布将发生变化，旱涝等极端天气事件发生频率会增加，强度会加大，对经济社会发展和农业生产等产生很大影响。气候变化将加剧水资源的不稳定性与供需矛盾，气温每上升1℃，农业灌溉用水量将增加6%~10%。

二、气候变化对农作物生长的影响

气候变化对农作物生长的影响是多尺度、全方位、多层次的，农业对气候因素变化非常敏感脆弱，是受气候因素变化影响最大的行业。光、热、水、二氧化碳是农作物生长发育所需能量和物质的提供者，它们的不同组合对农业生产的影响不同。温度增高将促进作物的生长发育，提早成熟，从而影响作物籽粒灌浆和饱满，降低作物营养物质含量和品质。

（一）二氧化碳浓度增加对农作物生长的影响

大气中二氧化碳浓度增加可以提高光合作用速率和水分利用率，有助于作物生长，小麦、水稻、大麦、豆类等C3作物产量显著增加，但对玉米、高梁、小米和甘蔗等C4作物助长效果不明显。现有研究指出，在二氧化碳浓度倍增，可使C3作物生长且产量增长10%~50%，C4作物生长且产量的增长在10%以下。然而，二氧化碳浓度增加对植物生长的助长作用（也称”施肥效应”），受植物呼吸作用、土壤养分和水分供应、固氮作用、植物生长阶段、作物质量等因素变化的制约，这些因素的变化很可能抵消二氧化碳增加的助长作用。

（二）降水对农作物生长的影响

农作物对降水存在类似倒U型曲线的敏感性关系。当降水严重不足时，农作物对水分的需求得不到满足,会出现干旱症状,从而影响作物的正常生长;当降水量增加到一定范围内,加上温度及光照的配合,作物得以茁壮成长;当出现连续大雨、降水量超过一定范围时,又会对作物产生不利的影响。在开花期出现阴雨会影响作物授粉,造成落花落果;长期阴雨还会诱发病害;降水量过多会造成农田渍害,严重时作物会被淹死。农作物各生育阶段对水分的需求是不同的,对水分的敏感性也不一样,也就是说敏感临界点和敏感性曲线的峰度都会发生变动。作物对水分最敏感时期,即水分过多或缺乏对产量影响最显著的时期,称为作物水分临界期。

（三）气候变化对农作物光合作用的影响

二氧化碳是植物光合作用的底物，其浓度升高必然会对植物的光合作用产生重要影响。当二氧化碳浓度增加时，植物光合作用增强、光合时间延长、光能利用率提高、光补偿点明显下降，而此时气孔阻力增加、气孔导度减小、蒸腾速率减少、呼吸速率降低，使单位叶面积土壤水分耗损率降低，提高了植物水分利用效率，从而提高了植物避旱能力。

（四）气候变化对农作物生育期的影响

温度和二氧化碳浓度的升高，可使大多数植物开花提前几天不等，一些主要农作物如小麦、水稻、大豆等在高浓度二氧化碳条件下，均提前数天开花。

（五）气候变化对农作物生长的区域水热要素分布和土壤肥力变化的影响

气候变化，无论变暖还是变冷以及温室气体浓度变化，都将导致光照、热量、水分和风速等气候要素的量值和时空格局发生变化，势必对农作物的生长产生全方位、多层次的影响。光照、水分、热量等条件决定着区域生物量，气候因素变化通过光、热、水等要素变化影响土壤有机质、土壤微生物的活动和繁殖而影响土壤肥力，温度升高或降水量减少会减少土壤有机碳含量，降低土地资源的生产力；温度降低或降水量增加有利于土壤有机碳的增多，其中以温度变化对土壤有机碳的影响起主导作用。

三、气候变化影响的对策

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化学科学探究有效导学策略“科学探究”是九年制义务教育阶段化学课程内容中五个一级主题的首要主题，而在教科书又没有相对独立的篇章，加之，应试教育纸笔测试评价模式的影响，使得不少教师的课堂教学中“科学探究”教学有其名，无其实。在“科学探究”的教学中，教师要向学生传递什么信息？如何科学有效地传递这些信息？信息传递的效果怎么样……笔者结合多年来的教学实践，谈几点体会。

从认知的角度讲，“科学探究”主要属于技能型目标教学，所以，它不能空谈。正如学习捕鱼的方法一样，你不可能在教室里张开渔网比划比划就能学会捕鱼的方法，必须在捕鱼的实践中，才能真正学会捕鱼的方法。换句话说，要让学生学会“科学探究”，必须要有一个载体，这个载体就是具体知识，说穿了，就是要让学生运用科学探究的方法发现问题、分析问题、解决问题，进而获取知识、发展技能、增进情感。

一、整体建模，科学发展

义务教育阶段的《化学课程标准》中将科学探究的步骤分解为“提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素”，为了便于学生对科学探究的理解和操作，我们对此进行了适当的处理：

1.将制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论等几部分内容单独抽出来组成一块，将其命名为设计与实验，而设计与实验这一块与传统实验教学中学生的思维习惯基本一致，这样做既使科学探究的步骤变得更为简洁，又有利于学生对科学探究的理解。

2.科学探究中的猜想与假设，必须建立在对所要探究问题的充分而准确的分析基础之上；猜想和假设，属于同义语，所以，我们将其调整为分析与猜想，我们认为，这样调整后，表达上更为科学和准确。

3.调整后，设计与实验是科学探究的重要组成部分，它不能代表科学探究的全部，有人把做一个简单的化学实验也冠以科学探究之名，这是将科学探究泛化的一种误区，必须引起注意。

4.笔者理解，表达与交流是科学探究的阶段性小结。笔者认为，要交流，首先必须会表达，换句话说，表达是交流的前提条件，表达可以隶属于交流。另外，随着交流的进行，个体之间有可能会碰撞出新的思维火花，从而产生新的发展机会，所以，笔者将表达与交流调整为交流与升华。

基于以上四点考虑，我们把科学探究的步骤简化为提出问题、分析与猜想、设计与实验、反思与评价、交流与升华等五个环节，并以表格的方式呈现出来，表1就是我们设计的科学探究有效导学的整体规划，它是以探究报告的形式展现的；这是一个通用表格，使用时根据具体的探究课题，在教师的有效指导下，充分发挥学生的潜能，完成学习任务。笔者认为，这样做，使得复杂的探究过程变得较为清晰，更有利于学生感知和模仿。

二、导学策略，步步为营

整体建模，是教师从宏观上对学生的科学探究的方法进行有效指导。但是，学生在根据教师的整体模式进行探究时，具体环节上还会有这样或那样的疑问，教师必须要根据学生的发展状况，及时地因势利导，进行点拨，让学生的科学探究步步为营。

1.导疑。学起于思，思源于疑。在教学过程中，教师要善于指导学生学会发现问题，并能科学而准确地表达出来。例如，在讨论二氧化碳的溶解性时，笔者首先向学生提问：我们讨论二氧化碳的溶解性，要解决什么问题？经过师生讨论归纳优化得出：

（1）二氧化碳是否能溶于水？

（2）如果二氧化碳能溶于水，会发生什么变化（物理变化或化学变化）？

（3）二氧化碳的溶解性属于二氧化碳的什么性质（物理性质或化学性质）？为什么？

（4）我们讨论二氧化碳的溶解性有什么应用价值？

……

2.导想。学生在教师的指导下提出问题后，接下来将进入解决问题的阶段，而要使学生正确地解决问题，教师必须首先要指导学生科学认真地分析问题，并在此基础上结合学生已有的认知水平，进行合理的科学猜想。例如，在讨论二氧化碳是否能溶于水时，我指导学生进行如下分析：如果二氧化碳气体能溶于水，则将一定量的二氧化碳气体和一定量的水置于密闭容器中，充分振荡后，其二氧化碳气体的量必然会减少：若保持气体的体积不变，则气体的压强变小；若保持气体的压强不变，则气体的体积减小。如果二氧化碳气体不溶于水，则将一定量的二氧化碳气体和一定量的水置于密闭容器中，充分振荡后，其二氧化碳气体的量不会发生变化：即若保持气体的体积不变，则气体的压强也不变；若保持气体的压强不变，则气体的体积也不变。通过分析，我们可以指导学生提出两种猜想：

猜想一：二氧化碳气体能溶于水。

猜想二：二氧化碳气体不溶于水。

3.导做。猜想是否正确，要靠实践来检验，所以，在导想的基础上，教师要指导学生设计并完成实验，验证自己的猜想。

例如，在讨论二氧化碳是否溶于水时，学生已经提出了两种猜想。根据猜想一可知将一定量的二氧化碳气体和一定量的水置于密闭容器中，充分振荡后，其二氧化碳气体的量减少。若保持气体的体积不变，则气体的压强变小；若保持气体的压强不变，则气体的体积减小。

如果要使气体的体积保持不变，在实验室中，可选择硬质玻璃容器，如集气瓶、大试管等，例如，用集气瓶收集一瓶二氧化碳气体（如何验满），然后向收集满二氧化碳气体的集气瓶中加入三分之一集气瓶体积的蒸馏水（为什么），立即盖好玻璃片并充分振荡后倒悬在空中，注意观察实验现象。玻璃片不会掉下，说明集气瓶外的大气压强大于集气瓶内的气体压强，说明集气瓶内的气态二氧化碳减少了，跑到哪里去了呢？只能是溶进了蒸馏水中，从而证明了二氧化碳能溶于水。用空气取代二氧化碳气体做同样的实验，进行对比（因为空气的主要成分是氮气和氧气，而氮气和氧气均不易溶于水，所以玻璃片会掉下，实验时注意保护玻璃片。）

如果要使气体的压强保持不变，在实验室中，我们可选用软质塑料容器等，如软质塑料饮料瓶。例如，用质地较软的塑料瓶收集一瓶二氧化碳气体（如何验满），然后向收集满二氧化碳气体的软质塑料瓶中加入三分之一塑料瓶体积的蒸馏水，立即盖好瓶塞后充分振荡，注意观察实验现象：软质塑料瓶变瘪了，说明软质塑料瓶内二氧化碳气体的体积变小了，从而证明了塑料瓶内二氧化碳气体的体积减少了，即软塑料瓶中气态二氧化碳的量减少了，跑到哪里去了呢？只能是溶进了蒸馏水中，从而证明二氧化碳能溶于水。用空气取代二氧化碳气体做同样的实验，进行对比实验，塑料瓶不会变瘪。因为空气的主要成分是氮气和氧气，而氮气和氧气均不易溶于水，所以软塑料瓶不会变瘪。

4.导评。教学评价是教学过程的重要组成部分，而学生的学习评价更是教学评价中的重中之重。应试教育中的学生评价模式主要是结果性他评，在这种评价模式中，评价内容重结果轻过程，重认知轻情感，重知识轻技能。评价中往往只重视纸笔测试结果的名次，而忽视了学生学习过程的评价，忽视了学生学习过程的情感变化，忽视了学生学习过程中技能的发展。

要对学生的学习过程进行科学而客观的评价，通常我们可以采用目标反思法：本课题我们要解决什么问题？我们提出问题的表达方式上是否准确？我们对问题的分析是否准确？提出的假想是否合理？设计的实验方案是否可行？有没有更优化的方法？实验过程中实验现象的观察有没有疏漏的地方？实验结果与实验假想是否吻合……让学生在反思基础上，对自己的探究过程和探究结果进行一个科学而全面的评价。通过反思，能让学生进一步明确自己的探究目标；通过反思，能让学生了解自己探究过程中的得失，从而进一步获得探究的内驱力。

5.导进。在学生进行自我反思评价的基础上，教师要指导学生以最佳的表达方式展示自己的探究成果，以便于在交流过程中，能使学生相互取长补短，激发产生新的灵感，拓展最近发展区，使自己的探究过程获得升华，进一步激发其进取心和求知欲。

三、实践反思，不断进取

1.突出主体，强化服务意识。以人为本是新课程理念的核心。但是，如何在教学实践中，真正突出学生的主体精神，让学生做学习的主人，强化教师的服务意识，并不是一件容易的事。由于受传统教学思维惯性和应试教育模式的影响，教师讲、学生听的课堂教学模式仍然大有人在，在这种教学模式的课堂中，学生在学习过程中处于被动状态。如何让学生在课堂上真正动起来，充分发挥其主观能动性，提高课堂教学效率，仍然是初中化学教育工作者应当面对的重要课题，也是实施科学探究教学的前提条件。在实施科学探究教学的过程中，要进行实践探究，不能搞语言探究；要真正做到让学生情感、技能、知识三丰收。

2.因势利导，强化指导意识。所谓导学，说到底，就是教师指导学生学习。笔者这里要特别强调的是指导而非引导。指导和引导，虽然只有一字之差，但是，其意义相去甚远。

引导，教师必须是“站在学生前方”，凡是教给学生的内容，教师必须都亲身经历过。“要想教给学生一杯水，教师必须要有一桶水”，就是这种理论的杰出代表。试问，长此以往，人类社会何来创新？何来发展？

与引导不同，指导学生学习时，教师可以根据学生已有的认知水平，充分激发其想象能力，进行大胆的、科学的、合理的猜想和假设，并进而在此基础上，指导学生运用已有的知识和技能，制定方案，对其猜想和假设进行验证。从而获得新知。在这个过程中，教师不一定要“站在学生前方”。同时，对学生的指导要因势利导，不能将教师自己的思维方式和方法强加于学生；点拨既要到位，但又不能越位，点拨不到位，学生可能会无所适从，点拨越位又有可能越俎代庖，抑制学生情感、技能和知识的发展。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.化学课程标准（义务教育）.北京：北京师范大学出版社，2012.8.

[2]人民教育出版社.义务教育教科书《化学》.北京：人民教育出版社，2012.

篇8

【关键词】温室气体温室效应二氧化碳

导言：当今，环境问题已经成为一个世界性的问题，不论是发展中国家还是发达国家，都已经意识到了其重要性，并且几乎都开展了这方面的研究工作。在诸多的不幸问题中，气候变暖问题是显著的问题之一。由于人类大量使用煤，石油，天然气等矿物燃料，大量砍伐森林，开垦荒地，使大气中温室气体的含量不断的增加，温室效应对气候的影响日益增强。

一. 温室效应的产生的原因：

温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，大量排放尾气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来。因此，二氧化碳也被称为温室气体。

温室气体二氧化碳增加的原因：

1. 矿物燃料的燃烧。目前全世界矿物能源的消耗大约占全部能源消耗的90%，排放到大气中二氧化碳主要是燃烧矿物燃料产生的，据估算，矿物燃料燃烧所排放的二氧化碳占排放总量的70%，由于人们对能源利用量逐年增加，因而使大气中的二氧化碳的浓度逐年增加。

2. 森林的毁坏。有人将森林比作“地球的肺”，森林中植物繁多，生物量最高。绿色植物的光合作用大量大量吸收二氧化碳。由于人类大量砍伐森林，毁坏草原。使地球表面的植被日趋减少，以致降低了植物对二氧化碳的吸收作用，这是导致全球性气温升高的又一个重要原因。

二.温室气体排放、温室效应的影响

1） 气候转变：‘全球变暖’

温室气体浓度的增加会减少红外线辐射放射到太空外，地球的气候因此需要转变来使吸取和释放辐射的份量达至新的平衡。 这转变可包括‘全球性’的地球表面及大气低层变暖，因为这样可以将过剩的辐射排放出外。虽然如此，地球表面温度的少许 上升可能会引发其他的变动，例如：大气层云量及环流的转变。当中某些转变可使地面变暖加剧（正反馈），某些则可令变暖过 程减慢（负反馈）。

利用复杂的气候模式，‘政府间气候变化专门委员会’在第三份评估报告估计全球的地面平均气温会在2100年上升1.4至5.8℃。这预计已考虑到大气 层中悬浮粒子倾于对地球气候降温的效应与及海洋吸收热能的作用 （海洋有较大的热容量）。但是，还有很多未确定的因素会影响 这个推算结果，例如：未来温室气体排放量的预计、对气候转变的各种反馈过程和海洋吸热的幅度等等。

2） 地球上的病虫害增加

温室效应可使史前致命病毒威胁人类。美国科学家近日发出警告，由于全球气温上升令北极冰层溶化，被冰封十几万年的史前致命病毒可能会重见天日，导致全球陷入疫症恐慌，人类生命受到严重威胁。

纽约锡拉丘兹大学的科学家在最新一期《科学家杂志》中指出，早前他们发现一种植物病毒TOMV，由于该病毒在大气中广泛扩散，推断在北极冰层也有其踪迹。于是研究员从格陵兰抽取 4块年龄由 500至14万年的冰块，结果在冰层中发现TOMV病毒。研究员指该病毒表层被坚固的蛋白质包围，因此可在逆境生存。

这项新发现令研究员相信，一系列的流行性感冒、小儿麻痹症和天花等疫症病毒可能藏在冰块深处，目前人类对这些原始病毒没有抵抗能力，当全球气温上升令冰层溶化时，这些埋藏在冰层千年或更长的病毒便可能会复活，形成疫症。科学家表示，虽然他们不知道这些病毒的生存希望，或者其再次适应地面环境的机会，但肯定不能抹煞病毒卷土重来的可能性。

3） 海平面上升

假若‘全球变暖’正在发生，有两种过程会导致海平面升高。第一种是海水受热膨胀令水平面上升。第二种是冰川和格陵兰及南 极洲上的冰块溶解使海洋水份增加。预期由1900年至2100年地球的平均海平面上升幅度介乎0.09米至0.88米之间。

全球暖化使南北极的冰层迅速融化，海平面不断上升，世界银行的一份报告显示，即使海平面只小幅上升1米，也足以导致5600万发展中国家人民沦为难民。而全球第一个被海水淹没的有人居住岛屿即将产生――位于南太平洋国家巴布亚新几内亚的岛屿卡特瑞岛，目下岛上主要道路水深及腰，农地也全变成烂泥巴地。

4） 气候反常，海洋风暴增多

5） 土地干旱，沙漠化面积增大

三.控制温室效应的对策

篇9

由于全球气候变化与人类的生存发展息息相关，全球气候变暖也因此成为全人类共同关注的焦点之一。由于海洋与气候变化密切相关，关于海洋对全球气候变暖响应的研究也是当今海洋学研究的核心内容之一。

海洋在全球气候变化中的作用

海洋面积约占地球表面面积的71％，最大垂向深度超过1万米，海洋中蕴藏着丰富的矿产资源和能源，其容纳量和覆盖范围都非常之大。

其实，幽深而富饶神秘的海洋也是分层的：在上层海洋中存在明显的层结，自上而下可分为混合层、季节性温跃层与永久温跃层；永久温跃层及其以下更多以水团划分，包括中层水、下层水和底层水。

海洋的上边界层直接与大气底边界层接触，可以为大气提供充足的水汽。而且，海洋环流携带的巨大热量能在全球范围内进行分配，进而调节着海洋大气之间的能量交换，如黑潮、湾流以及赤道上升流区，都是海水，气能量交换最强的海区。海洋环流的演变能够通过改变海洋与大气之间的能量交换，进而影响到气候的长期变化。如果海洋发生异常，如洋流流动路径等改变，其携带的惊人能量会对气候产生巨大影响。众多科学研究结果已经证实了这一点。

那么，海洋到底是如何影响全球气候的呢?以近年来大家都熟知的“厄尔尼诺”为例，它是指赤道中东太平洋海水大范围持续异常增温现象。海水温差越大，厄尔尼诺的强度越强。厄尔尼诺能够影响大气中的辐散环流

沃克(Walker)环流和哈德莱(Hadley)环流，导致降雨带的分布发生变化，进而对气候产生影响。每当厄尔尼诺出现时，全球大气环流和气候均显现出异常变化，洪灾、干旱、雷雨大风、龙卷风、冰雹等灾害频繁发生。而且随着全球气候变暖趋势的日益增加，厄尔尼诺事件发生的频率也越来越高。作为一种全球性灾害，厄尔尼诺对于我国的区域大气环流、降水、气温、台风活动等都存在重要影响。当然，厄尔尼诺事件只是众多海洋影响气候事件中的一例。

事实上，不仅海洋会影响气候变化，全球气候变暖所引发的气候变化同样也在改变着海洋。

全球气候变暖下海洋的响应

在我国北方，十几年前孩子们冬季在冰面上行走玩耍的场景，出现的时间越来越晚了，如今在雪地里和小伙伴一起打雪仗嬉戏的场面，也很少见到了。我们不时会看到新闻报道中提到一些地势低洼的沿海地区和国家正遭受着被海水淹没的威胁。人们的切身感受及众多研究表明，当前，全球气候变暖已是不争的事实。在这样的大背景下，海洋会有怎样的响应呢?

对于全球气候变暖，两极海域和其他大洋产生的响应主要表现在温盐的变化、海平面的升降、热含量变化等几个方面。

海冰是气候变化的指示器，气候的扰动情况，人们最容易从海冰的变化中找到对应信号。在两极海域，观测研究表明，20世纪北极的气候发生了重大变化，1970～2000年间，海冰表面的大气温度显著升高，北冰洋东部、巴伦支海及日耳曼海夏季冰急剧减少。次表层海洋(大约位于表层数十米以下至250米以浅的深度)资料揭示，自20世纪50年代以来，北极的海冰变薄了很多。在南大洋，自20世纪90年代以来，人们获得了大量有关700～1000米深度的海水温度数据。这些数据比相同区域先前观测到的温度要高，南大洋中层温度在20世纪80年代比30年前升高了0.17℃，升温幅度大于全球其他海域，并且主要集中在南极绕极流海域。南大洋与南极气温的增暖量值几乎相当，其中增暖最快的区域在南纬45。到南纬60。间的南极绕极流纬度范围内。

在印度洋和太平洋深海也出现了温度升高现象。研究人员对印度洋深海进行的测定表明，900米深的海水温度在1962～1987年间升高了0.5℃。在南太平洋深海进行的测定也得到了类似结果。印度洋和南太平洋深处的海水主要来自南极附近海域的海洋表面，所以印度洋和南太平洋深海水温的升高说明南极附近海洋表面的水温是在升高的。据此人们推测，海水温度升高必然会引起海平面上升和海水盐度下降。这是因为海水的热膨胀会引起海平面上升。至于海水盐度的下降，则是由于气温升高后空气中所含水蒸气增多，降水量增大，从而使海水得到稀释所致。研究人员实际测定的结果也证明了前面提到的猜测，印度洋海平面在1962～1987年间升高了3.5厘米，印度洋500～1500米深的海水盐度比过去也有所下降。通过1930～1980年间的历史水文数据与1985～1994年间来自太平洋和印度洋中层水横跨大洋的6个水道截面在不同时段所对应的水文特征比较，人们发现，北太平洋中层水(中层水主要指在高盐次表层水以下的低盐水层，源自西风漂流辐聚区表层海水下沉而形成的水层)和南极附近海洋中层水都随时间表现出一致的海盆尺度(海盆尺度在此海域指数千公里至上万公里范围)的盐度降低，这可能是由于表层海水的淡化所致。观测表明，在过去的几十年里，北太平洋和南大洋高纬地区的降水增加了很多。

在已经过去的20世纪，海平面的变化也较为显著，全球平均海平面变化主要有两方面的原因：第一，由海水温盐的变化所导致的海水密度变化，从而引起海水体积发生变化；第二，由于冰川和冰盖的溶化或凝结、降水、蒸发、河流径流和融冰等作用造成的海水质量(重量)的增减。这些过程是导致海平面变化的主要因素，而且跟海水与大气和陆地间的水交换有密切关系。研究人员计算后发现：1993～1998年，热膨胀海平面上升率为(3.1±0.4)毫米／年，与同一时期通过卫星测量得到的上升率(3.2±0.2)毫米／年相近。根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在2001和2007年发表的评估报告，在20世纪全球海平面因气候增暖导致的平均上升率，约为1～2毫米／年，但不同地区的差异相当大。这主要是因为全球气候增暖影响了海洋环流，从而导致区域性的海平面变化情况不一。

全球气候增暖也直接导致了海温的变化，与海温最直接相关的是海洋热含量的变化。由于海洋具有巨大的热容量，在气候系统的热量储存和输送方面起着非常重要的作用。根据观测，海洋热含量在过去50年里增加了大约18.2×1022焦耳。引起这种变化的根本原因在于全球气候变暖。

全球气候变暖还可能会对海洋环流产生影响。在全球海洋环流中，除了海表受风吹动产生“风生洋流”外，深层还存在因海水密度梯度而形成的深海环流，由于海水密度是由温度和盐度决定的，所以这种环流被称为“温盐环流”。全球大洋温盐环流大致如图1所示，其在北大西洋的部分，和

海洋表层的墨西哥湾流一起，被称为“北大西洋输送带环流”。该输送带的源动力，是位于北大西洋的两个巨大的海洋“水泵”：一个在格陵兰以东，一个在南拉布拉多海，它们对海表的水会施加一种额外的拉力，就像浴盆里的水被地漏口吸下去一样，这两个“水泵”把海水从表层拉到海洋深处，然后在离洋面2-3千米的地方，向南流去，抵达南大西洋，这部分自北而南流动的海水，被称为“北大西洋深层水”。这种很强的深层经向海流，只存在于大西洋，在太平洋和印度洋则不存在。在海表，“水泵”的作用是把温暖的墨西哥湾流向北拉到高纬度地区，直至抵达格陵兰东部和南拉布拉多海，随后海水因密度变大而下沉。墨西哥湾流的流速为亚马逊河的100多倍，它携带着来自热带的温暖海水，以1万亿千瓦的功率(相当于全世界能耗的100倍)，把大量的热量释放到北部的大气中，将欧洲的空气加热了大约5℃，使得欧洲比与其地理纬度差不多的北美温暖许多。

不过，全球气候变暖会导致冰川融化，流入格陵兰海和拉布拉多海的淡水也因此增多，从而在海表形成淡水层，导致表层海水密度减小，原来在此能下沉到数千米深的表层海水可能由于海水变轻而下沉深度变浅，进而使得“水泵”停止工作，热量输送关闭，北欧将会因得不到巨大的热输送而骤然变冷，西欧甚至会突然进入小冰川期。

虽然温盐环流对全球气候变暖的响应目前在研究中还存在不确定性，但该输送带或多或少总会受到全球气候变化的影响。这一点毋庸置疑。像刚刚发生的欧洲大雪，这一突发的严寒事件与海洋环流的变化可能存在着很大关系。因为北欧地区的气候与墨西哥湾流存在着密切联系，由于气候变暖，该洋流可能发生了一定程度的减速或阶段性中断，导致温暖的墨西哥湾流无法到达北欧地区，从而使得北欧因得不到巨大的热输送而发生暴雪等极端严寒天气。

《地球物理学研究杂志》在2010年1 1月5日刊发了关于北极冰盖和欧洲北方大陆冬季极端冷冬间关系的研究结果。该研究称，目前欧洲严寒的“罪魁祸首”正是由全球气候变暖导致的北极冰盖融化。该文作者表示，他们发现北极巴伦支海和喀拉海地区的洋面冰层正在消失，失去冰层覆盖的海洋会向空气中散发暖气，导致极地局部地区的大气底层变暖，从而影响整个大气循环。其结果是极地冷空气在高压系统推动下，以逆时针方向旋转着向欧洲大陆进发，造成该地区雨雪增多，气温下降。同样的严寒天气在2005-2006年的欧洲也曾出现过。利用气候模式的模拟，他们发现北极洋面冰层的减少会令严寒天气在欧洲和亚洲北部出现的几率增加3倍。除此之外，今冬太阳活动的减少以及墨西哥湾暖流的变化也加大了欧洲地区的降温幅度。然而，欧洲的严冬和全球变暖并不矛盾，例如德国波茨坦气候影响研究所专家斯特凡・拉姆斯多夫表示，目前格陵兰岛12月份的气温已攀升到0℃以上，大大异于常年。

在过去几十年里，日本海深层海洋环流也发生了很大的变化。研究表明，日本海在过去40多年里，1000米深度以上的海水增暖了0.1-0.5℃，2000米深度以下的海水在过去30年里增暖了0.01℃，500米深度以下海水的热含量，在以0.54瓦／平方米的速率增加。通过溶解氧及其他化学示踪剂的剖面分析，人们发现，日本海深层底水的形成自20世纪80年代几乎停滞了，中层水的生成深度则有所加深。日本海的经圈翻转环流出现了上移的趋势，这可能与温度升高导致的表层水变淡，致使表层水不能下沉到底层有关。

海中二氧化碳怎么办

工业革命以来，由于人为因素引起了二氧化碳等温室气体的大量排放，目前，空气中的二氧化碳含量已比工业革命之前增加了30％，达到了380ppm(百万分之380)，全球气温也因此呈现加速上升趋势，而二氧化碳等温室气体引起的全球气候变暖又给海洋带来了极大影响，海水的温度、盐度、海水中二氧化碳的含量以及海洋环流等都发生了变化。由于二氧化碳的不断累积，全球海洋已经发生了酸化，海水pH值变低，而这又会给海洋生态系统带来潜在的威胁。

众所周知，海洋是一个巨大的碳储藏库，海洋容纳的碳比大气容纳的碳多出50多倍，海洋中的冷深水是二氧化碳的主要储藏库。冷深水的形成主要在大西洋，因为大西洋的盐度较高。当化石燃料燃烧时，二氧化碳被释放到大气中，大约有一半的二氧化碳能够溶解在海水里，并被带入深海。

我们对未来气候变化的预估，则强烈依赖于海洋中二氧化碳的储存量和储存时间。如果海洋储存的二氧化碳很少，或者被储存以后又很快被释放到大气中，那么大气中的二氧化碳浓度将会迅速增加。

而有多少二氧化碳能被海洋储存，储存的时间又可以持续多久，这主要取决于温盐环流的变化。二氧化碳的溶解量则取决于深层海水的温度，储存时间取决于深层海水的补充速率。

当前的研究表明，北大西洋输送带呈现出变暖趋势，深层冷水的补充速率有所减缓，这可能会导致深层与上层间海水交换的增加以及深层海水变暖，大量的二氧化碳气体因此会被释放到大气中，从而导致大气中二氧化碳浓度的增加，温室效应增强，进一步加剧全球气候变暖的趋势。

人类何去何从

从以上描述可以看出，由二氧化碳等温室气体引起的全球气候变暖已经给海洋带来了很大影响，而且海洋和大气之间的影响是相互的，这会导致一系列的连锁反应，情况也许会变得越来越糟，对人类来说将会产生越来越多的不利影响，如各种极端天气的发生，给人类的生命和财产安全带来难以估量的损失。

目前，人们正在寻求方法解决二氧化碳不断增加带来的危险及其对气候带来的影响。

篇10

近年来城市化进程的加快,导致建设用地出现快速扩张的趋势,人类社会面临的土地利用问题较历史上任何时候都显得更为突出。近年国内外多个权威研究机构研究已表明合理的城市土地利用对城市的碳排放具有一定的约束作用,本文通过对葫芦岛城市碳排放评估的基础上提出基于低碳理念的城市土地利用规划策略。

关键词：低碳；土地利用；城市规划；低碳城市

Abstract：

Speed ​​up the urbanization process in recent years, leading to the construction land to the trend of rapid expansion, land use issues facing human society than any time in history becomes more prominent. Number of domestic and international authoritative research institutes in recent years research has shown that reasonable urban land use with certain constraints on the city's carbon emissions, this article on the basis of the assessment on the carbon emissions of Huludao city, urban land use planning strategy based on low-carbon concept .

Key words：low carbon；Land Use；City planning；Low Carbon City

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

研究区域概况

葫芦岛市位于辽宁省西南部, 1989 年建市, 是环渤海经济圈最年轻的沿海城市。它地处辽东湾西南部沿海地区, 东北和华北的交汇处, 葫芦岛市总土地面积 1041494 公顷。葫芦岛市地理位置优越, 矿产资源和旅游资源十分丰富, 同时它也是振兴东北老工业基地的重要组成部分, 是环渤海经济圈中最具发展潜力的海滨城市。

低碳城市评价标准：

随着世界各国对低碳城市的重视，关于低碳城市的理论研究也在如火如荼的进行当中，低碳城市规划同传统城市规划最大的区别据在于低碳城市规划的主要目的是减少城市的碳排放量，虽然世界各国已经有很多基于低碳生态理念的城市建设完成，但是如今在世界范围内还没有一个公认的低碳城市评价标准体系。目前一系列的研究还都是处在研究探索阶段。

葫芦岛城市碳排放量评估计算

在低碳城市的建设过程当中，需要对城市的碳排放或者二氧化碳的排放有个准确的掌握，以便以此为根据指定相对应的策略。其中最基本的指标是二氧化碳的排放量，即城市在生产和消费过程当中向大气排放的二氧化碳的量。

其基本公式为：城市二氧化碳排放量=二氧化碳排放总量-二氧化碳吸收总量。

其中，二氧化碳排放总量=能源消费带来的二氧化碳排放总量+工业产品生产的二氧化碳排放量+垃圾排放二氧化碳总量+农地二氧化碳排放总量+其他。而二氧化碳吸收总量指的是“绿地吸收的二氧化碳量”。由于本次计算的是葫芦岛城市区域的碳排放量，因此对于农业用地的碳排放量不列入到计算范围之内。

城市能源消费带来的二氧化碳排放量

2010年葫芦岛重点耗能工业企业能源生产消费总量为16 406 398吨标准煤。

系数法计算能源二氧化碳排放的基本公式：CO₂=KE

E为不同类型能源使用量，可按标准统一折算为标准煤，系数K为碳排放强度或者碳排放系数。因国家、地区、技术的不同有所差别。目前我国采用的碳排放系数主要是国家发改委能源研究所的0.67（吨/标准煤）。经此公式计算结果为10 992 286.66吨

工业产品生产带来的二氧化碳排放量

工业产品二氧化碳的排放量一般计算水泥和刚才的成产过程中的二氧化碳排放。但是由于钢材的生产过程中的二氧化碳排放主要体现在能源的消费上因此一般只计算水泥生产过程中的碳排放量。水泥生产的二氧化碳绝对排放量=本地生产的水泥总量×0.6。葫芦岛2010年水泥产量为263.4万吨。计算结果为1 580 400吨。

垃圾排放二氧化碳总量

由于我国垃圾焚烧所占比例较少，为简化计算，垃圾排放二氧化碳的计算一律按填埋处理，排放系数取0.3。根据葫芦岛市统计年鉴2010年葫芦岛生活垃圾清运量为20.8万吨。计算结果为62 400吨。

林业碳吸收量

根据葫芦岛市2010年的统计结果显示葫芦岛市的园林绿化面积为2802公顷。而从全球来看，温带森林每年每公顷吸收的二氧化碳量为2.5～27吨。本次计算取最大值27.其计算结果为75 634吨。最后计算结果得出葫芦岛市城市年二氧化碳排放量为12 559 452.66吨。

计算结果尽管同我国其他大中型城市相比无论是人均还是总量葫芦岛市的碳排放量都不算高，但是也有下降的空间及要求。

通过土地利用变化减少碳排放的主要策略

土地利用方式是社会经济发展方式的土地资源上的具体表现，也是城市发展的客观体现，根据政府间气候变化委员会（IPCC）的评估报告，自1850年以来全球有三分之一的温室气体排放由土地利用变化世界导致，随着工业化、城市化进程的加快，土地利用变化所导致的二氧化碳排放量也呈现增长趋势。因此城市用地的低碳化、合理化利用是低碳城市规划的重中之重。通过土地利用的方式减少碳排放主要分为直接和间接两种途径。

直接减少碳排放途径

减少地面硬化

减少地面硬化是为了保持土壤的碳汇功能，土壤中的微生物在一定环境下可吸收和固定空气中的二氧化碳将其转化，大量的硬质地面隔离了土壤与空气的接触使之无法发挥固碳的作用，因此应重视土壤的生态价值，重视地面的硬化处理，以保持地面的生态系统和透气透水的自然功能。

提倡和鼓励绿色节能建筑

绿色建筑的发展相对城市，在国内也已经初具规模，由于绿色建筑在他的生命周期内，最大限度的节约了能源，保护环境和减少污染是有效的低碳策略。

城市基础建设低碳化

城市的基础设施在城市的碳排量中也占据的很大的比重，社会的发展和人们生活水平的提高导致一小汽车为主导的交通方式已经形成。给城市的环境建设带来巨大压力。低碳城市的假设中应改变这种现状，应建设以大运量、高效率、低能耗、轻污染、少用地、低噪音同时又能优化城市布局，带动产业发展的交通工具为主导的交通模式。应发展以公共交通有主，步行系统为辅助的交通模式。从而有效的减少交通上产生的二氧化碳排放。

控制城市用地的密度与尺度

高密度的城市用地必然产生更多的碳排放，因此也容易产生热岛效应。城市用地的尺度是通过控制城市规模的无限扩张来降低城市碳排放持续增加的趋势。

重视城市绿化，发挥绿地碳汇功能

在城市的绿化活动中应因地制宜的选着适合本地区、高碳汇量的植物，根据合理化、多样化的植物配置原则进行规划建设。

间接减少碳排放途径

混合用地模式

混合用地模式可以分为宏观的混合和微观的混合，宏观的混合表现为多个不同功能的建筑体存在于同一个地块内，使这一地块呈现出多样性和混合性。微观的混合则表现为同一座建筑内的不同功能空间的加入混合。使一座建筑内部具有多种不同使用功能。具体表现就是各种形式的建筑综合体，例如商业综合体等等。

提倡低碳生活方式

以创建低碳家庭、低碳社区、低碳乡村、低碳企业、等多种活动以及建筑类型为载体，小至一个人大至一个集体，从每一天每一件事情做起养成低碳生活方式，也是全民低碳意识和国民素质提高的过程。

结语

我国目前正处于大规模的城市建设和新一轮的空间结构调整期，城市规划应从低碳化的土地利用规划入手，探讨绿色城市空间规划方法。通过调整城市空间布局，构建绿色交通体系、综合紧凑型城市和生态单元，实现在碳来源、碳排放、碳捕捉三个方面的减碳化，真正实现低碳城市发展目标。

参考文献

［1］张德英. 我国工业部门碳源排碳量估算办法研究 . 北京:北京林业大学. 2005

［2］王雪娜， 顾凯平. 中国碳源排碳量估算办法研究现状.环境科学与管理. 2006

［3］马忠海. 中国几种主要能源温室气体排放系数的比较评价研究. 北京:中国原子能科学研究院， 2003