2025年大學(xué)《地球系統(tǒng)科學(xué)》專業(yè)題庫——生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控在氣候變化中的作用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的基本概念及其在應(yīng)對(duì)氣候變化中可能發(fā)揮的作用。2.描述陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的主要過程，并指出氣候變化可能如何影響這些過程的速率和平衡。3.解釋什么是生態(tài)系統(tǒng)閾值效應(yīng)，并舉例說明一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)在氣候變化下可能跨越的閾值及其后果。4.列舉兩個(gè)主要的生態(tài)系統(tǒng)-氣候正反饋機(jī)制，并簡述其運(yùn)作過程。5.比較城市生態(tài)系統(tǒng)和自然生態(tài)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)局地氣候（如溫度、濕度）方面的差異及其主要原因。二、論述題（每題10分，共20分）6.論述土地利用變化（如森林砍伐、草地開墾、城市擴(kuò)張）如何通過改變生態(tài)系統(tǒng)過程影響區(qū)域乃至全球氣候系統(tǒng)。7.闡述評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)在氣候變化背景下碳匯功能的主要方法及其面臨的挑戰(zhàn)，并提出至少兩種提高生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力的潛在管理措施。三、分析題（每題10分，共20分）8.假設(shè)某溫帶森林地區(qū)經(jīng)歷了一個(gè)極端干旱事件，分析這場干旱可能對(duì)該森林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)、水循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能產(chǎn)生哪些主要影響？9.結(jié)合生態(tài)水文學(xué)的知識(shí)，分析修建大型水庫對(duì)流域水循環(huán)、下游生態(tài)系統(tǒng)以及區(qū)域氣候可能產(chǎn)生的多方面影響。試卷答案一、簡答題1.答案：生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指生態(tài)系統(tǒng)及其過程為人類提供的惠益。主要包括供給服務(wù)（如食物、淡水）、調(diào)節(jié)服務(wù)（如氣候調(diào)節(jié)、洪水調(diào)蓄、碳匯）、支持服務(wù)（如土壤形成、養(yǎng)分循環(huán)）和文化服務(wù)（如休閑、美學(xué)、精神價(jià)值）。在應(yīng)對(duì)氣候變化中，生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)服務(wù)（如碳匯、局地氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)）可以直接減緩氣候變化（吸收CO2）或緩解其影響（如緩解熱島效應(yīng)、減輕洪水災(zāi)害）。解析思路：考察對(duì)核心概念“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”及其分類的理解，以及對(duì)其在氣候變化背景下作用（減緩或適應(yīng)）的認(rèn)識(shí)。需要區(qū)分不同類型的服務(wù)及其與氣候變化的直接或間接聯(lián)系。2.答案：陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)主要包括光合作用固定CO2（進(jìn)入生物量和土壤有機(jī)質(zhì)）、呼吸作用釋放CO2（來自生物量和土壤微生物）、分解作用釋放CO2和CO2（來自土壤有機(jī)質(zhì)）。氣候變化可能通過升高溫度加速呼吸作用和分解作用速率，改變降水格局影響植被生長和土壤水分，進(jìn)而改變碳循環(huán)的平衡，可能導(dǎo)致碳匯能力下降甚至轉(zhuǎn)變?yōu)樘荚础＝馕鏊悸罚嚎疾鞂?duì)陸地碳循環(huán)基本過程的掌握程度。關(guān)鍵在于理解氣候因素（溫度、降水）如何影響光合、呼吸、分解等關(guān)鍵過程，以及這種影響如何最終作用于碳循環(huán)的凈平衡（碳匯/源）。3.答案：生態(tài)系統(tǒng)閾值效應(yīng)是指生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)在受到外部壓力驅(qū)動(dòng)時(shí)，其變化速率或方向會(huì)發(fā)生突然、非連續(xù)的躍變的現(xiàn)象。例如，珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)對(duì)海水溫度升高敏感，當(dāng)溫度超過某個(gè)閾值時(shí)，可能發(fā)生大范圍白化，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和服務(wù)功能急劇下降，難以恢復(fù)?？缭介撝狄馕吨鷳B(tài)系統(tǒng)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)變。解析思路：考察對(duì)“閾值”和“閾值效應(yīng)”概念的理解，并能結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)行說明。關(guān)鍵在于指出閾值是“突然”、“非連續(xù)”的變化點(diǎn)，并舉例說明閾值被跨越的后果。4.答案：例子1：融化加速反饋。冰川和冰蓋的融化因升溫而加速，暴露出darkerlandoroceansurface，吸收更多太陽輻射，進(jìn)一步加劇變暖，導(dǎo)致更多融化。例子2：森林dieback反饋。干旱或熱浪導(dǎo)致森林大面積死亡，減少了碳匯，釋放儲(chǔ)存的碳，同時(shí)減少了蒸騰作用對(duì)局地降水的調(diào)節(jié)，可能加劇干旱和升溫。解析思路：考察對(duì)正反饋機(jī)制的理解。要求學(xué)生能識(shí)別出反饋過程中“輸入”和“輸出”相互加強(qiáng)的環(huán)節(jié)。需要給出清晰的機(jī)制描述和具體例子。5.答案：城市生態(tài)系統(tǒng)由于建筑密集、綠化覆蓋少、硬化表面多，通常比自然生態(tài)系統(tǒng)具有更高的局地氣溫（熱島效應(yīng)）、較低的空氣濕度和較差的水分調(diào)節(jié)能力。自然生態(tài)系統(tǒng)（如森林）通過蒸騰作用釋放大量水汽，增加空氣濕度，冷卻局部環(huán)境，并通過植被覆蓋涵養(yǎng)水源，調(diào)節(jié)徑流。解析思路：考察對(duì)城市與自然生態(tài)系統(tǒng)在氣候調(diào)節(jié)功能上的差異的理解。需要指出城市熱島效應(yīng)、濕度和水分調(diào)節(jié)能力相對(duì)較弱的原因（下墊面性質(zhì)、蒸騰作用差異），并能對(duì)比說明。二、論述題6.答案：土地利用變化通過改變地表性質(zhì)和植被覆蓋顯著影響氣候。森林砍伐減少了CO2吸收（碳匯減弱）和蒸騰作用（可能導(dǎo)致區(qū)域變干、升溫），改變地表反照率（可能影響局地輻射平衡）。草地開墾類似森林砍伐，但具體水文和碳效應(yīng)可能不同。城市擴(kuò)張則增加了不透水表面，加劇熱島效應(yīng)，改變局地降水格局（可能增加降雨強(qiáng)度、減少蒸散發(fā)），并直接減少了生態(tài)系統(tǒng)的碳匯和服務(wù)功能。這些變化累積起來，可能對(duì)區(qū)域乃至全球氣候產(chǎn)生不可忽視的影響。解析思路：考察對(duì)土地利用變化影響氣候的綜合性理解。需要從碳循環(huán)（吸收/釋放）、水循環(huán)（蒸散發(fā)）、能量平衡（反照率、熱島效應(yīng)）等多個(gè)角度論述，并結(jié)合不同類型的土地利用變化（森林、草地、城市）進(jìn)行說明。7.答案：評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能的主要方法包括：通量塔觀測(cè)（直接測(cè)量生態(tài)系統(tǒng)與大氣間的CO2和H2O交換）、渦度相關(guān)技術(shù)（遙感測(cè)量）、模型模擬（過程模型、統(tǒng)計(jì)模型）、森林清查或生物量樣地調(diào)查（估算植被碳儲(chǔ)量）、土壤碳庫調(diào)查等。面臨的挑戰(zhàn)包括：觀測(cè)點(diǎn)覆蓋范圍有限、觀測(cè)成本高、模型不確定性、數(shù)據(jù)整合困難、難以精確區(qū)分自然變化和人為影響、生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)的長期性和非線性行為等。提高生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力的潛在管理措施包括：植樹造林、退耕還林還草、森林可持續(xù)經(jīng)營（減少毀林、促進(jìn)天然林恢復(fù)）、濕地恢復(fù)與保護(hù)（濕地是重要的碳庫）、改進(jìn)農(nóng)業(yè)實(shí)踐（保護(hù)性耕作、優(yōu)化施肥）等。解析思路：考察對(duì)碳匯評(píng)估方法的了解程度，包括主要技術(shù)和原理。同時(shí)要求分析評(píng)估中存在的困難，并能提出至少兩種基于生態(tài)管理提高碳匯的具體措施。三、分析題8.答案：極端干旱對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的影響是多方面的。首先，土壤水分虧缺導(dǎo)致植物光合作用減弱、蒸騰作用急劇下降甚至停止，植物生長受阻甚至死亡。這會(huì)減少生態(tài)系統(tǒng)的碳吸收（碳匯能力下降）。其次，植物死亡和凋落物分解減少，土壤呼吸可能暫時(shí)降低，但長期看有機(jī)質(zhì)積累減少。干旱還可能加劇病蟲害和野火風(fēng)險(xiǎn)。蒸騰作用減弱導(dǎo)致大氣濕度降低，可能減少區(qū)域降水，形成惡性循環(huán)。干旱對(duì)水文的影響包括地表徑流減少、土壤墑情下降。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能方面，水源涵養(yǎng)能力下降，生物多樣性可能因物種死亡或遷移而降低，局地氣候調(diào)節(jié)能力（如降溫、增濕）減弱。解析思路：考察對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)在極端干旱脅迫下，生理、結(jié)構(gòu)、功能及服務(wù)方面可能產(chǎn)生連鎖反應(yīng)的理解和分析能力。需要覆蓋碳循環(huán)、水循環(huán)、生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)等多個(gè)維度，并體現(xiàn)出過程的動(dòng)態(tài)性和相互關(guān)聯(lián)性。9.答案：大型水庫修建對(duì)流域的影響是多方面的。水文方面：改變天然徑流過程，導(dǎo)致下游流量減少、枯水期延長、洪水過程改變（調(diào)蓄洪水，但可能增加入庫洪峰）；地下水位上升（庫區(qū)及其周邊）。水循環(huán)方面：改變流域蒸散發(fā)總量和空間分布（水庫水面蒸騰增加，庫區(qū)周邊濕度可能增加）。生態(tài)系統(tǒng)方面：淹沒大量陸地生態(tài)系統(tǒng)（森林、草地、濕地），導(dǎo)致生物多樣性喪失、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能（如碳匯、水源涵養(yǎng)）損失；改變下游河道形態(tài)和水生生態(tài)系統(tǒng)（流速減慢、泥沙沉積、水體富營養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)）；改變庫區(qū)及下游水生生物的棲息地。氣候方面：水庫水面蒸騰可能增加局地濕度和降水；大型水體具有熱容量，可能輕微調(diào)節(jié)庫區(qū)周邊氣