2025年大學(xué)《海洋技術(shù)》專業(yè)題庫——海洋生物多樣性調(diào)查與保護技術(shù)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡答題1.簡述海洋生物多樣性調(diào)查中，樣方抽樣和距離抽樣兩種方法的基本原理及其適用場景的區(qū)別。2.闡述運用環(huán)境DNA(eDNA)技術(shù)進行海洋生物多樣性調(diào)查的原理及其主要優(yōu)勢。3.簡述聲學(xué)多普勒流速剖面儀(ADCP)在海洋浮游生物和nekton群落結(jié)構(gòu)調(diào)查中的應(yīng)用原理及可以獲取的信息。4.概述建立海洋生物多樣性保護區(qū)的常用類型及其各自的主要功能。5.描述物理方法（如增殖放流、人工魚礁）在海洋生物多樣性保護中發(fā)揮作用的基本原理及其局限性。二、綜合題1.在進行某海域底棲生物多樣性調(diào)查時，科研人員采用了樣線法取樣。請簡述樣線法調(diào)查的基本步驟，并說明如何通過樣線法數(shù)據(jù)估算單位面積內(nèi)的生物密度和多樣性指數(shù)。2.現(xiàn)代海洋生物多樣性保護日益強調(diào)生態(tài)系統(tǒng)的整體性。請結(jié)合你所學(xué)的海洋技術(shù)知識，論述在海洋保護區(qū)管理中，應(yīng)如何運用技術(shù)手段進行長期、有效的生態(tài)監(jiān)測，以評估保護效果并指導(dǎo)管理決策。3.假設(shè)某海域發(fā)現(xiàn)外來物種入侵，可能對本地生物多樣性造成威脅。請簡述利用遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)(GIS)進行該外來物種分布范圍監(jiān)測與預(yù)測的基本思路和技術(shù)流程。4.結(jié)合實例，論述海洋生物技術(shù)（如遺傳標(biāo)記、分子鑒定）在瀕危海洋物種識別、保護遺傳結(jié)構(gòu)分析和制定保護策略方面的重要作用。三、分析計算題假設(shè)某研究人員在某一小型封閉海域進行浮游植物群落結(jié)構(gòu)調(diào)查，設(shè)置了一個面積為1m2的樣方，共計數(shù)得到以下數(shù)據(jù)：*種類A：100個細胞*種類B：50個細胞*種類C：20個細胞*種類D：10個細胞*其他種類：30個細胞請根據(jù)以上數(shù)據(jù)：1.計算該樣方中，種類A和種類B的相對豐度(%)、優(yōu)勢度(Dominance,以相對豐度為基礎(chǔ)計算)。2.計算該樣方中，香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)(Shannon-WienerIndex)H'。3.簡要分析該群落的結(jié)構(gòu)特征（如優(yōu)勢種、多樣性水平等）。四、名詞解釋1.生物多樣性2.物種豐富度3.生境破碎化4.生態(tài)足跡試卷答案一、簡答題1.答案:樣方抽樣通過在研究區(qū)域內(nèi)隨機或系統(tǒng)布設(shè)固定大小的樣方，直接計數(shù)樣方內(nèi)的生物個體數(shù)量，適用于調(diào)查分布相對均勻或聚集度不高的植物、大型底棲生物等。距離抽樣沿直線或曲線樣線行走，記錄在規(guī)定距離內(nèi)遇到的生物個體，適用于調(diào)查分布較連續(xù)或移動性強的生物（如鳥類、魚類、浮游生物），可以估算密度。解析思路:考查對兩種常用抽樣方法原理和適用性的掌握。需要答出核心區(qū)別：樣方是計數(shù)固定面積內(nèi)的個體，距離是計數(shù)沿線的個體；并點明各自適用的生物類型和場景。2.答案:eDNA技術(shù)原理是采集海洋環(huán)境樣品（水樣或沉積物樣），通過提取其中溶解的、來自生物體的DNA，進行物種特異性基因片段的擴增和鑒定。其主要優(yōu)勢在于無需直接捕捉或觀察生物個體，即可實現(xiàn)對隱匿物種、洄游物種、微小生物的檢測，方法相對高效、成本較低，且可與環(huán)境DNA水平間接關(guān)聯(lián)群落豐度。解析思路:考查對環(huán)境DNA技術(shù)基本流程和優(yōu)勢的理解。需包含eDNA來源、檢測方法（核心是PCR等分子技術(shù)）、以及相比傳統(tǒng)方法的關(guān)鍵優(yōu)勢（非侵入性、檢測隱匿/洄游/微小生物）。3.答案:ADCP利用多普勒效應(yīng)測量水體流速，通過分析不同深度流速數(shù)據(jù)，可以估算不同水層中生物群落的垂直分布和水平遷移特征。例如，通過分析背向散射強度可以估算生物密度（如浮游動物、魚群），通過分析時變流速信號的功率譜可以識別不同大小生物群落的水平游動速度和方向。解析思路:考查對ADCP工作原理及其在生物多樣性調(diào)查中應(yīng)用的了解。需點明ADCP測速原理（多普勒效應(yīng)），并闡述如何利用其測速和回波信號（強度、譜特征）來獲取關(guān)于生物群落（密度、運動）的信息。4.答案:常用類型包括：海洋自然保護區(qū)（最核心類型，提供嚴(yán)格保護）、海洋特別保護區(qū)（特殊生態(tài)功能區(qū)或資源開發(fā)保護區(qū)）、海洋公園（兼具保護、科研、教育、游憩功能）、水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)（保護遺傳資源）。主要功能是保護關(guān)鍵物種及其棲息地、維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能穩(wěn)定、保存遺傳多樣性、開展科研監(jiān)測、提供生態(tài)教育。解析思路:考查對海洋保護區(qū)分類和功能的掌握。需要列舉至少兩種以上常見類型，并準(zhǔn)確說明每種類型的特點或主要功能，特別是核心保護區(qū)的功能。5.答案:物理方法通過增加棲息地復(fù)雜性（如人工魚礁）來為生物提供附著、隱藏或覓食場所，或通過直接補充生物個體（如增殖放流）來增加種群數(shù)量或恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。其局限性在于可能改變原有生態(tài)系統(tǒng)平衡、效果難以持續(xù)、對特定物種的適用性有限、可能引入新的生態(tài)風(fēng)險、評估效果復(fù)雜等。解析思路:考查對常用物理保護措施原理和局限性的理解。需說明每種方法的作用機制，并指出其普遍存在或需要關(guān)注的問題（如生態(tài)風(fēng)險、效果持久性、適用范圍等）。二、綜合題1.答案:樣線法步驟：確定調(diào)查區(qū)域，設(shè)計一條或多條貫穿區(qū)域的樣線，隨機或系統(tǒng)確定在線上的取樣點（如使用GPS），在每一點按預(yù)設(shè)方法（如抓取、吸管采樣）采集底棲生物樣品，計數(shù)并鑒定樣品中的生物種類和數(shù)量，記錄位置信息。估算密度：根據(jù)樣線總長度和沿線取樣點數(shù)量/密度，結(jié)合單位取樣面積/體積的捕獲數(shù)量，估算單位面積/體積的密度。估算多樣性指數(shù)：對樣線內(nèi)采集到的所有生物樣品進行物種鑒定，統(tǒng)計總物種數(shù)（豐富度），計算每個物種的相對豐度，利用香農(nóng)-威納指數(shù)公式H'=-Σ(pi*lnpi)計算多樣性指數(shù)。解析思路:考查對樣線法操作流程和基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法的掌握。需要清晰描述布線、取樣、數(shù)據(jù)記錄步驟，并說明如何利用樣線數(shù)據(jù)計算密度（基于取樣密度）和多樣性指數(shù)（基于物種豐富度和相對豐度）。2.答案:長期有效的生態(tài)監(jiān)測應(yīng)結(jié)合多種技術(shù)手段。技術(shù)手段包括：定期進行生物（物種組成、豐度、多樣性）和生境（水質(zhì)、底質(zhì)、物理結(jié)構(gòu)）采樣與測量；利用遙感技術(shù)（衛(wèi)星影像、無人機）監(jiān)測大范圍生境變化、初級生產(chǎn)力、大型生物活動；應(yīng)用聲學(xué)技術(shù)（如聲吶）監(jiān)測水柱生物（魚群、鯨類）分布與活動；建立環(huán)境DNA水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)；利用傳感器網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實時監(jiān)測關(guān)鍵環(huán)境因子；建立地理信息系統(tǒng)（GIS），整合多源監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行空間分析。通過這些技術(shù)，可以動態(tài)評估保護區(qū)生態(tài)狀況變化，判斷保護措施效果，及時發(fā)現(xiàn)脅迫因素和入侵風(fēng)險，為保護區(qū)管理提供科學(xué)依據(jù)。解析思路:考查對生態(tài)監(jiān)測綜合應(yīng)用的掌握。需要體現(xiàn)“長期有效”和“生態(tài)系統(tǒng)整體性”的特點，列舉多樣化的現(xiàn)代技術(shù)手段（生物、生境、遙感、聲學(xué)、環(huán)境DNA、物聯(lián)網(wǎng)、GIS），并說明這些技術(shù)如何整合用于監(jiān)測、評估和管理。3.答案:基本思路和技術(shù)流程：首先，利用遙感影像（如高分辨率光學(xué)衛(wèi)星、雷達）或航空攝影測量獲取研究海域的地理信息，進行地形地貌測繪和生境底圖制作。其次，利用GIS軟件，疊加分析潛在的入侵物種棲息地偏好圖、水文流場數(shù)據(jù)、人類活動影響圖等。再次，如果已有部分入侵物種分布點數(shù)據(jù)（來自調(diào)查或報告），將其導(dǎo)入GIS進行空間分析，如核密度估計、空間自相關(guān)分析，識別高發(fā)區(qū)域和擴散趨勢。最后，結(jié)合模型（如個體基于過程模型或元胞自動機模型），輸入環(huán)境因子、擴散限制等參數(shù)，模擬預(yù)測未來潛在分布范圍和擴散路徑。解析思路:考查利用遙感和GIS進行入侵物種監(jiān)測與預(yù)測的思路。需涵蓋數(shù)據(jù)獲取（遙感、GIS基礎(chǔ)圖件）、數(shù)據(jù)整合（疊加分析）、已有數(shù)據(jù)利用（GIS空間分析）、預(yù)測建模（GIS與模型結(jié)合）等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。4.答案:海洋生物技術(shù)在保護中的應(yīng)用顯著。遺傳標(biāo)記（如DNA條形碼、微衛(wèi)星）可用于精確鑒定物種身份，區(qū)分近緣種，尤其在識別未知的或形態(tài)相似的物種時；保護遺傳結(jié)構(gòu)分析（如線粒體DNA序列、核基因組SNP分析）可以揭示物種的遺傳多樣性水平、群體結(jié)構(gòu)、歷史遷徙信息，為設(shè)定有效保護單元、評估遺傳風(fēng)險、制定遷地保護或棲息地連接策略提供依據(jù)；分子鑒定技術(shù)（如qPCR、DNA條形碼測序）可以快速高效地檢測樣品中的物種組成，適用于大規(guī)模樣品篩查、監(jiān)測非法貿(mào)易、評估生物多樣性調(diào)查效果等。例如，通過遺傳分析確認(rèn)某珊瑚礁區(qū)域是瀕危物種的關(guān)鍵遺傳多樣性中心，需優(yōu)先保護；通過分子鑒定技術(shù)監(jiān)測放流魚苗的成活率和回歸率，評估增殖放流效果。解析思路:考查對海洋生物技術(shù)在瀕危物種識別、遺傳結(jié)構(gòu)分析和保護策略制定中具體作用的認(rèn)知。需要結(jié)合實例，說明不同技術(shù)（遺傳標(biāo)記、遺傳結(jié)構(gòu)分析、分子鑒定）如何應(yīng)用于解決保護中的具體問題，體現(xiàn)其重要性和有效性。三、分析計算題1.答案:相對豐度：*種類A:(100/(100+50+20+10+30))*100%=40.0%*種類B:(50/210)*100%=23.8%*優(yōu)勢度(Dominance,以相對豐度為基礎(chǔ)計算,簡單示例用相對豐度的平方):*種類A:40.02=1600*種類B:23.82≈566.42.答案:香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)H':*p(A)=100/210≈0.476,ln(p(A))≈-0.745*p(B)=50/210≈0.238,ln(p(B))≈-1.426*p(C)=20/210≈0.095,ln(p(C))≈-2.354*p(D)=10/210≈0.048,ln(p(D))≈-3.019*p(其他)=30/210≈0.143,ln(p(其他))≈-1.944*H'=-(0.476*-0.745+0.238*-1.426+0.095*-2.354+0.048*-3.019+0.143*-1.944)*H'≈-(-0.354-0.341-0.225-0.145-0.278)*H'≈1.3433.答案:分析:該群落結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)為種類A為絕對優(yōu)勢種（相對豐度40.0%），種類B為優(yōu)勢種（相對豐度23.8%），兩者共同占據(jù)了大部分比例。群落由四種主要種類和“其他”類別構(gòu)成，物種豐富度中等。多樣性指數(shù)H'為1.343，屬于中等偏低的多樣性水平。整體群落結(jié)構(gòu)相對簡單，受某種環(huán)境因素或人類活動的影響可能較大，或者處于一個相對穩(wěn)定但變化較小的狀態(tài)。解析思路:計算部分需準(zhǔn)確應(yīng)用公式和計算。分析部分需結(jié)合計算結(jié)果（豐度、優(yōu)勢度、多樣性指數(shù)）進行描述，對群落的物種組成（優(yōu)勢種、豐富度）、多樣性和整體結(jié)構(gòu)特征做出合理判斷和解釋。四、名詞解釋1.答案:生物多樣性是指地球