2025年大學(xué)《地球系統(tǒng)科學(xué)》專業(yè)題庫——地球系統(tǒng)科學(xué)對(duì)環(huán)境治理的啟示考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)。）1.下列哪一項(xiàng)不屬于地球系統(tǒng)科學(xué)通常關(guān)注的核心圈層？A.大氣圈B.水圈C.人類活動(dòng)圈層D.巖石圈2.在地球系統(tǒng)中，森林通過光合作用吸收二氧化碳，這主要體現(xiàn)了哪種過程？A.物理過程B.化學(xué)過程C.生物過程D.地質(zhì)過程3.當(dāng)大氣中溫室氣體濃度增加導(dǎo)致全球變暖時(shí)，冰川融化加速，進(jìn)而導(dǎo)致海平面上升，這描述了地球系統(tǒng)中的：A.正反饋機(jī)制B.負(fù)反饋機(jī)制C.耦合關(guān)系但無反饋D.線性因果關(guān)系4.地球系統(tǒng)科學(xué)強(qiáng)調(diào)“整體性”視角，其根本原因在于：A.地球各圈層物質(zhì)和能量交換極其頻繁B.環(huán)境問題往往是單一原因造成的C.人類活動(dòng)對(duì)地球系統(tǒng)影響微乎其微D.傳統(tǒng)科學(xué)研究已經(jīng)足夠全面5.“恢復(fù)力”（Resilience）在地球系統(tǒng)科學(xué)語境下，主要指：A.系統(tǒng)抵抗干擾并維持其結(jié)構(gòu)和功能的能力B.系統(tǒng)在受到干擾后快速恢復(fù)到原狀的能力C.系統(tǒng)對(duì)外部輸入的敏感度D.系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度6.以下哪種環(huán)境治理策略最符合“基于自然的解決方案”（NbS）的理念？A.大規(guī)模建設(shè)人工水庫調(diào)節(jié)徑流B.全面禁止某種農(nóng)業(yè)活動(dòng)以減少污染C.通過植樹造林增強(qiáng)區(qū)域水源涵養(yǎng)能力D.依賴先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行污染物末端處理7.地球系統(tǒng)科學(xué)視角下，理解城市熱島效應(yīng)需要考慮：A.城市建筑材料的比熱容B.城市人口密度與能源消耗C.城市下墊面性質(zhì)改變對(duì)能量平衡的影響D.城市交通管理效率8.循環(huán)經(jīng)濟(jì)原則在地球系統(tǒng)科學(xué)框架下的核心體現(xiàn)是：A.提高資源利用效率B.減少廢棄物排放C.實(shí)現(xiàn)資源在生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的閉環(huán)流動(dòng)D.降低生產(chǎn)成本9.將土地利用變化（如毀林開荒）對(duì)區(qū)域水文循環(huán)、生物多樣性及碳循環(huán)的綜合影響納入考量，體現(xiàn)了：A.線性思維方法B.系統(tǒng)工程方法C.靜態(tài)平衡分析方法D.單因素歸因方法10.評(píng)估一項(xiàng)環(huán)境治理政策是否成功，從地球系統(tǒng)科學(xué)角度看，關(guān)鍵在于：A.政策執(zhí)行是否到位B.是否有效改善了目標(biāo)區(qū)域的環(huán)境狀態(tài)C.是否維持或增強(qiáng)了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的健康和功能D.是否獲得了經(jīng)濟(jì)上的顯著效益二、簡答題（每小題5分，共20分。請(qǐng)簡要回答下列問題。）1.簡述“正反饋”與“負(fù)反饋”在地球系統(tǒng)中的區(qū)別及其各自對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。2.簡述“人地系統(tǒng)”（Anthroposphere-GeosphereSystem）的概念及其在環(huán)境治理中的意義。3.簡述地球系統(tǒng)科學(xué)視角下，“閾值”（Threshold）或“臨界點(diǎn)”（TippingPoint）的概念及其對(duì)環(huán)境管理的啟示。4.簡述將“恢復(fù)力”（Resilience）思想應(yīng)用于城市環(huán)境治理的可能途徑。三、論述題（每小題15分，共30分。請(qǐng)結(jié)合具體實(shí)例，深入闡述下列問題。）1.運(yùn)用地球系統(tǒng)科學(xué)的多圈層耦合觀點(diǎn)，分析氣候變化對(duì)區(qū)域水資源系統(tǒng)可能產(chǎn)生的影響，并探討相應(yīng)的環(huán)境治理啟示。2.論述地球系統(tǒng)科學(xué)如何為“可持續(xù)發(fā)展”提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)。請(qǐng)結(jié)合具體的環(huán)境治理原則或方法進(jìn)行說明。四、案例分析題（20分。請(qǐng)閱讀以下案例，并回答問題。）案例：某流域歷史上森林覆蓋率高，水系發(fā)達(dá)。近年來，由于大規(guī)?？撤ド?、過度放牧和城市化擴(kuò)張，該流域水土流失嚴(yán)重，輸入下游湖泊的泥沙和污染物增加，導(dǎo)致湖泊水體渾濁、富營養(yǎng)化加劇，生物多樣性下降，下游居民飲用水安全受到威脅。同時(shí)，區(qū)域氣候也呈現(xiàn)出干旱化趨勢(shì)。問題：請(qǐng)從地球系統(tǒng)科學(xué)的角度，分析該流域所面臨的主要環(huán)境問題及其相互關(guān)聯(lián)（即圈層耦合與反饋機(jī)制）。并基于地球系統(tǒng)科學(xué)的原理，提出一套綜合性的環(huán)境治理建議，強(qiáng)調(diào)應(yīng)遵循的原則和方法。---試卷答案一、選擇題1.C2.C3.A4.A5.A6.C7.C8.C9.B10.C二、簡答題1.正反饋是指系統(tǒng)受到擾動(dòng)后，其響應(yīng)使擾動(dòng)進(jìn)一步加劇，導(dǎo)致系統(tǒng)偏離原狀態(tài)更遠(yuǎn)。它傾向于使系統(tǒng)不穩(wěn)定。負(fù)反饋是指系統(tǒng)受到擾動(dòng)后，其響應(yīng)使擾動(dòng)減弱，有助于系統(tǒng)恢復(fù)到原狀態(tài)或新的平衡狀態(tài)。它傾向于使系統(tǒng)穩(wěn)定。在地球系統(tǒng)中，負(fù)反饋機(jī)制是維持系統(tǒng)長期穩(wěn)定和平衡的關(guān)鍵，例如，氣溫升高導(dǎo)致冰雪融化加速（正反饋），但融化后的冰雪反光增強(qiáng)（負(fù)反饋）有助于降溫。而某些正反饋（如極地冰蓋融化變黑吸收更多陽光）則會(huì)加劇氣候變化。2.人地系統(tǒng)是指人類社會(huì)（包括人口、經(jīng)濟(jì)、文化、技術(shù)等）與地球自然系統(tǒng)（包括大氣、水、巖石、生物等圈層）相互作用、相互影響構(gòu)成的復(fù)雜耦合系統(tǒng)。其意義在于，環(huán)境問題本質(zhì)上是人地系統(tǒng)相互作用失調(diào)的結(jié)果，因此環(huán)境治理必須綜合考慮自然規(guī)律和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，尋求人地和諧共生的路徑和策略，例如制定符合生態(tài)承載力的政策、發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)、推廣可持續(xù)生活方式等。3.閾值（Threshold）或臨界點(diǎn)（TippingPoint）是指系統(tǒng)在受到持續(xù)擾動(dòng)時(shí)，其狀態(tài)會(huì)在某個(gè)臨界值處發(fā)生突然、劇烈且往往是不可逆轉(zhuǎn)的變化。達(dá)到閾值后，即使擾動(dòng)減弱，系統(tǒng)也難以恢復(fù)到原狀態(tài)。在地球系統(tǒng)中，存在許多生態(tài)閾值，如森林覆蓋率低于某個(gè)水平可能導(dǎo)致土地退化、海平面上升超過某個(gè)閾值可能引發(fā)連鎖的氣候?yàn)?zāi)難等。對(duì)閾值的認(rèn)識(shí)對(duì)環(huán)境管理至關(guān)重要，意味著需要預(yù)防性干預(yù)，避免系統(tǒng)跨越臨界點(diǎn)，并維持系統(tǒng)的恢復(fù)力以適應(yīng)自然的波動(dòng)。4.運(yùn)用恢復(fù)力思想進(jìn)行城市環(huán)境治理，可以采取以下途徑：1）保護(hù)城市中的自然空間和生態(tài)廊道，如公園、濕地、綠道等，維持生態(tài)系統(tǒng)的多樣性和連通性，增強(qiáng)其抵抗干擾和自我組織恢復(fù)的能力；2）采用韌性城市設(shè)計(jì)，如建設(shè)低影響開發(fā)（LID）設(shè)施管理雨水，增強(qiáng)城市水系統(tǒng)的適應(yīng)性和恢復(fù)力；3）建立冗余和多樣的城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，減少單點(diǎn)故障導(dǎo)致的系統(tǒng)性崩潰；4）鼓勵(lì)社區(qū)參與和地方適應(yīng)能力建設(shè)，提升城市居民應(yīng)對(duì)環(huán)境變化和災(zāi)害的能力；5）實(shí)施適應(yīng)性管理策略，根據(jù)環(huán)境反饋動(dòng)態(tài)調(diào)整治理措施。三、論述題1.氣候變化對(duì)區(qū)域水資源系統(tǒng)的影響涉及大氣圈、水圈、巖石圈（冰雪圈）和人類活動(dòng)圈層的復(fù)雜耦合。大氣圈：全球變暖導(dǎo)致大氣環(huán)流模式改變，可能改變區(qū)域的降水時(shí)空分布，增加極端降水事件頻率（洪澇）或加劇干旱。水圈：冰川和積雪融化加速，短期內(nèi)增加徑流，但長期可能導(dǎo)致水源枯竭；海平面上升可能影響沿海地區(qū)的地下水和地表水補(bǔ)給。巖石圈（冰雪圈）：凍土融化可能釋放大量溫室氣體，并改變區(qū)域水文過程；地下水系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間滯后。人類活動(dòng)圈層：氣候變化影響農(nóng)業(yè)灌溉需求；人口增長和經(jīng)濟(jì)發(fā)展加劇水資源需求壓力；土地利用變化（如城市擴(kuò)張、植被破壞）影響區(qū)域蒸散發(fā)和徑流。這些耦合作用通過正負(fù)反饋機(jī)制（如蒸發(fā)增加導(dǎo)致干旱，進(jìn)而影響冰川融化）共同塑造水資源系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化。環(huán)境治理啟示包括：1）采用基于自然的解決方案（NbS）增強(qiáng)水源涵養(yǎng)和調(diào)蓄能力；2）建設(shè)適應(yīng)性的水利基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)對(duì)極端事件；3）實(shí)施跨流域調(diào)水和節(jié)水措施，優(yōu)化水資源配置；4）加強(qiáng)區(qū)域合作，協(xié)同應(yīng)對(duì)氣候變化帶來的水資源挑戰(zhàn)；5）將水資源管理納入綜合的地球系統(tǒng)評(píng)估框架，理解各圈層耦合機(jī)制。2.地球系統(tǒng)科學(xué)為“可持續(xù)發(fā)展”提供了關(guān)鍵的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)。理論基礎(chǔ)：地球系統(tǒng)科學(xué)強(qiáng)調(diào)地球是一個(gè)相互關(guān)聯(lián)、動(dòng)態(tài)變化的整體，人類是社會(huì)-地球系統(tǒng)的一部分，必須尊重自然規(guī)律，認(rèn)識(shí)到地球資源的有限性和環(huán)境的承載能力。這直接支持了可持續(xù)發(fā)展的核心思想——滿足當(dāng)代人的需求，同時(shí)不損害后代人滿足其需求的能力。實(shí)踐指導(dǎo)：*整體性與系統(tǒng)性原則：指導(dǎo)制定綜合性的環(huán)境政策，考慮經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境的協(xié)同效益，避免單方面追求發(fā)展而犧牲環(huán)境或社會(huì)公平。例如，在區(qū)域規(guī)劃中需評(píng)估土地利用變化對(duì)水資源、生物多樣性等多方面的影響。*恢復(fù)力與適應(yīng)原則：強(qiáng)調(diào)保護(hù)和發(fā)展生態(tài)系統(tǒng)的自然資本（如多樣性、生態(tài)過程），增強(qiáng)其抵抗干擾和自我恢復(fù)的能力，并建立適應(yīng)未來不確定性的機(jī)制。例如，保護(hù)紅樹林和珊瑚礁以應(yīng)對(duì)海平面上升和風(fēng)暴潮。*循環(huán)經(jīng)濟(jì)原則：源于地球資源有限性的認(rèn)識(shí)，指導(dǎo)從“線性經(jīng)濟(jì)”（開采-制造-使用-丟棄）向“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”（資源-產(chǎn)品-再生資源）轉(zhuǎn)變，最大限度地減少資源消耗和廢物產(chǎn)生，如推廣垃圾分類回收、發(fā)展工業(yè)生態(tài)園。*基于自然的解決方案（NbS）：利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能解決環(huán)境問題，符合地球系統(tǒng)科學(xué)尊重自然、協(xié)同增效的理念。例如，通過植樹造林固碳、通過濕地凈化水質(zhì)。*跨學(xué)科合作：環(huán)境問題復(fù)雜，需要整合自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和人文學(xué)科的知識(shí)與方法，地球系統(tǒng)科學(xué)本身就體現(xiàn)了這種跨學(xué)科精神，為可持續(xù)發(fā)展實(shí)踐提供了方法論支持。四、案例分析題系統(tǒng)問題分析：該流域面臨的環(huán)境問題主要包括水土流失加劇、水體富營養(yǎng)化、生物多樣性下降和區(qū)域氣候干旱化。這些問題相互關(guān)聯(lián)，形成了一個(gè)復(fù)雜的人地系統(tǒng)退化閉環(huán)。1.人地系統(tǒng)交互與耦合：大規(guī)?？撤ド郑ㄈ祟惢顒?dòng)，影響巖石圈/生物圈）導(dǎo)致植被覆蓋度下降，土壤抗蝕能力減弱（巖石圈/生物圈），直接引發(fā)嚴(yán)重的水土流失。流失的泥沙和攜帶的養(yǎng)分（化學(xué)物質(zhì)，巖石圈/生物圈）進(jìn)入水系（水圈），導(dǎo)致下游湖泊水體渾濁、富營養(yǎng)化（水圈/生物圈）。森林減少也降低了區(qū)域蒸騰，改變了能量平衡和水循環(huán)（大氣圈/水圈/生物圈耦合），可能加劇區(qū)域干旱化趨勢(shì)（大氣圈）。2.反饋機(jī)制：森林砍伐對(duì)水土流失的加劇構(gòu)成了一個(gè)正反饋（或快速響應(yīng)環(huán)節(jié)），即植被破壞->水土流失增加->泥沙入湖。泥沙入湖進(jìn)一步導(dǎo)致水體渾濁，可能改變水體光照條件，影響水生生物（負(fù)反饋，但若超出閾值則導(dǎo)致生物多樣性下降）。區(qū)域氣候干旱化則可能進(jìn)一步抑制植被恢復(fù)，形成另一正反饋（干旱->植被衰敗->水土流失加劇）。3.多圈層影響：問題涉及巖石圈（土壤、基巖）、水圈（地表水、地下水、湖體）、生物圈（植被、水生生物）、大氣圈（降水、蒸發(fā)、能量平衡）以及人類活動(dòng)圈層的深刻耦合與相互作用。人類活動(dòng)是主要的驅(qū)動(dòng)因素，而各圈層的響應(yīng)和相互作用共同構(gòu)成了復(fù)雜的環(huán)境系統(tǒng)退化。環(huán)境治理建議（基于地球系統(tǒng)科學(xué)原理）：1.遵循整體性原則：治理需綜合考慮水、土、氣、生各要素的相互作用，實(shí)施跨部門、跨區(qū)域的協(xié)同治理策略。不能僅關(guān)注單一問題（如僅治理水體污染）而忽視源頭（水土流失）。2.恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能（NbS與恢復(fù)力）：*核心措施：大力實(shí)施流域生態(tài)修復(fù)，如在坡耕地、侵蝕溝等地塊重建植被（植樹造林、種草），恢復(fù)森林和草地覆蓋，增強(qiáng)土壤保持能力（恢復(fù)巖石圈/生物圈健康）。*保護(hù)關(guān)鍵斑塊：保護(hù)好流域內(nèi)現(xiàn)有的水源涵養(yǎng)林、濕地等關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)，維持生態(tài)廊道連通性，保護(hù)生物多樣性（維護(hù)生物圈恢復(fù)力）。*利用自然過程：恢復(fù)或營造能夠增強(qiáng)水循環(huán)的植被格局，如增加蒸騰，調(diào)節(jié)區(qū)域小氣候（影響大氣圈/水圈）。3.實(shí)施適應(yīng)性管理（考慮閾值與動(dòng)態(tài)變化）：*監(jiān)測(cè)與評(píng)估：建立完善的流域監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水土流失、水質(zhì)、生物多樣性、氣候等關(guān)鍵指標(biāo)，評(píng)估治理效果和系統(tǒng)響應(yīng)。*靈活調(diào)整策略：根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果和氣候變化趨勢(shì)，動(dòng)態(tài)調(diào)整治理措施，如針對(duì)不同坡度、土壤類型采取差異化的植被恢復(fù)策略；在干旱期加強(qiáng)節(jié)水灌溉和林草管護(hù)。4.控制外部擾動(dòng)（人類活動(dòng)管理）：*源頭控制