2025年大學(xué)《海洋科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——海洋生態(tài)系統(tǒng)物種豐富度與功能多樣性對(duì)環(huán)境維護(hù)作用探究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是最符合題意的。）1.下列哪一項(xiàng)不屬于衡量海洋生態(tài)系統(tǒng)物種豐富度的常用指標(biāo)？A.物種數(shù)量B.齊柏林飛艇指數(shù)（Simpson'sDiversityIndex）C.Shannon-Wiener指數(shù)D.物種均勻度2.根據(jù)島嶼生物地理學(xué)理論，對(duì)于一個(gè)與大陸隔絕的海洋島嶼，其物種豐富度主要受以下哪個(gè)因素的限制？A.島嶼面積B.海拔高度C.島嶼距離大陸的遠(yuǎn)近D.島嶼上的資源總量3.功能多樣性的核心在于區(qū)分不同的？A.物種大小B.物種顏色C.物種所扮演的生態(tài)角色或功能性狀D.物種分布范圍4.“保險(xiǎn)假說”認(rèn)為，較高的物種豐富度能夠增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，其理由是？A.物種之間競(jìng)爭(zhēng)更激烈B.物種數(shù)量越多，生態(tài)系統(tǒng)功能冗余度越高，當(dāng)某個(gè)物種受擾動(dòng)消失時(shí)，其他物種可以替代其功能C.物種豐富度高意味著物種多樣性低D.物種豐富度高會(huì)增加生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性的風(fēng)險(xiǎn)5.在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，哪些物種通常被認(rèn)為是關(guān)鍵的工程師物種？A.大型浮游植物B.珊瑚和海草C.小型無脊椎動(dòng)物D.海洋哺乳動(dòng)物6.人類活動(dòng)導(dǎo)致海洋生物多樣性喪失，進(jìn)而可能削弱哪些重要的生態(tài)系統(tǒng)功能？A.水體凈化B.氣候調(diào)節(jié)C.食物供應(yīng)D.以上所有7.功能性狀多樣性指數(shù)（如FDiv）的主要目的是什么？A.衡量物種數(shù)量的多少B.衡量物種間的功能差異程度C.衡量物種的分布范圍D.衡量生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力8.當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)功能群對(duì)變化的響應(yīng)可能存在差異，這種現(xiàn)象體現(xiàn)了功能多樣性的哪種作用？A.增強(qiáng)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性B.增強(qiáng)系統(tǒng)的恢復(fù)力穩(wěn)定性C.提高系統(tǒng)的生產(chǎn)力D.降低系統(tǒng)的物種豐富度9.研究表明，在受干擾程度較低的海洋環(huán)境中，物種豐富度與生態(tài)系統(tǒng)功能之間往往呈現(xiàn)怎樣的關(guān)系？A.呈負(fù)相關(guān)B.呈線性正相關(guān)C.不存在明顯關(guān)系D.呈先正相關(guān)后負(fù)相關(guān)的關(guān)系10.評(píng)估海洋生態(tài)系統(tǒng)功能多樣性的一個(gè)重要挑戰(zhàn)在于？A.物種難以識(shí)別B.功能性狀難以量化C.樣本量難以足夠大D.生態(tài)系統(tǒng)功能難以被觀測(cè)二、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共25分。請(qǐng)簡(jiǎn)潔明了地回答下列問題。）1.簡(jiǎn)述物種豐富度的概念及其在海洋生態(tài)學(xué)研究中常用的測(cè)量指標(biāo)。2.功能多樣性與傳統(tǒng)物種多樣性有何根本區(qū)別？3.簡(jiǎn)述“島嶼生物地理學(xué)理論”在解釋海洋物種分布格局方面的主要觀點(diǎn)。4.什么是生態(tài)系統(tǒng)功能群？請(qǐng)列舉海洋生態(tài)系統(tǒng)中幾個(gè)典型的功能群。5.闡述物種豐富度可能通過哪些具體機(jī)制影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三、論述題（每小題10分，共30分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，深入分析和闡述下列問題。）1.試述海洋生態(tài)系統(tǒng)中的物種豐富度與功能多樣性之間可能存在的協(xié)同或權(quán)衡關(guān)系，并舉例說明。2.以海洋生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)力或生物地球化學(xué)循環(huán)（如碳循環(huán)）為例，詳細(xì)論述物種豐富度與功能多樣性如何共同發(fā)揮其環(huán)境維護(hù)作用。3.分析人類活動(dòng)（如過度捕撈、氣候變化、棲息地破壞等）如何通過影響海洋生態(tài)系統(tǒng)的物種豐富度和功能多樣性，最終損害其環(huán)境維護(hù)功能，并探討可能的應(yīng)對(duì)策略。---試卷答案一、選擇題1.D2.A3.C4.B5.B6.D7.B8.B9.B10.B二、簡(jiǎn)答題1.物種豐富度是指一個(gè)特定區(qū)域內(nèi)生物物種（包括動(dòng)物、植物、微生物等）的多少。在海洋生態(tài)學(xué)研究中，常用的測(cè)量指標(biāo)包括物種數(shù)量（物種豐富度指數(shù)SRI）、物種多樣性指數(shù)（如Shannon-Wiener指數(shù)H'、Simpson指數(shù)λ'或q指數(shù)）和均勻度指數(shù)。這些指標(biāo)有助于量化不同海洋群落或生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性水平。2.功能多樣性與傳統(tǒng)物種多樣性區(qū)別在于，物種多樣性關(guān)注的是物種的“數(shù)量”，即物種的多少；而功能多樣性關(guān)注的是生態(tài)系統(tǒng)中物種所扮演的“生態(tài)角色”或“功能性狀”的多樣性及分布。功能多樣性衡量的是物種在生態(tài)系統(tǒng)中的功能差異程度，即使物種種類不同，如果它們具有相似的功能性狀或生態(tài)位，也可能具有相似的功能作用。功能多樣性強(qiáng)調(diào)的是物種如何運(yùn)作以及它們?nèi)绾蜗嗷プ饔靡跃S持生態(tài)系統(tǒng)過程。3.島嶼生物地理學(xué)理論認(rèn)為，島嶼上的物種豐富度主要受兩個(gè)因素控制：一是到達(dá)島嶼的物種定殖率（受島嶼面積和距離大陸遠(yuǎn)近影響），二是島嶼上物種的局部滅絕率（受島嶼面積、生境異質(zhì)性和捕食者壓力等影響）。該理論核心觀點(diǎn)是物種豐富度與島嶼面積呈正相關(guān)（面積越大，豐富度越高），與距離大陸的距離呈負(fù)相關(guān)（距離越遠(yuǎn)，豐富度越低）。4.生態(tài)系統(tǒng)功能群是指一組在生態(tài)系統(tǒng)中執(zhí)行相似功能或具有相似功能性狀的物種集合。它們通常在能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)或營養(yǎng)級(jí)聯(lián)中扮演相似的角色。海洋生態(tài)系統(tǒng)中的典型功能群包括：生產(chǎn)者（如浮游植物、海草、紅樹林）、初級(jí)消費(fèi)者（如浮游動(dòng)物、小型甲殼類）、次級(jí)消費(fèi)者（如小型魚類、大型甲殼類）、頂級(jí)消費(fèi)者（如大型魚類、海洋哺乳動(dòng)物）、分解者（如細(xì)菌、小型無脊椎動(dòng)物）、工程師物種（如珊瑚、海草、海藻）等。5.物種豐富度可能通過以下機(jī)制影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性：*功能冗余：較高的物種豐富度意味著存在更多執(zhí)行相似功能的物種，當(dāng)某個(gè)物種因環(huán)境壓力而數(shù)量下降或消失時(shí)，其他功能相似的物種可以部分替代其角色，從而緩沖生態(tài)系統(tǒng)功能的變化，增強(qiáng)抵抗力穩(wěn)定性。*環(huán)境過濾與生態(tài)位分化：物種豐富度高通常伴隨著更強(qiáng)的環(huán)境過濾作用和更細(xì)致的生態(tài)位分化，使得物種對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力更強(qiáng)，整個(gè)群落對(duì)環(huán)境擾動(dòng)的反應(yīng)可能更平穩(wěn)。*抵抗入侵：物種豐富的生態(tài)系統(tǒng)往往具有更強(qiáng)的抵抗外來物種入侵的能力，因?yàn)樨S富的資源利用和已有的物種相互作用可能為入侵物種提供了更少的生存空間和資源。三、論述題1.物種豐富度與功能多樣性之間可能存在協(xié)同關(guān)系，也可能存在權(quán)衡關(guān)系。協(xié)同關(guān)系（或協(xié)同效應(yīng)）認(rèn)為，更高的物種豐富度往往伴隨著更高的功能多樣性。更多的物種意味著更多的功能性狀和更復(fù)雜的功能組合，這可以增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的功能冗余、提高資源利用效率、增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)能力和穩(wěn)定性。例如，在珊瑚礁中，物種豐富度高的區(qū)域往往具有更多樣化的捕食者、清潔者和工程師物種，使得整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)功能更完善、更穩(wěn)定。權(quán)衡關(guān)系（或權(quán)衡效應(yīng)）則認(rèn)為，在資源有限或環(huán)境脅迫下，物種豐富度與功能多樣性之間可能存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。例如，當(dāng)環(huán)境變得嚴(yán)酷時(shí)，只有最能適應(yīng)環(huán)境的少數(shù)物種能生存下來，導(dǎo)致物種豐富度下降，同時(shí)由于功能趨同或少數(shù)物種占據(jù)主導(dǎo)，功能多樣性也可能降低。此外，在某些情況下，物種間的激烈競(jìng)爭(zhēng)可能抑制新物種的定殖或已有物種的功能發(fā)揮，導(dǎo)致兩者呈負(fù)相關(guān)。理解這種關(guān)系需要結(jié)合具體生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境背景。2.物種豐富度與功能多樣性在維持海洋生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力和生物地球化學(xué)循環(huán)方面發(fā)揮著關(guān)鍵的環(huán)境維護(hù)作用。以初級(jí)生產(chǎn)力和碳循環(huán)為例：*物種豐富度與初級(jí)生產(chǎn)力：海洋初級(jí)生產(chǎn)者是浮游植物。浮游植物群落的功能多樣性體現(xiàn)在組成它的物種多樣性上，不同種類的浮游植物（如硅藻、甲藻、藍(lán)藻）具有不同的生理特性（如光合效率、營養(yǎng)鹽利用策略、對(duì)光照和溫度的要求）。物種豐富度高的浮游植物群落通常能更有效地利用光照、氮、磷等資源，因?yàn)椴煌锓N可以占據(jù)不同的生態(tài)位，減少資源競(jìng)爭(zhēng)，提高整體的光合效率（總初級(jí)生產(chǎn)力）。這為海洋食物網(wǎng)提供了基礎(chǔ)能量。*物種豐富度與碳循環(huán)：物種豐富的海洋生態(tài)系統(tǒng)在碳循環(huán)中扮演多重角色。生產(chǎn)者（浮游植物）通過光合作用固定大氣中的CO2。功能多樣的浮游植物群落能更全面地利用不同形式的碳和營養(yǎng)鹽，可能增強(qiáng)碳的固定效率。浮游動(dòng)物等消費(fèi)者通過攝食作用將有機(jī)碳向下輸送，并參與碳的再循環(huán)。分解者（細(xì)菌、真菌）將死亡的生物有機(jī)物分解，釋放CO2和營養(yǎng)鹽。物種豐富度高的生態(tài)系統(tǒng)通常具有更復(fù)雜的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)和更活躍的生物地球化學(xué)循環(huán)，有助于碳的儲(chǔ)存和周轉(zhuǎn)，對(duì)調(diào)節(jié)全球氣候具有重要作用。功能多樣性確保了這些關(guān)鍵過程（光合作用、碳泵、碳儲(chǔ)存、分解）能夠通過多種途徑和物種來維持，即使某些物種受擾動(dòng)，其他物種也可能承擔(dān)部分功能。3.人類活動(dòng)通過多種途徑影響海洋生態(tài)系統(tǒng)的物種豐富度和功能多樣性，進(jìn)而損害其環(huán)境維護(hù)功能：*過度捕撈：導(dǎo)致關(guān)鍵捕食者、生產(chǎn)者或工程師物種數(shù)量銳減甚至滅絕，破壞食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)，降低功能多樣性（如頂級(jí)捕食者缺失導(dǎo)致底棲魚類瘋長、珊瑚捕食性魚類減少導(dǎo)致珊瑚蟲爆發(fā)性增長），削弱生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和抵抗干擾能力。例如，大堡礁區(qū)域部分捕食性魚類（如石斑魚）的過度捕撈影響了珊瑚礁的動(dòng)態(tài)平衡。*氣候變化：引起海水溫度升高、酸化、海平面上升等，導(dǎo)致物種分布范圍改變、生理功能失調(diào)、繁殖失敗，甚至滅絕。這會(huì)降低物種豐富度，并可能導(dǎo)致功能群的缺失或功能性狀的改變，影響關(guān)鍵生態(tài)過程如初級(jí)生產(chǎn)力、鈣化作用和生物泵。例如，海水酸化對(duì)貝類和珊瑚的功能性狀（殼體構(gòu)建）產(chǎn)生負(fù)面影響。*棲息地破壞與退化：如海岸工程、底拖網(wǎng)捕撈、污染（化學(xué)、物理、塑料）等破壞了珊瑚礁、海草床、紅樹林、濱海濕地等關(guān)鍵棲息地，導(dǎo)致依賴這些棲息地的物種（特別是功能獨(dú)特的物種）大量喪失，物種豐富度和功能多樣性急劇下降，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能（如海岸防護(hù)、育幼）減弱。*污染：重金屬、農(nóng)藥、石油、塑料微粒等污染物可以直接毒害生物，干擾生理功能，降低繁殖能力，或通過食物鏈累積放大，最終導(dǎo)致物種