2025年大學《生物統(tǒng)計學》專業(yè)題庫——統(tǒng)計學在生物資源管理中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡述總體、樣本、參數(shù)和統(tǒng)計量的概念，并說明它們在生物資源管理調(diào)查中的區(qū)別與聯(lián)系。二、在監(jiān)測一個湖泊魚類的種群動態(tài)時，研究人員分別在春季和秋季進行了兩次抽樣調(diào)查，獲得了兩組魚的數(shù)量數(shù)據(jù)。請分別說明使用均值和中位數(shù)來描述這兩個季節(jié)魚類數(shù)量特征的優(yōu)缺點，并解釋選擇哪種描述更合適。三、某保護區(qū)有兩種主要植被類型（A和B），研究人員想要比較這兩種類型下的某種珍稀昆蟲的密度是否存在顯著差異。簡述進行此項比較時，選擇獨立樣本t檢驗或卡方檢驗（假設(shè)數(shù)據(jù)適合卡方）的依據(jù)，并說明每種檢驗的應(yīng)用前提。四、為了評估不同施肥處理對某種農(nóng)作物產(chǎn)量的影響，研究人員設(shè)置了5個處理組（分別施不同種類肥料）和一個對照組，隨機分配到多個小區(qū)進行實驗。請寫出該實驗設(shè)計的核心要素，并解釋為什么隨機化和重復(fù)是重要的？五、某地林業(yè)部門想要估計一片森林中某種野豬的種群數(shù)量。簡述隨機抽樣、系統(tǒng)抽樣和分層抽樣這三種抽樣方法的基本原理，并針對該野豬活動范圍廣、分布不均的特點，分析哪種抽樣方法可能更有效，并說明理由。六、研究人員收集了某湖泊過去10年夏季水溫（°C）和某種浮游植物密度（單位：mg/L）的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)兩者之間存在正相關(guān)關(guān)系。請解釋為什么不能直接斷定水溫升高導(dǎo)致了浮游植物密度增加？在這種情況下，可以采用哪些統(tǒng)計方法來進一步探究兩者之間的關(guān)系，并說明其局限性。七、在進行一項關(guān)于棲息地干擾對鳥類多樣性的影響的研究中，收集了多個樣地的鳥類物種數(shù)量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)同時受到樣地面積、植被復(fù)雜度等多種因素的影響。請簡述多元統(tǒng)計分析中主成分分析（PCA）或聚類分析（CA）在這項研究中的應(yīng)用潛力，并說明選擇哪種方法以及如何解釋其結(jié)果。八、某研究團隊想要了解一種瀕危物種的生存率與其年齡的關(guān)系。他們捕獲了部分個體進行標記，并在一段時間后重新捕獲（或確認死亡）以計算生存概率。請簡述這種研究設(shè)計的基本思路（類似生命表分析），并說明如何使用統(tǒng)計方法分析年齡對生存率的影響。試卷答案一、總體是所研究對象的全體，樣本是從總體中隨機抽取的一部分。參數(shù)是描述總體特征的數(shù)值（如總體均值μ），統(tǒng)計量是描述樣本特征的數(shù)值（如樣本均值x?）。在生物資源管理中，由于總體往往龐大或無法完全觀測，通常通過樣本統(tǒng)計量來推斷總體參數(shù)，例如通過樣本魚的數(shù)量估計整個湖泊的魚種群總量。樣本的選擇應(yīng)盡量代表總體，以減少抽樣誤差。二、使用均值描述數(shù)據(jù)的集中趨勢時，能充分利用所有數(shù)據(jù)信息，但易受極端值影響；中位數(shù)對極端值不敏感，能更好地反映數(shù)據(jù)中心位置，但未利用所有數(shù)據(jù)信息。選擇哪種更合適取決于數(shù)據(jù)的分布形態(tài)和研究目的。如果數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布或接近正態(tài)分布且無明顯異常值，均值更合適；如果數(shù)據(jù)呈偏態(tài)分布或存在異常值，中位數(shù)更能代表典型值。在魚類數(shù)量這種可能受環(huán)境因素影響出現(xiàn)波動的數(shù)據(jù)中，若懷疑存在極端值（如個別年份因災(zāi)害導(dǎo)致數(shù)量銳減），使用中位數(shù)可能更穩(wěn)健地反映“平均”狀態(tài)。三、選擇獨立樣本t檢驗的依據(jù)是：①數(shù)據(jù)類型為連續(xù)變量（如昆蟲密度）；②比較兩組（A植被型和B植被型）的數(shù)據(jù)；③兩組數(shù)據(jù)來自相互獨立的樣本（不同植被類型下的昆蟲樣本間無關(guān)聯(lián)）；④假定兩組數(shù)據(jù)的方差相等（或使用校正后的t檢驗）。選擇卡方檢驗的依據(jù)是：①數(shù)據(jù)類型為分類變量（如昆蟲密度是否高于某個閾值，或?qū)儆诓煌芏鹊燃墸?；②比較兩組（A植被型和B植被型）的頻率分布是否存在顯著差異。應(yīng)用前提：獨立樣本t檢驗要求數(shù)據(jù)近似正態(tài)分布且方差齊性；卡方檢驗要求樣本量足夠大（通常理論頻數(shù)不宜小于5）且觀察值獨立。四、實驗設(shè)計的核心要素包括：①因素（自變量，這里是施肥種類）；②水平（這里是5個處理組和一個對照組）；③隨機化（隨機分配處理到小區(qū)，以抵消土壤異質(zhì)性等非處理因素的影響）；④重復(fù)（每個處理設(shè)置多個重復(fù)小區(qū)，以增加結(jié)果的可靠性并允許進行統(tǒng)計分析）。隨機化確保處理間的可比性，重復(fù)則提供了評估變異的基礎(chǔ)，兩者共同提高了實驗結(jié)果的科學性和準確性。五、隨機抽樣是按照機會均等的原則隨機選取樣本，原理是樣本統(tǒng)計量的期望值等于總體參數(shù)。系統(tǒng)抽樣是將總體單元按某種規(guī)則排列，隨機確定起始點，然后按固定間隔選取樣本，原理是保證樣本在總體中分布均勻。分層抽樣是將總體按某種特征劃分為若干層，然后在每層內(nèi)隨機抽取樣本，原理是利用層內(nèi)同質(zhì)性提高樣本代表性。針對野豬活動范圍廣、分布不均的特點，如果不同區(qū)域的野豬密度差異很大，分層抽樣可能更有效，可以將密度差異大的區(qū)域作為不同層，在密度高的層分配更多樣本，從而更準確地估計總體數(shù)量。六、不能直接斷定水溫升高導(dǎo)致浮游植物密度增加，因為可能存在其他同時影響兩者的共同因素（混淆變量），或者兩者之間是相關(guān)但不一定存在因果關(guān)系?？梢圆捎靡韵陆y(tǒng)計方法進一步探究：①相關(guān)性分析（如計算相關(guān)系數(shù)）quantifiesthestrengthanddirectionoftheassociationbutdoesn'timplycausation；②回歸分析（如簡單線性回歸）attemptstomodeltherelationshipandpredictfloatationplantdensitybasedontemperature，stillnotprovingcausationbutrevealingthepredictivepattern；③多元回歸分析includesotherpotentialinfluencingvariables(e.g.,nutrientlevels,sunlight)toseeiftemperature'seffectchangeswhencontrollingforothers.局限性在于這些方法僅揭示變量間的統(tǒng)計關(guān)系，不能definitivelyprovecausationduetopotentialunmeasuredconfoundingfactorsorreversecausation.七、主成分分析（PCA）可以用于降維，將多個相關(guān)的變量（如樣地面積、植被復(fù)雜度、物種數(shù)量等）合成為少數(shù)幾個不相關(guān)的綜合因子，這些因子能解釋原始變量的大部分變異。這有助于識別影響鳥類多樣性的主要環(huán)境梯度。聚類分析（CA）可以用于將具有相似特征（如鳥類多樣性、棲息地條件）的樣地分組，揭示不同樣地之間的相似性和差異性，可能識別出不同的鳥類群落類型或棲息地類型。選擇哪種方法取決于研究目的：若想了解主要的環(huán)境影響因素，PCA更合適；若想發(fā)現(xiàn)樣地間的分類格局，CA更合適。解釋結(jié)果時需注意，PCA的因子需結(jié)合原始變量含義進行解釋，CA的類群需驗證其生態(tài)學意義。八、該研究設(shè)計類似于生命表分析或生存分析?；舅悸肥亲粉櫼唤M初始狀態(tài)相同的個體（標記的鳥類）隨時間推移的生存狀況（存活或死亡），記錄每個時間點個體的死亡數(shù)，計算生存概率、死亡率等指標?？梢允褂媒y(tǒng)計方法：①生命表方法（Lifetableanalysis）直接從觀察數(shù)據(jù)構(gòu)建生存表并計算各時間點的生存率。②Kaplan-Meier生存曲線（Kaplan-Meierest