师：同学们，今天我们复习高中生物学选择性必修2第三章第三节生态系统的物质循环。本节有三个学习任务：一是通过碳循环知识提出缓解温室效应的新方案；二是运用生物富集等知识在实际情境中解决问题；三是运用本节知识，提出有效利用生态资源的新思路。
近年来，极端天气频发，高温、洪灾、涝灾肆虐，严重影响人们生命安全。研究表明，极端天气与温室效应加剧密切相关。人类对煤和石油等资源的大量开发利用，向大气排放大量二氧化碳，打破了生物圈中碳的平衡，加剧了温室效应，引发全球性气候变化。所以，如何降低二氧化碳浓度、减缓温室效应，是人类亟待解决的问题。
我们先来完成第一个任务：通过碳循环知识提出缓解温室效应的新方案。同学们还记得碳循环的过程吗？请回顾课文内容并思考：在自然生态系统中，碳从无机环境进出生物群落，如生产者、消费者、分解者，通过哪些生命活动形成哪些产物？
碳元素在无机环境中主要以二氧化碳形式存在，即大气二氧化碳库，还有岩石中的碳酸盐。碳从无机环境进入生物群落，需经过生产者的光合作用或化能合成作用，将大气中的二氧化碳和水转化为含碳有机物。同时，生产者进行呼吸作用，分解有机物为无机物，产生的二氧化碳释放到大气环境。
在生物群落中，碳以含碳有机物的形式经食物链、食物网传递，被各营养级消费者摄入。消费者将前一营养级的有机物转化为自身有机物，同时通过呼吸作用分解有机物，释放二氧化碳到大气。生产者和消费者的遗体、残骸以及动物粪便中的碳，需经分解者的分解作用，将有机物分解为二氧化碳等无机物释放到大气中。分解者的分解作用实质与呼吸作用一致。
此外，海洋等水体对调节大气碳含量很重要。大气中二氧化碳含量增加，水圈中二氧化碳含量随之增加；大气中二氧化碳局部短缺，水中二氧化碳能及时进入大气。所以，自然生态系统能维持碳元素平衡，但人类工业生产打破了这种平衡。人类开发利用的化石燃料，是远古动植物遗体经高温高压形成，近代大量燃烧产生大量二氧化碳，释放到无机环境，加剧了温室效应。
现在，请同学们把上述碳循环过程构建为碳循环模型，按下暂停键，用箭头连接图中成分。构建好模型后，同学们尝试叙述一下。在碳循环中，大气二氧化碳经生产者的光合作用或化能合成作用进入生物群落，转化为有机物形式，随后在生产者与消费者之间以含碳有机物形式沿食物链和食物网传递。碳从生物群落返回无机环境，除了生产者和消费者的呼吸作用，分解者的分解作用也很关键，它能将遗体残骸的有机物分解为无机物，生成二氧化碳返回无机环境。部分动植物遗体、枯枝败叶沉降在土壤底层，经长期沉积，在高温高压下形成石油等化石燃料，所以土壤有巨大储碳量。人类大量开发使用，使土壤储存的碳大量释放，打破了平衡。
组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，不断地从非生物环境到生物群落，又从生物群落返回非生物环境，这个过程就是生态系统的物质循环。由于水圈全球范围的环流作用，在地球上最大的生态系统——生物圈中，物质循环具有全球性，也被称为生物地球化学循环。物质循环有两个特点：一是全球性，二是循环往返。
同学们能否将碳循环模型提炼简化为简图呢？根据简图，要减少大气中二氧化碳含量，需增加碳存储，减少碳释放。比如，可以通过植树种草，提高森林覆盖率，建造大面积人工林，增强固碳作用；通过秸秆还田，提高农田土壤储碳量，减少秸秆燃烧产生的碳排放；改进科技，使用清洁能源，减少对化石燃料的燃烧。日常生活中，我们要注重环保节约，不浪费粮食，出行使用公共交通工具，践行低碳生活，减少碳排放。
除此之外，还有新办法吗？2020年9月《自然》杂志在线发表了武汉大学在人工光合作用领域的最新研究成果——《二氧化钛在金属有机框架中介孔的填充及二氧化碳光还原》。该研究创造性地探索了无机半导体纳米颗粒和金属有机框架（MOF）孔道界面的分子定制。通过二氧化碳光还原实验表明，二氧化钛以MOF骨架构筑的三维有序结构光催化活性更高，实现了半导体纳米材料在MOF中的无损填充，两种材料特性高效协同，拓展出一系列新型人工光合作用催化剂。
人工光合作用能将二氧化碳还原为有利用价值的化学产品，不仅为能源危机提供新解决方案，还能有效减少生态环境中二氧化碳含量，对减缓温室效应极为有利。
通过以上学习，同学们对碳循环过程清楚了吗？请辨析下面碳循环的图示并完成问题。大家做得很好，归纳一下辨析要点：首先，碳循环中只有生产者与无机环境之间的传递是相互的，其他成分之间的传递是单向的；第二，生产者指向消费者和分解者，消费者和分解者指向无机环境；第三，消费者的遗体、残骸、粪便等需被分解者分解，所以消费者指向分解者。
现在完成练习一。大家都做得非常好，该题答案是A。B项错误，因为可以通过碳存储减少大气二氧化碳量；C选项错误，生物群落内碳循环的物质形式应以含碳有机物形式存在；D选项错误，参与过程的生物不仅有生产者，生产者是碳元素进入生物群落的主要门户。