時間:2023-01-04 20:02:58
序論:在您撰寫二氧化碳年中總結(jié)時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
【關(guān)鍵詞】二氧化碳排放 排放 現(xiàn)狀 對策
中國二氧化碳排放量于2006年超過美國,位居世界第一,而且近幾年來中國的二氧化碳排放量持續(xù)增加,2012年全年排放量達到8106.43百萬噸。中國曾承諾將采取有效措施減少二氧化碳排放,并于2030年前停止增加二氧化碳的排放量。在實施減排任務(wù)同時對中國二氧化碳排放現(xiàn)狀及影響因素有一個細(xì)致的了解是十分有必要的。
一、中國二氧化碳排放來源
化石能源的消耗是造成二氧化碳排放的重要原因,中國經(jīng)濟自改革開放以來迅猛發(fā)展,其中第二產(chǎn)業(yè)1978年至2015年的平均比重達到45%,第二產(chǎn)業(yè)的能源消耗總量占到總能源消耗量的80%以上,由此推斷,第二產(chǎn)業(yè),尤其是工業(yè)部門是二氧化碳排放的重要來源。
在第二產(chǎn)業(yè)內(nèi)部,不同細(xì)分行業(yè)的二氧化碳排放量存在差異,排在前五位的分別是電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè),石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè),黑色金屬冶煉及壓延業(yè),非金屬礦物制品業(yè)和化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè),分別占到40.1%、24.2%、7.3%、6.7%和6%。
農(nóng)業(yè)活動的二氧化碳排放量占全國二氧化碳排放總量比例較低,而且農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)在相當(dāng)大的程度上能夠減少因人類活動造成的二氧化碳排放。但是,中國大規(guī)模的砍伐樹林、毀壞良田、破壞濕地等活動使農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的吸碳能力大幅度下降。
二、二氧化碳排放現(xiàn)狀
2000年至2012年,中國全國的二氧化碳排放總量從5389百萬噸增長至16572百萬噸,具體來看,2000年二氧化碳排放量排在前五的省市區(qū)分別為遼寧、廣東、河北、山東和山西,到2012年二氧化碳排放總量排在前五的則分別為山東、江蘇、廣東、河北和內(nèi)蒙古,雖然排序發(fā)生了一些變化,但排在前五位的省市占比加總基本保持在35%左右,這說明我國二氧化碳排放的集中度基本保持不變。2000年至2012年中國全國的二氧化碳平均年增長幅度達到為9.81%,其中,海南、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、青海、山東、廣西、新疆、福建、云南、江蘇、湖南、浙江和河南大于全國的二氧化碳平均增長速度,因此,這些地區(qū)的減排任務(wù)嚴(yán)峻。海南、寧夏兩地的增長速度大一部分原因在于其基數(shù)小,但若不引起重視,這兩地的二氧化碳排放量將超過其他地區(qū)。此外,值得注意的是內(nèi)蒙古2012年的二氧化碳排放量已經(jīng)位居第五,若仍然保持目前的增長速度,勢必會成為中國最大的二氧化碳排放地區(qū)。
從地區(qū)來看,2000年中國東部、中部和西部的二氧化碳排放量分別為2633百萬噸、1757百萬噸和999百萬噸,比重分別為48.87%、32.60%和18.53%;2012年中國東部、中部和西部的二氧化碳排放量分別為7733百萬噸、5340百萬噸和3500百萬噸,比重分別為46.66%、32.22%和21.12%。2000年至2012年,雖然三大地區(qū)對二氧化碳排放量的貢獻度排序依然為東部、中部和西部,但是東部的貢獻度明顯下降,中部基本保持不變,而西部的貢獻度明顯上升。東部、中部、西部和全國的二氧化碳排放量年平均增速為9.39%、9.71%、11.01%、9.81%,西部地區(qū)的增速明顯高于其他兩個地區(qū)和全國平均水平。
三、二氧化碳排放因素分析
人口、經(jīng)濟增長、技術(shù)水平是影響二氧化碳排放的主要因素。
人口增長會通過兩種方式影響二氧化碳的排放:一是人口數(shù)量的增加會使得對能源的消費增加,進而導(dǎo)致二氧化碳排放量的增加;二是人口的增加可能會導(dǎo)致森林、濕地、草原等生態(tài)系統(tǒng)的破壞,減少其二氧化碳的吸收能力,間接造成二氧化碳排放量的增加。
經(jīng)濟增長影響二氧化碳排放主要通過三種途徑:規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)和技術(shù)效應(yīng)。規(guī)模效應(yīng)對二氧化碳排放有促進作用,而結(jié)構(gòu)效應(yīng)和技術(shù)效應(yīng)對二氧化碳排放有抑制作用。在經(jīng)濟增長初期,經(jīng)濟的增長主要依靠擴大生產(chǎn)規(guī)模,即擴要勞動力、資本、自然資源等生產(chǎn)要素投入量來保持經(jīng)濟的快速增長,這會造成二氧化碳排放量的大量增加。隨著經(jīng)濟的增長,經(jīng)濟結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,過去高污染的工業(yè)經(jīng)濟開始轉(zhuǎn)向清潔的技術(shù)型、服務(wù)型經(jīng)濟,結(jié)構(gòu)效應(yīng)對二氧化碳排放的抑制作用開始顯現(xiàn)。另外,經(jīng)濟增長帶來的技術(shù)進步也進一步抑制了二氧化碳的排放。總結(jié)來說,二氧化碳排放與經(jīng)濟增長之間存在一個“倒U”型的關(guān)系,即二氧化碳排放量在初期隨著經(jīng)濟的增長而增加,當(dāng)經(jīng)濟發(fā)展達到一個臨界點后,二氧化碳排放量隨經(jīng)濟增長而開始減少,這就是庫茲涅茨曲線。
技術(shù)水平可以通過三大主要途徑影響二氧化碳的排放。第一,技術(shù)水平的提高可以實現(xiàn)節(jié)能產(chǎn)品的生產(chǎn)和應(yīng)用,這將減少化石能源的使用量,進而減少二氧化碳的排放量;第二,技術(shù)水平的提高可增加對可再生清潔能源的利用,降低對化石能源的依賴程度;第三,隨著技術(shù)水平的不斷提高,人類社會的經(jīng)濟發(fā)展模式發(fā)生改變,從以能源為要素投入的經(jīng)濟增長方式逐漸過渡到以資本為要素投入的經(jīng)濟發(fā)展方式。
四、結(jié)語
目前中國二氧化碳排放情況依然嚴(yán)峻,西部地區(qū)是未來二氧化碳減排應(yīng)該著重注意的區(qū)域。在實行二氧化碳減排工作時,要充分認(rèn)識到人口、經(jīng)濟增長以及技術(shù)水平對其的影響作用,將他們納入一個統(tǒng)一的工作框架,制定一系列有效措施,以此實現(xiàn)在2030年前停止增加二氧化碳排放量的目標(biāo)。
參考文獻:
[1] 韓玉軍,陸D. 經(jīng)濟增長與環(huán)境的關(guān)系――基于對CO_2環(huán)境庫茲涅茨曲線的實證研究[J]. 經(jīng)濟理論與經(jīng)濟管理,2009.
[2]李國志. 基于技術(shù)進步的中國低碳經(jīng)濟研究[D]南京:南京航空航天大學(xué),2011.
關(guān)鍵詞:信息技術(shù);信息素養(yǎng)
中圖分類號:G434 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7503(2014)13/15-0086-02
美國教育技術(shù)CEO論壇曾在報告中指出:“21世紀(jì)的能力素質(zhì)應(yīng)該包括基本學(xué)習(xí)技能(讀寫算)、信息素養(yǎng)、創(chuàng)新思維能力、人際交往與合作精神、實踐能力等?!逼渲?,信息素養(yǎng)中包含信息意識、信息能力和信息應(yīng)用等方面,信息素養(yǎng)的重點為信息內(nèi)容、信息傳播和信息分析,也包含信息檢索以及評價這些方面。人們通過信息技術(shù)獲取信息、加工信息、表達信息,更好地利用信息技術(shù)為自己的學(xué)習(xí)和生活服務(wù),人們需要通過完善的調(diào)查分析方法、熟練的信息技術(shù)、準(zhǔn)確的鑒別和推理進行發(fā)展。信息素養(yǎng)就是一種信息能力的表現(xiàn),信息技術(shù)作為一種工具,以借信息技術(shù)之術(shù)來培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)是信息技術(shù)教學(xué)的最高目標(biāo)。教師在教學(xué)中堅持以學(xué)生的發(fā)展為本,學(xué)科知識可以弱化,而更應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生如何迅速、準(zhǔn)確運用信息技術(shù)工具去解決問題,特別是需要讓學(xué)生把技術(shù)作為獲取信息、加工信息以及為解決問題而服務(wù)的工具,注重將信息技術(shù)的學(xué)習(xí)與其它學(xué)科教學(xué)進行融合,在“春風(fēng)細(xì)雨”中培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng),讓學(xué)生的信息素養(yǎng)悄然成長。信息技術(shù)教學(xué)中教師可以更多地去關(guān)心學(xué)生的情感發(fā)展,與學(xué)生進行直接對話和溝通,掌握學(xué)生思想動向。那么,在實際教學(xué)中如何組織實施呢?下面以“表格數(shù)據(jù)的圖形化加工”為例來具體進行描述。
蘇教版高中信息技術(shù)基礎(chǔ)必修教材中對“表格數(shù)據(jù)的圖形化加工”一課的課程標(biāo)準(zhǔn)要求是:了解信息表達方式的多樣性;掌握圖表制作方法;認(rèn)識圖表的作用及適用范圍;能根據(jù)圖表分析數(shù)據(jù),明確圖表與產(chǎn)生該圖表的工作表數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,主要是讓學(xué)生體驗表格中數(shù)據(jù)之間的圖形化關(guān)系,發(fā)現(xiàn)并理解事物的性質(zhì)、特征以及其變化規(guī)律。確定了教學(xué)目標(biāo)后,教者把本節(jié)課與低碳生活的內(nèi)容結(jié)合起來,整節(jié)課以碳排量為主線,通過分析二氧化碳的排放量,讓學(xué)生學(xué)會制作圖表并能總結(jié)出不同類型的圖表適用的場合,讓圖表成為幫助他們更好地分析和表達數(shù)據(jù)的有效工具,從而讓學(xué)生真正認(rèn)識到溫室氣體的危害;樹立學(xué)生保護地球、低碳減排的觀念,學(xué)生通過數(shù)據(jù)之間的圖形化關(guān)系,發(fā)現(xiàn)和理解事物的性質(zhì)、特征及其變化的規(guī)律。
創(chuàng)設(shè)情境,引入新課:播放“溫室效應(yīng)”視頻。
(設(shè)計意圖:通過視頻播放,創(chuàng)設(shè)情境。視頻中指出溫室氣體是引起全球氣候變暖的罪魁禍?zhǔn)?,會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。引導(dǎo)學(xué)生展開討論,研究其危害,共同分析溫室氣體的主要成分。)
過程一:引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注全球二氧化碳排放量數(shù)據(jù),查看2012年全球碳排放量最多的國家和地區(qū)。
文字:
[ 2012年中國二氧化碳的排放量為99.6億噸,人均碳排放量為6.6噸;美國二氧化碳的排放量為56.96億噸,人均碳排放量為17.2噸;歐盟二氧化碳的排放量為39.16億噸,人均碳排放量為7.3噸;印度二氧化碳的排放量為24.92億噸,人均碳排放量為1.8噸。]
(設(shè)計意圖:通過比較讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)圖表能更有效地反映數(shù)據(jù)之間的直觀比較,更容易發(fā)現(xiàn)和理解事物的性質(zhì)、特征及其變化規(guī)律。以此激發(fā)學(xué)習(xí)動機,讓學(xué)生主動去學(xué)習(xí)三種常見圖表。)
過程二:創(chuàng)建圖表,任務(wù)驅(qū)動。打開“2001-2008年中國碳排放量”工作薄,在“碳排量”表中制作反映“2001-2008年中國碳排放量”變化趨勢的圖表,圖表類型自選(可參照教學(xué)視頻操作)。
(設(shè)計意圖:學(xué)生按照自己的想法選擇合適的圖表,教學(xué)中學(xué)生一般會選擇柱形圖或折線圖,要求學(xué)生理解選擇該圖表類型原因并共同分析制作折線圖,掌握制作方法,進行信息分析。從圖表中可以分析出2001-2008年中國的碳排量持續(xù)增長,2001-2003年增長速度較快,2004-2006年增長緩慢,2007-2008年增長速度又有所提高。引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確運用信息技術(shù)工具,分析信息的本質(zhì)及變化規(guī)律。)
過程三:綠色行動, 低碳生活。日常生活中我們自己也會排放二氧化碳嗎?通過視頻《你的碳排放量有多少?》算一算自己的碳排放量。如圖示例“碳足跡計算”工作薄,在“碳足跡計算器”工作表中按要求計算出自己一年的二氧化碳排放量。表中的衣、食、住、行、用的碳排放量已經(jīng)關(guān)聯(lián)到 “我的二氧化碳排放量”工作表中。并選擇合適的圖表,將“我的二氧化碳排放量”用圖表表示出來??梢詤⒖甲⑨尣糠郑顚懸?、食、住、行用一年大致的使用量。了解全班學(xué)生衣食住行用具體碳排量情況。
關(guān)鍵詞植樹造林;全球氣候變暖;影響;作用;措施
1全球氣候變暖的影響
全球氣候變暖將給地球和人類帶來復(fù)雜的影響,既有正面的,也有負(fù)面的。例如,隨著全球溫度的升高,副極地地區(qū)也許將更適合人類居?。辉谶m當(dāng)?shù)臈l件下,較高的二氧化碳濃度能夠促進光合作用,從而使植物具有更高的固碳速率,使植物生長增加,即二氧化碳的增產(chǎn)效應(yīng),這是全球變暖的正面影響。但是與正面影響相比,全球氣候變暖對人類活動的負(fù)面影響將更為巨大和深遠(yuǎn)。例如,由于氣候變暖的影響,珠穆朗瑪峰的頂峰下降了1.3m。祁連山冰川縮減危及河西走廊:近年來,祁連山冰川融化比20個世紀(jì)70年代減少了大約10億m3,冰川局部地區(qū)的雪線正以年均2.0~2.6m的速度上升。
1.1海平面上升
過去的100年中海平面上升了14.4cm,我國上升了11.5cm。海平面升高的原因,主要是海水的熱膨脹作用,當(dāng)海洋變暖時,海平面則升高。全球升溫會引起地球南北兩極的冰山融化,這也是造成海平面上升的主要原因之一。
1.2對動植物的影響
氣候是決定生物群落分布的主要因素,氣候變化能改變一個地區(qū)不同物種的適應(yīng)性并能改變生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部不同種群的競爭力。自然界的動植物,尤其是植物群落,可能因無法適應(yīng)全球氣候變暖的速度而作適應(yīng)性轉(zhuǎn)移,從而慘遭厄運。以往的氣候變化(如冰期)曾使許多物種消失,未來的氣候?qū)⑹挂恍┑貐^(qū)的某些物種消失,而有些物種則從氣候變暖中得到益處,其棲息地可能增加,競爭對手和天敵也可能減少。例如,揚子鱷只能生活在宣城、涇縣和南陵等地,如果北界線北移,揚子鱷可能會自然絕種。
1.3對農(nóng)業(yè)的影響
一年中溫度和降水的分布是決定種植何種作物的主要因素,溫度及由溫度引起降水的變化將影響到糧食作物的產(chǎn)量和作物的分布類型。氣候的變化曾經(jīng)導(dǎo)致生物帶和生物群落空間(緯度)分布的重大變化。如公元800—1200年,北大西洋地區(qū)的平均溫度比現(xiàn)在高1℃,使玉米在挪威種植成為可能;但到了公元1500—1800年,西歐出現(xiàn)小冰川期,平均氣溫只比現(xiàn)在低1~2℃,造成了挪威50%的農(nóng)場棄耕,冰島的農(nóng)業(yè)耕種活動則幾乎全部停止。除此之外,全球氣候變暖還會使高溫、熱浪、熱帶風(fēng)暴、龍卷風(fēng)等自然災(zāi)害加重。因此,全球氣溫升高后,世界糧食生產(chǎn)的穩(wěn)定性和分布狀況將會有很大變化。
1.4對人類健康的影響
人類健康取決于良好的生態(tài)環(huán)境,全球氣候變暖將成為影響22世紀(jì)人類健康的一個主要因素。極端高溫將對22世紀(jì)人類健康造成極大困擾,主要體現(xiàn)為發(fā)病率和死亡率增加,尤其是瘧疾、淋巴腺絲蟲病、血吸蟲病、鉤蟲病、霍亂、腦膜炎、黑熱病、登革熱等傳染病將危及熱帶地區(qū)和國家,某些目前主要發(fā)生在熱帶地區(qū)的疾病可能隨著氣候變暖向中緯度地區(qū)傳播。
2森林在氣候變化中發(fā)揮的作用
針對導(dǎo)致氣候變化的兩大主要因素,國際社會在應(yīng)對氣候變化中,正在采取2項戰(zhàn)略措施:一是直接減排。即通過工業(yè)、能源領(lǐng)域的技術(shù)改造,提高能源利用效率,來減少二氧化碳等溫室氣體排放;二是間接減排。即通過以森林為主體的生物吸收大氣中的二氧化碳,將已排放到大氣中的溫室氣體吸收固定下來,以達到減少大氣中溫室氣體含量的目的[1]。在2項戰(zhàn)略措施中,直接減排十分重要,必須長期堅持;而通過森林來實現(xiàn)間接減排,成本低、易施行、綜合效益大,是目前應(yīng)對氣候變化最經(jīng)濟、最現(xiàn)實、最有效的重要途徑。
2.1森林是陸地上最大的儲碳庫
森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,因其具有吸收二氧化碳、放出氧氣的特殊功能,而被稱為“地球之肺”。森林以其巨大的生物量儲存著大量的碳,是陸地上最大的儲碳庫[2]。據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會估算:全球陸地生態(tài)系統(tǒng)中約儲存了2.48萬億t碳,其中1.15萬億t碳儲存在森林生態(tài)系統(tǒng)中。2000年,聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會又發(fā)表報告指出,森林面積占全球面積的27.6%,森林植被的碳儲量約占全球植被的77%,森林土壤的碳儲量約占全球土壤的39%,森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量占陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲量的比例為57%。
2.2森林是最經(jīng)濟有效的吸碳器
森林通過光合作用吸收二氧化碳,放出氧氣,把大氣中的二氧化碳以生物量的形式固定下來,這個過程被稱為碳匯。科學(xué)研究表明:林木每生長1m3,平均吸收二氧化碳1.83t,放出氧氣1.62t。全球森林對碳的吸收和儲量占全球每年大氣和地表碳流動量的90%。國內(nèi)專家研究指出,在中國種植1hm2森林,每儲存1t二氧化碳的成本約為122元人民幣,這與非碳匯措施減排每1t碳成本高達數(shù)百美元形成了鮮明反差。據(jù)專家測算:一個20萬kW機組的煤炭發(fā)電廠每年約排放87.78萬t二氧化碳,可與3.2萬hm2人工林在1年中吸收的二氧化碳當(dāng)量抵消;1駕波音777飛機從北京到上海來回旅程約4h,1d進行1個來回,1年約排放28032t二氧化碳,可與1000hm2人工林在1年中吸收的二氧化碳當(dāng)量抵消;1輛奧迪A4汽車1年的二氧化碳排放量約為20.2t,可與0.7hm2人工林在1年中吸收的二氧化碳當(dāng)量抵消。
2.3森林固碳已經(jīng)成為緩解氣候變化的根本措施之一
恢復(fù)和保護森林作為減排的重要措施,受到了國際社會的高度重視,并被寫入了《京都議定書》。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會在2010年的第四次全球氣候變化評估報告中指出:與林業(yè)相關(guān)的措施,可在很大程度上以較低成本減少溫室氣體排放并增加碳匯,從而緩解氣候變化。目前,許多發(fā)達國家已在實行森林間接減排。如,日本承諾減排6%,其中3.9%由森林固碳間接減排,2.1%由工業(yè)直接減排。圍繞后京都議定書的國際談判,許多國家和國際組織都在積極推動森林間接減排政策的制定,以進一步發(fā)揮森林在應(yīng)對氣候變化中的特殊作用。
3我國傳統(tǒng)植樹造林的弊端
建國以來,我國營造的大量人工林已成為經(jīng)濟建設(shè)所需木材的主要來源,并對保護生態(tài)環(huán)境起到了重要作用。但隨著時間的推移,大面積營造單一樹種的造林方式,逐漸顯露出弊端。
人工林在我國占有十分重要的位置,它不僅是經(jīng)濟建設(shè)所需木材的主要來源,對保護生態(tài)環(huán)境也起著重要的作用。多年來我國對營造人工林十分重視,目前全國人工林的面積大約有4139萬hm2,其中大多數(shù)是用材林,防護林只占很少部分??偨Y(jié)我國幾十年來營造人工林的作法,有些很明顯的特點:人工林主要分布于山區(qū)和重要河流的中上游;樹種以針葉樹為主,全國人工林針葉樹占68%、闊葉樹占32%,而南方各省針葉樹的比例更大,在90%以上,而且集中連片,大面積連片種植單一樹種、品種的人工林在很多地方都可以看到。南方一些杉木產(chǎn)區(qū)縣,杉木人工林面積占森林總面積的70%~80%。有些平原地區(qū)還存在著單一無性系連片造林的狀況。這些人工林采伐后又常常更換同一樹種,造成多代連作。隨著時間的推移,我國人工林的營造方法顯露出不少弊端,目前已造成許多不良后果。
除了病蟲害的嚴(yán)重威脅外,單一樹種和成片連作造成地力嚴(yán)重衰退,這已在杉木、桉樹、柳杉及落葉松人工林中有明顯表現(xiàn)。杉木人工林由于土壤肥力下降,2代和3代20年內(nèi)人工林損失蓄積量30~45m3/hm2。在花崗巖發(fā)育的土壤上地力衰退情況更為嚴(yán)重。天然森林的植被是復(fù)雜而多樣化的,一個山坡上可以出現(xiàn)多種森林植被類型。任何一片森林都是多樹種混交,如貴州梵凈山的栲樹林,參與構(gòu)成喬木層的就有182種,整個森林有4個層次構(gòu)成,維管束植物有407種。這種環(huán)境為多種生物提供了棲息地,也使森林具有涵養(yǎng)水源等多種功能。但現(xiàn)在單一樹種或少數(shù)幾個樹種的大面積人工林,由于生物多樣性嚴(yán)重下降,林區(qū)的生態(tài)環(huán)境惡化,森林各種功能與生產(chǎn)力得不到充分發(fā)揮,森林的適應(yīng)能力和穩(wěn)定性也大大下降。造成生態(tài)環(huán)境惡化與生物多樣性嚴(yán)重下降。
4科學(xué)植樹造林的措施
4.1營造由多樹種組成的混交林
首先要轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊挠^念,特別是領(lǐng)導(dǎo)者的認(rèn)識,科學(xué)地對待植樹造林,每個工程都要因地制宜做好規(guī)劃,適地適樹,采用多樹種營造各種方式的混交林,逐漸恢復(fù)自然界豐富多樣的生態(tài)系統(tǒng)[3]。因經(jīng)濟建設(shè)的需求是多方面的,經(jīng)濟林同樣不能搞單一品種,其不能適應(yīng)多方面的需要。
4.2提高造林工程的科技含量
植樹造林是一項科學(xué)性很強的工程,不能認(rèn)為造林是簡單的挖坑栽樹,高標(biāo)準(zhǔn)的造林工程,從前期規(guī)劃到選種育苗、培育養(yǎng)護,每個環(huán)節(jié)都要有先進技術(shù)和科學(xué)方法做支撐[4]。另外,還應(yīng)改進人工林的育林方法。目前采用的高強度林地清理、整地等措施既不經(jīng)濟,也不符合生態(tài)系統(tǒng)管理的要求,要逐漸推廣不煉山或整地造林,提倡局部撫育和割草撫育,以減少水土流失。人工林的密度應(yīng)適當(dāng)降低,使人工林形成多層結(jié)構(gòu)的森林群落,這樣才有利于人工林多種功能的發(fā)揮,提高人工林維護地力穩(wěn)定性的能力。
4.3提倡封山育林
還應(yīng)充分利用自然力發(fā)展森林,保護好現(xiàn)有的次生闊葉林。我國南北方的用材林基地,都存在著許多天然更新能力很強的次生闊葉林,這些次生闊葉林樹種組成多,群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜,生產(chǎn)力高,對保護物種資源有重要價值。要營造這些森林并非易事,但如果采取保護或封山育林措施,營林效果將會很好。
5參考文獻
[1]張玲.試談林業(yè)經(jīng)濟發(fā)展前景及植樹造林相關(guān)技術(shù)[J].科技信息,2007(11):390.
[2]田書忠.開發(fā)閑散荒廢土地資源實施植樹造林綠化工程[J].中國林業(yè),2003(10B):32-33.
關(guān)鍵詞:碳排放 燃油 船舶 減排
據(jù)統(tǒng)計,2013年中國超過美國成為世界第一大貨物貿(mào)易國,同時也向大氣中排放了100億噸二氧化碳,占全球總排放量近1/3,人均碳排量超過歐盟。在被許多國家詬病的同時,中國政府也在為減少碳排放不懈的努力。中國船級社的《內(nèi)河船舶能效設(shè)計指數(shù)(EEDI)評估指南》中船舶能效的評估,即是以碳排放量作為批判船舶能效等級的依據(jù)。可以預(yù)測未來以碳排放為指標(biāo)的船舶碳排放政策將會出臺。如何減少碳排放,提高燃油利用率,正成為航運企業(yè)關(guān)注的焦點。
內(nèi)河船舶柴油機燃油供給系統(tǒng)
內(nèi)河船舶的主機供油系統(tǒng)大致可以分為三種方式。第一種方式是通過設(shè)置在燃油單元上的三通轉(zhuǎn)換閥將輕重柴油輸送到主機中,與大部分海船的供油模式相同。第二種方式是輕柴油不經(jīng)過燃油單元,直接進入主機的進油總管,只有重柴油經(jīng)過燃油單元再進入主機系統(tǒng)。第三種方式是船舶僅使用輕柴油,供油系統(tǒng)比較簡單,是通過高置油箱,利用重力作用將燃油送入噴油泵。內(nèi)河船舶中使用第三種方式的最多,因為內(nèi)河船舶噸位普遍較小,其耗電量和蒸汽消耗量都很少,沒有設(shè)置鍋爐或加熱系統(tǒng),增設(shè)鍋爐及加熱系統(tǒng)不僅增加了設(shè)備管理負(fù)擔(dān)而且增加了成本。
碳排放的計算
現(xiàn)代船舶的主柴油機及發(fā)電用柴油機所用燃料主要為柴油。為節(jié)省開支,船運企業(yè)通常使用重柴油作為主機的主要燃料,由于黏度大,在冬天或較寒冷的條件下,會使用鍋爐等產(chǎn)生的蒸汽使重油產(chǎn)生足夠的流動性。發(fā)電機一般使用輕柴油作為燃料。隨著技術(shù)的進步及環(huán)保意識的增強,現(xiàn)在已有船舶使用LNG與柴油混合燃料的動力設(shè)備,但船舶上應(yīng)用較少,以后可能會越來越多。不管是重柴油或是輕柴油,它們的含碳量都是固定的,與氧氣燃燒產(chǎn)生二氧化碳。其產(chǎn)生的二氧化碳量與其消耗的燃料量成正比關(guān)系。所以,要計算碳排放量,只要通過燃油消耗量乘以一個比例系數(shù)即可得出,這個比例系數(shù)被稱作二氧化碳排放因子。當(dāng)然,存在燃油與氧氣的不充分燃燒情況,我們暫且不考慮此因素。因此,認(rèn)為燃料燃燒與燃燒過程無關(guān),僅與燃料中碳的含量有關(guān)。根據(jù)上述定義,二氧化碳的排放因子可以通過下式表述:
二氧化碳排放因子=燃料含碳量×氧化率×44/12 (1)
其中燃料碳含量=燃料平均碳含量/燃料的平均發(fā)熱量。下表為常見燃料碳含量的缺省值。
表1 常見燃料碳含量的缺省值
燃料類型 潛在排碳系數(shù) 氧化率 二氧化碳排放因子
汽油 18.9 98 18.5
柴油 20.2 98 19.8
燃料油 21 98 20.6
計算燃料氧化后轉(zhuǎn)化為二氧化碳的方法有很多種,下面僅介紹一種有代表性的。該計算公式根據(jù)上述說明的,基于燃料的消耗量和二氧化碳的排放因子得出:
二氧化碳排放量=∑(燃料消耗量×二氧化碳排放因子) (2)
其中燃料消耗量中的燃料可以是柴油、汽油或其它燃料(如液化石油氣);二氧化碳排放因子與燃料含碳量和氧化率有關(guān)。
由(1)、(2)兩式綜合可以得出燃料燃燒時碳排放量的計算公式:
二氧化碳排放量=(44×燃油消耗量×燃油含碳量×碳的氧化率)/12
目前船舶上大多使用柴油,即重柴油或是輕柴油,下面只論述柴油的二氧化碳排放量。燃油的含碳量近似認(rèn)為與市場所售的燃油種類有關(guān)。由于船舶到港或駛離碼頭等情況時,柴油機會變負(fù)荷,加上柴油機的老化和燃油黏度的變化,都會使柴油機的噴油泵霧化效果變差,反應(yīng)到公式中即是碳的氧化率變化。在理論計算中,一般認(rèn)為燃油中的碳全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳,即碳的氧化率取1。所以,理論計算得出二氧化碳排放量的值通常都會比實際測得的值稍大,此類理論計算與實際測得值相比稍大的結(jié)果在相關(guān)資料中也可以看出。
內(nèi)河船舶減排優(yōu)化方案
1、影響碳排放的因素
通過上述討論,船舶的碳排放只與燃油的消耗量有關(guān)。出于節(jié)約成本和環(huán)保的考慮,內(nèi)河船舶要減少二氧化碳的排放,就要減少船舶的油耗。內(nèi)河船舶油耗增加的因素主要有:
1.1淺水效應(yīng)
當(dāng)船舶在淺水區(qū)時,船體受到阻力增加,使船舶能耗增加,在同樣航速下比在深水航道要燃燒更多的燃料。設(shè)船舶在直流航道深水區(qū)受到的阻力為R,船舶在淺水航道受的阻力為RS,則有如下關(guān)系:RS=KS?R 。其中KS為船舶阻力換算系數(shù),其表達式為:
式中h為航道水深;T為船舶吃水;V為船舶實際航速。
1.2狹窄航道
船舶行駛在狹窄航道中時,船舶的兩弦距岸距離變短,船體與水流之間的摩擦隨之增加。另外狹窄航道容易產(chǎn)生擁水現(xiàn)象,進而增加船舶的額外阻力。設(shè)船舶在深水航道中受到阻力為R,相同航速下狹窄水道船舶受到的阻力為:RN=KN?R,式中RN為狹窄航道阻力,KN為阻力換算系數(shù)。KN表達式為:
式中為船舶方形系數(shù);n為航道過水?dāng)嗝嫦禂?shù)(航道過水?dāng)嗝媾c船舶橫向中剖面入水面積之比)。
1.3彎曲航道
當(dāng)船舶駛過彎曲的航道時,如果偏至航道一側(cè)會產(chǎn)生岸推、岸吸現(xiàn)象,船舶會受到額外的阻力。該附加阻力的大小與船舶在航道中的位置和速度有關(guān),公式為:Rb=Kb?R
式中Rb為船舶在彎曲的航道中受到的阻力;Kb為阻力換算系數(shù)(Kb>1,Kb與彎道半徑和V2有關(guān));R為船舶在深水航道中受到的阻力。
2、碳排放的減排措施
通過上述,得知船舶二氧化碳的排放不僅與柴油機的燃燒效率、選用的燃料有關(guān),還與船舶的使用有關(guān),如船舶在狹窄水道、淺水效應(yīng)、彎道引起船舶阻力增加均會增加船舶的油耗,進而增加二氧化碳的排放。
彎曲航道引起的阻力增加,不僅與船速有關(guān),還與彎道半徑有關(guān)。船舶在駛過彎道時,除了降低速度外,還應(yīng)采取以下措施降低阻力:
2.1順流過彎
船舶順流通過彎曲航道時,應(yīng)使船舶保持在航道的中線位置上,根據(jù)彎道的彎勢及水流速度,以較低的航速和較小的舵角平緩轉(zhuǎn)向,盡量保持船舶跡線與水流方向一致。
2.2頂流過彎
在船舶頂流過彎道的時候,船舶應(yīng)靠近凹岸一側(cè)航行,根據(jù)水流速度的大小,調(diào)整合適的舵角,順著凹岸側(cè)轉(zhuǎn)彎的彎勢連續(xù)平滑轉(zhuǎn)向,盡可能的讓船首尾的連線與水流方向一致。
總結(jié)
關(guān)鍵詞植樹造林;全球氣候變暖;影響;作用;措施
1全球氣候變暖的影響
全球氣候變暖將給地球和人類帶來復(fù)雜的影響,既有正面的,也有負(fù)面的。例如,隨著全球溫度的升高,副極地地區(qū)也許將更適合人類居住;在適當(dāng)?shù)臈l件下,較高的二氧化碳濃度能夠促進光合作用,從而使植物具有更高的固碳速率,使植物生長增加,即二氧化碳的增產(chǎn)效應(yīng),這是全球變暖的正面影響。但是與正面影響相比,全球氣候變暖對人類活動的負(fù)面影響將更為巨大和深遠(yuǎn)。例如,由于氣候變暖的影響,珠穆朗瑪峰的頂峰下降了1.3 m。祁連山冰川縮減危及河西走廊:近年來,祁連山冰川融化比20個世紀(jì)70年代減少了大約10億m3,冰川局部地區(qū)的雪線正以年均2.0~2.6 m的速度上升。
1.1 海平面上升
過去的100年中海平面上升了14.4 cm,我國上升了11.5 cm。海平面升高的原因,主要是海水的熱膨脹作用,當(dāng)海洋變暖時,海平面則升高。全球升溫會引起地球南北兩極的冰山融化,這也是造成海平面上升的主要原因之一。
1.2對動植物的影響
氣候是決定生物群落分布的主要因素,氣候變化能改變一個地區(qū)不同物種的適應(yīng)性并能改變生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部不同種群的競爭力。自然界的動植物,尤其是植物群落,可能因無法適應(yīng)全球氣候變暖的速度而作適應(yīng)性轉(zhuǎn)移,從而慘遭厄運。以往的氣候變化(如冰期)曾使許多物種消失,未來的氣候?qū)⑹挂恍┑貐^(qū)的某些物種消失,而有些物種則從氣候變暖中得到益處,其棲息地可能增加,競爭對手和 天敵也可能減少。例如,揚子鱷只能生活在宣城、涇縣和南陵等地,如果北界線北移,揚子鱷可能會自然絕種。
1.3對農(nóng)業(yè)的影響
一年中溫度和降水的分布是決定種植何種作物的主要因素,溫度及由溫度引起降水的變化將影響到糧食作物的產(chǎn)量和作物的分布類型。氣候的變化曾經(jīng)導(dǎo)致生物帶和生物群落空間(緯度)分布的重大變化。如公元800—1200年,北大西洋地區(qū)的平均溫度比現(xiàn)在高1 ℃,使玉米在挪威種植成為可能;但到了公元1500—1800年,西歐出現(xiàn)小冰川期,平均氣溫只比現(xiàn)在低1~2 ℃,造成了挪威50%的農(nóng)場棄耕,冰島的農(nóng)業(yè)耕種活動則幾乎全部停止。除此之外,全球氣候變暖還會使高溫、熱浪、熱帶風(fēng)暴、龍卷風(fēng)等自然災(zāi)害加重。因此,全球氣溫升高后,世界糧食生產(chǎn)的穩(wěn)定性和分布狀況將會有很大變化。
1.4對人類健康的影響
人類健康取決于良好的生態(tài)環(huán)境,全球氣候變暖將成為影響22世紀(jì)人類健康的一個主要因素。極端高溫將對22世紀(jì)人類健康造成極大困擾,主要體現(xiàn)為發(fā)病率和死亡率增加,尤其是瘧疾、淋巴腺絲蟲病、血吸蟲病、鉤蟲病、霍亂、腦膜炎、黑熱病、登革熱等傳染病將危及熱帶地區(qū)和國家,某些目前主要發(fā)生在熱帶地區(qū)的疾病可能隨著氣候變暖向中緯度地區(qū)傳播。
2森林在氣候變化中發(fā)揮的作用
針對導(dǎo)致氣候變化的兩大主要因素,國際社會在應(yīng)對氣候變化中,正在采取2項戰(zhàn)略措施:一是直接減排。即通過工業(yè)、能源領(lǐng)域的技術(shù)改造,提高能源利用效率,來減少二氧化碳等溫室氣體排放;二是間接減排。即通過以森林為主體的生物吸收大氣中的二氧化碳,將已排放到大氣中的溫室氣體吸收固定下來,以達到減少大氣中溫室氣體含量的目的[1]。在2項戰(zhàn)略措施中,直接減排十分重要,必須長期堅持;而通過森林來實現(xiàn)間接減排,成本低、易施行、綜合效益大,是目前應(yīng)對氣候變化最經(jīng)濟、最現(xiàn)實、最有效的重要途徑。
2.1森林是陸地上最大的儲碳庫
森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,因其具有吸收二氧化碳、放出氧氣的特殊功能,而被稱為“地球之肺”。森林以其巨大的生物量儲存著大量的碳,是陸地上最大的儲碳庫[2]。據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會估算:全球陸地生態(tài)系統(tǒng)中約儲存了2.48萬億t碳,其中1.15萬億t碳儲存在森林生態(tài)系統(tǒng)中。2000年,聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會又發(fā)表報告指出,森林面積占全球面積的27.6%,森林植被的碳儲量約占全球植被的77%,森林土壤的碳儲量約占全球土壤的39%,森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量占陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲量的比例為57%。
2.2森林是最經(jīng)濟有效的吸碳器
森林通過光合作用吸收二氧化碳,放出氧氣,把大氣中的二氧化碳以生物量的形式固定下來,這個過程被稱為碳匯。科學(xué)研究表明:林木每生長1 m3,平均吸收二氧化碳1.83 t,放出氧氣1.62 t。全球森林對碳的吸收和儲量占全球每年大氣和地表碳流動量的90%。國內(nèi)專家研究指出,在中國種植1 hm2森林,每儲存1 t二氧化碳的成本約為122元人民幣,這與非碳匯措施減排每1 t碳成本高達數(shù)百美元形成了鮮明反差。據(jù)專家測算:一個20萬kW機組的煤炭發(fā)電廠每年約排放87.78萬t二氧化碳,可與3.2萬hm2人工林在1年中吸收的二氧化碳當(dāng)量抵消;1駕波音777飛機從北京到上海來回旅程約4 h,1 d進行1個來回,1年約排放28 032 t二氧化碳,可與1 000 hm2人工林在1年中吸收的二氧化碳當(dāng)量抵消;1輛奧迪A4汽車1年的二氧化碳排放量約為20.2 t,可與0.7 hm2人工林在1年中吸收的二氧化碳當(dāng)量抵消。
2.3森林固碳已經(jīng)成為緩解氣候變化的根本措施之一
恢復(fù)和保護森林作為減排的重要措施,受到了國際社會的高度重視,并被寫入了《京都議定書》。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會在2010年的第四次全球氣候變化評估報告中指出:與林業(yè)相關(guān)的措施,可在很大程度上以較低成本減少溫室氣體排放并增加碳匯,從而緩解氣候變化。目前,許多發(fā)達國家已在實行森林間接減排。如,日本承諾減排6%,其中3.9%由森林固碳間接減排,2.1%由工業(yè)直接減排。圍繞后京都議定書的國際談判,許多國家和國際組織都在積極推動森林間接減排政策的制定,以進一步發(fā)揮森林在應(yīng)對氣候變化中的特殊作用。
3我國傳統(tǒng)植樹造林的弊端
建國以來,我國營造的大量人工林已成為經(jīng)濟建設(shè)所需木材的主要來源,并對保護生態(tài)環(huán)境起到了重要作用。但隨著時間的推移,大面積營造單一樹種的造林方式,逐漸顯露出弊端。
人工林在我國占有十分重要的位置,它不僅是經(jīng)濟建設(shè)所需木材的主要來源,對保護生態(tài)環(huán)境也起著重要的作用。多年來我國對營造人工林十分重視,目前全國人工林的面積大約有4 139萬hm2,其中大多數(shù)是用材林,防護林只占很少部分??偨Y(jié)我國幾十年來營造人工林的作法,有些很明顯的特點:人工林主要分布于山區(qū)和重要河流的中上游;樹種以針葉樹為主,全國人工林針葉樹占68%、闊葉樹占32%,而南方各省針葉樹的比例更大,在90%以上,而且集中連片,大面積連片種植單一樹種、品種的人工林在很多地方都可以看到。南方一些杉木產(chǎn)區(qū)縣,杉木人工林面積占森林總面積的70%~80%。有些平原地區(qū)還存在著單一無性系連片造林的狀況。這些人工林采伐后又常常更換同一樹種,造成多代連作。隨著時間的推移,我國人工林的營造方法顯露出不少弊端,目前已造成許多不良后果。
除了病蟲害的嚴(yán)重威脅外,單一樹種和成片連作造成地力嚴(yán)重衰退,這已在杉木、桉樹、柳杉及落葉松人工林中有明顯表現(xiàn)。杉木人工林由于土壤肥力下降,2代和3代20年內(nèi)人工林損失蓄積量30~45 m3/hm2。在花崗巖發(fā)育的土壤上地力衰退情況更為嚴(yán)重。天然森林的植被是復(fù)雜而多樣化的,一個山坡上可以出現(xiàn)多種森林植被類型。任何一片森林都是多樹種混交,如貴州梵凈山的栲樹林,參與構(gòu)成喬木層的就有182種,整個森林有4個層次構(gòu)成,維管束植物有407種。這種環(huán)境為多種生物提供了棲息地,也使森林具有涵養(yǎng)水源等多種功能。但現(xiàn)在單一樹種或少數(shù)幾個樹種的大面積人工林,由于生物多樣性嚴(yán)重下降,林區(qū)的生態(tài)環(huán)境惡化,森林各種功能與生產(chǎn)力得不到充分發(fā)揮,森林的適應(yīng)能力和穩(wěn)定性也大大下降。造成生態(tài)環(huán)境惡化與生物多樣性嚴(yán)重下降。
4科學(xué)植樹造林的措施
4.1營造由多樹種組成的混交林
首先要轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊挠^念,特別是領(lǐng)導(dǎo)者的認(rèn)識,科學(xué)地對待植樹造林,每個工程都要因地制宜做好規(guī)劃,適地適樹,采用多樹種營造各種方式的混交林,逐漸恢復(fù)自然界豐富多樣的生態(tài)系統(tǒng)[3]。因經(jīng)濟建設(shè)的需求是多方面的,經(jīng)濟林同樣不能搞單一品種,其不能適應(yīng)多方面的需要。
4.2提高造林工程的科技含量
植樹造林是一項科學(xué)性很強的工程,不能認(rèn)為造林是簡單的挖坑栽樹,高標(biāo)準(zhǔn)的造林工程,從前期規(guī)劃到選種育苗、培育養(yǎng)護,每個環(huán)節(jié)都要有先進技術(shù)和科學(xué)方法做支撐[4]。另外,還應(yīng)改進人工林的育林方法。目前采用的高強度林地清理、整地等措施既不經(jīng)濟,也不符合生態(tài)系統(tǒng)管理的要求,要逐漸推廣不煉山或整地造林,提倡局部撫育和割草撫育,以減少水土流失。人工林的密度應(yīng)適當(dāng)降低,使人工林形成多層結(jié)構(gòu)的森林群落,這樣才有利于人工林多種功能的發(fā)揮,提高人工林維護地力穩(wěn)定性的能力。
4.3提倡封山育林
還應(yīng)充分利用自然力發(fā)展森林,保護好現(xiàn)有的次生闊葉林。我國南北方的用材林基地,都存在著許多天然更新能力很強的次生闊葉林,這些次生闊葉林樹種組成多,群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜,生產(chǎn)力高,對保護物種資源有重要價值。要營造這些森林并非易事,但如果采取保護或封山育林措施,營林效果將會很好。
5參考文獻
[1] 張玲.試談林業(yè)經(jīng)濟發(fā)展前景及植樹造林相關(guān)技術(shù)[J].科技信息,2007(11):390.
[2] 田書忠.開發(fā)閑散荒廢土地資源實施植樹造林綠化工程[J].中國林業(yè),2003(10B):32-33.
新人教版高中生物必修三第六章涉及關(guān)于生物多樣性的內(nèi)容,這部分內(nèi)容的教學(xué)難點在于:概念過于抽象,書本表述過于簡單,使一線教師在教學(xué)中很難將其與社會、科技的發(fā)展聯(lián)系起來,學(xué)生也只能死記硬背,學(xué)習(xí)效果較差。實際上,在高中進行生物多樣性概念學(xué)習(xí)時,完全可以引用書上的內(nèi)容引申開去,啟發(fā)學(xué)生進行發(fā)散性思維,考慮學(xué)生已經(jīng)具備較強的邏輯思維能力,教師可設(shè)計相關(guān)問題,引導(dǎo)學(xué)生搜集材料,分析材料中邏輯的正確性,進行深入思考。
以下介紹一種通過生物多樣性的概念,引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實際,進行深入思考的教學(xué)過程:
一、生物多樣性的分布格局
在介紹清楚生物多樣性概念的基礎(chǔ)上,強調(diào)生物多樣性受到氣候因素的影響,產(chǎn)生了生物多樣性在全球分布模式的不同。從赤道到兩極,生物多樣性隨溫度的降低呈現(xiàn)遞減趨勢。沿海拔高度的上升,氣溫下降,生物多樣性亦呈下降趨勢。沿海水深度,光線減弱,溫度降低,生物多樣性同樣下降。由此可見,在水分充足的情況下,生物多樣性應(yīng)該與溫度正相關(guān)。
媒體關(guān)于氣候變暖對生物多樣性影響的報道,主流媒體認(rèn)為,人為地大量排放CO2導(dǎo)致全球氣候變暖,由此得出物種將在全球氣溫上升的大背景下加速滅絕,生物多樣性將呈迅速下降趨勢。
矛盾產(chǎn)生了:生物多樣性在全球的分布模式是與溫度正相關(guān),為何全球氣候變暖反而導(dǎo)致生物多樣性下降?
二、分析以上結(jié)論的邏輯關(guān)系
人類工業(yè)活動大量排放二氧化碳空氣中二氧化碳濃度持續(xù)增加二氧化碳不阻擋太陽輻射中的可見光,吸收紅外線,地面熱輻射無法逃逸外太空,大氣溫度逐年增加冰川融化,不能再反射太陽光兩極地區(qū)的陸地和海洋底部永久凍土層融化,大量比二氧化碳級別更高的溫室氣體甲烷被釋放出來地球加速升溫,一發(fā)不可收拾過度炎熱的氣候摧毀岌岌可危的生物圈生物多樣性下降,人類生存受到威脅。
三、請學(xué)生分析上述邏輯鏈條的漏洞
引導(dǎo)學(xué)生思考以下問題:(1)目前的地球大氣溫度在地質(zhì)史上處于什么狀態(tài)?(2)全球氣候是否在持續(xù)變暖?(3)氣候變暖是二氧化碳引起的嗎?(4)生物多樣性與氣候之間究竟是一種什么關(guān)系?
在這個環(huán)節(jié),教師需要對有關(guān)上述問題的各種不同觀點加以了解。
距人類最近的第四紀(jì)大冰期于200萬年前開始,截至目前,第四紀(jì)大冰期中至少有6個冰期,依次上溯分別為:玉木、里斯、民德、貢茲、多瑙、比貝等。目前,人類還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有走出第四紀(jì)大冰期,甚至極有可能尚未走出玉木冰期,目前不過處于玉木冰期所屬的最近一次亞冰期和下一次亞冰期之間的一個氣候相對溫暖的短暫亞冰期內(nèi)。
氣候變暖的權(quán)威數(shù)據(jù)來自“政府間氣候變化專門委員會”(IPCC),2007年,其第一工作組的第四次評估報告稱:由于自1750年以來的人類活動影響,全球大氣二氧化碳、甲烷和氧化亞氮濃度已明顯增加,目前已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了根據(jù)冰芯記錄得到的工業(yè)化前幾千年中的濃度值。全球大氣二氧化碳濃度的增加,主要由于化石燃料的使用和土地利用變化,而甲烷和氧化亞氮濃度的變化則主要是由于農(nóng)業(yè)。氣候的變暖是毫不含糊的,目前從全球平均氣溫和海溫升高、大范圍雪和冰融化以及海平面上升的觀測中得到的證據(jù)支持了這一觀點。在大陸、區(qū)域和洋盆尺度上,已觀測到氣候的多種長期變化,包括北極的溫度和冰、大范圍的降水量、海水鹽度、風(fēng)場以及包括干旱、強降水、熱浪和熱帶氣旋強度在內(nèi)的極端天氣方面的變化。但2009年哥本哈根氣候大會召開之前的“氣候門”事件(涉嫌操縱氣候數(shù)據(jù))影響了該報告的可信度。
大氣二氧化碳與氣溫變化的因果關(guān)系學(xué)術(shù)界并未形成定論。究竟是人類大量排放二氧化碳導(dǎo)致氣溫升高,還是太陽輻射增強導(dǎo)致氣溫上升,從而加大了海洋、凍土層中二氧化碳和其他溫室氣體的排放?就此問題學(xué)術(shù)界一直在爭論。英國布里斯托爾大學(xué)日前公報說,該校研究人員通過分析歷史觀測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),自1850年以來,留在大氣中的二氧化碳占其總排放量的比例長期穩(wěn)定,幾乎沒有什么變化。但從那時到現(xiàn)在,人類排放的二氧化碳量已從每年約20億噸增長至約350億噸,這意味著地球吸收了越來越多的二氧化碳。另一種觀點認(rèn)為,氣候變暖的主導(dǎo)因素是太陽輻射的增強和氣候自身活動性的影響。
生物多樣性與氣候的關(guān)系一直是學(xué)術(shù)界研究的熱點問題,目前主流觀點是生物多樣性受到溫度上升的影響會加快喪失速度。主要的原因有:生態(tài)環(huán)境的退化與喪失;物種向更高緯度和海拔遷移;生物物候期的變化,這種變化正造成生態(tài)紊亂;動物繁殖受影響;病蟲害增強。但反對的聲音也存在,即生物多樣性在氣候轉(zhuǎn)暖時可能有所增加。證據(jù)主要有地質(zhì)史上的泥盆紀(jì)、侏羅紀(jì)、新生代等溫暖期都伴隨著生物多樣性的極大豐富;另外,最新研究表明全球變暖對熱帶雨林的生物多樣性沒有影響,二氧化碳濃度的升高以及氣候變暖有利于那些生長迅速的樹木,升高的二氧化碳濃度是否扮演了一個肥料的角色而提高綠色植物的光合效率,尚是一個未解之謎;較高的溫度可能加速產(chǎn)生新物種的進化速度。
四、師生辯證分析、總結(jié)
通過對以上問題的思考,學(xué)生應(yīng)該對生物多樣性與氣候的關(guān)系得出自己的結(jié)論,形成自己的認(rèn)識。在生物教學(xué)中處理生物多樣性與氣候變化的相互關(guān)系時應(yīng)持的態(tài)度:重視現(xiàn)狀,“不能無憂,不必過慮”,而不必過慮的前提是不能無憂。特別是在很多現(xiàn)象尚未得到合理解釋,人類對自然所知甚少的情況下,減少溫室氣體的排放,節(jié)約資源,保持環(huán)境,保護珍稀瀕危動植物資源,保護森林、草地、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng)等做法,仍為明智之舉。為了人類的未來,采取謹(jǐn)慎的態(tài)度總是有益無害的。
同時應(yīng)告知學(xué)生,目前人類對自然界,尤其是生態(tài)系統(tǒng)中基本問題的認(rèn)識還非常淺薄,在很多問題未得出明確結(jié)論的情況下,面對海量的媒體報道,要學(xué)會篩選合理的信息,對任何問題都要關(guān)注其正反兩方面的觀點,從而避免陷入認(rèn)識誤區(qū)。
參考文獻:
[1]國家氣候變化對策協(xié)調(diào)小組辦公室,中國21世紀(jì)議程管理中心.全球氣候變化:人類面臨的挑戰(zhàn).商務(wù)印書館,2004.
【關(guān)鍵詞】課后習(xí)題;學(xué)生實驗;探究意識
一、問題的提出
(一)基于化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)與年報對實驗要求的探討
《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(2011年版)在教學(xué)建議中提到要精心設(shè)計科學(xué)探究活動,加強實驗教學(xué)。2020年廣州市初中畢業(yè)生學(xué)業(yè)考試試題分析與教學(xué)建議中也提到要克服實驗教學(xué)障礙,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力。以上要求可以說是與學(xué)科核心素養(yǎng)中提到的實驗探究與創(chuàng)新意識是一致的。
(二)基于目前九年級化學(xué)實驗教學(xué)存在的問題分析
1.由于我校屬于一所城鄉(xiāng)接合部的學(xué)校,實驗室的條件不好,部分藥品和儀器不能得到及時補充,導(dǎo)致有些實驗的完成率偏低,學(xué)生動手實驗的機會也不多,實驗技能和動手能力偏弱,脫離了直觀性強的化學(xué)實驗,從而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣不高。2.現(xiàn)階段仍然存有部分教師實驗意識和科學(xué)探究意識相對比較薄弱、知識結(jié)構(gòu)老化、采用較為傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)模式等現(xiàn)象,忽略了對學(xué)生知識點的形成過程和課后拓展意識的培養(yǎng),更談不上培養(yǎng)學(xué)生探究方法和探究能力、實驗意識和實驗探究意識了。3.在現(xiàn)有實驗室條件和教師觀念意識的影響下,有部分教師會忽略學(xué)生實驗,覺得做實驗浪費時間,還不如多做兩道題,所以學(xué)生進入實驗室做實驗的機會是比較少的,實驗?zāi)芰Φ貌坏藉憻挘灰f提高實驗探究的能力了。也有個別教師直接用實驗視頻代替了課堂演示實驗或?qū)W生實驗,不能充分發(fā)揮實驗教學(xué)的育人作用。
(三)基于九年級教材中化學(xué)實驗素材來源
新課標(biāo)重視開展以素養(yǎng)為本的教學(xué),倡導(dǎo)開展以化學(xué)實驗為主的多種探究活動,讓學(xué)生有更多的機會主動地體驗科學(xué)探究的過程。人教版九年級化學(xué)分為上、下兩冊[1],兩冊教材中的化學(xué)實驗以教師演示實驗、學(xué)生分組實驗、探究實驗為主,課外實驗為輔。對于大部分教師來說,基本上都能充分利用好這些實驗進行授課,但筆者覺得除了教材中原有的實驗外,教師應(yīng)從教材中發(fā)掘素材,設(shè)計成探究實驗,這樣既能鍛煉學(xué)生的科學(xué)探究思維能力、實驗動手能力,也能加深他們對該習(xí)題的理解。如教材中的一些課后習(xí)題(第六單元課題2的課后習(xí)題4、第八單元課題2的課后習(xí)題7、第八單元課題3的課后習(xí)題2、第十一單元課題1的課后習(xí)題4等)。
二、“二氧化碳制取的反應(yīng)原理的探究”的教學(xué)設(shè)計與實施
(一)教材內(nèi)容分析
有關(guān)氣體的制備是歷年中考的必考點,考查的內(nèi)容是氣體制取的原理、收集方法、裝置的選擇與組裝、實驗條件控制方法等。九年級化學(xué)教材中,在第二單元詳細(xì)介紹了氧氣的實驗室制取,在第六單元二氧化碳實驗室制取的學(xué)習(xí)是通過學(xué)生原有知識的基礎(chǔ)上進行探究學(xué)習(xí)。但是在教材中卻是直接地給出了一個關(guān)于制取二氧化碳的反應(yīng)原理,感覺就像硬塞給了學(xué)生一樣,導(dǎo)致很多學(xué)生不能理解為什么制取二氧化碳要用大理石或石灰石與稀鹽酸,而不能用碳燃燒等反應(yīng)。在本課題的課后習(xí)題中,就有一道習(xí)題是關(guān)于制取二氧化碳的反應(yīng)的探究,所以教師在授課過程中可以充分利該習(xí)題介紹二氧化碳反應(yīng)原理的探究,既能發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究的思維,又能增強學(xué)生的實驗動手能力,還能幫助學(xué)生更好地理解二氧化碳制取的反應(yīng)原理[2-3]。
(二)課程標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)探究能力的八要素和布魯姆的認(rèn)知理論
《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(2011年版)課程內(nèi)容中提道,義務(wù)教育階段化學(xué)課程中的科學(xué)探究,是學(xué)生積極主動地獲取化學(xué)知識,認(rèn)識和理解化學(xué)問題的重要實踐活動??茖W(xué)探究包括提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃、進行實驗、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價和表達與交流等八要素。教育家布魯姆的認(rèn)知領(lǐng)域認(rèn)為學(xué)生對知識的認(rèn)知層次分為知道、理解、運用、分析、綜合和評價六個層次,對于實驗室氣體的制備,教材中介紹了氧氣和二氧化碳的制取,學(xué)生的認(rèn)知過程可歸納如下表。
(三)二氧化碳制取探究的教學(xué)設(shè)計
環(huán)節(jié)一:知道、理解。(師生互動)回顧氧氣的實驗室制?。簭闹迫⊙鯕獾姆磻?yīng)原理、反應(yīng)物狀態(tài)、反應(yīng)條件、發(fā)生裝置、收集裝置、驗滿方法和檢驗方法七個方面回憶氧氣的實驗室制取,學(xué)生完成學(xué)案上的表格。通過實驗室氧氣的制取你能得出實驗室制取某種氣體的思路和方法嗎?設(shè)計意圖:引導(dǎo)學(xué)生確定實驗室制取氣體的基本思路和方法。環(huán)節(jié)二:運用、分析。(新授課)【學(xué)生活動1】列舉你所知道的能生成二氧化碳的反應(yīng),然后與同學(xué)討論這些反應(yīng)能否用于實驗室里制取二氧化碳,并說明理由。師生共同回憶學(xué)過的能生成二氧化碳的反應(yīng):反應(yīng)1.碳燃燒:C+O2====點燃CO2。反應(yīng)2.碳還原氧化銅:C+2CuO====高溫2Cu+CO2↑。反應(yīng)3.蠟燭燃燒:蠟燭+氧氣====點燃二氧化碳+水。反應(yīng)4.碳酸鈉與鹽酸反應(yīng):Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑。設(shè)計意圖:通過已學(xué)內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生討論實驗室制取某種氣體的反應(yīng)原理時要考慮的因素?!緦W(xué)生活動2】分組實驗:探究實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理,學(xué)生完成三組對比分組實驗,記錄現(xiàn)象并分析原因和得到的結(jié)論。實驗1:碳酸鈉和稀鹽酸——反應(yīng)速率過快,不利于收集二氧化碳。實驗2:大理石和稀鹽酸——反應(yīng)速率適中,可用于實驗室制取二氧化碳。實驗3:大理石和稀硫酸——反應(yīng)生成的硫酸鈣是微溶物,會覆蓋在大理石表面,阻止反應(yīng)的繼續(xù)進行。綜上所述,適合實驗室制取二氧化碳的藥品是大理石與稀鹽酸。設(shè)計意圖:通過學(xué)生分組對比實驗確定實驗室制取CO2的藥品和原理。實驗過程中教師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實驗的反應(yīng)物狀態(tài)、反應(yīng)條件、反應(yīng)速度等?!緦W(xué)生活動3】參考氧氣的制取思路學(xué)氧化碳的實驗室制取,從反應(yīng)原理、反應(yīng)物狀態(tài)、反應(yīng)條件、發(fā)生裝置、收集裝置、驗滿方法和檢驗方法七個方面歸納總結(jié)二氧化碳的實驗室制取。設(shè)計意圖:引導(dǎo)學(xué)生通過實驗室制取氧氣的研究思路,確定學(xué)習(xí)制取二氧化碳的實驗裝置,體現(xiàn)了學(xué)科知識間的遷移和學(xué)習(xí)模版的構(gòu)建對學(xué)生類似知學(xué)習(xí)的作用?!緦W(xué)生活動4】請總結(jié)本節(jié)課的收獲,完成下面的問題。實驗室制取氣體裝置的選取原則:①實驗室制取氣體確定發(fā)生裝置時應(yīng)考慮哪些因素?②確定收集裝置時應(yīng)考慮哪些因素?設(shè)計意圖:幫助學(xué)生鞏固實驗室制取氣體裝置選取的原則,有效突破難點。環(huán)節(jié)三:綜合、評價。(當(dāng)堂檢測)練習(xí):實驗室部分裝置如圖所示,請回答下列問題。(1)實驗室用CaCO3和稀鹽酸制備CO2的化學(xué)方程式為______,能作為發(fā)生裝置的是______、______(填字母,下同)。(2)加熱氯化銨與氫氧化鈉的固體混合物制取氨氣,應(yīng)選擇的反應(yīng)發(fā)生裝置是______。(3)實驗室通過加熱亞硝酸鈉和氯化銨的混合溶液制取并收集N2時,應(yīng)選擇的反應(yīng)發(fā)生裝置是______。
三、二氧化碳制取反應(yīng)原理實驗的探究設(shè)計及效果
(一)二氧化碳制取反應(yīng)原理實驗的探究設(shè)計
要制取一種氣體,首先要考慮它的反應(yīng)原理,本環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計是先讓學(xué)生回顧已學(xué)的能生成CO2的反應(yīng)并分組討論這些反應(yīng)能否用于實驗室制取CO2,從而得出實驗室制取某種氣體的反應(yīng)原理時要考慮的因素;通過三組對比實驗(碳酸鈉粉末與稀鹽酸、大理石顆粒與稀鹽酸、大理石顆粒與稀硫酸)的演示,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注其反應(yīng)物狀態(tài)、反應(yīng)條件、反應(yīng)速率等,從而通過實驗確定實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理和最適合藥品。
(二)教學(xué)效果
與教材中直接把反應(yīng)原理告訴學(xué)生相比,以上設(shè)計思路可以更好地讓學(xué)生進行知識的遷移和歸納,將實驗室制取氣體的知識點形成一條知識鏈從而應(yīng)用到其他氣體的制取上,達到學(xué)以致用的效果。通過討論、實驗對比等探究式學(xué)習(xí),充分讓學(xué)生認(rèn)識體會過程性的學(xué)習(xí),逐漸形成科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和探究意識。
四、教學(xué)反思
本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計,以CO2的實驗室制取為載體,重點在于探究CO2制取的反應(yīng)原理,整個過程的設(shè)計符合教育家布魯姆的知道、理解、運用、分析、綜合和評價六個知識認(rèn)知層次。充分利用了課后習(xí)題進行實驗的滲透,既幫助學(xué)生更好地理解教材中的知識點,又使學(xué)生的實驗?zāi)芰吞骄恳庾R得到鍛煉[4]。有關(guān)該教學(xué)設(shè)計中的三組對比實驗,課后有學(xué)生也問道:如果用碳酸鈉顆?;虼罄硎勰┬胁恍??首先,對同學(xué)們的課后反思,教師應(yīng)當(dāng)給予充分的肯定,至于行與不行,給出了以下回答:①建議學(xué)生上網(wǎng)或去圖書館查閱相關(guān)資料,了解碳酸鈉的常見狀態(tài)。②可以設(shè)計一個大理石顆粒和大理石粉末分別與稀鹽酸反應(yīng)的對比實驗,通過實驗事實判斷行與不行。學(xué)生非常感興趣,利用課余時間進行了討論、實驗等,發(fā)現(xiàn)大理石粉末與稀鹽酸的反應(yīng)速度很快,不利于收集氣體。學(xué)生通過親身做實驗,不僅解決了之前提出的疑惑,實驗設(shè)計能力和實驗探究意識也再一次得到了鍛煉。在后期的教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)注重能更合理地將實驗教學(xué)滲透在教材的各種素材中(如課后習(xí)題),有效提高學(xué)生的實驗意識和探究意識,提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。
【參考文獻】
[1]人民教育出版社課程教材研究所,化學(xué)課程教材研究開發(fā)中心.義務(wù)教育教科書·化學(xué)·九年級上冊[M].北京:人民教育出版社,2012.
[2]王聃.中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)初探[J].科教導(dǎo)刊(電子版),2016(4):57.
[3]王磊.基于學(xué)生核心素養(yǎng)的化學(xué)學(xué)科能力研究[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2018.