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

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。请将正确选项字母填在题干后的括号内）1.下列哪一项不属于传统环境科学视角，而更符合地球系统科学的思想？A.将大气、水、岩石、生物视为相互孤立的圈层B.强调地球系统的整体性、关联性和动态性C.关注人类活动对自然环境的局部影响D.运用系统思维方法研究人地系统的相互作用2.根据布伦特兰报告的定义，可持续发展的核心思想是？A.经济增长优先，环境问题可后续解决B.满足当代人的需求，且不损害后代人满足其需求的能力C.优先保护环境，即使牺牲部分经济发展D.实现社会公平，忽略环境承载力3.行星边界理论的提出主要目的是什么？A.量化地球系统对人类活动的承载能力极限B.为各国设定严格的碳排放标准C.促进可再生能源技术的研发D.评估生物多样性保护的优先区域4.在地球系统中，哪一项过程是连接生物圈和水圈的关键环节？A.地壳板块运动B.光合作用C.化石燃料燃烧D.温室气体释放5.下列哪类能源利用过程通常被认为对地球系统可持续性影响较小？A.化石燃料燃烧发电B.核能利用C.风能发电D.水力发电6.气候变化对农业生产可持续性的主要威胁之一是？A.土地资源过度开发B.病虫害加剧C.气温升高导致的作物生长季节改变和极端天气事件频发D.农业用水需求减少7.生物多样性丧失对生态系统可持续性的主要负面影响包括？A.生态系统服务功能下降B.生态系统恢复力减弱C.土壤肥力提高D.以上都是8.可持续城市发展的核心目标之一是？A.提高城市人口密度，以节约土地B.实现能源消耗和碳排放的零增长C.增加城市绿化面积，改善城市生态环境质量D.优先发展高耗能产业9.“共同但有区别的责任”原则主要适用于哪个国际环境议题？A.资源公平分配B.全球气候变暖C.环境污染跨界转移D.生物多样性保护资金投入10.对可持续发展项目进行评价时，通常需要考虑哪些维度？A.经济效益、环境效益和社会效益B.技术先进性、成本高低和实施速度C.项目发起人的背景、权力和影响力D.项目对当地文化的影响程度二、简答题（每小题5分，共25分。请将答案写在答题纸上）1.简述地球系统科学的主要研究内容及其特点。2.请列举并简述可持续发展的三大核心支柱。3.解释什么是“人地系统耦合”，并举例说明其表现形式。4.阐述水资源可持续利用面临的主要挑战及其可能的应对策略。5.简述气候变化适应和减缓策略之间的区别与联系。三、论述题（每小题15分，共30分。请将答案写在答题纸上）1.运用地球系统科学的相关概念，分析能源系统转型对实现可持续发展的重要性及面临的挑战。2.选择一个你所在地区或你了解的特定区域（如某个城市、流域、生态系统），分析其当前在可持续发展方面面临的主要环境、资源或社会问题。并基于地球系统科学视角，提出至少两条具有科学依据的可持续发展解决方案或改进建议。四、计算题（共15分。请将答案写在答题纸上）假设某地区当前能源结构中，化石能源（煤、石油、天然气）占比为80%，可再生能源（风能、太阳能、水能等）占比为20%。根据该地区的碳达峰目标，计划在2030年前将可再生能源占比提高到50%。请简述计算并说明，为实现这一目标，该地区可再生能源发电量需要增长多少百分比？并简述这一能源转型可能对当地地球系统产生的积极影响。（假设其他条件不变，且不考虑能源效率的巨大提升）五、表达能力题（共10分。请将答案写在答题纸上）请用简洁的语言，向一位非环境科学专业的同学解释“行星边界”概念及其对人类追求可持续发展的重要意义。试卷答案一、选择题1.A*解析思路：地球系统科学强调圈层间的相互作用，而非孤立；B选项描述了地球系统科学的特点；C选项是传统环境科学的局限，D选项是其方法论体现。故A最符合题意。2.B*解析思路：这是可持续发展最核心、最权威的定义，强调了代际公平和发展的持续性。A是传统发展观；C是极端环保主义观点；D忽略了社会公平。3.A*解析思路：行星边界理论的核心就是识别地球关键系统功能的“安全边界”，以指导人类活动不超过这些极限，确保可持续发展。B、C、D是其应用或相关领域，但非核心目的。4.B*解析思路：植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，并将水分蒸发到大气中，是连接生物圈（生产者）和水圈（水循环）的关键过程。A是地球表层系统运动；C、D主要涉及能量转换和大气组成改变。5.C*解析思路：风能、太阳能、水能等可再生能源利用过程主要利用自然能源，其运行过程本身不排放温室气体或产生显著环境污染，对地球系统影响相对最小。A、B、D涉及化石燃料或核燃料，会对环境产生显著影响。6.C*解析思路：气候变化导致极端天气（干旱、洪水、高温）频发，改变气温和降水模式，直接影响农作物的生长季节、产量和分布，威胁农业可持续性。A是资源问题；B是生物因素；C是气候变化最直接的影响之一；D与气候变暖趋势（通常导致蒸发增加）相反。7.D*解析思路：生物多样性是生态系统功能的基础，其丧失会导致生态系统服务功能（如授粉、净化、气候调节）下降，抵抗干扰和自我恢复的能力（恢复力）减弱，可能还会影响土壤肥力等。A、B是其主要后果，C可能是局部或短期效应，D概括了前两者。8.C*解析思路：可持续城市发展的核心在于提升城市环境质量，通过增加绿地、改善生态基础设施等方式，使城市发展更加生态、宜居。A是城市密度策略；B是长期目标；D与可持续原则相悖。9.B*解析思路：“共同但有区别的责任”原则主要承认发达国家和发展中国家在历史排放、能力和国情上的差异，要求前者承担更多减排和发展援助义务，是应对全球气候变暖的核心国际政治原则。A是资源分配问题；C是环境治理问题；D是资金问题，但非此原则的核心内容。10.A*解析思路：可持续发展评价需要全面考虑其经济、社会、环境三个维度（或称支柱），以判断项目或发展路径是否真正可持续。B、C、D只是评价中可能考虑的某些方面，而非全部维度。二、简答题1.地球系统科学的主要研究内容及其特点。*主要内容：研究地球大气圈、水圈、岩石圈、生物圈、冰雪圈等五大圈层的结构、动态过程、物质与能量循环，以及各圈层之间、人与自然系统之间的相互作用、反馈机制和整体行为。*特点：整体性、系统性、动态性、人地耦合性、多学科交叉性。强调从整体和关联的角度理解地球系统，关注系统内部及与人类活动的相互作用。2.请列举并简述可持续发展的三大核心支柱。*经济可持续发展：注重提高经济发展质量和效率，实现经济增长与环境、资源的承载能力相协调，促进资源节约和循环利用，实现永续发展。*社会可持续发展：关注社会公平正义，保障基本人权，消除贫困，促进教育、健康等社会事业发展，维护社会稳定和谐。*生态可持续发展：强调保护生态环境，维护生物多样性，保障生态系统服务功能，合理利用自然资源，将环境承载力作为发展的基础。3.解释什么是“人地系统耦合”，并举例说明其表现形式。*人地系统耦合是指人类社会系统（经济、社会、文化等）与地球自然系统（气候、水文、地质、生物等）之间发生的相互作用、相互影响和相互制约的过程。这种耦合关系是双向的，人类活动改变自然系统，自然系统的变化也反作用于人类社会。*例子：城市化进程改变了地表下垫面性质和水分循环，导致城市热岛效应和局部水文失衡（人影响地）；大规模农业活动改变了土地利用格局和生物多样性，同时也依赖自然系统提供的水、肥资源，并面临气候变化等自然因素的影响（地影响人）；全球气候变化导致极端天气事件频发，威胁人类生命财产安全，同时人类为适应气候变化进行基础设施建设（人地相互影响）。4.阐述水资源可持续利用面临的主要挑战及其可能的应对策略。*挑战：水资源短缺（自然与人为因素）、水污染（工业、农业、生活污染）、水管理体制不健全、气候变化对水资源分布和供需平衡的影响、需求增长（人口、经济）。*应对策略：提高用水效率（农业、工业、生活节水技术）、加强水资源保护与污染治理、优化水资源配置（跨流域调水、区域合作）、发展非传统水资源（雨水收集、海水淡化、中水回用）、建立健全水权制度与水市场、实施基于生态系统的水资源管理、适应气候变化影响（如修建调蓄工程、调整种植结构）。5.简述气候变化适应和减缓策略之间的区别与联系。*区别：减缓（Mitigation）是指通过减少温室气体排放和增加碳汇来限制全球气候系统变暖的幅度和速度。适应（Adaptation）是指调整自然或人类系统以应对实际或预期的气候影响或其效应，旨在减轻损害或发掘有利机会。减缓是预防性的，适应是应对性的。*联系：减缓与适应是应对气候变化的两方面策略，相互关联、相互补充。减缓通过降低未来气候变化的强度和不确定性，可以减轻适应的压力和成本；适应措施的实施有时也能为减缓创造条件（如提高能效的适应措施也能减少排放）。两者共同构成应对气候变化的综合策略，是实现气候韧性的关键。三、论述题1.运用地球系统科学的相关概念，分析能源系统转型对实现可持续发展的重要性及面临的挑战。*重要性：能源系统是地球人地系统相互作用的关键节点，传统化石能源系统是温室气体排放和环境污染的主要来源，威胁生态系统的稳定和可持续发展。向以可再生能源为主、高效、清洁的能源系统转型，是控制气候变化（减缓）、改善环境质量、保障能源安全、推动经济结构优化和社会公平（促进社会可持续发展）的必然要求。这符合地球系统科学对人与自然和谐共生的追求，有助于将人类活动控制在行星边界内，实现经济、社会、生态效益的统一，是地球系统可持续发展的核心路径之一。*面临的挑战：技术挑战（可再生能源的间歇性、储能技术瓶颈、现有能源基础设施庞大）；经济挑战（转型成本高昂、投资风险、对传统能源行业的冲击）；社会挑战（就业结构调整、公众接受度、能源公平性问题）；政策与管理挑战（缺乏长期稳定的政策支持、跨部门协调困难、国际协同不足）。地球系统科学视角要求我们系统评估这些挑战，并设计综合性的解决方案，考虑技术、经济、社会、环境等多方面因素，确保转型过程的平稳和有效。2.选择一个你所在地区或你了解的特定区域（如某个城市、流域、生态系统），分析其当前在可持续发展方面面临的主要环境、资源或社会问题。并基于地球系统科学视角，提出至少两条具有科学依据的可持续发展解决方案或改进建议。*（假设选择“某快速发展的城市”）该城市面临的主要问题：*环境问题：大气污染（工业、交通排放为主），导致雾霾频发，影响居民健康和生态系统；城市热岛效应显著；水体污染（雨污分流不彻底、工业废水排放），部分河流黑臭；绿地系统不足，生物多样性下降。*资源问题：城市用水依赖周边流域，水资源供需矛盾突出，存在季节性缺水风险；能源消耗量大，以煤炭和外来电力为主，碳排放量高。*社会问题：城市扩张侵占农田和生态空间；部分区域交通拥堵；环境污染影响居民生活质量和社会公平。*基于地球系统科学视角的解决方案：1.构建基于自然的解决方案（NbS）的城市生态网络：整合城市绿地、水体、废弃地等，构建连续的生态廊道网络，增加城市绿地覆盖率至目标值（如30%以上）。通过植树造林、建设湿地、绿色屋顶、雨水花园等措施，利用生态系统服务功能吸收污染物、调节局地气候（缓解热岛）、净化水体（海绵城市建设）、为生物提供栖息地，增强城市系统的韧性和自我调节能力。这体现了尊重自然、促进人地和谐的系统观。2.推动能源结构与交通系统的低碳转型：大力发展分布式可再生能源（如屋顶光伏、地热能），提高城市能源自给率和清洁能源占比；推广电动汽车和公共交通，优化城市交通布局，减少交通拥堵和尾气排放；实施工业节能改造和清洁生产技术，从源头上减少污染物和碳排放。这直接关系到城市系统与大气圈、能源圈的相互作用，是控制城市环境影响、实现区域地球系统可持续性的关键举措。四、计算题*假设当前可再生能源占比R1=20%=0.20*目标可再生能源占比R2=50%=0.50*当前化石能源占比F1=80%=0.80*根据能源结构总和为1，目标化石能源占比F2=1-R2=1-0.50=0.50*计算可再生能源占比需要增加的百分比：增长百分比=[(R2-R1)/R1]*100%增长百分比=[(0.50-0.20)/