2025年統(tǒng)計(jì)學(xué)專(zhuān)業(yè)期末考試題庫(kù)：抽樣調(diào)查方法在海洋科學(xué)研究中的應(yīng)用試題考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.在進(jìn)行海洋浮游生物密度調(diào)查時(shí)，若已知不同海域的鹽度、光照等環(huán)境因子對(duì)浮游生物分布有顯著影響，最適宜采用的抽樣方法是？A.簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣B.分層隨機(jī)抽樣C.整群抽樣D.系統(tǒng)抽樣2.某海洋研究所欲評(píng)估某片海域成年鮭魚(yú)的數(shù)量，由于鮭魚(yú)具有洄游特性，分布不均勻且難以捕捉，研究者采用標(biāo)記后重捕的方法進(jìn)行調(diào)查。這種方法主要屬于？A.概率抽樣中的整群抽樣B.概率抽樣中的多階段抽樣C.非概率抽樣中的方便抽樣D.概率抽樣中的標(biāo)志重捕抽樣3.抽樣誤差是指？A.測(cè)量工具造成的系統(tǒng)性偏差B.調(diào)查人員主觀判斷引入的偏差C.用樣本統(tǒng)計(jì)量估計(jì)總體參數(shù)時(shí)產(chǎn)生的隨機(jī)誤差D.數(shù)據(jù)錄入錯(cuò)誤導(dǎo)致的誤差4.在海洋資源調(diào)查中，構(gòu)建抽樣框的主要困難在于？A.抽樣方法選擇困難B.難以獲取完整的、包含所有研究單元的列表C.抽樣誤差難以控制D.樣本量計(jì)算復(fù)雜5.對(duì)于范圍廣闊、資源分布零散的深海生物調(diào)查，通常優(yōu)先考慮的抽樣方法是？A.分層抽樣B.整群抽樣C.多階段抽樣D.系統(tǒng)抽樣6.置信水平（如95%）表示的是？A.樣本均值恰好等于總體均值的概率B.總體參數(shù)真實(shí)值落在所估計(jì)的置信區(qū)間內(nèi)的概率C.抽樣誤差為零的概率D.樣本量足夠的保證7.在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中，若需要定期、系統(tǒng)地獲取某條海岸線附近海域的水質(zhì)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)抽樣方法相比簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣可能具有的優(yōu)勢(shì)是？A.抽樣成本更低B.能保證樣本在空間上更均勻分布C.能更有效地覆蓋所有可能的污染類(lèi)型D.抽樣過(guò)程更簡(jiǎn)單8.若某項(xiàng)海洋調(diào)查的目的是了解特定魚(yú)種的市場(chǎng)價(jià)格分布情況，而市場(chǎng)價(jià)格存在明顯的聚類(lèi)現(xiàn)象（例如，不同漁港價(jià)格差異大），則以下哪種抽樣方法可能更適用？A.簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣B.整群抽樣（若群內(nèi)同質(zhì)性高）C.分層抽樣（若按漁港分層）D.系統(tǒng)抽樣9.在進(jìn)行海洋生物多樣性調(diào)查時(shí)，研究者希望將不同棲息地（如珊瑚礁、海草床、巖石岸帶）納入樣本，并確保每種棲息地都有代表性樣本，應(yīng)采用？A.整群抽樣B.多階段抽樣C.分層抽樣D.系統(tǒng)抽樣10.抽樣框質(zhì)量差（如缺失、重復(fù)、不準(zhǔn)確）會(huì)直接導(dǎo)致？A.抽樣誤差增大B.標(biāo)準(zhǔn)誤減小C.抽樣設(shè)計(jì)效果提升D.樣本量需求減少二、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。請(qǐng)將答案寫(xiě)在答題紙上對(duì)應(yīng)題號(hào)下方）1.簡(jiǎn)述影響海洋科學(xué)研究中樣本量確定的主要因素。2.何謂“無(wú)回答”誤差？在海洋調(diào)查中可能產(chǎn)生無(wú)回答誤差的情境有哪些？3.比較海洋調(diào)查中采用“標(biāo)志重捕法”估計(jì)總量的優(yōu)缺點(diǎn)。4.簡(jiǎn)述在海洋調(diào)查中進(jìn)行抽樣設(shè)計(jì)時(shí)，如何考慮抽樣單元的“可訪問(wèn)性”和“可測(cè)量性”問(wèn)題。三、計(jì)算題（每題10分，共20分。請(qǐng)將計(jì)算過(guò)程和結(jié)果寫(xiě)在答題紙上對(duì)應(yīng)題號(hào)下方）1.某研究人員計(jì)劃對(duì)某漁港的漁民進(jìn)行抽樣調(diào)查，以估計(jì)平均每艘漁船的年捕撈量。該漁港共有1000艘漁船，采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣方法抽取了一個(gè)包含100艘漁船的樣本。調(diào)查結(jié)果顯示，樣本漁船的平均年捕撈量為5噸，樣本方差為2.5噸2。請(qǐng)計(jì)算樣本均值的標(biāo)準(zhǔn)誤，并給出總體平均年捕撈量在95%置信水平下的置信區(qū)間。（假設(shè)樣本量足夠大，可用z分布近似）2.假設(shè)某海域某種經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)資源總量估計(jì)約為10萬(wàn)尾，研究者希望估計(jì)該魚(yú)類(lèi)的數(shù)量，要求估計(jì)的相對(duì)誤差不超過(guò)5%（即精度為95%），置信水平為95%。若采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣，且已知該魚(yú)類(lèi)的標(biāo)志變異系數(shù)（Cv）約為30%，請(qǐng)計(jì)算所需的最小樣本量。（提示：可用公式n=(Zα/2*σ/E)2，其中E為絕對(duì)誤差，E=Rel*sqrt(總量)，Rel為相對(duì)誤差）四、論述/應(yīng)用題（每題15分，共30分。請(qǐng)將答案寫(xiě)在答題紙上對(duì)應(yīng)題號(hào)下方）1.假設(shè)你需要設(shè)計(jì)一個(gè)抽樣方案，用于評(píng)估某大洋洋流系統(tǒng)中浮游植物的種類(lèi)多樣性和豐度。請(qǐng)簡(jiǎn)述你會(huì)如何選擇抽樣方法、確定抽樣單元和抽樣點(diǎn)、考慮抽樣頻率和重復(fù)次數(shù)，并說(shuō)明設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)關(guān)注的關(guān)鍵問(wèn)題。2.描述在進(jìn)行海洋哺乳動(dòng)物（如海豹、鯨魚(yú)）種群數(shù)量調(diào)查時(shí)，抽樣調(diào)查可能面臨的主要挑戰(zhàn)，并提出至少三種相應(yīng)的抽樣策略或技術(shù)手段來(lái)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。五、案例分析題（20分。請(qǐng)將答案寫(xiě)在答題紙上對(duì)應(yīng)題號(hào)下方）閱讀以下案例摘要，并回答問(wèn)題：“某環(huán)境保護(hù)組織為評(píng)估某近海石油開(kāi)采平臺(tái)周邊海域的水質(zhì)受石油污染的影響，雇傭研究人員進(jìn)行了抽樣調(diào)查。研究人員采用分層抽樣方法，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)勘查，將調(diào)查海域劃分為三個(gè)環(huán)境狀況相似的區(qū)域（A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)），每個(gè)區(qū)域隨機(jī)抽取5個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)（主要檢測(cè)石油烴類(lèi)物質(zhì)含量）。共獲得15個(gè)樣本數(shù)據(jù)。分析結(jié)果顯示，三個(gè)區(qū)域的平均石油烴含量均高于國(guó)家海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但A區(qū)含量最高，B區(qū)次之，C區(qū)最低。研究者據(jù)此得出結(jié)論，石油開(kāi)采活動(dòng)對(duì)A區(qū)水質(zhì)影響最大，B區(qū)次之，C區(qū)相對(duì)較小?！闭?qǐng)分析該抽樣調(diào)查方案設(shè)計(jì)的合理性，并指出其中可能存在哪些問(wèn)題或可改進(jìn)之處。試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.D3.C4.B5.C6.B7.B8.C9.C10.A二、簡(jiǎn)答題1.影響樣本量確定的主要因素包括：總體規(guī)模大小、估計(jì)精度要求（允許的誤差范圍）、置信水平要求、抽樣方法的變異程度（方差或標(biāo)志變異系數(shù)）、抽樣框的質(zhì)量、可投入的資源（時(shí)間、經(jīng)費(fèi)、人力）、調(diào)查的抽樣風(fēng)險(xiǎn)等。2.無(wú)回答誤差是指被選中的抽樣單元因各種原因未能提供所需信息，導(dǎo)致樣本數(shù)據(jù)缺失而產(chǎn)生的誤差。在海洋調(diào)查中，產(chǎn)生無(wú)回答誤差的情境可能包括：調(diào)查對(duì)象（如移動(dòng)的海洋生物、偏遠(yuǎn)海島的居民）難以接觸或聯(lián)系不上；調(diào)查對(duì)象拒絕參與調(diào)查；調(diào)查問(wèn)卷設(shè)計(jì)復(fù)雜或難以理解導(dǎo)致無(wú)法完成；測(cè)量設(shè)備故障或環(huán)境條件限制導(dǎo)致無(wú)法獲取數(shù)據(jù)等。3.標(biāo)志重捕法（Poisson過(guò)程模型或開(kāi)放模型）的優(yōu)點(diǎn)是：適用于調(diào)查范圍廣、資源稀疏、個(gè)體移動(dòng)性強(qiáng)、難以捕獲或標(biāo)記后再次捕獲概率很低的總體，能利用捕獲信息估計(jì)總體密度或數(shù)量，方法相對(duì)靈活。缺點(diǎn)是：對(duì)樣本量要求較大，且需要滿(mǎn)足一定的假設(shè)條件（如捕獲概率隨時(shí)間恒定、標(biāo)記后無(wú)損失、標(biāo)記不影響重捕概率等）；計(jì)算過(guò)程相對(duì)復(fù)雜；初始捕獲和重捕可能對(duì)原有群體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響；估計(jì)結(jié)果的精度受模型假設(shè)滿(mǎn)足程度影響較大。4.在海洋調(diào)查中進(jìn)行抽樣設(shè)計(jì)時(shí)，考慮抽樣單元的“可訪問(wèn)性”是指考慮是否能夠?qū)嶋H接觸到選定的抽樣單元，例如，某個(gè)海區(qū)是否可達(dá)、某類(lèi)生物是否可捕捉、某個(gè)數(shù)據(jù)是否可測(cè)量。例如，選擇深海作為抽樣單元時(shí)，需要考慮是否有可行的調(diào)查設(shè)備到達(dá)并獲取數(shù)據(jù)。“可測(cè)量性”是指能否對(duì)抽樣單元進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠的測(cè)量或計(jì)數(shù)。例如，對(duì)于體型微小、數(shù)量龐大的浮游生物，需要考慮是否有合適的儀器能夠準(zhǔn)確計(jì)數(shù)和測(cè)量每個(gè)個(gè)體。這兩個(gè)因素直接影響抽樣設(shè)計(jì)的可行性和結(jié)果的可靠性，需要在方案設(shè)計(jì)初期就充分評(píng)估并制定應(yīng)對(duì)措施。三、計(jì)算題1.計(jì)算樣本均值的標(biāo)準(zhǔn)誤（SE_均值）：SE_均值=sqrt(樣本方差/樣本量)=sqrt(2.5/100)=sqrt(0.025)≈0.1581噸。計(jì)算置信區(qū)間：置信區(qū)間下限=樣本均值-(Z_(α/2)*SE_均值)=5-(1.96*0.1581)≈5-0.311=4.689噸。置信區(qū)間上限=樣本均值+(Z_(α/2)*SE_均值)=5+(1.96*0.1581)≈5+0.311=5.311噸。置信區(qū)間為(4.689,5.311)噸。解析思路：首先根據(jù)樣本方差和樣本量計(jì)算樣本均值的標(biāo)準(zhǔn)誤。然后根據(jù)給定的置信水平（95%）查找Z分布臨界值（Z_(α/2)≈1.96）。最后用樣本均值加減臨界值乘以標(biāo)準(zhǔn)誤，得到總體均值的95%置信區(qū)間。2.計(jì)算所需的最小樣本量（n）：E=Rel*sqrt(總量)=0.05*sqrt(100000)=0.05*316.23≈15.8115。n=(Z_(α/2)*σ/E)2≈(1.96*0.3*100000)/(15.8115)2n≈(1.96*30000)/249.99≈58800/249.99≈235.3。由于樣本量必須為整數(shù)，且通常向上取整以保證精度，n=236。解析思路：首先根據(jù)精度要求（5%）和總體總量計(jì)算絕對(duì)誤差（E）。然后根據(jù)變異系數(shù)（Cv）計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差（σ=Cv*sqrt(總量)）。最后將Z分布臨界值（Z_(α/2)≈1.96）、計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)差（σ）和絕對(duì)誤差（E）代入樣本量計(jì)算公式，求得所需的最小樣本量，并根據(jù)實(shí)際情況向上取整。四、論述/應(yīng)用題1.設(shè)計(jì)用于評(píng)估大洋洋流系統(tǒng)中浮游植物種類(lèi)多樣性和豐度的抽樣方案：抽樣方法選擇：考慮到研究目標(biāo)是多樣性（需要捕捉不同種類(lèi)的個(gè)體）和豐度（需要計(jì)數(shù)個(gè)體數(shù)量），且研究對(duì)象是空間上分布的浮游植物，建議采用分層抽樣結(jié)合多階段抽樣或系統(tǒng)網(wǎng)格抽樣的方法?？梢韵雀鶕?jù)洋流模式、水深、溫度鹽度等環(huán)境因子將大洋洋流系統(tǒng)劃分為若干功能或環(huán)境相似的子區(qū)域（如不同的溫躍層區(qū)域、上升流區(qū)、不同水團(tuán)交界處）作為第一層，在每個(gè)子區(qū)域內(nèi)采用多階段抽樣（如先隨機(jī)選擇幾個(gè)航段，再在航段內(nèi)系統(tǒng)布設(shè)采樣點(diǎn)）或系統(tǒng)網(wǎng)格抽樣（沿經(jīng)緯線系統(tǒng)布設(shè)采樣站）進(jìn)行物理樣品采集。抽樣單元與點(diǎn)確定：抽樣單元可以是采樣網(wǎng)格的網(wǎng)格點(diǎn)或采集樣品的容器（如Niskin采水器）。抽樣點(diǎn)應(yīng)考慮覆蓋不同子區(qū)域、不同水層（從表層到底層，可分層采樣）以及洋流的關(guān)鍵路徑和交匯區(qū)域。布設(shè)密度需根據(jù)研究區(qū)域大小、預(yù)期多樣性水平、資源限制和精細(xì)度要求確定。抽樣頻率與重復(fù)：由于海洋環(huán)境動(dòng)態(tài)變化快，浮游植物群落結(jié)構(gòu)可能隨時(shí)間（日、周、月、年）有顯著變化，建議進(jìn)行多次重復(fù)調(diào)查（至少跨季節(jié)，最好是多年），以捕捉其季節(jié)性、年際變化規(guī)律。在單次調(diào)查中，也應(yīng)在不同時(shí)間點(diǎn)（如日變化）采樣。關(guān)鍵問(wèn)題：①環(huán)境因素的復(fù)雜性和時(shí)空變異性對(duì)抽樣設(shè)計(jì)和結(jié)果解釋的影響；②遠(yuǎn)?；蛱厥夂Ｓ颍ㄈ鐦O地、深海）采樣操作的可行性和成本；③浮游植物個(gè)體微小、數(shù)量龐大，樣品采集、運(yùn)輸、保存過(guò)程中可能造成的損失或變化（如死亡、沉降、附著），對(duì)豐度估計(jì)的準(zhǔn)確性影響；④物種鑒定工作量大且復(fù)雜，尤其是對(duì)于未描述物種或微體生物；⑤需要考慮生物多樣性與環(huán)境因子之間的關(guān)系，可能需要同時(shí)采集環(huán)境數(shù)據(jù)。2.海洋哺乳動(dòng)物種群數(shù)量調(diào)查的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)策略：挑戰(zhàn)：①個(gè)體隱蔽性強(qiáng)、活動(dòng)范圍廣、移動(dòng)性大：許多海洋哺乳動(dòng)物（如鯨魚(yú)、海豚）生活在深水或偏遠(yuǎn)海域，難以接近和觀測(cè)。②時(shí)空分布不均勻：受食物資源、繁殖行為、遷徙路線等因素影響，種群在時(shí)間和空間上分布極不均勻，導(dǎo)致抽樣困難。③捕獲與重捕概率低或不恒定：個(gè)體難以重復(fù)捕獲（尤其對(duì)大型高速動(dòng)物），或標(biāo)記后行為改變（如回避）、死亡率增加等，影響標(biāo)志重捕法精度。④種群結(jié)構(gòu)復(fù)雜：需要區(qū)分不同年齡、性別、繁殖狀態(tài)的個(gè)體，但野外識(shí)別困難。⑤調(diào)查成本高昂、技術(shù)要求高：遠(yuǎn)海調(diào)查設(shè)備昂貴，數(shù)據(jù)處理（如識(shí)別個(gè)體）復(fù)雜。應(yīng)對(duì)策略：①多種抽樣技術(shù)結(jié)合：根據(jù)目標(biāo)物種特性和研究區(qū)域，綜合運(yùn)用標(biāo)志重捕法（適用于可捕獲物種，如海豹）、距離抽樣法（適用于觀察法調(diào)查，通過(guò)測(cè)量觀測(cè)距離來(lái)估計(jì)密度）、聲學(xué)監(jiān)測(cè)（利用回聲測(cè)距儀或被動(dòng)聲學(xué)設(shè)備計(jì)數(shù)或定位）、航拍或衛(wèi)星遙感（監(jiān)測(cè)大型遷徙物種或行為）、模型估算（基于個(gè)體密度和活動(dòng)范圍模型估算總量）等。②優(yōu)化抽樣設(shè)計(jì)：采用分層抽樣（按地理區(qū)域、繁殖季節(jié)、活動(dòng)類(lèi)型分層）或自適應(yīng)抽樣（根據(jù)初步調(diào)查結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整抽樣區(qū)域），提高抽樣效率，覆蓋關(guān)鍵區(qū)域。設(shè)計(jì)長(zhǎng)周期、多重復(fù)的調(diào)查計(jì)劃，以減少隨機(jī)性，捕捉種群動(dòng)態(tài)。③提高捕獲與觀測(cè)效率：利用特定的船只、潛水或無(wú)人機(jī)技術(shù)提高捕獲或接近目標(biāo)物種的效率。使用先進(jìn)識(shí)別技術(shù)，如照片識(shí)別（識(shí)別獨(dú)特斑紋）、聲紋識(shí)別，提高重捕個(gè)體識(shí)別的準(zhǔn)確性。④利用非抽樣信息：結(jié)合歷史數(shù)據(jù)、漁業(yè)數(shù)據(jù)、模型預(yù)測(cè)等輔助信息，改進(jìn)種群估算。⑤加強(qiáng)國(guó)際合作與資源共享：對(duì)于跨境分布的物種，需要國(guó)際合作共同進(jìn)行調(diào)查。五、案例分析題該抽樣調(diào)查方案設(shè)計(jì)的合理性分析及問(wèn)題：合理性：采用分層抽樣是合理的，因?yàn)檠芯空吒鶕?jù)先驗(yàn)知識(shí)將調(diào)查海域劃分為不同的區(qū)域，假設(shè)這些區(qū)域在環(huán)境狀況上存在差異，分層有助于在不同環(huán)境背景下獲得更具代表性的樣本，并能對(duì)各個(gè)子區(qū)域進(jìn)行獨(dú)立估計(jì)和比較。存在的問(wèn)題或可改進(jìn)之處：1.抽樣框問(wèn)題：未說(shuō)明是否構(gòu)建了完整、準(zhǔn)確的平臺(tái)周邊海域所有潛在采樣點(diǎn)的清單（抽樣框），僅提到“隨機(jī)抽取”，可能存在抽樣框偏差或覆蓋不全的問(wèn)題。2.抽樣方法細(xì)節(jié)：未說(shuō)明在每個(gè)區(qū)域內(nèi)是如何進(jìn)行“隨機(jī)抽取”5個(gè)采樣點(diǎn)的（如簡(jiǎn)單隨機(jī)、系統(tǒng)