师：同学们好，今天我们来学习绿色植物在生物圈中的作用，这一章的第二节——绿色植物与生物圈的物质循环第一课时。本节课我们将完成三个学习目标：一、说出生物圈的概念、范围及分类；二、描述碳氧平衡的概念，分析生物圈碳氧平衡的现状，讨论植物光合作用对碳中和的重要贡献，并认同植树造林的重要意义；三、说明绿色植物在生物圈碳氧平衡中的作用，初步形成生态文明观念，践行“绿水青山就是金山银山”的理念，积极参与环境保护实践，立志成为美丽中国的建设者。现在我们开始上课。
地球是我们共同生活的家园，地球上的任何地方都有生物吗？科学家经过研究发现，地球的直径长达1万多千米，而地球上适合生物生存的地方只是它表面的一薄层。科学家把这一薄层叫做生物圈，生物圈是指地球上的生物与其环境的总和。
如果以海平面来划分，生物圈向上可达到约10千米的高度，向下可深入约10千米左右的深度。生物圈可分为大气层的底部、水圈的大部和岩石圈的表面三部分。下面请同学们根据视频进一步了解一下生物圈的分类。
在这个约20千米的厚度中，可以把生物圈分为三个部分：大气层的底部、水圈的大部和岩石圈的表面。咱们就挨个来说一说。
先来说说大气层，大气层充满了各种气体，有氮气、氧气、二氧化碳等等。大气层中的生物主要集中于下层与岩石圈的交界处，常见的动物有飞翔的鸟类和昆虫，比如喜马拉雅秃鹫。它是一种腐食性动物，是藏族天葬的执行者，也是世界上飞得最高的鸟类之一。攀登珠峰的队员曾亲眼目睹它飞跃世界第一高峰。但是，大气层中越高的地方，氧气和水分越少，温度和气压越低，生物也就越少。到海拔22000米的高度，是生物记录的最高层了，这里仅有一些细菌和真菌。
说了大气圈，再来说说水圈。水圈包括地球上全部的海洋和江河湖泊。在水圈中几乎到处都生活着水生生物，它们大多生活在距海平面150米以内的水层中。随着海水越来越深，阳光越来越少，温度也越来越低，海水的压力却越来越大。但是这里也有生物存在，比如这只狮子鱼，它生活在太平洋7.7千米的深处。这里的海水压力每平方米达到了8000吨，相当于1600只大象站在一辆小轿车的顶上。
最后再来说岩石圈，它是地球表面的固体部分，其表面大多覆盖着土壤，它是一切陆生生物的立足点，所以这里的生物种类最丰富。你看，有多姿多彩的花草树木，形态各异的各类昆虫，种类繁多的飞禽走兽，还有无处不在的细菌和真菌。大多数的生物生存于土壤上层几十厘米之内，缺少阳光和氧气也是限制生物在土壤深处分布的因素。在岩石圈中有生物分布的最深记录是地下2500米至3千米处的石油中，这里生存着一些嗜油细菌。
生物生活在生物圈中，生物的生命活动也会影响环境中的物质成分。比如我们前面学到的绿色植物的光合作用和呼吸作用，会影响大气中氧气和二氧化碳的含量。让我们一起来回顾一下光合作用和呼吸作用吧。
首先请同学们回想，光合作用的实质是什么呢？对，就是绿色植物利用光能把二氧化碳和水合成为储存了能量的有机物，同时释放氧气的过程。从光合作用的实质我们可以看出，绿色植物通过光合作用可以吸收二氧化碳，从而降低生物圈中二氧化碳的含量；绿色植物通过光合作用还可以释放氧气，从而增加生物圈中氧气的含量。
请同学们再回想一下，生物的呼吸作用的实质又是什么呢？生物的呼吸作用是指细胞内的有机物经过一系列复杂变化，一般需要消耗氧气，分解成二氧化碳等物质并释放能量的过程。从呼吸作用的实质我们可以看到，生物的呼吸作用会释放二氧化碳，从而增加生物圈中二氧化碳的含量，同时它也会消耗氧气，从而减少生物圈中氧气的含量。
同学们开动一下脑筋，想一想生物圈中还有哪些活动会影响二氧化碳和氧气的含量呢？没错，人类在生产生活中燃烧煤、石油等都需要消耗氧气，同时产生二氧化碳，而这个过程也会增加生物圈中二氧化碳的含量，减少生物圈中氧气的含量。
生物圈的大气中氧气体积分数约为21%，二氧化碳体积分数约为0.03%，它们保持着相对平衡，这就是碳氧平衡。
请同学们仔细观察这张碳氧平衡作用示意图，看一看氧气、二氧化碳，它们的来源和去路，哪两个相对比较单一呢？经过认真观察，同学们应该会发现，二氧化碳的去路和氧气的来源仅仅有一个箭头，所以它们俩相对比较单一，而它们主要又是依靠绿色植物的光合作用。绿色植物是氧气的制造者和二氧化碳的消耗者。据统计，一公顷阔叶林每天能吸收大约1000千克二氧化碳，产生大约730千克氧气。可见绿色植物在维持生物圈的碳氧平衡中尤为重要。
那生物圈碳氧平衡的现状又是怎样的呢？原本自然界的碳氧循环很平衡，二氧化碳释放一点就吸收一点，后来由于人类活动过度干预，释放量远远大于吸收量。下面请同学们仔细观看视频——全球二氧化碳排放量变化图。
从视频中我们可以看到，自工业革命开始，大气中的二氧化碳含量开始大幅增加。科学家在今年5月测得大气中的二氧化碳浓度达到425PPM，也就是0.0425%，这比工业化前水平高50%，也是数百万年以来最高值。近年来，大气中的二氧化碳的大幅增加，说明了生物圈的碳氧平衡已被打破，碳氧平衡问题亟待解决。
我们都知道生物圈中的二氧化碳不断增加会引起地球的温度升高，这是为什么呢？请同学们观看视频——二氧化碳的作用，寻找答案。
为什么二氧化碳增多会使地球变暖？我们居住的地球是一个大温室，起透光和隔热作用的是大气中的二氧化碳。太阳光是由各种不同波长的光波组成的，可见光到达地球表面后，其余2/3被岩石和水等吸收。二氧化碳有个特性，它几乎可以让可见光完全透过，但对长波的红外光，特别是那些波长从12微米到18微米范围的红外光，却能够强烈吸收。这样，靠近地表大气层中的二氧化碳，如同温室中的玻璃和塑料薄膜，阳光可以射到地球里，但热量却难以散射出去。这种作用使地表的气温升高，称为温室效应。
通过视频我们了解了二氧化碳有透光隔热的作用，它能让阳光穿过射入地球，但地球热量却难以散射出去。如果仅凭太阳照射，地表温度只能达到零下18度左右，整个世界将会笼罩在冰点之下。目前地球的地表平均温度大约在15摄氏度左右，这是二氧化碳等温室气体的保温作用。正是这些温室气体的保温效应，弥补了将近33度的温差，让我们有了一个宜居的地球。
在温室气体中，二氧化碳是人类生活中排放量极大的气体，如果大气中的二氧化碳含量过多，热量更难流失，地球的平均气温也会越来越高，从而造成温室效应。
请同学们思考，温室效应都有哪些危害呢？我们都知道，过度的温室效应会加速两极的冰川融化，海平面升高，淹没小岛和近海的陆地；过度的温室效应也会造成干旱和洪涝灾害频频发生，使世界上缺水地区降水量和地表径流减少，从而加重这些地区的旱灾，加快土壤荒漠化的速度；在雨量较大的热带地区，降水量进一步增大，从而加剧洪涝灾害的发生。此外，温室效应还会使局部地区在短时间内发生急剧的气候变化，导致气候异常，造成高温、热浪、热带风暴、龙卷风等自然灾害的加重，进而导致物种灭绝速度越来越快。
看来减少温室效应，维持生物圈的碳氧平衡刻不容缓。想要解决问题，首先要知道问题产生的原因，然后才能对症下药。所以请同学们想一想，破坏生物圈碳氧平衡的原因都有哪些呢？
我们知道，从19世纪后半叶起，人类的各种活动，特别是工业生产及汽车、轮船等交通工具的广泛使用，需要大量使用燃料，使得生物圈中的二氧化碳的排放量增加。我们通过碳氧平衡作用示意图可以看出，燃料燃烧需要消耗氧气、释放二氧化碳，人类大量燃烧燃料将导致的结果是生物圈中二氧化碳含量增加，氧气含量减少，这已经超过了生物圈自动调节的能力，因而碳氧平衡已逐渐失衡。
破坏生物圈碳氧平衡的另一个重要原因是人类对森林和草原资源的不合理开发和利用，使得吸收二氧化碳的绿地面积大大减小，从而使得生物圈中二氧化碳的吸收量降低。下面我们将通过视频一起来了解全球森林资源的现状。
2020年的数据显示，目前全球森林总面积为40.6亿公顷，占陆地总面积的近31%。自1990年至今，全球共有4.2亿公顷森林遭到毁坏。但得益于部分国家大幅减少森林砍伐、大规模植树造林和林地自然增长，净损失量达1.78亿公顷。现在全世界每年就有1200万公顷的森林消失，也就是说平均每分钟就有20公顷的森林化为乌有。
而作为森林资源的重要组成部分的热带雨林形势更严峻。热带雨林是全球最大的生物基因库，是世界上一半以上动植物物种的栖息地，也是碳素生物循环转化和储存的巨大活动库。仅亚马逊热带雨林产生的氧气就占全球氧气总量的1/3。由于热带雨林主要位于南北回归线之间，而这块区域大多数又都是发展中国家，由于他们的贫穷和短视，正在大肆砍伐，破坏这一地球异常重要的组成部分。据研究，近100年来，全球已经有超过20%的热带雨林完全消失，另外还有10%的热带雨林正在遭受着高温、干旱和烈火的考验。