2025年大学《地球系统科学》专业题库- 地球系统中的可持续发展策略

2025年大学《地球系统科学》专业题库——地球系统中的可持续发展策略考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、名词解释（每题3分，共15分）1.地球系统科学2.可持续发展3.生物圈4.碳循环5.可持续发展目标（SDGs）二、简答题（每题5分，共25分）1.简述地球系统科学的主要研究内容。2.简述人类活动对地球系统主要圈层产生的关键影响。3.简述“人与自然生命共同体”理念在可持续发展中的意义。4.简述能源转型在实现碳中和目标中的重要性。5.简述保护生物多样性的主要途径。三、论述题（每题10分，共30分）1.论述地球系统关键过程的相互作用如何影响可持续发展策略的选择。2.结合实例，论述水资源可持续利用面临的挑战及应对策略。3.试述城市可持续发展应如何体现地球系统科学的理念，并提出具体措施。四、案例分析题（15分）假设某河流域面临水资源短缺、土壤退化和洪涝灾害频发的多重挑战。该流域内经济以传统农业和工业为主，人口密度较高，生物多样性受到威胁。请运用地球系统科学的相关知识，分析该流域面临的复合型环境问题，并从生态系统服务、资源循环利用、气候变化适应等角度，提出一套综合性的可持续发展策略，并说明其科学依据。试卷答案一、名词解释1.地球系统科学：地球系统科学是一门研究地球系统各圈层（大气圈、水圈、岩石圈、生物圈、冰雪圈）及其相互作用、过程、结构和演化的跨学科领域，旨在理解地球系统的整体行为、预测其未来变化，并评估人类活动的影响。**解析思路：*定义需包含核心要素：跨学科、研究对象（各圈层及其相互作用）、目标（理解、预测、评估人类影响）。2.可持续发展：可持续发展是指既满足当代人的需求，又不损害后代人满足其需求的能力的发展模式。它强调经济、社会和环境三个维度之间的协调发展。**解析思路：*定义需抓住核心思想（满足当代人需求不损害后代人需求），并提及三维（经济、社会、环境）协调。3.生物圈：生物圈是地球系统中包含所有生物及其生存环境的总称，是大气圈、水圈、岩石圈相互作用形成的一个生命支持系统，范围从地壳深处到大气上层，包括所有生态系统。**解析思路：*定义需明确生物圈是地球系统的一部分，包含生物与环境，并提及其与其它圈层的相互作用及范围。4.碳循环：碳循环是指碳元素在地球系统各圈层（大气、海洋、陆地、生物体、岩石圈等）之间通过各种物理、化学、生物过程进行迁移和转化的循环过程，对全球气候和生态系统功能至关重要。**解析思路：*定义需点明核心物质（碳）、范围（各圈层）、过程（迁移转化）及其重要性（气候、生态）。5.可持续发展目标（SDGs）：可持续发展目标（SDGs）是联合国于2015年提出的旨在到2030年消除贫困、保护地球并确保所有人享有和平与繁荣的17个全球性目标，涵盖了消除贫困、保护气候、改善健康、促进教育、公平正义等多个方面。**解析思路：*定义需包含提出者（联合国）、时间节点（2030年）、性质（17个全球目标）、核心内容（消除贫困、保护地球、享有一切权利）的概括。二、简答题1.简述地球系统科学的主要研究内容。地球系统科学的主要研究内容包括：地球系统各圈层（大气、水、岩石、生物、冰雪）的结构、组成和过程；各圈层之间以及圈层与人类系统之间的相互作用和能量、物质、信息的交换；地球系统的整体行为、演化和可预测性；人类活动对地球系统的影响评估以及如何实现人地系统的可持续共生。**解析思路：*回答需全面涵盖研究对象（各圈层及其过程）、研究重点（相互作用与交换）、研究目标（整体行为、演化、可预测性）和研究应用（人类影响评估、可持续共生）。2.简述人类活动对地球系统主要圈层产生的关键影响。人类活动对地球系统主要圈层产生了广泛而深刻的影响：在大气圈，主要表现为温室气体浓度增加导致全球变暖；在水圈，表现为水资源过度开发利用、水体污染和海平面上升；在岩石圈，主要表现为土地利用变化（砍伐森林、城市化）、土壤退化和矿产过度开采；在生物圈，表现为生物多样性锐减、生态系统结构功能退化；在冰雪圈，表现为冰川融化加速。**解析思路：*回答需按圈层分类，列举关键影响，并尽量具体化，如大气（温室气体、变暖）、水（用水、污染、海平面）、岩石（土地、土壤、矿产）、生物（多样性与生态）、冰雪（融化）。3.简述“人与自然生命共同体”理念在可持续发展中的意义。“人与自然生命共同体”理念强调人类是自然的一部分，与自然界相互依存、共生共荣。该理念在可持续发展中的意义在于：它揭示了人与自然之间密不可分的生态联系，为可持续发展提供了哲学基础和价值导向；它要求我们在发展过程中必须尊重自然、顺应自然、保护自然，将生态环境保护置于与经济发展、社会进步同等重要的位置；它有助于推动形成绿色发展方式和生活方式，构建人与自然和谐共生的现代化。**解析思路：*首先阐释理念内涵（人类是自然一部分、相互依存）。然后重点论述其意义：提供基础和导向（生态联系、价值导向）、指导实践（尊重自然）、推动转变（绿色发展与和谐共生）。4.简述能源转型在实现碳中和目标中的重要性。能源转型是实现碳中和目标的核心举措和关键路径。当前全球能源结构以化石燃料为主，其燃烧是温室气体排放的主要来源。实现碳中和意味着需要将人为温室气体净排放降至零。因此，必须大规模减少对化石燃料的依赖，转向以可再生能源（如太阳能、风能、水能等）、核能、氢能等低碳或零碳能源为主体的能源结构。能源转型不仅能直接大幅削减碳排放，还能带动相关产业升级，创造就业机会，提升能源安全，是推动经济社会向绿色低碳可持续发展模式转变的根本保障。**解析思路：*点明核心作用（核心举措、关键路径）。解释原因（当前能源源是排放主因）。阐述目标（碳中和=净零排放）。指出方向（转向可再生能源等）。分析意义（直接减排、产业升级、就业、能源安全、模式转变）。5.简述保护生物多样性的主要途径。保护生物多样性需要采取综合性的措施，主要途径包括：建立和管理自然保护地网络（国家公园、自然保护区等），有效保护关键栖息地和物种；实施生态修复工程，恢复退化生态系统功能；加强野生动植物资源管理，打击非法贸易，控制外来物种入侵；完善相关法律法规体系，加大执法力度；开展生物多样性科学研究与监测，为保护提供科学依据；提高公众生物多样性保护意识，倡导可持续的生活方式；推动生态补偿和生物多样性友好型政策，在发展中保护生物多样性。**解析思路：*回答需涵盖多个层面：保护空间（保护地）；恢复修复（生态修复）；管理控制（资源管理、外来物种、执法）；制度保障（法律）；科技支撑（科研监测）；社会参与（公众意识、生活方式）；经济激励（生态补偿、政策）。三、论述题1.论述地球系统关键过程的相互作用如何影响可持续发展策略的选择。地球系统中的关键过程如碳循环、水循环、氮循环、能量平衡等并非孤立运行，而是相互关联、相互影响，构成复杂的耦合系统。这些过程的相互作用深刻影响着可持续发展策略的选择和有效性。例如，森林砍伐不仅影响碳循环（减少碳汇），也影响水循环（改变蒸散和径流）和生物多样性。因此，制定减少碳排放的策略时，必须考虑其对水循环和生态系统的潜在影响，选择综合效益更优的策略（如植树造林需考虑适地适树和生物多样性保护）。又如，发展水电利用水循环中的能量，但可能改变河流生态和水生生物多样性（影响生物圈过程），需要采取生态补偿措施。气候变化（大气圈变化）会通过影响水循环（冰川融化、极端降水）和海平面上升（影响沿海生态系统和人类居住），对水资源利用、农业布局、城市安全等提出新挑战，要求制定适应性的可持续发展策略。因此，可持续发展策略必须基于对地球系统关键过程相互作用的理解，进行整体性、系统性思考，避免“单兵突进”带来的负面效应，确保策略的协同性和长期有效性。忽视这些相互作用可能导致策略效果打折甚至产生意想不到的负面后果。**解析思路：*首先阐述地球系统关键过程相互关联性。然后通过具体例子（森林砍伐、水电、气候变化）说明这种相互作用如何影响可持续发展策略（如需考虑多圈层影响、需采取生态补偿、需制定适应性策略）。最后总结，强调系统性思维对制定有效、协同策略的重要性，并指出忽视相互作用的风险。2.结合实例，论述水资源可持续利用面临的挑战及应对策略。水资源可持续利用是指满足当前需求且不损害后代人满足其需求的水资源利用方式，面临多重挑战。主要挑战包括：供需矛盾加剧（人口增长、经济发展导致用水量增加，而气候变化导致水资源时空分布不均，部分地区干旱加剧）；水污染严重（工业废水、农业面源污染、生活污水排放量大、处理能力不足）；水资源管理体制机制不健全（水权不清、水资源分配不均、跨区域协调困难、管理技术落后）；生态系统用水被忽视（河流断流、湖泊萎缩、湿地退化）。以中国北方地区为例，该区域水资源总量少，人均占有量低，但人口密集、农业发达、工业集中，水资源供需矛盾十分尖锐。同时，部分地区水污染问题突出，影响饮水安全和生态环境。应对这些挑战需要采取综合策略：一是加强水资源节约和保护，提高用水效率（如推广农业节水技术、工业循环用水、城市节水器具普及），严格控制用水总量；二是强化水污染防治，完善污水处理设施，加强工业和农业面源污染控制，保护水源地；三是健全水资源管理体制机制，明确水权，建立水价机制，完善水事纠纷协调机制，利用现代信息技术提升管理能力；四是维护河流健康生命，保障生态基本用水需求，实施流域综合治理，修复受损水生态系统；五是加强水资源科学研究和监测，提升对水资源演变规律的认识，为可持续利用提供科学支撑。通过这些策略的综合实施，才能缓解水资源压力，保障水安全，实现水资源的可持续利用。**解析思路：*首先明确水资源可持续利用的定义，并列举核心挑战（供需矛盾、水污染、管理机制、生态用水）。然后选择具体实例（如中国北方）说明挑战的体现。最后提出应对策略，需涵盖开源（节水）与节流（保护）、管理（机制与技术）、生态（生态用水）等多个维度，并说明各项策略的具体内容。3.试述城市可持续发展应如何体现地球系统科学的理念，并提出具体措施。城市可持续发展应深刻体现地球系统科学的整体观、系统观、循环观和人与自然和谐共生观。地球系统科学强调地球是一个相互关联的整体，人类活动是影响地球系统的重要外部因素。城市作为人口高度聚集、经济活动密集的区域，其发展模式对地球系统产生巨大影响。因此，城市可持续发展必须将自身视为地球系统的一部分，考虑城市系统与周围自然环境的物质、能量、信息交换，追求城市内部各子系统（经济、社会、环境）的协调平衡，并促进城市与区域的可持续发展。具体措施可以包括：建设“海绵城市”，增强城市对雨水的吸纳、蓄滞和净化能力，调控水循环，减少城市内涝和地表径流污染；发展绿色建筑和绿色交通，推广节能技术，使用可再生材料，构建以人为本、低碳环保的城市交通体系，减少能源消耗和碳排放；构建城市生态网络，保护和恢复城市绿地、湿地、河流廊道等生态空间，增加城市生物多样性，改善城市微气候，提升城市生态系统服务功能；推动城市资源循环利用，建立完善的垃圾分类回收体系，发展静脉产业，促进水、能源、材料的循环利用，减少资源消耗和废弃物排放；推广可持续的城市农业，利用城市空间发展社区花园、垂直农业等，增加城市食物自给率，改善城市食物安全，并连接城市与自然。通过这些措施，将地球系统科学理念融入城市规划、建设、管理全过程，可以促进城市形成资源节约、环境友好、生态宜居、具有韧性的可持续发展模式。**解析思路：*首先阐述城市可持续发展如何体现地球系统科学理念（整体观、系统观、循环观、和谐共生观），并解释其内涵（城市是地球系统一部分、追求内部协调、促进区域可持续）。然后提出具体措施，从水循环（海绵城市）、物质循环（绿色建筑交通、资源循环）、能量流动（绿色交通、可再生能源）、生物圈（城市生态网络、城市农业）等地球系统过程或要素的角度出发，给出可操作的方案，并说明每项措施如何体现地球系统科学理念及其效果。四、案例分析题假设某河流域面临水资源短缺、土壤退化和洪涝灾害频发的多重挑战。该流域内经济以传统农业和工业为主，人口密度较高，生物多样性受到威胁。请运用地球系统科学的相关知识，分析该流域面临的复合型环境问题，并从生态系统服务、资源循环利用、气候变化适应等角度，提出一套综合性的可持续发展策略，并说明其科学依据。分析：该流域面临的水资源短缺、土壤退化、洪涝灾害是相互关联的地球系统问题，根源于不合理的土地利用、资源过度开发利用和气候变化等人类活动影响。1.水资源短缺与水循环失衡：传统农业大量引水灌溉且用水效率低；工业废水排放污染水体，减少可用水资源；城市化导致不透水面积增加，地表径流加快，加剧下游洪涝，同时地下水超采导致水源地萎缩。这反映了人类活动对流域水循环过程的显著干扰。2.土壤退化与岩石圈-生物圈相互作用：传统农业长期施用化肥农药，导致土壤养分失衡、结构破坏、污染；过度放牧和不合理耕作加速了水土流失。这损害了土壤作为陆地生态系统的支撑和碳库的功能，影响了生物圈健康。3.洪涝灾害与大气圈-水圈相互作用：气候变化导致极端降水事件增多，加剧了洪涝风险。同时，城市化和植被破坏减少了流域对雨水的吸纳和调蓄能力（生态系统服务功能下降），进一步放大了洪涝灾害的影响。4.生物多样性受威胁：土地利用变化（如森林砍伐、湿地开垦）、水资源过度利用和污染破坏了多种生物的栖息地，导致生物多样性下降。综合性可持续发展策略：1.基于生态系统服务的策略（改善水循环和生态功能）：*措施：大规模植树造林和恢复流域内森林、湿地等生态系统；在河道两侧和重要水源地建立生态缓冲带；保护并恢复河流的自然形态和连通性；建设城市绿地和雨水花园，增强城市对雨水的吸纳和净化能力。*科学依据：森林和湿地具有强大的水源涵养、水土保持和洪水调蓄功能（生态系统服务），可以有效缓解水资源短缺、减少水