2025年大學(xué)《海洋科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——海洋資源調(diào)查技術(shù)在沉積物分布及生物多樣性研究中的應(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。下列每小題選項中，只有一項是最符合題意的，請將正確選項字母填在題干后的括號內(nèi)。）1.在海洋沉積物調(diào)查中，用于獲取近底細粒沉積物樣品，并測定其斷面結(jié)構(gòu)特征的常用設(shè)備是？A.多管取泥器B.抓斗式采泥器C.水下電視系統(tǒng)D.側(cè)掃聲吶2.影響近海沉積物分布格局的主要動力因素通常是？A.沉積物供給量和海流模式B.風(fēng)化作用和氣候類型C.海平面變化和構(gòu)造運動D.生物作用和化學(xué)沉積3.沉積物中的碎屑顆粒大小分布曲線（粒度概率圖）主要反映了？A.沉積物的原始成分B.沉積物的搬運距離和能量條件C.沉積物的形成年代D.沉積物的生物擾動程度4.在海洋生物多樣性調(diào)查中，利用浮游生物網(wǎng)垂直拖網(wǎng)取樣，其主要目的是獲取？A.底棲大型生物樣品B.大型魚類樣品C.浮游植物和浮游動物樣品D.水體溶解氣體樣品5.環(huán)境DNA（eDNA）技術(shù)在海洋生物多樣性研究中的應(yīng)用主要基于？A.捕獲生物個體進行形態(tài)鑒定B.直接觀測生物的活體行為C.分析水體中游離的DNA片段，推斷生物存在D.測量生物體內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)標記6.側(cè)掃聲吶技術(shù)主要利用聲波反射原理來探測？A.水體溫度垂直分布B.水下地形地貌和沉積物表面形態(tài)C.水中懸浮物濃度D.生物的聲學(xué)回聲信號7.利用沉積物中特定有孔蟲類的生態(tài)指示意義，可以推斷古代海洋的？A.水深變化B.鹽度變化C.溫度變化D.大氣環(huán)流模式8.下列哪項技術(shù)通常被認為是對大范圍海洋生物多樣性進行快速、宏觀評估的有效手段？A.拖網(wǎng)采樣B.水下攝影樣帶法C.DNA條形碼測序D.環(huán)境DNA檢測9.在海洋調(diào)查中，聲學(xué)多普勒流速剖面儀（ADCP）主要用于測量？A.水下地形地貌B.水體中的懸浮泥沙濃度C.海流速度和方向D.水下聲音傳播速度10.將沉積物環(huán)境磁學(xué)分析與生物樣品分析相結(jié)合，有助于研究？A.沉積速率的變化B.古氣候變化事件C.沉積物中的生物活動記錄D.沉積物的來源區(qū)二、填空題（每空2分，共20分。請將正確答案填在橫線上。）1.海洋沉積物的搬運途徑主要包括______、______和______三種主要方式。2.淺地層剖面儀（SDL）主要利用______探測水底下方一定范圍內(nèi)的沉積層結(jié)構(gòu)和異常體。3.生物多樣性研究的三個主要層次是______多樣性、______多樣性和______多樣性。4.捕獲式采樣方法如拖網(wǎng)、抓斗等，其樣品的______和______信息損失較大。5.聲吶技術(shù)在海洋生物多樣性調(diào)查中，除了探測生物回聲外，還可以通過______技術(shù)估算某些生物的密度或生物量。6.沉積物粒度分析是研究沉積物______、______和______的基礎(chǔ)。7.利用沉積物中的生物標志物（如特定脂肪酸）可以反演古海洋的______和______等環(huán)境條件。三、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題。）1.簡述抓斗式采泥器在不同水深區(qū)域（如近岸、淺海、深海）應(yīng)用時可能遇到的主要問題及相應(yīng)的改進措施。2.簡述利用聲學(xué)探測技術(shù)（如聲吶）進行海洋生物多樣性調(diào)查時，可能存在的局限性。3.簡述沉積物來源對沉積物分布和后續(xù)生物多樣性格局可能產(chǎn)生的影響。4.簡述物理采樣（如箱式取樣）與化學(xué)分析（如沉積物元素分析）在海洋沉積物研究中通常如何結(jié)合使用。四、論述題（每題10分，共30分。請結(jié)合所學(xué)知識，全面、深入地回答下列問題。）1.論述海洋沉積物調(diào)查技術(shù)（包括物理、化學(xué)、生物、聲學(xué)等多種手段）在綜合評估近海生態(tài)環(huán)境質(zhì)量中的重要作用和相互補充關(guān)系。2.論述當(dāng)前海洋生物多樣性調(diào)查中面臨的主要挑戰(zhàn)，并分析新興技術(shù)（如環(huán)境DNA、水下機器人、高通量測序等）在應(yīng)對這些挑戰(zhàn)方面的潛力和局限性。3.假設(shè)你需要設(shè)計一個研究項目，旨在調(diào)查某海域特定區(qū)域沉積物分布特征及其對底棲生物多樣性分布的影響。請簡述你將采用的主要調(diào)查技術(shù)、數(shù)據(jù)收集方法以及可能的分析思路。---試卷答案一、選擇題1.B2.A3.B4.C5.C6.B7.C8.B9.C10.C二、填空題1.搬運流、重力流、生物活動2.聲波3.遺傳、物種、生態(tài)系統(tǒng)4.時間、空間5.主動目標識別6.來源、搬運、沉積環(huán)境7.溫度、生產(chǎn)力三、簡答題1.解析思路：抓斗采泥器主要依賴自重和抓斗閉合取樣。近岸水深淺，易受潮汐、風(fēng)浪影響，抓斗易碰撞海底障礙物或因水淺無法有效沉放；淺海受洋流、波浪影響，沉積物可能較疏松或易受擾動，抓斗取樣可能破壞較大，且樣品代表性受影響；深海壓力大、環(huán)境穩(wěn)定，但抓斗取樣面積有限，難以獲取大范圍連續(xù)樣品，且設(shè)備成本高、操作復(fù)雜。改進措施可包括：選用不同尺寸和材質(zhì)的抓斗以適應(yīng)不同底質(zhì)；采用加重或配重設(shè)計增加下沉力；結(jié)合聲吶等預(yù)探測技術(shù)避開障礙物；使用連續(xù)取樣器（如多管取泥器）在深部獲取連續(xù)剖面。2.解析思路：聲學(xué)探測的主要局限性在于：①依賴聲波傳播，水體渾濁度、溫度、鹽度變化及生物活動會影響聲波信號質(zhì)量和探測效果；②聲吶難以區(qū)分不同種類生物的回聲，對于小型、透明度高的浮游生物或底棲生物探測能力有限；③探測通常是間接的，通過回聲強度、頻率等參數(shù)推斷生物存在，但難以精確獲取生物的個體大小、行為等詳細信息；④對于某些特定生物（如埋棲生物）可能無法有效探測；⑤存在潛在的生物聲學(xué)干擾。3.解析思路：沉積物來源是決定其化學(xué)成分、物理性質(zhì)（如粒度）和生物可利用性的首要因素。物源區(qū)基巖的成分決定了碎屑沉積物的化學(xué)元素背景；不同來源區(qū)（如河流輸入、遠洋漂移、火山噴發(fā)）帶來的沉積物類型（如礫石、砂、泥）和搬運距離信息，直接影響沉積物的粒度分布和空間分布格局；來源區(qū)的生物群落特征也會影響通過生物途徑輸入沉積物的有機物和生物標記物的種類和數(shù)量，進而影響沉積物記錄的古環(huán)境和生物信息，并間接影響后續(xù)沉積物的生物化學(xué)特性和底棲生物的生態(tài)適應(yīng)。4.解析思路：物理采樣（如箱式取樣）直接獲取沉積物原狀樣品，是進行沉積物粒度、礦物、化石、生物遺骸等物理和形態(tài)學(xué)分析的基礎(chǔ)?；瘜W(xué)分析則是在物理樣品基礎(chǔ)上，通過測試元素、微量元素、有機質(zhì)、同位素、生物標志物等化學(xué)指標，揭示沉積物的形成環(huán)境、物源、搬運路徑、生物地球化學(xué)循環(huán)過程以及古氣候、古海洋信息。兩者結(jié)合，既能了解沉積物的物理形態(tài)和組成，又能深入理解其形成機制和記錄的環(huán)境信息，從而實現(xiàn)對沉積物及其相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的全面認識。四、論述題1.解析思路：論述應(yīng)首先明確沉積物是海洋環(huán)境的主體，其分布特征（如厚度、類型、結(jié)構(gòu)）直接反映了水動力條件、物質(zhì)來源和沉積環(huán)境。海洋沉積物調(diào)查技術(shù)是獲取這些信息的關(guān)鍵手段。①物理調(diào)查技術(shù)（如地形測繪、采樣）是基礎(chǔ)，提供沉積物分布的空間格局和樣品載體。②化學(xué)分析（元素、同位素、生物標志物）揭示沉積物的物質(zhì)來源、環(huán)境指示礦物和生物信息，幫助推斷古環(huán)境和生態(tài)條件。③聲學(xué)探測（側(cè)掃、淺地層剖面）能快速獲取大范圍地形地貌和淺層結(jié)構(gòu)信息，是宏觀普查和精細勘查的重要補充。④生物多樣性調(diào)查技術(shù)（采樣、鑒定、分子分析）則直接評估沉積環(huán)境下的生物群落結(jié)構(gòu)、豐度和功能。將這些技術(shù)整合應(yīng)用，可以實現(xiàn)對沉積物分布及其支撐的生物多樣性進行更全面、準確、立體的評估，為海洋資源開發(fā)、環(huán)境保護和生態(tài)管理提供科學(xué)依據(jù)。需強調(diào)不同技術(shù)的優(yōu)勢互補和綜合集成的重要性。2.解析思路：論述應(yīng)首先指出當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)，如海洋環(huán)境復(fù)雜多樣、生物多樣性本身的高變異性、許多物種棲息地偏遠難以到達、傳統(tǒng)采樣方法對生物（尤其是小型、脆弱或隱生生物）的破壞性、快速評估和動態(tài)監(jiān)測的需求等。然后分析新興技術(shù)的潛力：①環(huán)境DNA（eDNA）技術(shù)通過檢測水體中的DNA片段，有望實現(xiàn)無干擾、大范圍、高靈敏度的生物物種快速篩查和群落結(jié)構(gòu)分析，尤其適用于稀有或難以捕捉的物種。②水下機器人（ROV/AUV）搭載多種傳感器（攝像、聲學(xué)、采樣、原位分析等），能深入深海、極地等極端環(huán)境進行長時間、高精度的原位觀測和采樣，極大提高了調(diào)查效率和可達性。③高通量測序技術(shù)（如metabarcoding）能夠快速、并行地分析樣品中大量生物樣本的DNA序列，極大提高了物種鑒定和群落分析的效率和分辨率。同時，也要分析其局限性：①eDNA技術(shù)易受環(huán)境因素干擾，DNA降解、釋放機制復(fù)雜，需謹慎解讀結(jié)果；②機器人成本高昂，維護復(fù)雜，續(xù)航能力有限；③高通量測序數(shù)據(jù)量巨大，需要強大的生物信息學(xué)分析能力支撐；④這些技術(shù)多側(cè)重于“發(fā)現(xiàn)”物種，對生物功能、生態(tài)過程的理解仍需結(jié)合傳統(tǒng)方法。最后總結(jié)，新興技術(shù)是應(yīng)對挑戰(zhàn)的有力武器，但需與傳統(tǒng)方法結(jié)合，并不斷完善技術(shù)手段和數(shù)據(jù)分析方法。3.解析思路：設(shè)計項目應(yīng)體現(xiàn)科學(xué)性和可行性。①目標明確：調(diào)查特定區(qū)域沉積物分布特征（如類型、厚度、粒度分布、空間異質(zhì)性）及其與生物多樣性分布的關(guān)系。②技術(shù)路線：*沉積物調(diào)查：首先利用遙感影像（如衛(wèi)星影像、航空照片）結(jié)合歷史資料初步了解區(qū)域概況。然后，進行現(xiàn)場勘查，利用聲學(xué)設(shè)備（如側(cè)掃聲吶、淺地層剖面儀）探測水下地形地貌和沉積層結(jié)構(gòu)，快速圈定不同沉積物分布區(qū)。最后，根據(jù)聲學(xué)初步結(jié)果和區(qū)域重要性，選擇代表性斷面或區(qū)域，采用合適的物理采樣設(shè)備（如箱式取樣器、沉積物鉆探設(shè)備）獲取不同深度的原狀沉積物樣品。樣品應(yīng)包含表層和不同深度的柱狀樣。同時，記錄采樣點的GPS坐標。*生物多樣性調(diào)查：針對不同的沉積物類型和生境，選擇合適的生物多樣性調(diào)查方法。例如，在底棲生物豐富的區(qū)域，可進行樣帶法調(diào)查（水下攝影攝像記錄底棲生物群落，結(jié)合定量采樣如小型拖網(wǎng)、樣方、吸管等采集底棲生物樣品進行鑒定和計數(shù)）；對于懸浮生物，可在不同水層設(shè)置浮游生物網(wǎng)進行拖?。豢煽紤]使用eDNA技術(shù)對水體進行生物群落篩查。采集的生物樣品應(yīng)進行分類鑒定和豐度統(tǒng)計。③數(shù)據(jù)收集：詳細記錄所有采樣點的環(huán)境參數(shù)（如水深、溫度、鹽度、濁度），沉積物樣品的物理性質(zhì)（如顏色、氣味、粒度分析結(jié)果），生物樣品的種類、數(shù)量、分布信息。④分析思路：