2025年大學《生物統(tǒng)計學》專業(yè)題庫——生物統(tǒng)計學在城市可持續(xù)發(fā)展評估中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.在評估城市綠地對空氣顆粒物（PM2.5）的削減效果時，研究者采集了不同類型綠地（公園、街道林蔭、屋頂綠化）及其周邊非綠地區(qū)域的PM2.5濃度數(shù)據(jù)。若要比較三種綠地的PM2.5削減效果是否存在顯著差異，最適合使用的統(tǒng)計方法之一是（）。A.獨立樣本t檢驗B.配對樣本t檢驗C.單因素方差分析（ANOVA）D.卡方檢驗2.某研究旨在調(diào)查不同城市社區(qū)（A、B、C）居民對城市綠化改善居民健康的認知程度，采用5分制Likert量表進行調(diào)查。若要分析三個社區(qū)居民在認知程度上的總體分布是否存在顯著差異，最適合使用的統(tǒng)計方法之一是（）。A.獨立樣本t檢驗B.單因素方差分析（ANOVA）C.Kruskal-WallisH檢驗D.秩和檢驗3.為了評估城市擴張對某種鳥類棲息地面積的影響，研究者記錄了不同距離城市中心（1公里、5公里、10公里、15公里）鳥類活動區(qū)域的面積數(shù)據(jù)。若數(shù)據(jù)不滿足參數(shù)檢驗的前提條件，則比較不同距離組間棲息地面積均值是否存在差異的方法是（）。A.獨立樣本t檢驗B.單因素方差分析（ANOVA）C.Kruskal-WallisH檢驗D.Wilcoxon符號秩檢驗4.研究者欲探究城市公園綠地使用頻率與居民感知到的社區(qū)凝聚力之間是否存在關(guān)系。收集了居民樣本的公園使用次數(shù)（自變量）和社區(qū)凝聚力評分（因變量）。若要檢驗兩者是否存在線性關(guān)系，最適合使用的統(tǒng)計方法是（）。A.獨立樣本t檢驗B.相關(guān)分析（Pearson或Spearman）C.回歸分析D.卡方檢驗5.在監(jiān)測城市水體富營養(yǎng)化狀況時，研究者連續(xù)一個月每周采集同一水域的水樣，測量葉綠素a濃度。分析這一個月內(nèi)葉綠素a濃度變化的統(tǒng)計方法應(yīng)側(cè)重于（）。A.兩個獨立樣本的均值比較B.兩個配對樣本的均值比較C.單一樣本均值與參考值比較D.時間序列分析6.為了評估一種新型城市雨水花園對降低徑流中氮磷濃度的效果，研究者設(shè)置了處理組（雨水花園）和對照組（普通雨水徑流），采集并分析了多次降雨事件后的徑流樣品。若要比較處理組和對照組在氮磷濃度方面的總體分布是否相同，最適合使用的統(tǒng)計方法是（）。A.獨立樣本t檢驗B.Mann-WhitneyU檢驗C.單因素方差分析（ANOVA）D.Kruskal-WallisH檢驗7.研究者欲了解城市不同功能區(qū)（住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)）的噪音水平是否存在差異，隨機選取了各功能區(qū)內(nèi)的若干點位進行噪音測量。這種研究設(shè)計屬于（）。A.完全隨機設(shè)計B.隨機區(qū)組設(shè)計C.配對設(shè)計D.混合設(shè)計8.在進行城市綠地生物多樣性調(diào)查時，研究者隨機在多個公園內(nèi)設(shè)置樣方，計數(shù)樣方內(nèi)某種目標植物的株數(shù)。這種數(shù)據(jù)收集方法屬于（）。A.觀察法B.實驗法C.抽樣調(diào)查D.模擬實驗9.為了研究城市熱島效應(yīng)對城市樹木生長的影響，研究者選取了熱島核心區(qū)和平原區(qū)生長狀況相似的相同樹種，測量了它們的樹高和冠幅。這種研究設(shè)計旨在控制（）變量。A.個體差異B.環(huán)境溫度C.樹木種類D.測量誤差10.某研究聲稱增加城市綠化覆蓋率可以顯著降低兒童的呼吸道感染率。研究者收集了多個城市的數(shù)據(jù)，包括綠化覆蓋率、兒童呼吸道感染率以及其他可能相關(guān)的協(xié)變量（如空氣污染指數(shù)、人均收入）。分析綠化覆蓋率對兒童呼吸道感染率影響時，最適合采用的方法是（）。A.獨立樣本t檢驗B.簡單線性回歸C.多元線性回歸D.相關(guān)分析二、填空題（每空2分，共20分）1.在比較城市公園內(nèi)不同類型植被的物種豐富度時，若數(shù)據(jù)呈偏態(tài)分布，且存在異常值，則更傾向于使用_______指數(shù)來衡量，并可能采用_______檢驗來比較不同植被類型間的豐富度差異。2.利用生物統(tǒng)計學方法評估城市噪音污染對居民睡眠質(zhì)量的影響時，常用的因變量可能包括睡眠時長、入睡時間、睡眠效率等，這些變量通常被視為_______變量。若要分析噪音水平（自變量）與睡眠效率（因變量）之間的關(guān)系，可計算兩者之間的_______相關(guān)系數(shù)。3.抽樣調(diào)查是獲取城市生態(tài)系統(tǒng)信息的重要手段。在采用分層抽樣方法時，應(yīng)將城市劃分為不同的_______，確保每個層內(nèi)的樣本特征相似，而不同層間特征差異明顯，目的是為了_______抽樣誤差。4.在分析城市空氣污染對植物生理指標（如光合速率）影響的研究中，若設(shè)置了污染區(qū)和清潔區(qū)，并隨機分配植物，測量了同一時間點的光合速率，則此研究涉及的主要統(tǒng)計推斷方法是_______檢驗。5.回歸分析不僅可以描述兩個變量間的線性關(guān)系，還可以用于_______。例如，預測給定城市綠地面積下，預期的生物多樣性指標值。6.在進行城市水體水質(zhì)生物監(jiān)測時，選擇合適的指示物種至關(guān)重要。例如，指示水體富營養(yǎng)化的物種通常是_______（多選一：藻類/魚類/底棲無脊椎動物），而指示水體污染程度的物種可能是_______（多選一：藻類/魚類/底棲無脊椎動物）。7.實驗設(shè)計原則中的_______原則旨在減少實驗誤差，提高結(jié)果的可靠性，常通過設(shè)置重復和隨機化來實現(xiàn)。8.當研究者需要同時考察多個因素（如綠化類型、管理方式、居民收入）對城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能（如降溫效果）的影響時，應(yīng)采用_______分析方法。9.在解釋統(tǒng)計檢驗結(jié)果時，除了關(guān)注p值，還應(yīng)考慮效應(yīng)量的大小，以評估結(jié)果的實際_______。10.利用生物統(tǒng)計學評估城市可持續(xù)發(fā)展水平時，指標體系的構(gòu)建應(yīng)遵循科學性、可獲取性、可比性和_______原則。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述在評估城市不同區(qū)域生物多樣性差異時，選擇樣方大小和數(shù)量的主要考慮因素。2.解釋什么是實驗設(shè)計中的“對照組”，并說明在城市可持續(xù)發(fā)展研究中設(shè)置對照組的目的。3.描述相關(guān)分析與回歸分析在研究城市綠地與居民健康關(guān)系時的主要區(qū)別。4.列舉至少三種在城市可持續(xù)發(fā)展評估中可以應(yīng)用生物統(tǒng)計學方法的領(lǐng)域。四、計算題（每題10分，共30分）1.某研究比較了城市中心公園（A組）和城郊森林公園（B組）內(nèi)某種優(yōu)勢鳥類的數(shù)量（只/公頃）。隨機分別調(diào)查了A、B兩組各5個樣方，得到鳥類數(shù)量數(shù)據(jù)如下：A組：18,22,19,21,20；B組：25,28,30,27,26。試計算兩組數(shù)據(jù)的均值、標準差，并使用適當?shù)募僭O(shè)檢驗方法判斷兩組鳥類數(shù)量是否存在顯著差異。（無需給出結(jié)論，寫出計算過程和檢驗步驟即可）2.收集了10個城市社區(qū)的數(shù)據(jù)，包括綠地率（%）（X）和居民感知到的社區(qū)安全感評分（1-10分）（Y）。計算得到：ΣX=60,ΣY=75,ΣX2=400,ΣY2=600,ΣXY=480,樣本標準差Sx=2.0,Sy=1.5。試計算綠地率與居民感知安全評分之間的Pearson相關(guān)系數(shù)，并解釋其含義。（無需進行假設(shè)檢驗）3.研究者想探究三種不同的城市雨水管理措施（措施1、措施2、措施3）對降低初期雨水徑流中總磷（TP）濃度的效果。在三個小區(qū)設(shè)置了相應(yīng)措施，收集了首次降雨事件后的初期徑流樣品，測定了TP濃度（mg/L）。數(shù)據(jù)如下：措施1：0.8,0.9,0.7；措施2：1.1,1.3,1.0；措施3：1.6,1.7,1.5。請描述如何使用統(tǒng)計方法分析這三種措施在降低TP濃度方面是否存在顯著差異。（說明需要使用的統(tǒng)計方法，并簡述分析步驟）五、論述題（15分）結(jié)合生物統(tǒng)計學的相關(guān)知識，論述如何設(shè)計一個研究方案，評估城市增加公園綠地面積對改善居民身心健康（例如，減少壓力、提升幸福感）的潛在貢獻。在設(shè)計中應(yīng)考慮的主要變量、可能采用的統(tǒng)計方法以及需要控制的因素。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.B5.D6.B7.A8.C9.C10.C二、填空題1.Shannon-Wiener；Mann-WhitneyU2.連續(xù)；Pearson3.層；減少4.獨立樣本t5.預測6.藻類；底棲無脊椎動物7.隨機化8.多因素9.意義10.可持續(xù)性三、簡答題1.樣方大小應(yīng)足以包含足夠多的目標物種個體，同時又要考慮操作便利性和成本。數(shù)量需保證統(tǒng)計結(jié)果的可靠性，能夠有效反映區(qū)域內(nèi)的生物多樣性狀況，通常需要設(shè)置多個重復樣方并進行足夠的抽樣。2.對照組是指不接受處理或處于基準條件下的實驗組或研究群體。在城市可持續(xù)發(fā)展研究中設(shè)置對照組的目的是為了提供一個比較的基準，用以判斷所研究的干預措施（如某種政策、設(shè)施建設(shè)）是否真的產(chǎn)生了預期的效果，排除其他因素干擾，提高研究結(jié)果的科學性和可信度。3.相關(guān)分析用于描述兩個變量之間是否存在某種統(tǒng)計關(guān)系（線性或非線性）及關(guān)系的強度和方向，不區(qū)分自變量和因變量?；貧w分析則是在相關(guān)分析的基礎(chǔ)上，建立變量間的數(shù)學模型（回歸方程），用以描述自變量對因變量的影響程度，并可以進行預測。在研究城市綠地與居民健康關(guān)系時，相關(guān)分析可以描述兩者是否相關(guān)及強度，回歸分析則可以預測給定綠地水平下的健康指標。4.生物統(tǒng)計學方法可以應(yīng)用于評估城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能（如空氣/水質(zhì)凈化、氣候調(diào)節(jié)、生物多樣性維持）、監(jiān)測城市環(huán)境污染及其生態(tài)效應(yīng)、評估城市綠地對居民健康和福祉的影響、優(yōu)化城市空間布局（如公園綠地規(guī)劃）、評價城市可持續(xù)發(fā)展水平等。四、計算題1.計算過程：A組：均值=(18+22+19+21+20)/5=20；標準差=sqrt(((18-20)2+(22-20)2+(19-20)2+(21-20)2+(20-20)2)/4)=sqrt(10/4)=1.58B組：均值=(25+28+30+27+26)/5=27；標準差=sqrt(((25-27)2+(28-27)2+(30-27)2+(27-27)2+(26-27)2)/4)=sqrt(20/4)=2.24假設(shè)檢驗步驟：a.提出零假設(shè)H0：A組與B組鳥類數(shù)量均值相等；備擇假設(shè)H1：A組與B組鳥類數(shù)量均值不等。b.選擇檢驗方法：由于比較兩組獨立樣本均值，且數(shù)據(jù)量較小，需先檢驗數(shù)據(jù)正態(tài)性和方差齊性。若滿足，用獨立樣本t檢驗；若不滿足，用Mann-WhitneyU檢驗。此處假設(shè)數(shù)據(jù)近似正態(tài)且方差齊性，選用獨立樣本t檢驗。c.計算檢驗統(tǒng)計量t值及p值（或查表確定臨界值）。d.根據(jù)p值或臨界值與顯著性水平α（通常α=0.05）比較，做出拒絕或不拒絕H0的判斷。2.計算過程：Pearson相關(guān)系數(shù)r=(n*ΣXY-ΣX*ΣY)/sqrt((n*ΣX2-(ΣX)2)*(n*ΣY2-(ΣY)2))r=(10*480-60*75)/sqrt((10*400-602)*(10*600-752))r=(4800-4500)/sqrt((4000-3600)*(6000-5625))r=300/sqrt(400*375)r=300/(200*sqrt(1.5))r=300/(200*1.2247)r=300/244.94r≈1.2247/1.2247*(注：此處計算有誤，應(yīng)重新計算或使用統(tǒng)計軟件)**修正計算：*r=300/sqrt(150000)r=300/387.30r≈0.7746解釋：計算得到的Pearson相關(guān)系數(shù)r≈0.7746，表明綠地率（X）與居民感知安全評分（Y）之間存在較強的正線性相關(guān)關(guān)系。即綠地率越高，居民感知到的社區(qū)安全感評分tendto越高。3.分析步驟：a.計算各組的均值，初步判斷差異。b.檢驗數(shù)據(jù)是否滿足參數(shù)檢驗的前提條件（正態(tài)性、方差齊性）。若不滿足，考慮使用非參數(shù)檢驗（如Kruskal-WallisH檢驗）。c.若數(shù)據(jù)滿足前提，使用單因素方差分析（ANOVA）檢驗三個措施組的TP濃度總體均值是否存在顯著差異。d.若ANOVA結(jié)果顯著（p<α），可進行事后多重比較（如TukeyHSD檢驗或Dunnett檢驗），以確定哪些措施之間兩兩存在顯著差異。e.報告統(tǒng)計結(jié)果，并解釋其生態(tài)學意義，即評估哪種雨水管理措施在降低初期雨水徑流TP濃度方面效果更顯著。五、論述題一個評估城市增加公園綠地面積對改善居民身心健康的統(tǒng)計研究方案設(shè)計如下：主要變量：*因變量（DependentVariables）：評估居民身心健康狀況的指標?？砂ǎ?心理健康：生活滿意度、壓力水平（如自我報告的感知壓力分數(shù)）、抑郁癥狀評分、焦慮癥狀評分。*身體健康：自我報告的慢性病患病率（如高血壓、糖尿?。?、身體活動水平（如每周運動時間、運動頻率）、肥胖率。*社會福祉：社交活動參與度、社區(qū)歸屬感評分。*自變量（IndependentVariable）：公園綠地相關(guān)指標?？砂ǎ?個人層面：居住地附近公園綠地的可及性（距離、數(shù)量）、個人訪問公園綠地的頻率。*區(qū)域?qū)用妫壕幼∩鐓^(qū)或工作社區(qū)內(nèi)的公園綠地面積百分比、公園綠地類型多樣性（如公園、濱水綠道、社區(qū)花園）。*控制變量（ControlVariables）：可能影響居民身心健康的其他因素，需在分析中加以控制，以排除其干擾。可包括：*個人特征：年齡、性別、教育程度、收