2025年大学《系统科学与工程》专业题库- 海洋资源综合利用系统工程技术研究

2025年大学《系统科学与工程》专业题库——海洋资源综合利用系统工程技术研究考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、名词解释（每题5分，共20分）1.系统工程2.海洋资源综合利用3.系统边界4.可持续发展评价二、简答题（每题10分，共40分）1.简述系统工程在海洋资源综合利用项目中的主要作用。2.海洋资源综合利用系统通常具有哪些显著特征？3.系统建模在海洋资源综合利用系统分析中扮演什么角色？请列举至少两种常用的建模方法。4.在进行海洋资源综合利用系统评价时，需要考虑哪些主要目标？5.简述海洋资源开发利用对海洋生态环境可能产生的负面影响，并说明系统工程如何辅助减轻这些影响。三、论述题（每题25分，共50分）1.试论述系统动力学方法在模拟海洋渔业资源可持续利用系统中的适用性、关键环节及潜在价值。2.假设一个沿海地区计划同时发展海水养殖和海上风电项目，请运用系统工程的思维，分析该项目可能存在的系统冲突与耦合关系，并提出进行系统协调与优化的建议。试卷答案一、名词解释1.系统工程:系统工程是组织管理大型、复杂系统的一门科学。它综合运用多种学科的知识和方法，通过系统规划、设计、组织、管理、控制和优化，以达到系统的整体目标。在海洋资源综合利用中，系统工程旨在协调各子系统（如资源开发、加工利用、环境保护等），优化整体效益，应对复杂挑战。**解析思路:*定义系统工程的核心概念，强调其跨学科、综合性特点，并点明其在复杂系统（如海洋资源综合利用）中的应用目的。2.海洋资源综合利用:指对海洋中的各种资源（包括生物、化学、矿产、能源、空间等）进行多层次、多途径的开发和利用，以最大限度地发挥资源的经济、社会和生态效益。**解析思路:*定义海洋资源综合利用的概念，突出其“综合利用”的核心特征，即多层次、多途径。3.系统边界:系统边界是指界定系统范围、明确系统与外部环境相互作用的界线。它决定了系统内部包含哪些要素和过程，以及系统外部环境对系统产生哪些影响。**解析思路:*定义系统边界，并解释其作用：界定范围和明确内外关系。4.可持续发展评价:指运用系统观点和方法，对人类活动（特别是资源开发利用）在满足当代需求的同时，不损害后代人满足其需求能力的影响进行综合评估。在海洋资源综合利用中，强调经济效益、社会效益和生态效益的协调统一。**解析思路:*定义可持续发展评价，并强调其在海洋资源综合利用中的核心要素：经济、社会、生态效益的统一。二、简答题1.简述系统工程在海洋资源综合利用项目中的主要作用。*作用包括：进行科学的项目论证与可行性研究，明确系统目标与边界；构建系统模型，分析系统结构、功能、动态行为及关键影响因素；评估不同开发利用方案的技术经济可行性、环境影响及风险；优化系统配置，协调各子系统关系，提高整体综合效益；为系统的规划、决策、实施和管理提供科学依据，促进海洋资源利用的可持续性。**解析思路:*从系统工程的核心活动入手（规划、分析、设计、实施、管理），逐一说明其在海洋资源综合利用项目不同阶段的具体作用，覆盖从前期论证到后期管理的全过程。2.海洋资源综合利用系统通常具有哪些显著特征？*显著特征包括：开放性与动态性（系统与海洋环境紧密互动，受自然和人为因素驱动变化）；复杂性（系统要素众多、关系交错，涉及多学科、多主体）；目标多元性与冲突性（追求经济效益、社会效益、生态效益，三者之间可能存在矛盾）；空间性（系统活动空间广阔，受地理位置和海洋环境制约）；风险性与不确定性（面临自然风险、技术风险、市场风险、环境风险等，且信息不完全）。**解析思路:*从系统科学的角度，结合海洋资源开发利用的具体特点，归纳系统的开放、动态、复杂、多目标、空间、风险等核心特征。3.系统建模在海洋资源综合利用系统分析中扮演什么角色？请列举至少两种常用的建模方法。*角色扮演：系统建模是将复杂系统简化、抽象为可分析模型的过程，有助于深入理解系统结构、功能、行为和规律，为系统分析、预测、决策和优化提供有效工具。在海洋资源综合利用中，模型有助于分析资源再生能力、环境承载容量、不同利用方式间的相互作用、系统动态演变趋势等。*常用建模方法：①系统动力学（SystemDynamics,SD）模型：适用于分析具有反馈结构和动态行为的复杂社会经济生态系统，可模拟海洋资源开发利用的长期影响和政策干预效果。②多主体建模（Multi-AgentModeling,MAS）：适用于模拟大量独立决策行为体（如渔民、企业）的交互行为及其宏观涌现现象，可用于分析渔业管理策略或沿海开发冲突。③投入产出模型（Input-OutputModel）：可用于分析海洋产业部门间的经济联系以及海洋资源利用对区域经济的总体影响。**解析思路:*首先阐述系统建模在分析中的通用角色，然后结合海洋资源综合利用的具体需求，说明其作用。接着列举至少两种具体建模方法，并简要说明其原理和适用场景。4.在进行海洋资源综合利用系统评价时，需要考虑哪些主要目标？*主要目标包括：经济效益目标（如产值、利润、就业、投资回报率）；社会效益目标（如改善民生、区域发展、文化传承）；生态效益目标（如维护生态平衡、保护生物多样性、减少环境污染、实现资源永续利用）；可持续性目标（如代际公平、资源承载力满足、环境质量改善趋势）；风险规避目标（如减少安全事故、应对自然灾害、降低市场波动影响）。**解析思路:*围绕海洋资源综合利用涉及的多个维度，列出经济、社会、生态、可持续性及风险规避等主要评价目标，体现综合评价的特点。5.简述海洋资源开发利用对海洋生态环境可能产生的负面影响，并说明系统工程如何辅助减轻这些影响。*负面影响：过度捕捞导致渔业资源衰退甚至枯竭；破坏海洋栖息地（如底拖网破坏海底植被、破坏珊瑚礁）；污染物排放（如工业废水、生活污水、石油泄漏）导致水体富营养化、水质下降、危害海洋生物；海洋工程活动（如建港、修路）改变海岸线形态、影响水文动力、产生噪音污染；外来物种入侵；气候变化导致海水酸化、海平面上升，威胁海洋生态系统。*系统工程辅助减轻影响：通过构建环境影响评价模型，预测不同开发利用方式的环境后果；运用多准则决策方法，在项目规划阶段就综合考虑经济与环境目标，优先选择环境影响小的方案；开发资源与环境承载力评估模型，为合理开发利用提供科学依据；建立基于系统的监测与预警体系，及时发现并应对环境问题；设计循环利用、生态补偿等系统干预措施，优化系统运行以减少负面影响。**解析思路:*首先详细列举海洋资源开发利用可能造成的几类主要生态环境问题。然后重点说明系统工程如何通过建模、评估、决策支持、监测预警、系统干预等手段，在规划、实施、管理各环节辅助减轻这些负面影响。三、论述题1.试论述系统动力学方法在模拟海洋渔业资源可持续利用系统中的适用性、关键环节及潜在价值。*适用性：海洋渔业资源系统具有明显的反馈机制（如捕捞强度与鱼量、鱼卵量的负反馈）、时滞效应（繁殖到成熟需时、捕捞努力调整到效果需时）、非线性特征（种群爆发或崩溃）和系统复杂性。系统动力学（SD）擅长处理具有这些特征的动态复杂系统，通过构建反馈回路和存量化模型，能够模拟系统的动态行为、政策干预的延迟效应和长期后果，因此适用于模拟海洋渔业资源可持续利用系统。*关键环节：①系统边界与要素界定：明确研究的鱼种、地理范围、影响因子（捕捞努力、环境因子、栖息地条件、其他物种影响等）；②结构建模：识别核心反馈回路（如“捕捞强度-鱼量”回路、“环境容量-鱼卵量”回路等），绘制因果回路图；③变量存量化：确定关键变量（如鱼卵量、成年鱼量、总可捕量、捕捞努力、成本、收益等）并赋予量纲和数值；④参数估计与校准：收集历史数据，估计模型参数的数值；⑤政策模拟与评估：模拟不同管理策略（如限额捕捞、休渔期、配额制度、技术升级、生态补偿等）对系统长期状态（如资源丰度、渔业产量、经济效益、生态健康）的影响。*潜在价值：①深入洞察系统动态：揭示渔业资源波动、过度捕捞陷阱、恢复过程中的延迟效应等内在机制；②评估政策效果：定量比较不同管理方案的预期效果与成本，为决策提供科学依据；③支持适应性管理：通过模拟不同情景（如环境变化、技术突破），帮助管理者制定灵活、动态的调整策略；④提高公众认知：可视化模型结果，有助于向渔民、管理者和社会公众解释复杂生态经济系统的运行规律和管理必要性。**解析思路:*结构清晰，分三部分论述。首先论证SD方法适用的理论基础（系统特征匹配）。其次详细阐述应用SD的关键步骤和具体内容（建模环节）。最后重点论述SD方法能带来的具体价值和贡献（洞察、评估、支持、沟通）。2.假设一个沿海地区计划同时发展海水养殖和海上风电项目，请运用系统工程的思维，分析该项目可能存在的系统冲突与耦合关系，并提出进行系统协调与优化的建议。*系统冲突与耦合关系分析：该系统可视为一个包含“海水养殖子系统”和“海上风电子系统”的复合系统。两者在系统层面存在冲突与耦合：*冲突关系：*空间冲突：养殖区与风电场（及其基础、输电线路）可能争夺有限的优质海域空间，尤其是在近岸浅水区。*环境冲突：养殖活动产生的残饵、排泄物可能增加局部水体营养盐负荷，影响水质，甚至危害风机基础周围的养殖生物；养殖网箱可能缠绕风机叶片或基础结构；风机运行产生噪音和电磁场可能影响海洋哺乳动物和鱼类行为；两者的能源需求（如风机为养殖提供电力）可能存在竞争。*资源冲突：可能共同竞争底层海水或影响局部水文交换。*经济冲突：可能争夺政府补贴或相关资源。*耦合关系：*资源共享：风电项目可为养殖提供绿色、稳定的电力供应，降低养殖成本；养殖活动产生的有机废弃物经处理后可作为风电场周边土地的肥料（生态耦合）。*环境影响耦合：养殖区的水质改善可能间接有利于风电场的海洋生物生存环境；风电场的基础设施可能为海洋监测提供平台。*管理耦合：两者的开发审批、环境影响评价、施工建设、运营维护、安全管理、应急救援等环节需要协同管理。*经济耦合：可以形成“渔光互补”等产业联动模式，提升整体经济效益。*系统协调与优化建议：为协调冲突、发挥耦合优势，应运用系统工程的整体优化思想，提出以下建议：*系统规划层面：进行综合区域规划，明确两类项目的功能分区和空间布局原则，设定合理的开发密度和容量，划定生态保护红线，预留必要的缓冲带和通道，避免硬性冲突。*技术方案层面：研究兼容性技术，如优化风机设计减少对养殖生物的影响，开发抗缠绕的养殖设施，设计生态化养殖模式（如多营养层次综合养殖），探索废弃物资源化利用技术（如厌氧发酵产沼气发电）。*环境管理层面：建立统一的海洋环境监测网络，实时监控两类活动叠加区域的环境变化，设定联合环境标准；实施基于生态系统的管理（Ecosystem-BasedManagement,EBM）策略，评估综合影响。*经济协同层面：探索“养殖+风电”等复合开发模式，通过产业链整合降低成本、增加附加值；建立利益共