2025年大學(xué)《地球系統(tǒng)科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——地球資源環(huán)境系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬與評(píng)估考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋（每題3分，共15分）1.地球資源環(huán)境系統(tǒng)2.動(dòng)態(tài)模擬3.資源承載力4.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能5.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型二、簡(jiǎn)答題（每題5分，共25分）1.簡(jiǎn)述地球資源環(huán)境系統(tǒng)的主要特征。2.比較系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型與地理信息系統(tǒng)（GIS）在地球資源環(huán)境模擬中的主要區(qū)別。3.簡(jiǎn)述進(jìn)行土地資源可持續(xù)利用評(píng)估的主要步驟。4.解釋“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”（PSR）評(píng)估框架及其在環(huán)境管理中的應(yīng)用。5.闡述水資源供需平衡模擬的主要考慮因素。三、論述題（每題10分，共20分）1.論述地球資源環(huán)境系統(tǒng)模擬在科學(xué)決策中的重要作用及其面臨的挑戰(zhàn)。2.結(jié)合實(shí)例，論述如何綜合運(yùn)用多種評(píng)估方法對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行評(píng)估。四、案例分析題（共20分）某河流域近年來(lái)面臨水資源短缺、水污染加劇、河流生態(tài)功能退化等多重問(wèn)題。該流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人口持續(xù)增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以傳統(tǒng)工業(yè)為主，農(nóng)業(yè)面源污染較為嚴(yán)重。政府計(jì)劃對(duì)該流域進(jìn)行環(huán)境治理和可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃。請(qǐng)基于以上背景，回答以下問(wèn)題：1.簡(jiǎn)述在該流域進(jìn)行水資源需求模擬需要考慮的關(guān)鍵因素。（6分）2.提出對(duì)該流域水環(huán)境容量進(jìn)行評(píng)估的主要思路和可能采用的關(guān)鍵指標(biāo)。（7分）3.如果需要評(píng)估該流域治理前后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的變化，可以選取哪些主要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型進(jìn)行評(píng)估？并說(shuō)明選擇理由。（7分）試卷答案一、名詞解釋1.地球資源環(huán)境系統(tǒng)：指由地球表層的自然資源的各個(gè)要素（如土地、水、生物、礦產(chǎn)、能源等）以及環(huán)境要素（如大氣、水體、土壤、生態(tài)系統(tǒng)等）相互聯(lián)系、相互作用構(gòu)成的統(tǒng)一整體，并與其外部環(huán)境（如宇宙）進(jìn)行能量和物質(zhì)交換的開放系統(tǒng)。2.動(dòng)態(tài)模擬：指運(yùn)用數(shù)學(xué)模型、計(jì)算機(jī)仿真等技術(shù)，模仿地球資源環(huán)境系統(tǒng)隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程，揭示系統(tǒng)內(nèi)部各要素間的相互作用機(jī)制、系統(tǒng)行為模式以及對(duì)不同干擾的響應(yīng)，為預(yù)測(cè)未來(lái)狀態(tài)和評(píng)估政策效果提供科學(xué)依據(jù)的方法。3.資源承載力：指在一個(gè)特定的環(huán)境約束條件下，一定區(qū)域（通常指一個(gè)國(guó)家或地區(qū)）在其資源與環(huán)境系統(tǒng)所能持續(xù)供養(yǎng)的人口數(shù)量或能維持的經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模。它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，受資源稟賦、環(huán)境容量、技術(shù)水平和生活方式等多種因素影響。4.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能：指由生態(tài)系統(tǒng)及其過(guò)程所提供人類賴以生存和發(fā)展的各種惠益，主要包括供給服務(wù)（如食物、水源）、調(diào)節(jié)服務(wù)（如氣候調(diào)節(jié)、洪水調(diào)蓄）、支持服務(wù)（如土壤形成、養(yǎng)分循環(huán)）和文化服務(wù)（如旅游、美學(xué)、精神寄托）等。5.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型：一種基于反饋思想、用于研究復(fù)雜社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)（也包括地球資源環(huán)境系統(tǒng)）動(dòng)態(tài)行為的計(jì)算機(jī)仿真模型。它通過(guò)構(gòu)建包含變量、參數(shù)和反饋回路的因果回路圖和存量流量圖來(lái)描述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為模式，特別擅長(zhǎng)分析非線性關(guān)系和系統(tǒng)延遲效應(yīng)。二、簡(jiǎn)答題1.地球資源環(huán)境系統(tǒng)的主要特征：整體性（各要素相互關(guān)聯(lián)、相互作用）、開放性（與外部進(jìn)行物質(zhì)和能量交換）、動(dòng)態(tài)性（系統(tǒng)狀態(tài)隨時(shí)間變化）、區(qū)域差異性（不同地區(qū)系統(tǒng)特征差異顯著）、承載性與限度（系統(tǒng)具有承載能力但有限度）、人為干擾的敏感性（人類活動(dòng)對(duì)系統(tǒng)影響顯著且日益增強(qiáng)）。2.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型與地理信息系統(tǒng)（GIS）在地球資源環(huán)境模擬中的主要區(qū)別：系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)側(cè)重于模擬系統(tǒng)內(nèi)部各變量間的反饋關(guān)系和動(dòng)態(tài)行為隨時(shí)間的變化，強(qiáng)調(diào)因果機(jī)制和結(jié)構(gòu)；GIS側(cè)重于處理和分析地理空間數(shù)據(jù)，擅長(zhǎng)進(jìn)行空間查詢、疊加分析、可視化表達(dá)等，強(qiáng)調(diào)空間格局和位置關(guān)系。前者是“時(shí)間導(dǎo)向”，后者是“空間導(dǎo)向”，常可結(jié)合使用，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。3.進(jìn)行土地資源可持續(xù)利用評(píng)估的主要步驟：明確評(píng)估目標(biāo)與范圍；確定評(píng)估指標(biāo)體系（涵蓋經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)等多個(gè)維度）；收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；選擇評(píng)估方法（如綜合評(píng)價(jià)法、壓力-狀態(tài)-響應(yīng)法、能值分析法等）；進(jìn)行指標(biāo)量化與評(píng)價(jià)；分析關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素與制約因子；提出可持續(xù)利用對(duì)策建議。4.“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”（PSR）評(píng)估框架及其在環(huán)境管理中的應(yīng)用：PSR框架將環(huán)境問(wèn)題分解為三個(gè)核心要素：壓力（人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境施加的壓力，如污染排放）、狀態(tài)（環(huán)境受到的壓力后產(chǎn)生的狀態(tài)變化，如水質(zhì)惡化、生物多樣性減少）和響應(yīng)（社會(huì)為緩解壓力、改善狀態(tài)所采取的行動(dòng)，如污染治理措施、環(huán)境法規(guī)制定）。該框架提供了一個(gè)系統(tǒng)化思考環(huán)境問(wèn)題的結(jié)構(gòu)，有助于識(shí)別環(huán)境問(wèn)題的根源，評(píng)估環(huán)境管理措施的有效性，并為制定更有效的環(huán)境政策提供依據(jù)。5.水資源供需平衡模擬的主要考慮因素：需求方面，需考慮人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生活用水標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)用水效率、農(nóng)業(yè)用水方式與效率、生態(tài)環(huán)境用水需求等；供給方面，需考慮地表水（河流徑流、湖泊水庫(kù)蓄水）和地下水資源的量、質(zhì)、時(shí)空分布特征，水資源開發(fā)利用程度、水利工程設(shè)施（如水庫(kù)、引水渠）的調(diào)節(jié)能力等；其他因素還包括氣候變化對(duì)水資源的影響、用水效率的提升潛力、水價(jià)機(jī)制、管理政策等。三、論述題1.地球資源環(huán)境系統(tǒng)模擬在科學(xué)決策中的重要作用及其面臨的挑戰(zhàn)：作用：模擬通過(guò)構(gòu)建系統(tǒng)模型，能夠整合多源信息，揭示復(fù)雜系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制和關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素；可以模擬不同情景下系統(tǒng)未來(lái)的演變趨勢(shì)，為規(guī)劃制定和政策選擇提供科學(xué)預(yù)測(cè)和不確定性分析；有助于理解干預(yù)措施（如政策、工程）可能產(chǎn)生的長(zhǎng)期效果和連鎖反應(yīng)，支持基于證據(jù)的決策；能夠識(shí)別系統(tǒng)的臨界點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，為風(fēng)險(xiǎn)管理提供依據(jù)。挑戰(zhàn)：模型構(gòu)建難度大，需要跨學(xué)科知識(shí)，且模型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化可能導(dǎo)致重要因素遺漏；數(shù)據(jù)獲取困難和質(zhì)量不高限制了模型的精度和可靠性；模型預(yù)測(cè)存在不確定性，難以完全準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)復(fù)雜系統(tǒng)的行為；模擬結(jié)果往往較為抽象，需要與決策者的實(shí)際需求有效對(duì)接，進(jìn)行有效的溝通和轉(zhuǎn)化；模型開發(fā)和應(yīng)用成本較高，需要專業(yè)人才支持。2.結(jié)合實(shí)例，論述如何綜合運(yùn)用多種評(píng)估方法對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行評(píng)估：綜合運(yùn)用多種評(píng)估方法可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，提高評(píng)估的全面性和可靠性。例如，在評(píng)估一個(gè)流域的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r時(shí)，可以結(jié)合使用以下方法：首先，運(yùn)用壓力-狀態(tài)-響應(yīng)（PSR）評(píng)估框架，分析流域人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、工業(yè)化水平等壓力源對(duì)水環(huán)境質(zhì)量、生物多樣性、土地利用格局等狀態(tài)的影響，并評(píng)估已實(shí)施的環(huán)境保護(hù)政策、產(chǎn)業(yè)升級(jí)措施、生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制等響應(yīng)措施的效果。其次，運(yùn)用綜合評(píng)價(jià)法（如模糊綜合評(píng)價(jià)、層次分析法AHP），在PSR框架分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建包含經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境三個(gè)維度的可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系，對(duì)不同區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展水平進(jìn)行定量比較排名。再次，運(yùn)用能值分析法，評(píng)估流域系統(tǒng)對(duì)周圍環(huán)境資源的消耗以及系統(tǒng)自身生產(chǎn)能力的可持續(xù)性，揭示發(fā)展模式的真實(shí)成本和環(huán)境負(fù)荷。最后，結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）空間分析，可視化展示評(píng)估結(jié)果的空間分布特征，識(shí)別可持續(xù)發(fā)展水平較低的區(qū)域以及需要優(yōu)先干預(yù)的領(lǐng)域。通過(guò)這種多方法綜合評(píng)估，可以更全面、深入地理解區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)狀、問(wèn)題和潛力，為制定更科學(xué)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供有力支持。四、案例分析題1.在該流域進(jìn)行水資源需求模擬需要考慮的關(guān)鍵因素：需考慮人口規(guī)模與增長(zhǎng)趨勢(shì)、人均用水量（生活用水，區(qū)分城鎮(zhèn)與農(nóng)村，并考慮生活模式變化）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（工業(yè)類型、規(guī)模、用水效率）、農(nóng)業(yè)用水（作物種類、種植面積、灌溉方式、需水規(guī)律、灌溉效率）、工業(yè)用水（工業(yè)類型、用水定額、重復(fù)利用率）、生態(tài)環(huán)境用水（維持河流健康所需的最小流量、濕地需水、地下水補(bǔ)給要求）、水損（管網(wǎng)漏損率、輸配水損失）以及氣候變化對(duì)蒸發(fā)、徑流的影響等。2.提出對(duì)該流域水環(huán)境容量進(jìn)行評(píng)估的主要思路和可能采用的關(guān)鍵指標(biāo)：思路：首先，確定評(píng)估對(duì)象（如特定河段、湖庫(kù)），明確水體功能（如飲用水源、漁業(yè)用水、生態(tài)用水）。其次，根據(jù)水體自凈能力（如水體稀釋、擴(kuò)散、化學(xué)沉淀、生物降解能力），結(jié)合水體水質(zhì)目標(biāo)（如地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的特定污染物濃度限值），計(jì)算能夠容納污染物的最大負(fù)荷量。通常需要區(qū)分點(diǎn)源和面源污染的貢獻(xiàn)，并考慮不同水文條件（豐、枯水期）下的容量差異。最后，將計(jì)算出的環(huán)境容量與當(dāng)前污染物的實(shí)際排放量進(jìn)行比較，得出超載或富營(yíng)養(yǎng)化的狀況。關(guān)鍵指標(biāo)：對(duì)于河流，通常評(píng)估主要污染物（如化學(xué)需氧量COD、氨氮NH3-N、總磷TP、總氮TN）的環(huán)境容量；對(duì)于湖庫(kù)，除了上述指標(biāo)，還需關(guān)注葉綠素a（指示富營(yíng)養(yǎng)化）、溶解氧（DO）等指標(biāo)。此外，還需考慮水生生態(tài)系統(tǒng)對(duì)污染物的耐受閾值。3.如果需要評(píng)估該流域治理前后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的變化，可以選取哪些主要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型進(jìn)行評(píng)估？并說(shuō)明選擇理由：可以選取以下主要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型：供給服務(wù)（如水源涵養(yǎng)、食物供給），選擇理由是流域水資源短缺和水污染直接影響水源涵養(yǎng)功能，農(nóng)業(yè)發(fā)展也涉及食物供給；調(diào)節(jié)服務(wù)（如洪水調(diào)蓄、氣候調(diào)節(jié)、水質(zhì)凈化、碳匯），選擇理由是流域水環(huán)境治理直接關(guān)系到水質(zhì)凈化和洪水調(diào)蓄能力，森林植被恢復(fù)有助于氣候調(diào)節(jié)和碳匯功能提升；支持服務(wù)（如土壤形成、