2025年大學《地球系統(tǒng)科學》專業(yè)題庫——地球系統(tǒng)科學在水資源管理中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在括號內(nèi)）1.下列哪一項不屬于地球系統(tǒng)科學通常強調(diào)的主要圈層？（）A.大氣圈B.水圈C.經(jīng)濟圈D.巖石圈2.地球系統(tǒng)科學視角下，理解區(qū)域水資源狀況，除了考慮降水和蒸發(fā)，還必須關注的關鍵因素是？（）A.局部經(jīng)濟水平B.區(qū)域政治穩(wěn)定性C.下墊面性質(zhì)（如地形、土壤、植被）D.國際貿(mào)易政策3.氣候變化對水資源管理的核心挑戰(zhàn)之一體現(xiàn)在？（）A.全球變暖導致所有地區(qū)降水均增加B.水文循環(huán)過程的增強導致洪澇風險普遍降低C.氣候模式不確定性增加，使得長期水資源規(guī)劃更加困難D.極端降水事件頻率和強度增加，但干旱頻率不變4.在地球系統(tǒng)科學框架下，河流生態(tài)系統(tǒng)健康的評估，除了水量因素，還應重點考慮哪些要素的相互作用？（）A.人口密度與GDP增長B.水質(zhì)、水溫、泥沙含量及河岸帶狀況C.財政投入與環(huán)保政策D.漁業(yè)產(chǎn)量與就業(yè)情況5.遙感技術在水資源監(jiān)測中，主要優(yōu)勢在于？（）A.能夠直接進行水量的物理計量B.可實現(xiàn)對大范圍、動態(tài)變化水體的長期、非接觸式監(jiān)測C.無需地面驗證即可保證數(shù)據(jù)絕對精度D.能直接評估水污染的化學成分6.地理信息系統(tǒng)（GIS）在水資源管理中的應用價值主要體現(xiàn)在？（）A.直接進行水資源的經(jīng)濟價值核算B.空間數(shù)據(jù)的管理、分析和可視化，支持空間決策C.自動完成所有水資源相關的科學計算D.單獨預測未來數(shù)十年的水資源短缺程度7.所謂“水足跡”概念，從地球系統(tǒng)科學角度看，其意義在于？（）A.衡量一個地區(qū)水資源總量的大小B.評估某區(qū)域水污染的嚴重程度C.量化和追蹤產(chǎn)品或服務在整個生命周期內(nèi)所消耗的及間接產(chǎn)生的所有水資源（藍色、綠色、灰色水）D.計算人均每日用水量8.流域綜合治理強調(diào)的系統(tǒng)思維體現(xiàn)在？（）A.只關注流域內(nèi)的水資源開發(fā)利用B.將流域視為一個整體，統(tǒng)籌考慮水資源的自然過程、人類活動及其相互作用，進行跨部門、跨區(qū)域的協(xié)同管理C.優(yōu)先發(fā)展流域內(nèi)的農(nóng)業(yè)用水D.重點治理流域下游的水污染問題9.同位素示蹤技術在水資源研究中主要應用目的是？（）A.直接增加水庫的蓄水量B.確定地下水的來源、年齡、補徑排特征以及水循環(huán)路徑C.降低水體的蒸發(fā)量D.改善水體的物理感官性狀10.地球系統(tǒng)科學方法解決復雜水資源問題時，其核心優(yōu)勢在于？（）A.能夠提供絕對精確的數(shù)值結(jié)果B.強調(diào)多圈層、多過程的相互作用，有助于理解系統(tǒng)的復雜性和反饋機制，提高決策的科學性和適應性C.主要依賴單一學科的理論和方法D.成本最低，實施最容易二、名詞解釋（每小題3分，共15分。請給出簡潔、準確的專業(yè)定義）1.水文循環(huán)2.蒸散發(fā)3.下墊面4.生態(tài)系統(tǒng)服務功能5.水足跡三、簡答題（每小題5分，共20分。請簡明扼要地回答下列問題）1.簡述氣候變化如何通過影響水圈與其他圈層（大氣圈、巖石圈、生物圈）的相互作用，進而影響區(qū)域水資源。2.簡述遙感技術在監(jiān)測水體面積變化、水質(zhì)狀況及蒸散發(fā)等方面的主要應用原理或方法。3.簡述GIS在水資源規(guī)劃與管理中的主要功能。4.簡述“流域綜合治理”理念的基本內(nèi)涵。四、論述題（每小題10分，共30分。請結(jié)合地球系統(tǒng)科學的理論和方法，全面、深入地闡述下列問題）1.論述地球系統(tǒng)科學視角對于理解和解決城市水資源短缺問題的獨特價值。2.以一個具體的水資源問題（如洪水、干旱、水污染等）為例，闡述如何運用地球系統(tǒng)科學的多圈層相互作用觀點進行分析，并提出相應的管理建議。3.論述將基于自然的解決方案（NbS）融入水資源管理實踐，如何體現(xiàn)地球系統(tǒng)科學的思想，并分析其在應對當前水資源挑戰(zhàn)中的潛力和挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.B5.B6.B7.C8.B9.B10.B二、名詞解釋1.水文循環(huán)：指地球上水的蒸發(fā)、水汽輸送、降水、地表徑流、地下滲透與徑流等過程相互聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)化的循環(huán)運動系統(tǒng)。2.蒸散發(fā)：指水分從水面、土壤表面和植被表面以蒸發(fā)和植物蒸騰形式進入大氣的過程的總稱。3.下墊面：指地球表面（包括陸地和水體）各種自然和人為因素的總稱，如地形、地貌、土壤、植被、巖石、城市建筑等，它們顯著影響大氣與地表的相互作用，特別是水循環(huán)過程。4.生態(tài)系統(tǒng)服務功能：指生態(tài)系統(tǒng)及其組分所提供的、能夠滿足人類需求的各種惠益，包括供給服務（如水源涵養(yǎng)）、調(diào)節(jié)服務（如洪水調(diào)蓄、水質(zhì)凈化）、支持服務（如養(yǎng)分循環(huán)）和文化服務（如科研、美學）。5.水足跡：指生產(chǎn)商品或提供服務所必需的、直接或間接消耗的所有水資源的總量，包括藍水（地表水和地下水）、綠水（植被蒸騰和土壤水分）和灰水（處理廢水所需的水量）。三、簡答題1.氣候變化通過改變大氣環(huán)流模式，影響區(qū)域降水分布和強度，增加極端降水事件頻率，導致洪澇風險；同時，全球變暖導致氣溫升高，加速蒸發(fā)蒸騰，加劇干旱；海平面上升可能淹沒沿海濕地等水源地，改變地下水補給條件；冰川融化短期內(nèi)增加水源，但長期看減少了對水循環(huán)的調(diào)節(jié)能力。這些變化都直接或間接地改變了水圈與大氣圈、巖石圈（蒸發(fā)面、地表徑流路徑）、生物圈（植被耗水）的相互作用，導致水資源時空分布格局發(fā)生變化，給水資源管理帶來挑戰(zhàn)。2.監(jiān)測水體面積變化：通過多時相遙感影像（如光學、雷達）的對比分析，可以計算水體范圍的變化；光學遙感利用水體對可見光的吸收和反射特性，雷達遙感則能穿透云層，全天候監(jiān)測。監(jiān)測水質(zhì)狀況：利用遙感傳感器（如藍綠光波段）探測水體色素（葉綠素a）濃度，利用熱紅外波段評估水溫分布，利用高光譜技術分析水體化學成分吸收特征等。監(jiān)測蒸散發(fā)：通過遙感獲取地表溫度、植被指數(shù)等參數(shù)，結(jié)合模型估算蒸散發(fā)量，或直接利用熱紅外遙感反演蒸散發(fā)。3.GIS在水資源管理中的主要功能包括：①空間數(shù)據(jù)采集、存儲、管理和查詢；②進行空間分析，如緩沖區(qū)分析（劃定水源保護區(qū)）、疊加分析（評估土地利用變化對水質(zhì)的影響）、網(wǎng)絡分析（規(guī)劃最短輸水路徑）；③可視化展示，將復雜的水資源信息以地圖、圖表等形式直觀呈現(xiàn)，輔助決策和溝通。4.流域綜合治理理念強調(diào)將整個流域視為一個不可分割的整體系統(tǒng)，綜合考慮水資源的自然屬性、社會屬性和經(jīng)濟屬性，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)流域內(nèi)上下游、左右岸、干支流之間以及水資源與其他自然資源（土地、礦產(chǎn)等）的關系，協(xié)調(diào)好生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水需求，運用工程、行政、法律、經(jīng)濟和生態(tài)等多種手段，實施跨部門、跨區(qū)域、跨行政級別的協(xié)同管理，以實現(xiàn)流域水資源的可持續(xù)利用和流域生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。四、論述題1.地球系統(tǒng)科學視角強調(diào)水循環(huán)、氣候、生態(tài)、社會系統(tǒng)的相互作用與耦合。在城市水資源管理中，該視角有助于超越傳統(tǒng)單一部門、線性的水資源工程思路。首先，它要求將城市視為水循環(huán)的一個關鍵節(jié)點，分析城市下墊面（建筑、道路、綠地）硬化對降水入滲、徑流產(chǎn)生的影響，以及熱島效應對局地蒸發(fā)蒸騰的調(diào)節(jié)作用。其次，它強調(diào)氣候變化對城市水資源供需平衡的復合影響，既要應對極端降雨引發(fā)的內(nèi)澇風險，也要應對高溫干旱加劇的缺水壓力。再次，它關注城市擴張對周邊生態(tài)系統(tǒng)（如濕地、河流）的侵占和影響，以及水資源利用對城市生態(tài)系統(tǒng)服務功能（如水質(zhì)凈化、生物棲息地）的損害。最后，它推動建立“海綿城市”等理念，通過恢復城市綠地、透水鋪裝等基于自然的解決方案，增強城市對水循環(huán)過程的適應性和韌性，實現(xiàn)水資源在自然過程與人工系統(tǒng)間的可持續(xù)循環(huán)利用，從而提升城市整體的水安全水平和生活質(zhì)量。2.以干旱為例，運用地球系統(tǒng)科學觀點分析：首先，識別干旱的觸發(fā)因子，不僅是大氣降水減少（大氣圈），還可能包括長期氣候變化趨勢、大氣環(huán)流異常（大氣圈-水圈相互作用），以及土地利用變化（巖石圈-生物圈相互作用，如植被破壞加劇干旱）。其次，分析干旱的放大機制，如土壤缺水導致蒸發(fā)加?。ㄋ?大氣圈）、植被覆蓋減少影響區(qū)域氣候（生物圈-大氣圈）、冰川融化加速但補給河流能力下降（冰雪圈-水圈）。再次，評估干旱對下游生態(tài)系統(tǒng)（生物圈）的影響，如河流斷流、湖泊萎縮、土地沙化，以及對人類社會的影響，如農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、缺水引發(fā)的沖突（社會系統(tǒng)-水圈）。管理建議需基于此綜合認識，采取跨部門協(xié)作措施：如加強區(qū)域氣候預測和水資源需求管理（應對大氣圈變化影響），恢復流域植被和修建水庫（調(diào)節(jié)水圈，增強生態(tài)功能），優(yōu)化農(nóng)業(yè)灌溉方式（減少需求），制定應急預案（應對社會影響），形成一套考慮多圈層相互作用的綜合干旱管理策略。3.將基于自然的解決方案（NbS）融入水資源管理，深刻體現(xiàn)了地球系統(tǒng)科學的思想。NbS本質(zhì)上是對自然生態(tài)系統(tǒng)服務功能的保護和利用，如通過植樹造林增加蒸散發(fā)、涵養(yǎng)水源、減少水土流失（涉及生物圈-水圈-巖石圈相互作用），通過修建濕地凈化水體（涉及水圈-生物圈相互作用），通過恢復河岸帶穩(wěn)定河道、控制洪水（涉及水圈-巖石圈-生物圈相互作用）。這些方法利用了自然系統(tǒng)在水資源調(diào)節(jié)（如洪水調(diào)蓄、供水）、水環(huán)境改善、生態(tài)維護等方面的內(nèi)在功能，體現(xiàn)了地球系統(tǒng)科學強調(diào)的生態(tài)系統(tǒng)在維持地球生命支持系統(tǒng)中的關鍵