2025年大學(xué)《地球系統(tǒng)科學(xué)》專業(yè)題庫——南極地區(qū)的氣候變暖與生態(tài)系統(tǒng)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)字母填涂在答題卡相應(yīng)位置。）1.以下哪一項(xiàng)不是導(dǎo)致近現(xiàn)代全球變暖的主要人為因素？A.工業(yè)革命以來化石燃料的廣泛燃燒B.森林砍伐導(dǎo)致碳匯功能下降C.氣候變化自然波動(dòng)周期D.化石燃料開采和加工過程2.南極洲表面年平均氣溫最低的地區(qū)位于：A.南極點(diǎn)B.南大洋C.南極半島D.大陸內(nèi)部冰蓋深處3.導(dǎo)致南極上空出現(xiàn)極地渦旋的主要?dú)庀笠蛩厥牵篈.海拔高度差異B.南北半球信風(fēng)帶的影響C.緯度溫差和行星風(fēng)帶D.海冰覆蓋率的季節(jié)性變化4.冰芯記錄能夠提供關(guān)于過去地球氣候和環(huán)境變化的哪些信息？A.實(shí)時(shí)的大氣成分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)B.某一歷史時(shí)期特定地點(diǎn)的詳細(xì)日變化記錄C.長時(shí)間尺度（數(shù)百年至數(shù)百萬年）的溫室氣體濃度、溫度和火山活動(dòng)記錄D.南極冰蓋動(dòng)態(tài)變化的三維圖像5.南極冰蓋對(duì)全球海平面上升的主要貢獻(xiàn)機(jī)制是：A.通過洋流加速將海水輸送到其他海域B.冰蓋下方的地下水大量釋放C.冰川漂浮到海中但未脫離陸地D.冰川融化形成的水注入海洋6.南極海洋生態(tài)系統(tǒng)中，浮游植物的光合作用主要受哪種資源限制？A.食物來源B.水深C.陽光強(qiáng)度和溫度D.海洋哺乳動(dòng)物的捕食壓力7.南極半島相較于南極大陸其他地區(qū)，氣候變化表現(xiàn)通常更為劇烈，其主要原因是：A.海拔更高，受溫室效應(yīng)影響更大B.更靠近南極主要大氣環(huán)流中心C.洋流帶來的海洋熱量更顯著D.植被覆蓋更稀疏，地表反照率更低8.當(dāng)南極周圍的海冰融化速度加快時(shí)，通常會(huì)觀察到：A.南極表層海水鹽度顯著升高B.南大洋的混合層深度增加，營養(yǎng)鹽向上輸運(yùn)增強(qiáng)C.南極上空極地渦旋變得不穩(wěn)定，向北擴(kuò)散D.南極大陸內(nèi)部氣溫下降加速9.南極地區(qū)的許多鳥類和海洋哺乳動(dòng)物具有高度特化的生理結(jié)構(gòu)以適應(yīng)寒冷環(huán)境，例如厚厚的脂肪層和濃密的羽毛/皮毛。這體現(xiàn)了：A.生態(tài)演化的偶然性B.生物對(duì)環(huán)境脅迫的被動(dòng)適應(yīng)C.生態(tài)適應(yīng)的普遍性原則D.進(jìn)化過程中的選擇性壓力10.國際社會(huì)為應(yīng)對(duì)氣候變化，特別是減少人為溫室氣體排放而制定的國際框架文件是：A.《聯(lián)合國海洋法公約》B.《生物多樣性公約》C.《氣候變化框架公約》及其《京都議定書》和《巴黎協(xié)定》D.《赫爾辛基宣言》二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填寫在橫線上。）1.南極洲大部分地區(qū)被厚度超過__的冰蓋覆蓋，是地球上最大的淡水儲(chǔ)存地。2.冰芯中包裹的氣泡能夠記錄過去大氣中的__濃度變化歷史。3.南極特有的、由強(qiáng)風(fēng)和低壓天氣系統(tǒng)構(gòu)成的天氣現(xiàn)象稱為__。4.南極表層海水因富含鹽分和低溫而密度較大，會(huì)下沉形成__，是驅(qū)動(dòng)全球海洋大循環(huán)的重要?jiǎng)恿Α?.海冰融化過程中釋放的大量淡水會(huì)降低表層海水鹽度，從而影響__的形成和強(qiáng)度。6.南極海洋食物網(wǎng)的基礎(chǔ)是能夠利用光合作用或化能合成作用生產(chǎn)有機(jī)物的__。7.人類活動(dòng)導(dǎo)致的全球變暖正顯著改變南極的__（填“海冰”或“冰蓋”）動(dòng)態(tài)，進(jìn)而影響全球海平面和氣候系統(tǒng)。8.南極地區(qū)的微生物，特別是__，在碳和氮等元素循環(huán)以及極端環(huán)境適應(yīng)中扮演著關(guān)鍵角色。9.許多南極企鵝物種面臨的主要威脅來自于__（填“海冰”減少或“氣候變化”）導(dǎo)致的食物來源變化和繁殖地破壞。10.地球系統(tǒng)科學(xué)強(qiáng)調(diào)研究大氣、海洋、陸地表面、冰雪圈和__（填“生物圈”）等不同圈層之間的相互作用。三、名詞解釋（每題3分，共15分。請(qǐng)給出每個(gè)術(shù)語的準(zhǔn)確定義。）1.輻射強(qiáng)迫2.冰蓋融化（動(dòng)態(tài)融化與靜態(tài)融化）3.極地?zé)o冰區(qū)（SeaIce-FreeZone）4.物候變化5.地球系統(tǒng)科學(xué)四、簡答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡要回答下列問題。）1.簡述南極冰蓋融化對(duì)全球海平面上升的貢獻(xiàn)途徑。2.氣候變化如何影響南極海洋生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)？3.為什么南極半島是觀察氣候變化影響的一個(gè)敏感區(qū)域？4.簡述衛(wèi)星遙感技術(shù)在監(jiān)測(cè)南極冰蓋變化中的應(yīng)用。五、論述題（每題10分，共30分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，深入分析和闡述下列問題。）1.分析南極海冰面積和厚度的大幅減少可能引發(fā)的一系列連鎖效應(yīng)，并說明其對(duì)全球地球系統(tǒng)可能產(chǎn)生的影響。2.探討南極冰蓋未來變化的多種可能性及其對(duì)全球氣候和海平面上升的重大意義，并分析其中存在的主要不確定性因素。3.從地球系統(tǒng)科學(xué)的角度，論述為什么保護(hù)南極脆弱的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于維持全球生態(tài)平衡和人類福祉具有長遠(yuǎn)意義。試卷答案一、選擇題1.C2.D3.C4.C5.D6.C7.C8.C9.D10.C二、填空題1.2000米2.二氧化碳3.katabaticwind(或譯：下沉風(fēng)、極地旋風(fēng))4.南極深層水(或譯：南大洋深層水)5.南極繞極流(或譯：環(huán)極流)6.生產(chǎn)者7.冰蓋8.古菌(或譯：Archaea)9.海冰減少10.生物圈三、名詞解釋1.輻射強(qiáng)迫：指由于大氣成分（如溫室氣體）的變化，導(dǎo)致到達(dá)地表的總輻射（短波和長波）與沒有大氣時(shí)的差異，單位通常為瓦特每平方米（W/m2），是量化人為或自然因素對(duì)氣候系統(tǒng)影響的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。2.冰蓋融化：指冰雪物質(zhì)因溫度升高或受水力侵蝕等因素而消失的過程。動(dòng)態(tài)融化主要指冰流速度加快、冰架斷裂等冰蓋內(nèi)部物理過程導(dǎo)致的冰量損失；靜態(tài)融化主要指冰面或冰緣的積雪直接升華或融化。3.極地?zé)o冰區(qū)：指在南極海冰季節(jié)性消退期間，由于海冰融化而暴露出的、未被海冰覆蓋的海水區(qū)域，通常位于南大洋邊緣。4.物候變化：指生物在長期進(jìn)化過程中形成的、對(duì)環(huán)境周期性變化（尤其是季節(jié)變化）作出的周期性反應(yīng)，如植物的發(fā)芽、開花、結(jié)果，動(dòng)物的遷徙、繁殖等。5.地球系統(tǒng)科學(xué)：一門研究地球作為一個(gè)整體系統(tǒng)各圈層（大氣圈、水圈、冰雪圈、巖石圈、生物圈）及其相互作用、能量交換、物質(zhì)循環(huán)和反饋機(jī)制的跨學(xué)科科學(xué)領(lǐng)域。四、簡答題1.南極冰蓋融化對(duì)全球海平面上升的貢獻(xiàn)途徑主要包括：一是冰蓋表面融化，融水直接匯入海洋；二是冰蓋邊緣的冰舌（冰架）因受海水侵蝕而斷裂，脫離陸地漂浮入海，雖然這部分水原本就在海洋中，但其物理狀態(tài)的變化（從冰變?yōu)樗┎⑷肓撕Ｑ篌w積；三是冰蓋內(nèi)部冰流加速，導(dǎo)致更多冰物質(zhì)流向邊緣并融化或崩解；四是冰蓋下方的地下水在融化過程中釋放，加入海洋。其中，冰蓋的動(dòng)態(tài)變化（融化加速、冰架崩解）是當(dāng)前海平面上升的主要貢獻(xiàn)來源。2.氣候變化影響南極海洋生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要通過以下途徑：首先，海水變暖導(dǎo)致一些浮游植物物種的分布范圍向南極圈外遷移，改變了本地群落組成；其次，海冰減少直接影響依賴海冰為棲息地或食物來源的物種（如依賴浮游動(dòng)物的海冰企鵝、以海冰生物為食的磷蝦），而可能有利于需要更開放水域的物種；再次，變暖和酸化影響浮游植物和浮游動(dòng)物的生理功能和生長周期，進(jìn)而向上影響以它們?yōu)槭车聂~類、鳥類和哺乳動(dòng)物；最后，食物網(wǎng)各營養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率和穩(wěn)定性可能發(fā)生變化，導(dǎo)致某些物種豐度增加或減少，食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)重組。3.南極半島氣候變暖的速度遠(yuǎn)超全球平均水平，是南極地區(qū)最溫暖的區(qū)域之一。這使得該地區(qū)的海冰變化非常顯著且快速，同時(shí)冰蓋融化也更為劇烈。此外，南極半島地形相對(duì)復(fù)雜，有大量島嶼和海灣，增加了海岸線長度，使得氣候變化對(duì)該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)（包括獨(dú)特的植被、鳥類和海洋生物群落）的影響更為直接和明顯，因此成為觀察和研究氣候變化敏感性的理想“自然實(shí)驗(yàn)室”。4.衛(wèi)星遙感技術(shù)通過搭載的傳感器（如雷達(dá)、光學(xué)相機(jī)、激光測(cè)高儀等）從空間尺度監(jiān)測(cè)南極冰蓋變化。例如，光學(xué)遙感可用于觀測(cè)海冰的面積、厚度（結(jié)合高度計(jì)數(shù)據(jù)）、變化動(dòng)態(tài)和類型；雷達(dá)遙感可以在全天候、全天時(shí)觀測(cè)海冰和冰蓋表面；激光測(cè)高儀（如ICESat系列）可以精確測(cè)量冰蓋表面高度變化，結(jié)合地面重力測(cè)量數(shù)據(jù)（如GRACE衛(wèi)星）可以估算冰量變化；合成孔徑雷達(dá)（SAR）可以探測(cè)冰流速度、冰架斷裂和冰川表面形變；熱紅外遙感可以估算冰蓋表面溫度和融化狀況。這些數(shù)據(jù)為理解南極冰蓋的物理過程、動(dòng)態(tài)變化及其對(duì)全球氣候的影響提供了關(guān)鍵信息。五、論述題1.南極海冰面積和厚度的大幅減少可能引發(fā)一系列連鎖效應(yīng)：首先，海冰是許多南極海洋生物（如企鵝、海豹、鯨類、浮游動(dòng)物）的重要棲息地、食物來源或遷徙路徑，海冰減少將直接威脅這些物種的生存和繁殖，導(dǎo)致生物多樣性下降；其次，海冰具有反射陽光（高反照率）的作用，其減少使得更多陽光被吸收，進(jìn)一步加劇南極表層海水變暖，形成正反饋；再次，海冰的變化影響南大洋的混合層深度和營養(yǎng)鹽循環(huán)，可能改變浮游植物的生產(chǎn)力和群落結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響整個(gè)海洋食物網(wǎng)；此外，海冰減少改變了南極上空的輻射平衡和大氣環(huán)流，可能導(dǎo)致極地渦旋增強(qiáng)和向北位移，影響中高緯度地區(qū)的天氣模式；最后，海冰的變化和冰蓋融化加速共同作用，將顯著增加全球海平面上升的速率，對(duì)全球沿海地區(qū)構(gòu)成威脅。2.南極冰蓋未來變化的多種可能性主要取決于全球溫室氣體排放路徑和氣候模型的準(zhǔn)確性。一種可能性是，如果排放持續(xù)高企，南極冰蓋可能經(jīng)歷快速且大幅度的質(zhì)量損失，主要源于冰架崩解和冰流加速融化，可能導(dǎo)致本世紀(jì)末全球海平面上升遠(yuǎn)超當(dāng)前預(yù)測(cè)范圍，并對(duì)全球氣候系統(tǒng)產(chǎn)生劇烈擾動(dòng)。另一種可能性是，隨著氣候政策的實(shí)施和減排努力加強(qiáng)，排放曲線趨于平緩，南極冰蓋變化將相對(duì)緩慢，海平面上升貢獻(xiàn)有限，但仍將持續(xù)一個(gè)長時(shí)間尺度。還有一種中間情景是冰蓋對(duì)氣候變化的響應(yīng)存在延遲和慣性，即使未來減排，已積累的氣候變化仍將導(dǎo)致冰蓋進(jìn)一步融化。這些可能性都存在顯著的不確定性，主要源于對(duì)冰蓋動(dòng)力學(xué)（如冰流對(duì)融化速率的敏感性）、氣候變化幅度和模式間差異的認(rèn)知不足。3.從地球系統(tǒng)科學(xué)角度，保護(hù)南極脆弱生態(tài)系統(tǒng)具有長遠(yuǎn)意義：首先，南極生態(tài)系統(tǒng)極其獨(dú)特，生物多樣性豐富且高度特化，對(duì)環(huán)境變化極為敏感，是理解生命適應(yīng)極端環(huán)境