2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專業(yè)題庫——大氣科學(xué)與生態(tài)學(xué)的交叉研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪項(xiàng)過程是大氣水循環(huán)中連接陸地生態(tài)系統(tǒng)和大氣的主要環(huán)節(jié)？A.大氣輻射傳輸B.大氣化學(xué)轉(zhuǎn)化C.植物蒸騰作用D.平流輸送2.氣候變化導(dǎo)致全球平均溫度升高，進(jìn)而加劇了某些地區(qū)的干旱，這種現(xiàn)象體現(xiàn)了大氣環(huán)境變化對生態(tài)系統(tǒng)功能的哪種影響？A.直接物理脅迫B.生物地球化學(xué)循環(huán)改變C.生態(tài)服務(wù)功能退化D.生物多樣性喪失3.在生態(tài)氣候?qū)W研究中，通常使用哪種指標(biāo)來綜合評(píng)估地表能量平衡對生態(tài)系統(tǒng)的影響？A.溫度梯度B.飽和差C.葉面溫度D.土壤熱通量4.森林生態(tài)系統(tǒng)作為一種重要的碳匯，其碳儲(chǔ)存能力受到哪些因素的顯著影響？（請選擇三個(gè)）A.樹種組成與結(jié)構(gòu)B.大氣CO2濃度C.地下水位變化D.大氣污染物類型E.區(qū)域氣候模式5.大氣污染物如氮氧化物（NOx）和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）通過光化學(xué)反應(yīng)生成二次顆粒物，這些顆粒物不僅影響大氣能見度，也可能對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生哪些間接影響？（請選擇兩個(gè)）A.改變地表反照率，影響能量平衡B.通過沉降直接導(dǎo)致植物葉片損傷C.改變大氣化學(xué)成分，影響氣體交換D.吸收太陽輻射，加熱大氣邊界層二、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.生物地球化學(xué)循環(huán)2.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)3.城市熱島-生態(tài)效應(yīng)耦合4.生態(tài)氣候?qū)W5.植被蒸散量三、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述大氣CO2濃度升高對陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)可能產(chǎn)生的雙重影響。2.簡述大氣邊界層高度變化對城市生態(tài)系統(tǒng)微氣候環(huán)境可能產(chǎn)生的主要影響。3.簡述遙感技術(shù)在監(jiān)測森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化（如葉面積指數(shù)LAI）中的應(yīng)用基本原理。4.簡述氣候變化背景下，大氣水循環(huán)改變可能對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)。四、論述題（每小題10分，共30分）1.論述全球氣候變化對極地冰蓋消融及其對下游生態(tài)系統(tǒng)水文過程可能產(chǎn)生的連鎖效應(yīng)。2.結(jié)合具體實(shí)例，論述大氣污染物（如PM2.5）如何通過影響生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵過程（如光合作用、傳粉）進(jìn)而威脅生物多樣性。3.探討大氣科學(xué)與生態(tài)學(xué)交叉領(lǐng)域未來可能面臨的關(guān)鍵科學(xué)挑戰(zhàn)，并就如何應(yīng)對這些挑戰(zhàn)提出你的見解。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.D4.A,B,E5.A,C二、名詞解釋1.生物地球化學(xué)循環(huán)：指元素或化合物在生物圈、巖石圈、水圈和大氣圈之間進(jìn)行遷移和循環(huán)轉(zhuǎn)化的過程，是維持地球生命系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)。2.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)：指生態(tài)系統(tǒng)及其過程為人類提供的各種惠益，包括供給服務(wù)（如食物、水）、調(diào)節(jié)服務(wù)（如氣候調(diào)節(jié)、水質(zhì)凈化）、支持服務(wù)（如土壤形成、養(yǎng)分循環(huán)）和文化服務(wù)（如美學(xué)、精神價(jià)值）。3.城市熱島-生態(tài)效應(yīng)耦合：指城市熱島效應(yīng)（城市區(qū)域比周邊鄉(xiāng)村地區(qū)溫度更高的現(xiàn)象）與城市生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及服務(wù)之間的相互作用，例如熱島影響植被蒸騰、物種分布，進(jìn)而影響城市生物多樣性、空氣質(zhì)量和居民健康。4.生態(tài)氣候?qū)W：研究氣候條件與生態(tài)系統(tǒng)（包括生物體和生物群落）之間相互關(guān)系及其物理、化學(xué)和生物學(xué)機(jī)制的學(xué)科，旨在理解氣候?qū)ι鷳B(tài)過程的調(diào)控以及生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的響應(yīng)。5.植被蒸散量：指植被通過蒸騰作用（植物葉片等表面水分蒸發(fā)）和截留降水后蒸發(fā)（蒸發(fā)力）的總量，是區(qū)域水分循環(huán)的重要組成部分，受氣象條件、植被類型和土壤水分狀況的共同影響。三、簡答題1.簡述大氣CO2濃度升高對陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)可能產(chǎn)生的雙重影響。解析思路：首先點(diǎn)出CO2濃度升高對碳循環(huán)的直接影響（促進(jìn)光合作用），其次點(diǎn)出對呼吸作用的潛在影響（可能因溫度升高而增強(qiáng)），最后結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)整體反饋機(jī)制闡述其雙重性（短期可能增加碳匯，但長期可能因呼吸增強(qiáng)、氮限制等因素減弱碳匯效果或轉(zhuǎn)為源）。答案要點(diǎn)：大氣CO2濃度升高會(huì)提高植物光合作用速率，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)光合固定碳的能力，可能短期內(nèi)增加碳匯。但同時(shí)，CO2濃度升高可能伴隨溫度升高，刺激植物和土壤微生物呼吸作用增強(qiáng)，增加碳的釋放。此外，CO2升高可能影響土壤養(yǎng)分有效性（如氮限制），進(jìn)一步調(diào)節(jié)碳循環(huán)。因此，其影響具有雙重性，凈效應(yīng)取決于多種因素的復(fù)雜相互作用。2.簡述大氣邊界層高度變化對城市生態(tài)系統(tǒng)微氣候環(huán)境可能產(chǎn)生的主要影響。解析思路：明確大氣邊界層高度（PBL）是影響近地面氣象要素的關(guān)鍵因素。點(diǎn)出PBL增厚和減薄兩種情況。分別闡述對溫度、濕度、風(fēng)速、污染物擴(kuò)散等城市微氣候要素的具體影響。答案要點(diǎn)：大氣邊界層高度（PBL）是影響近地面熱量、水分和污染物交換的界面。PBL增厚通常意味著更強(qiáng)烈的地面熱量吸收和混合，可能導(dǎo)致城市熱島效應(yīng)加劇，近地面污染物擴(kuò)散能力增強(qiáng)。PBL減薄則相反，可能導(dǎo)致近地面污染物滯留，濕度不易散失，風(fēng)速減小，城市熱島效應(yīng)相對減弱但可能更集中。這些變化直接影響城市植被生長環(huán)境、人體舒適度及空氣質(zhì)量。3.簡述遙感技術(shù)在監(jiān)測森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化（如葉面積指數(shù)LAI）中的應(yīng)用基本原理。解析思路：明確LAI是表征森林結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)。說明遙感如何通過測量與LAI相關(guān)的物理量（如太陽輻射、植被冠層特性）來進(jìn)行估算。提及主要遙感方法（如反照率模型、植被指數(shù)模型）。答案要點(diǎn)：葉面積指數(shù)（LAI）是單位地面面積上植被總?cè)~面積與地面面積之比，是反映森林冠層結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)。遙感技術(shù)通過傳感器從太空或空中測量地表反射或輻射的電磁波信息，這些信息與植被冠層的物理特性（如光學(xué)厚度、含水量、結(jié)構(gòu)）相關(guān)。利用植被指數(shù)（如NDVI,EVI）等指標(biāo)，結(jié)合冠層輻射傳輸模型，可以反演估算LAI。例如，LAI越高，通常意味著對太陽輻射的吸收和遮蔽越強(qiáng)，導(dǎo)致近紅外波段反射率降低，從而可以通過分析遙感影像的光譜特征來推算LAI。4.簡述氣候變化背景下，大氣水循環(huán)改變可能對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)。解析思路：從氣候變化影響水循環(huán)的多個(gè)方面入手（降水格局、蒸發(fā)、極端事件）。分別闡述這些改變對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)（作物生長、水分供需、災(zāi)害）的具體風(fēng)險(xiǎn)。答案要點(diǎn)：氣候變化導(dǎo)致大氣水循環(huán)改變，表現(xiàn)為降水時(shí)空分布不均（如干旱、洪澇頻率增加/加?。^(qū)域蒸發(fā)加劇、極端降水事件增多等。這些變化對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成潛在風(fēng)險(xiǎn)：①干旱缺水風(fēng)險(xiǎn)增加，影響作物正常生長和產(chǎn)量；②洪澇風(fēng)險(xiǎn)加劇，可能導(dǎo)致土壤侵蝕、養(yǎng)分流失、作物倒伏；③極端高溫高濕環(huán)境可能誘發(fā)病蟲害，增加作物生理脅迫；④季節(jié)性降水模式的改變可能破壞傳統(tǒng)耕作制度；⑤水資源供需矛盾加劇，影響灌溉農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定性。這些都可能威脅糧食安全。四、論述題1.論述全球氣候變化對極地冰蓋消融及其對下游生態(tài)系統(tǒng)水文過程可能產(chǎn)生的連鎖效應(yīng)。解析思路：首先闡述氣候變化（升溫）如何導(dǎo)致極地冰蓋加速消融。然后，分步驟或分環(huán)節(jié)，詳細(xì)論述冰蓋消融如何通過影響海平面、淡水資源輸入、洋流、極端天氣事件等，進(jìn)而對下游（鄰近或更遠(yuǎn)距離）的陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)水文過程產(chǎn)生連鎖影響。強(qiáng)調(diào)過程的動(dòng)態(tài)性和反饋性。答案要點(diǎn)：全球氣候變化導(dǎo)致極地地區(qū)溫度升高，加速了冰川和冰蓋的消融。主要連鎖效應(yīng)包括：①海平面上升：冰蓋融化注入海洋，導(dǎo)致全球海平面上升，淹沒沿海低洼地區(qū)，改變海岸線，影響沿海濕地和生物多樣性；②淡水資源改變：大規(guī)模融水改變區(qū)域乃至全球的水循環(huán)，可能增加部分地區(qū)的徑流，但也可能因蒸發(fā)加劇而導(dǎo)致其他地區(qū)干旱；③洋流變化：極地水源匯入海洋可能改變大尺度洋流模式（如經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流），影響全球熱量輸送和海洋生態(tài)系統(tǒng)分布；④極端天氣事件：氣候變化可能加劇極端降水或干旱事件的發(fā)生頻率和強(qiáng)度，影響下游依賴穩(wěn)定水文過程的生態(tài)系統(tǒng)（如河流生態(tài)系統(tǒng)、依賴季節(jié)性降水的草原和森林）；⑤水文情勢改變：河流徑流過程改變（如春汛提前、枯水期縮短），影響依賴特定水文節(jié)律的下游生態(tài)系統(tǒng)（如依賴洪水育種的魚類、季節(jié)性泛濫的濕地）。這些效應(yīng)相互關(guān)聯(lián)，形成復(fù)雜的連鎖反應(yīng)。2.結(jié)合具體實(shí)例，論述大氣污染物（如PM2.5）如何通過影響生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵過程（如光合作用、傳粉）進(jìn)而威脅生物多樣性。解析思路：首先明確PM2.5對生態(tài)系統(tǒng)的主要危害途徑（物理遮擋、化學(xué)毒性、改變光照等）。然后，選擇具體例子，詳細(xì)闡述PM2.5如何影響光合作用（如吸收/散射光、葉片損傷、氣孔調(diào)節(jié)影響）和傳粉（如堵塞花粉管、影響傳粉媒介活動(dòng)、改變氣味信號(hào)）。最后，說明這些過程受阻如何導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)功能下降，進(jìn)而威脅物種生存和生物多樣性。答案要點(diǎn)：大氣污染物PM2.5（細(xì)顆粒物）可通過多種途徑影響生態(tài)系統(tǒng)，威脅生物多樣性。例如：①影響光合作用：PM2.5粒子可吸收或散射太陽輻射，降低到達(dá)植物葉片的光照強(qiáng)度；顆粒物沉積在葉片表面，形成一層“塵被”，阻礙氣體交換（CO2進(jìn)入）和水分蒸騰，甚至直接損傷葉片組織；植物可能為清除顆粒物而消耗更多能量，影響光合效率。如在中國北方，霧霾天氣常伴隨農(nóng)作物光合效率下降。②影響傳粉：PM2.5可能堵塞傳粉植物的花粉管，降低結(jié)實(shí)率；影響傳粉昆蟲（如蜜蜂）的視覺、嗅覺或行為，使其難以找到花朵或進(jìn)行有效傳粉，也可能通過毒性影響昆蟲健康。如研究表明，空氣污染可能降低某些果樹（如蘋果、梨）的授粉成功率和產(chǎn)量，影響依賴這些植物的傳粉昆蟲種群。③影響生態(tài)系統(tǒng)功能與多樣性：光合作用和傳粉是維持植物生存和繁衍的關(guān)鍵過程。這些過程受到抑制，會(huì)導(dǎo)致植物生長受阻、種群數(shù)量下降、群落結(jié)構(gòu)改變。進(jìn)而影響依賴這些植物為食或棲息的其他動(dòng)物（如鳥類、哺乳動(dòng)物、昆蟲），導(dǎo)致食物鏈斷裂，生態(tài)系統(tǒng)功能退化，生物多樣性受到威脅。例如，草原生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵牧草因傳粉失敗而減少，將直接影響以該牧草為食的草食動(dòng)物及其天敵的生存。3.探討大氣科學(xué)與生態(tài)學(xué)交叉領(lǐng)域未來可能面臨的關(guān)鍵科學(xué)挑戰(zhàn)，并就如何應(yīng)對這些挑戰(zhàn)提出你的見解。解析思路：首先，結(jié)合當(dāng)前研究前沿和現(xiàn)實(shí)需求，識(shí)別大氣科學(xué)與生態(tài)學(xué)交叉領(lǐng)域面臨的關(guān)鍵科學(xué)挑戰(zhàn)（如模型耦合、數(shù)據(jù)融合、尺度轉(zhuǎn)換、極端事件響應(yīng)等）。然后，針對每個(gè)挑戰(zhàn)，提出具體的應(yīng)對策略或研究思路（如發(fā)展新模型、利用新技術(shù)、加強(qiáng)跨學(xué)科合作、開展長期監(jiān)測等）。答案要點(diǎn)：大氣科學(xué)與生態(tài)學(xué)交叉領(lǐng)域未來面臨的關(guān)鍵科學(xué)挑戰(zhàn)包括：①大氣-生態(tài)系統(tǒng)耦合過程的復(fù)雜性與非線性：揭示兩者之間雙向反饋機(jī)制的動(dòng)態(tài)變化，尤其是在極端氣候事件和全球變化背景下的響應(yīng)。應(yīng)對：發(fā)展更精密的耦合模型，整合多圈層、多過程數(shù)據(jù)。②多尺度數(shù)據(jù)融合與同化：有效融合衛(wèi)星遙感、地面觀測、模型輸出等多源、多尺度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)大氣與生態(tài)信息的高效整合。應(yīng)對：研發(fā)先進(jìn)的數(shù)據(jù)同化技術(shù)，構(gòu)建綜合觀測網(wǎng)絡(luò)。③生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化極端事件的響應(yīng)與適應(yīng)：理解極端事件（干旱、洪水、熱浪、強(qiáng)降水）對生態(tài)系統(tǒng)的累積效應(yīng)和閾值。應(yīng)對：加強(qiáng)極端