2025年大學《數(shù)理基礎科學》專業(yè)題庫——生態(tài)學原理與環(huán)境保護實踐考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的代表字母填在題后的括號內。）1.下列哪一項不是生態(tài)學研究的主要層次？(A)種群(B)物種(C)生態(tài)系統(tǒng)(D)宇宙2.利比希最小因子定律描述了：(A)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的方向(B)生物種群數(shù)量隨時間的變化規(guī)律(C)限制生物生長的最小資源量(D)生物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響3.“生態(tài)位”是指：(A)生物群落的空間分布格局(B)一個物種在生態(tài)系統(tǒng)中的功能和地位(C)生態(tài)系統(tǒng)中物種的多樣性(D)生態(tài)演替的最終階段4.能量在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞的效率通常低于：(A)10%(B)20%(C)30%(D)50%5.生物多樣性主要包括：(A)物種多樣性、遺傳多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性(B)種群密度、出生率和死亡率(C)能量流動、物質循環(huán)和信息傳遞(D)生態(tài)演替、生態(tài)平衡和生態(tài)入侵6.指數(shù)增長模型（J型曲線）通常適用于：(A)資源無限、環(huán)境理想條件下的種群早期增長(B)資源有限、環(huán)境阻力較大的種群增長(C)穩(wěn)定年齡結構的種群(D)群落演替的頂級階段7.下列哪一項是負反饋調節(jié)？(A)食草動物增加導致植物減少，進而導致食草動物因食物不足而減少。(B)溫室氣體增加導致全球變暖，進而導致冰川融化加速。(C)污染物濃度升高導致水體中魚類死亡，進而導致污染物濃度可能因生物量減少而下降。(D)火災后，某些物種（如某些草本植物）大量繁殖，促進植被恢復。8.生態(tài)足跡的核心思想是：(A)評估一個區(qū)域內所有生物的活動范圍(B)計算維持人類生存所必需的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積(C)測量生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力(D)估算物種之間的競爭關系9.下列哪一項活動對生物地球化學循環(huán)產(chǎn)生顯著影響？(A)植物的光合作用(B)動物的呼吸作用(C)燃燒化石燃料(D)魚類的洄游10.可持續(xù)發(fā)展的核心思想是：(A)經(jīng)濟高速增長優(yōu)先(B)環(huán)境保護優(yōu)先(C)經(jīng)濟、社會與環(huán)境的協(xié)調發(fā)展(D)盡可能多地消耗自然資源二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上。）1.生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的主要途徑是______。2.物質循環(huán)的基本特征是______和______。3.生態(tài)演替的驅動力是______，其最終階段通常被稱為______。4.衡量群落多樣性的常用指標有______和______。5.水體富營養(yǎng)化通常由過多的______和______等營養(yǎng)物質輸入引起。三、簡答題（每題5分，共20分。）1.簡述生態(tài)系統(tǒng)的定義及其主要功能。2.簡述生物入侵對當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)可能造成的主要危害。3.簡述什么是生態(tài)系統(tǒng)服務功能，并舉例說明。4.簡述氣候變化對生物多樣性可能產(chǎn)生的主要影響。四、計算題（每題10分，共20分。）1.某物種在理想環(huán)境下的初始種群數(shù)量為100個，增長速率為0.1個/個/年。假設種群增長符合指數(shù)增長模型（dN/dt=rN），計算：a.5年后的種群數(shù)量。b.種群數(shù)量達到1000個所需的時間（精確到小數(shù)點后一位）。2.某研究者對一個湖泊進行了調查，發(fā)現(xiàn)浮游植物生物量為20mg/L，浮游動物以浮游植物為食，其攝食效率（每日攝入的生物質占浮游植物生物量的百分比）為10%。假設浮游動物的生長效率（轉化為自身生物量的比例）為5%，忽略其他食物來源和呼吸消耗。計算：a.浮游動物理論上最大可能獲得的生物質量（mg/L）。b.如果湖泊中浮游動物的現(xiàn)存生物量為2mg/L，其生物量增長率為0.1mg/L/天，判斷該湖泊浮游動物群落在該條件下是否處于穩(wěn)定狀態(tài)（假設食物供應充足且不變）。五、論述題（15分。）結合具體例子，論述數(shù)學模型在生態(tài)學研究和環(huán)境保護實踐中的應用價值與局限性。試卷答案一、選擇題1.D2.C3.B4.A5.A6.A7.A8.B9.C10.C二、填空題1.食物鏈（或食物網(wǎng)）2.循環(huán)性，全球性（或空間上分散，時間上連續(xù)）3.環(huán)境變化（或干擾），頂極群落（或穩(wěn)態(tài)群落）4.物種豐富度，均勻度5.氮，磷三、簡答題1.生態(tài)系統(tǒng)的定義是指在一定空間內，所有生物（生產(chǎn)者、消費者、分解者）與非生物環(huán)境（陽光、水、空氣、土壤等）相互作用、相互聯(lián)系而構成的一個功能整體。其主要功能包括：能量流動（單向流動，逐級遞減）、物質循環(huán)（全球性，循環(huán)利用）、信息傳遞（化學、物理、行為等）。2.生物入侵可能危害：排擠本地物種，導致本地物種減少甚至滅絕；改變生態(tài)系統(tǒng)結構功能；破壞景觀美學價值；可能引發(fā)新的疫??；帶來巨大的經(jīng)濟損失（農業(yè)、漁業(yè)、旅游業(yè)等）。3.生態(tài)系統(tǒng)服務功能是指生態(tài)系統(tǒng)及其過程所提供的各種惠益。例如：供給服務（提供食物、水、木材等）；調節(jié)服務（調節(jié)氣候、凈化環(huán)境、控制洪水、傳粉等）；支持服務（土壤形成、養(yǎng)分循環(huán)、光合作用等）；文化服務（科研、教育、美學、精神享受等）。4.氣候變化對生物多樣性的影響：物種分布范圍改變（向高緯度或高海拔遷移）；物種生理適應失敗導致死亡率增加；物候變化（如開花、遷徙時間）不匹配導致生存困難；增加極端天氣事件頻率，加劇物種滅絕風險；導致生態(tài)系統(tǒng)結構功能紊亂。四、計算題1.a.指數(shù)增長模型公式：N(t)=N0*exp(rt)。代入N0=100,r=0.1,t=5，計算得到N(5)≈161.8。所以5年后的種群數(shù)量約為161.8個。b.令N(t)=N0*exp(rt)，代入N=1000,N0=100,r=0.1，求解t：1000=100*exp(0.1t)，兩邊取自然對數(shù)，得到ln(10)=0.1t，解得t=ln(10)/0.1≈23.0。所以種群數(shù)量達到1000個所需的時間約為23.0年。2.a.浮游植物生物量為20mg/L，攝食效率為10%，則浮游動物最大可能獲得的生物量=20*10%*5%=20*0.1*0.05=0.1mg/L。b.浮游動物現(xiàn)存生物量為2mg/L，增長率為0.1mg/L/天，即每天增加0.1mg/L。理論上最大可能生物量為0.1mg/L。由于現(xiàn)存生物量（2mg/L）遠大于理論最大可能生物量（0.1mg/L），且增長率為正值，說明食物供應（浮游植物）遠未達到滿足其最大增長需求的水平。因此，該湖泊浮游動物群落在該條件下并未處于穩(wěn)定狀態(tài)，仍處于增長階段。五、論述題數(shù)學模型在生態(tài)學研究和環(huán)境保護實踐中的應用價值：1）簡化復雜系統(tǒng)：將關鍵因素和過程數(shù)學化，幫助理解核心機制；2）預測未來趨勢：基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)和模型預測種群動態(tài)、環(huán)境變化等；3）評估影響：量化人類活動（如開發(fā)、污染）對生態(tài)