2025年大学《地球系统科学》专业题库- 地球系统中的河流生态环境

2025年大学《地球系统科学》专业题库——地球系统中的河流生态环境考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在括号内。）1.在地球系统中，河流主要扮演的角色不包括以下哪一项？A.水循环的关键环节B.地表物质迁移和沉积的主要通道C.生物圈重要的栖息地和基因库D.地质构造演变的直接驱动力2.河流生态系统中的“水力连通性”主要强调的是：A.水体温度的垂直分布B.水生生物在河流不同地段（上游、中游、下游，河岸、河心）的迁移能力C.河流与湖泊、湿地等相邻水体的水交换频率D.河流径流量的季节变化幅度3.导致河流水体富营养化最主要的人为输入因子通常是：A.重金属污染物B.石油类污染物C.过量的氮、磷营养物质D.砂石颗粒4.大坝建设对河流生态系统物理环境造成的最直接、最显著的影响是：A.导致下游河道萎缩和断流B.显著提高河流整体溶解氧水平C.改变河道形态和流速分布D.减少河流输入下游的营养盐总量5.河流生态系统中，作为基础生产者的浮游植物和底栖藻类，其主要生存依赖于：A.河床底质中的有机质B.来自上游的悬浮泥沙C.水体中的氮、磷等营养盐和光照D.水流带来的生物饵料6.以下哪项过程不属于河流化学环境自然物质循环的一部分？A.水体中二氧化碳的溶解与释放B.铁、锰等元素的氧化还原转化C.氮、磷等营养盐从沉积物向水体的释放D.人类活动引入的持久性有机污染物在水体中的累积7.河流生态系统服务功能中，“水源涵养”主要指的是：A.河流为生物提供栖息地B.河流调节区域气候C.河流为人类提供生活和生产用水D.河流净化自身水体和沉积物中的污染物8.在地球系统科学框架下理解河流生态问题，强调需要关注：A.单一河流段内的生物多样性保护B.河流与其上、下游以及流域内其他系统要素（气候、地貌、土地利用等）的相互作用C.河流污染物治理的技术细节D.河流经济价值的最大化9.河岸带缓冲带在维持河流生态健康中的主要作用是：A.为河流提供水量调节B.减少来自陆地的污染物输入，稳定河岸C.增加河流的水深D.阻止鱼类洄游10.河流生态修复的目标通常包括：A.恢复河流的自然形态和过程B.完全消除所有污染源C.迅速恢复到修复前的生物多样性水平D.提高河流的航运能力二、简答题（每小题5分，共20分。请简洁明了地回答下列问题。）1.简述河流生态系统物理环境的主要构成要素及其对水生生物的基本影响。2.解释什么是河流的“生境异质性”，并说明其对生物多样性的重要意义。3.简述人类活动如何影响河流的化学环境，并举例说明。4.概述河流生态系统服务功能的主要类型及其对人类社会的重要性。三、论述题（每小题10分，共30分。请围绕下列主题，结合所学知识，进行较为全面和深入的论述。）1.论述气候变化可能对河流生态系统的结构和功能产生哪些主要影响？2.分析修建大型水利工程对河流生态系统可能造成的多方面影响，并提出至少两条可能的减缓措施。3.从地球系统科学的角度，论述如何协调河流流域的水资源利用与生态环境保护之间的关系。试卷答案---一、选择题1.D2.B3.C4.C5.C6.D7.C8.B9.B10.A二、简答题1.河流生态系统的物理环境主要构成要素包括：水流（流速、流向、水力坡度）、水体温度、光照（深度、透明度）、河床底质（颗粒大小、形状、硬度）、河岸带结构（形态、植被覆盖）等。这些要素直接影响水生生物的生存空间、活动范围、生理代谢、繁殖行为以及物种的分布格局。例如，水流决定底质类型和沉积物分布，影响底栖生物栖息地；温度影响生物的生长速率和代谢活动；光照是浮游植物生长的基础；河岸带结构为多种生物提供栖息地和食物来源。2.河流的“生境异质性”是指河流生态系统内部物理、化学、生物环境要素的多样性，包括空间异质性（如水深、流速变化形成的不同的河湾、浅滩、深潭、点状沙洲等）和时间异质性（如洪枯水期的环境差异）。生境异质性为不同生态位需求的生物提供了多样化的微生境和资源，增加了生物生存和繁殖的机会，从而促进了生物多样性的维持和提升。缺乏生境异质性的单一河道环境通常生物多样性较低。3.人类活动通过多种途径影响河流化学环境。工业废水、生活污水排放直接引入大量有毒有害物质和营养盐；农业活动施用化肥、农药，通过地表径流或地下水渗漏进入河流，导致营养盐（氮、磷）过量；流域内土地利用变化（如森林砍伐、城市化）改变土壤性质，影响元素的淋溶和输入；大气沉降将大气污染物（如氮氧化物、重金属）带入河流。这些人类活动导致河流水体化学成分发生改变，可能引发富营养化、有毒物质累积等环境问题。4.河流生态系统服务功能的主要类型包括：提供功能（ProvisioningServices），如提供水源、食物（鱼类、水生植物）、工业原料等；调节功能（RegulatingServices），如净化水质、调节径流、控制洪水、维持区域气候、分解有机物等；支持功能（SupportingServices），如作为生产者（水生植物）进行光合作用、提供栖息地支撑生物多样性等；文化功能（CulturalServices），如提供休闲娱乐、美学价值、科研教育、精神文化价值等。这些功能对维持生态系统平衡、保障人类生存和发展至关重要。三、论述题1.气候变化通过改变降水格局、蒸发蒸腾量以及冰川融雪过程，显著影响河流的水文情势，可能导致部分地区河流径流量减少、极端洪水事件增多。水温升高可能改变水生生物的生存环境，影响物种分布、繁殖时间和生理代谢，可能引发某些物种的迁移或灭绝，破坏食物链结构。极端温度还可能增加某些有害藻华爆发的风险。酸化（由大气二氧化碳溶解和水体酸性气体排放增加引起）会降低水体pH值，影响钙质生物（如底栖硅藻、鱼类）的生存和骨骼形成。海平面上升可能淹没下游湿地和河口区域，改变水文连接性，影响河口生态系统。这些综合影响威胁着河流生态系统的结构稳定和功能可持续性。2.大型水利工程（如大坝）对河流生态系统的影响是多方面的：物理上，阻断河流连续性，改变天然水流情势（流量、流速、水位过程），导致下游河道冲刷、形态改变甚至萎缩；生物上，阻碍鱼类等水生生物的上下游洄游和迁徙，破坏产卵场和栖息地，导致生物多样性下降；化学上，改变水体温度、含沙量、泥沙颗粒组成和营养盐分布，可能诱发水体分层、富营养化或沉积物释放污染物；生态功能上，降低河流的自净能力，削弱洪水调蓄功能，改变下游湿地的水文情势和生态过程。减缓措施可包括：在工程设计中充分考虑生态需求，如建设鱼道、过鱼设施；实施生态流量调度，维持下游河道的基本生态需水；对库区及周边进行生态修复，如植被恢复、沉积物管理；建立生态补偿机制，对受损生态系统进行修复或补偿。3.从地球系统科学角度协调河流流域的水资源利用与生态环境保护，需要认识到河流是一个复杂的、多要素耦合的地球系统子系统，其水、沙、气、生等要素相互关联、相互作用。首先，应基于对流域地球系统各圈层（大气圈、水圈、岩石圈、生物圈）相互作用过程的全面认识，科学评估水资源开发利用对整个流域生态系统（包括水质、生物多样性、地貌演变等）的综合影响。其次，需将生态环境保护目标纳入水资源规划和管理体系，在