中国科学院大气物理研究所硕士研究生入学考试
《生态学与水文学基础综合》考试大纲
本《生态学与水文学基础综合》考试大纲适用于中国科学院大气物理研究所大气科学学科有关专业的硕士研究生入学考试,内容包括生态学与水文学两部分,考试内容各占二分之一。
第一部分 生态学
生态学作为大气科学和气候变化研究重要的基础学科,要求考生掌握生态过程的基本概念、地球生命演化规律、环境因子对生物个体的影响及个体生态学理论;植物群落外貌、结构和动态;生态系统结构、生产力、物质循环和能量流动、全球生物地球化学循环(强调碳、氮、水、磷、硫循环和人类活动影响);全球主要生物区/植被类型的特征和过程;生态学观测和研究方法等的基础理论和基本概念,对与大气科学有关的生态学重要发展前沿和动态有一定的了解,并具有一定的应用生态学理论分析相关问题的能力。
一、考试内容
(一)生态学概论
1.生态学的定义、研究对象、发展过程
2.生态学主要研究方法
3. 地球生命的演化历史和规律
(二)生物与环境
1. 环境的概念及其类型
2. 生态因子的概念及作用原理
3. 生态因子(光、温度、水、土壤、大气等)的生态作用
4. 生物对环境(光、温度、水、土壤、大气等)的适应
(三)群落生态学
1. 群落的基本特征
2. 群落的组成与结构
3. 生物多样性的概念、测度方法、影响因素及与稳定性的关系
4. 群落的动态:群落形成、发育与演替;顶极群落
(四)植被地理
1. 生物区、植被、土地覆盖的概念
2. 全球植被分布规律和影响因素
3. 主要植被类型及特征
(五) 生态系统生态学
1. 生态系统基本概念与特征
2. 生态系统的组成与结构
3.生态系统中能流基本途径、特点及生物生产力测定方法
4. 物质分解过程与物质性质、生物分解者之间的关系
5. 生态系统的物质循环:生物地化循环概念及主要物质的循环
二、考试要求
(一)生态学概论
1. 了解地球上生命的演化过程:这个过程中包括哪些重要阶段,这些阶段的生命形式及环境特征是什么
2. 了解生物圈的概念以及生物圈的空间范围
3. 了解生态学的定义、研究对象、研究方法
(二)个体生态学(生物与环境)
1. 掌握基本概念,例如:限制因子、密度制约因子(density dependent factor)、非密度制约因子(density independent factor)、主导因子、生境(habitat)、生态幅(ecological amplitude)、内稳态(homeostasis)、驯化、光合有效辐射(photosynthetically active radiation, PAR)等等。
2. 掌握基本定律,例如:Liebig最小因子定律、Shelford耐性定律等等。
2. 掌握主要生态因子(温度、光照、水分、土壤)对生物的作用
3. 掌握生物对主要生态因子的适应方式和类型。
(三)群落生态学
1. 掌握生物群落的概念及其基本特征。
2. 掌握群落物种组成分析的基本概念,例如优势种、建群种、伴生种等;掌握描述群落组成的数量特征的相关指标,例如丰富度、密度、盖度、频度、优势度、重要值、综合优势比等。
3. 掌握描述群落结构的相关概念,例如层片、生活型等;了解群落外貌与季相、垂直结构与水平结构、群落交错区与边缘效应等生态意义。
4. 掌握影响群落组成和结构的主要因素,并了解相关的假说和理论。
5. 掌握群落演替的概念、群落演替的类型;掌握演替过程的理论模型;群落演替顶极的主要学说。
(四)植被地理
1. 了解全球陆地生物区、植被、土地覆盖、地带性等概念
2. 掌握全球植被分布规律和影响因素
3. 掌握主要植被类型(如热带雨林、夏绿阔叶林、寒温性针叶林、温带草原、荒漠等)的特征和重要生态过程
4. 熟悉中国植被的水平分布规律和山地垂直带分布规律、人类影响下的中国植被现状
(五) 生态系统生态学
1. 掌握生态系统的基本概念及生态系统的基本组成与结构。
2. 掌握食物链与食物网、营养级与生态金字塔等概念。
3. 掌握生态效率的概念和表示方法。
4. 掌握生态系统的反馈调节和生态平衡原理,并能用于分析实际问题。
5. 掌握初(次)级生产和生产效率的概念,掌握限制初(次)级生产的主要影响因素,了解初(次)级生产量的测定方法。
6. 掌握分解过程的性质及资源质量、分解者的生物种类和理化环境等对分解作用的影响。
7. 掌握生态系统中不同层次的能流分析。
8. 了解生物地球化学循环的一般特点,掌握生态系统中水、碳、氮等物质循环的主要过程,熟悉源、汇、通量等基本概念,并能分析实际问题。
三、主要参考书目
1. 李博主编,2000,生态学,北京:高等教育出版社
2. 武吉华等,2004,植物地理学,高等教育出版社
3. 孙儒泳等,1993,普通生态学,高等教育出版社
第二部分 水文学
水文学是大气科学的重要分支,是许多学科专业的基础理论课程,它的主要内容包括水文循环与流域水系、土壤水运动与下渗、蒸发与蒸腾、地表与地下水流、产流与流域汇流机制、水文预报模型与方法等。要求考生对其基本概念有较深入的了解,能够系统地掌握水文学的基本知识与基本理论,包括大气降水、地表水、土壤水、地下水等过程,了解相应参数化机制,了解水文预报方法以及水文模型的参数率定方法,并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
一、考试内容
(一)水文循环与流域水系
1.水文循环
2. 水量平衡
3. 水系的几何学特征
4. 流域的形状特征
5. 数字高程模型
(二)土壤水运动与下渗
1. 降水要素及其时空变化表示与面雨量计算方法
2. 土壤质地和结构
3. 土壤中的“三相”关系
4. 土壤水的存在形态
5. 土壤水的能量形态
6. 土壤水运动的控制方程
7. 下渗的物理过程
8. 饱和与非饱和下渗理论
9. 经验下渗曲线与天然条件下的下渗
10. 下渗后的土壤水再分布
(三)蒸发与蒸腾
1. 蒸发现象及控制条件
2. 水面与土壤蒸发
3. 植物蒸腾
4.流域蒸发与蒸腾
(四)地表与地下水流
1. 含水层类型及其水文特征
2. 地下水运动的控制方程
3. 地下水与地表水的转化
4. 洪水波运动类型及特征
5. 圣维南方程组及其线性化
6. 槽蓄原理和曹蓄方程,
7. 坡面水流方程
8.湖水运动
(五)产流与流域汇流机制
1. 植物截留与流域填洼
2. 包气带对降雨的再分配
3. 蓄满与超渗产流机制
4. 流域汇流现象及推移和坦化的机理
5. 面积-时间曲线
6. 流域瞬时单位线、S-曲线和时段单位线
7. 线性水库及其串联和并联
(六)水文预报
1. 河段洪水预报方法(相应水位法、合成流量法、特征河长法、马斯京根法)的基本原理
2. 蓄满产流与超渗产流的对比分析
3. 降雨径流相关图法计算产流量
4. 新安江模型的结构与基本参数,模型参数的率定与优选,模型检验
二、考试要求
(一)水文循环与流域水系
1. 熟悉并掌握水量平衡原理,以及流域水系的几何及形状特征
2. 熟悉并掌握由数字高程模型流域水系的方法
(二)土壤水运动与下渗
1. 熟悉并掌握降水要素及其时空变化表示与面雨量计算方法
2. 熟悉土壤质地和结构、土壤中的“三相”关系、土壤水的能量形态
3. 熟悉并掌握土壤水运动的控制方程描述
4. 熟悉并掌握下渗的物理过程、饱和与非饱和下渗理论、经验下渗曲线与天然条件下的下渗、下渗后的土壤水再分布
(三)蒸发与蒸腾
1. 熟悉并掌握蒸发现象及控制条件
2.熟悉并掌握水面与土壤蒸发、植物蒸腾过程及参数化描述
(四)地下与地表水流
1. 熟悉地下水运动的控制方程、地下水与地表水的相互作用关系
2. 熟悉并掌握洪水波运动类型及特征
3. 熟悉并掌握圣维南方程组及其线性化
4.坡面水流方程
(五)产流与流域汇流机制
1. 熟悉并掌握植物截留与流域填洼
2. 熟悉并掌握包气带对降雨的再分配
3. 熟悉并掌握蓄满与超渗产流机制
4. 熟悉流域汇流机制
(六)水文预报
1. 熟悉河段洪水预报方法(相应水位法、合成流量法、特征河长法、马斯京根法)的基本原理
2. 了解新安江模型的结构与基本参数,模型参数的率定与优选
三、主要参考书目
1. 芮孝芳. 水文学原理. 中国水利水电出版社, 2004.
2. 芮孝芳著. 径流形成原理(第二版). 河海大学出版社, 2004.
3. 施鑫源, 张元禧. 地下水水文学. 中国水利水电出版社, 2002.
4. 林三益. 水文预报. 水利水电出版社, 2001.