2025年大学《地球系统科学》专业题库- 大气污染对生态系统的影响

2025年大学《地球系统科学》专业题库——大气污染对生态系统的影响考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）1.下列哪一项不属于典型的酸性气体污染物？A.二氧化硫(SO₂)B.氮氧化物(NOx)C.氧化碳(CO)D.一氧化碳(CO)2.大气污染物通过降水进入水体的主要形式被称为？A.干沉降B.生物吸收C.湿沉降D.土壤吸收3.在大气污染物对生态系统的影响中，下列哪一项主要体现对植物光合作用系统的损害？A.引起叶片表面气孔关闭B.导致植物根系吸水困难C.直接破坏叶绿体结构D.降低土壤养分有效性4.酸雨对森林生态系统的主要危害之一是导致？A.树木生长加速B.土壤有机质含量增加C.树干基部出现溃疡D.林下植被种类丰富度提升5.下列哪种植物常被用作指示大气污染物（特别是二氧化硫）程度的指示植物？A.水稻B.松树C.菊花D.豆科植物6.大气中的氮氧化物（NOx）和水汽结合，可以形成哪种二次污染物？A.二氧化硫B.一氧化碳C.酸雨（成分之一）D.氧化亚氮7.生物富集作用是指生物体从环境中吸收某种物质，其在生物体内的浓度超过环境浓度的现象，下列哪项过程不属于典型的生物富集？A.鱼类通过鳃吸收水体中的汞B.植物根部吸收土壤中的重金属C.食草动物通过摄食植物摄入农药D.微生物分解土壤中的有机污染物8.光化学烟雾的主要成分是？A.一氧化碳B.颗粒物C.臭氧(O₃)D.氮氧化物9.生态系统对大气污染的承受和自我修复能力称为？A.生态阈值B.生物放大C.生态补偿D.污染物迁移10.大气颗粒物（PM2.5）对生态系统的主要影响路径之一是？A.直接通过呼吸作用进入动物体内B.沉降覆盖植物叶片，阻碍光合作用C.携带病原体，直接导致动植物发病D.作为营养元素，促进植物生长二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上）1.大气污染物的主要来源包括______源和______源。2.酸雨的pH值通常小于______。3.大气污染物进入生态系统的主要途径包括______、______、生物吸收和土壤吸收。4.植物叶片是大气污染物进入______系统的首要屏障。5.生态系统服务功能是指生态系统及其过程所提供的能够满足人类需求的______和______。6.某些植物对特定大气污染物特别敏感，可作为______植物，用于监测环境质量。7.温室气体主要影响地球的能量平衡，导致______效应和全球变暖。8.湿沉降和干沉降共同作用，使得大气污染物能够到达______的各个角落。9.生物放大作用是指污染物在______中沿食物链逐级增高的现象。10.大气污染不仅影响自然生态系统，也会通过______、______等途径影响人类健康。三、名词解释（每题3分，共12分。请给出简洁、准确的定义）1.干沉降2.生态阈值3.生物标志物4.生态系统服务功能退化四、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题）1.简述大气颗粒物（PM2.5）对陆地生态系统可能造成的几方面主要影响。2.简述酸雨形成的主要化学过程。3.简述臭氧（O₃）对植物个体造成伤害的途径。4.简述大气污染物在生物体内发生生物富集的主要驱动因素。五、论述题（每题13分，共26分。请结合所学知识，进行较为深入的论述）1.试述大气污染物如何通过水生生态系统中的食物链传递，并分析其对顶级消费者可能造成的严重生态风险。请结合具体污染物种类进行说明。2.论述在全球气候变化背景下，大气污染对生态系统的影响可能呈现出哪些新的特点或加剧的趋势，并提出相应的应对思路。试卷答案一、选择题1.C2.C3.C4.C5.B6.C7.D8.C9.A10.B二、填空题1.自然，人为2.5.63.湿沉降，干沉降4.生物5.供给，调节6.指示7.温室8.水生，陆地9.食物链10.空气，食物三、名词解释1.干沉降：指大气污染物没有经过降水（雨、雪、雹、雾等）的冲刷，而是直接通过重力、惯性、扩散等作用沉降到地表（包括水体和土壤）的过程。2.生态阈值：指生态系统对环境压力（如大气污染物）的承受能力达到极限，超过该极限可能导致生态系统结构和功能发生不可逆变化的临界值。3.生物标志物：指在生物体（植物、动物或微生物）体内积累或发生变化的、能够指示环境污染物存在、暴露水平或生态效应的特定化学物质、生理生化指标或遗传学标记。4.生态系统服务功能退化：指由于大气污染等人类活动干扰，导致生态系统提供供给服务（如产出的产品）、调节服务（如气候调节、水质净化）、支持服务（如土壤形成、养分循环）和文化服务（如科研、美学、精神寄托）的能力下降或丧失。四、简答题1.大气颗粒物（PM2.5）对陆地生态系统可能造成的几方面主要影响包括：*沉积覆盖植物叶片，阻碍光照进入，影响光合作用效率。*吸收或吸附叶片表面水分，导致气孔关闭，影响蒸腾作用和气体交换。*损伤植物细胞结构，引发氧化胁迫，导致叶片黄化、凋落，生长受阻。*通过根系进入土壤，改变土壤理化性质（如pH、通透性），毒害植物根系，影响养分吸收。*改变林地或草地的小气候，影响生物多样性。*降低土壤对某些污染物的净化能力。2.酸雨形成的主要化学过程：*大气中的二氧化硫（SO₂）和氮氧化物（NOx）等前体物通过大气化学反应（如氧化、光化学反应）转化为硫酸（H₂SO₄）和硝酸（HNO₃）等强酸性物质。*这些酸性物质溶解于大气中的水汽，形成硫酸云和硝酸云。*当这些酸性云滴通过降水（雨、雪、雾等）形式降落地面时，即为酸雨。*部分酸性物质也可通过干沉降直接到达地表，再被雨水冲刷进入水体和土壤。3.臭氧（O₃）对植物个体造成伤害的途径：*植物通过叶片气孔吸收大气中的臭氧。*氧化剂臭氧进入植物细胞后，会引发细胞膜系统受损，导致膜脂过氧化。*臭氧会破坏叶绿体结构，损伤光合色素（如叶绿素a、b），抑制光合酶活性，从而降低光合作用效率。*臭氧会诱导植物体内产生过量的活性氧（ROS），引发氧化胁迫，损伤蛋白质、核酸等重要生物大分子。*植物会产生一系列防御反应（如积累酚类物质），这会消耗大量能量，影响生长。*长期暴露在高浓度臭氧下，植物会出现叶片褪绿、黄化、出现斑点、卷曲、凋落，生长迟缓，产量和品质下降，甚至死亡。4.大气污染物在生物体内发生生物富集的主要驱动因素：*污染物在生物组织中的浓度高于环境介质（如水体、空气）的浓度，这通常源于污染物具有一定的脂溶性或能被生物组织吸收。*生物体通过吸收、吞食、呼吸等途径，持续从环境中摄取污染物。*生物体对摄入的污染物清除（如代谢、排泄）的速率慢于其吸收的速率。*在食物链中，上层消费者通过捕食下层消费者，将污染物从食物网的低层传递到高层，并在体内不断积累，导致浓度逐级升高。五、论述题1.大气污染物通过水生生态系统中的食物链传递，并分析其对顶级消费者可能造成的严重生态风险：*大气污染物（特别是重金属、某些持久性有机污染物如PCBs、Dioxins）可以通过干沉降或湿沉降进入水体，或在水面挥发、沉积。*这些污染物首先被水体中的浮游植物、藻类或底栖藻类吸收。*食草性浮游动物（如桡足类、枝角类）摄食藻类，将污染物摄入体内，并在体内积累。*小型鱼类摄食浮游动物，再次将污染物通过食物链传递。*大型鱼类或其他顶级消费者（如鲨鱼、大型猎食性鱼类）摄食小型鱼类，污染物浓度在它们体内达到最高，发生生物放大作用。*顶级消费者体内积累的高浓度污染物，会对其自身产生严重危害：干扰生理功能（如内分泌紊乱、免疫系统抑制）、繁殖能力下降、行为异常（如导航能力丧失）、寿命缩短，甚至导致死亡。*顶级消费者的死亡或功能下降，会破坏食物网的顶层结构，影响整个水生生态系统的稳定性和生产力。例如，DDT的广泛使用曾导致许多地区猛禽（如白头海雕、游隼）繁殖失败，濒临灭绝，就是典型的食物链富集效应案例。汞（特别是甲基汞）通过水生食物链传递，对人类健康构成威胁也是一个重要例子。2.论述在全球气候变化背景下，大气污染对生态系统的影响可能呈现出哪些新的特点或加剧的趋势，并提出相应的应对思路：*影响加剧的趋势：*极端天气事件频发增强污染物扩散与影响：全球变暖导致高温、干旱、强降水等极端天气事件增多增强。高温和干旱可能加剧地面排放（如野火、土壤扬尘），并降低大气扩散能力，导致污染物浓度在局部区域急剧升高，对生态系统造成更严重冲击。强降水则可能加剧酸雨和湿沉降的影响，尤其是在酸雨敏感区域。*气候变化改变污染物化学转化与沉降模式：大气温度、湿度的变化会改变大气化学反应速率和路径，影响二次污染物的（如臭氧、硫酸、硝酸）生成与分布。同时，全球降水格局的改变会重新分配干湿沉降的空间分布，可能使原本非敏感区域变为新的污染热点。*气候变化与污染物的协同负面效应：气候变化（如升温、干旱）和大气污染（如臭氧、酸雨）对许多生态系统（特别是森林、草地）可能产生协同作用，加剧其胁迫程度。例如，干旱本身就抑制植物生长，同时高温和臭氧胁迫会进一步损害植物生理，使其更容易受到病虫害侵袭或死亡。*对生态系统服务功能的影响更为复杂：气候变化和污染物的双重压力可能导致生态系统服务功能（如碳汇、水源涵养、生物多样性）的下降速度加快，甚至出现不可逆的退化。*应对思路：*强化协同控制策略：应对气候变化和大气污染需要协同减排。重点控制温室气体（如CO₂,CH₄,N₂O）和大气污染物（如SO₂,NOx,VOCs,PM2.5）的排放，特别是在能源、工业、交通等重点领域。选择能够同时减少温室气体和空气污染物的减排技术（如清洁能源转型、提高能源效率）。*加强生态系统监测与风险评估：建立和完善能够同时监测气候变化指标和大气污染物浓度及其生态效应的监测网络。利用模型评估气候变化和污染物协同作用下生态系统风险，为制定适应性管理策略提供依据。*实施适应性管理，保护与修复生态系统：针对气候变化和污