2025年大學(xué)《海洋科學(xué)與技術(shù)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——海洋生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演變建模與海洋電磁探測(cè)技術(shù)及控制考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.下列哪一項(xiàng)不屬于描述海洋生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本要素？A.種群密度B.食物鏈網(wǎng)絡(luò)C.能量流動(dòng)效率D.生態(tài)位重疊2.在Lotka-Volterra捕食者-獵物模型中，獵物種群增長(zhǎng)率受哪些因素影響？（多選）A.獵物種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度B.捕食者數(shù)量C.環(huán)境容納量D.捕食者種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度3.個(gè)體基于模型（IBM）的主要優(yōu)勢(shì)在于能夠模擬：A.群體平均行為B.空間異質(zhì)性C.個(gè)體行為差異及其對(duì)種群動(dòng)態(tài)的影響D.簡(jiǎn)單的種群數(shù)量波動(dòng)4.海洋電磁探測(cè)中，MFE（海洋磁力儀）主要測(cè)量的是：A.地球總場(chǎng)強(qiáng)度B.海水中的電導(dǎo)率C.電磁感應(yīng)強(qiáng)度D.海底剩磁5.電磁波在海水中的傳播，主要受到下列哪一項(xiàng)因素的顯著衰減？（多選）A.海水溫度B.海水鹽度C.電磁波頻率D.海水密度6.以下哪種海洋電磁探測(cè)技術(shù)主要利用法拉第電磁感應(yīng)原理來(lái)探測(cè)地下電性結(jié)構(gòu)？A.海洋磁力儀（MAG）B.海洋磁異常（MFA）C.海洋電磁感應(yīng)儀（EMI）/海洋時(shí)間域電磁儀（MT）D.海洋聲學(xué)剖面儀7.在海洋電磁探測(cè)數(shù)據(jù)處理中，去除或壓制船體等固定平臺(tái)的電磁響應(yīng)，通常采用的方法是：A.信號(hào)濾波B.共源/共接收點(diǎn)疊加C.數(shù)據(jù)校正D.儀器靈敏度校準(zhǔn)8.對(duì)于海洋生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演變建模，模型驗(yàn)證的主要目的是：A.確定模型的最優(yōu)參數(shù)B.檢驗(yàn)?zāi)Ｐ皖A(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)的符合程度C.證明模型的數(shù)學(xué)正確性D.優(yōu)化模型的計(jì)算效率9.設(shè)計(jì)海洋電磁探測(cè)方案時(shí)，選擇發(fā)射頻率需要考慮的主要因素包括：A.探測(cè)目標(biāo)深度B.海水電導(dǎo)率C.所需探測(cè)范圍D.以上所有10.海洋電磁探測(cè)系統(tǒng)的“控制”環(huán)節(jié)，主要涉及對(duì)哪些方面的管理和操作？A.探測(cè)儀器的啟動(dòng)與關(guān)閉B.數(shù)據(jù)采集的時(shí)序與格式C.探測(cè)參數(shù)（如頻率、電流）的設(shè)定與調(diào)整D.以上所有二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在題干橫線上）1.海洋生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)通常以________形式進(jìn)行，并主要遵循________定律。2.建立海洋生態(tài)系統(tǒng)模型時(shí)，選擇合適的________是確保模型能反映現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵。3.海洋電磁探測(cè)中，影響電磁場(chǎng)強(qiáng)度衰減的主要物理參數(shù)是海水________和電磁波________。4.MFE-O（海洋磁異常-電磁法）技術(shù)結(jié)合了磁力測(cè)量和電磁感應(yīng)測(cè)量，旨在提高對(duì)________的探測(cè)能力。5.評(píng)估海洋電磁探測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量，需要關(guān)注信號(hào)的信噪比、________和探測(cè)儀器的________。6.個(gè)體基于模型（IBM）通過(guò)模擬大量虛擬________的行為來(lái)推演種群動(dòng)態(tài)和生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程。7.海洋電磁探測(cè)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制可以提高數(shù)據(jù)采集的________和________。8.麥克斯韋方程組是描述電磁場(chǎng)基本規(guī)律的理論體系，其在海洋電磁探測(cè)中的應(yīng)用奠定了________的基礎(chǔ)。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述海洋生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演變的兩個(gè)主要驅(qū)動(dòng)力。2.簡(jiǎn)述海洋電磁感應(yīng)儀（EMI）的基本工作原理。3.簡(jiǎn)述海洋電磁探測(cè)數(shù)據(jù)中存在的主要噪聲類(lèi)型及其可能來(lái)源。4.簡(jiǎn)述在海洋電磁探測(cè)中，進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)的主要目的。四、論述題（每小題10分，共30分）1.論述個(gè)體基于模型（IBM）在模擬海洋生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演變中的優(yōu)勢(shì)和局限性。2.論述海洋電磁探測(cè)技術(shù)在現(xiàn)代海洋科學(xué)研究中的主要應(yīng)用領(lǐng)域。3.結(jié)合海洋電磁探測(cè)原理，論述如何設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的探測(cè)方案來(lái)初步調(diào)查特定海域的底層地電結(jié)構(gòu)特征。五、計(jì)算題（共10分）假設(shè)在海洋電磁探測(cè)中，使用頻率為1kHz的電磁波進(jìn)行探測(cè)，已知該頻率下電磁波在特定海水（溫度5°C，鹽度35PSU）中的衰減系數(shù)為0.1dB/100m。現(xiàn)需探測(cè)深度為2000m的地下電性結(jié)構(gòu)，請(qǐng)估算信號(hào)在傳播過(guò)程中因衰減會(huì)導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度降低多少分貝？試卷答案一、選擇題1.D2.A,B3.C4.A5.B,C6.C7.C8.B9.D10.D二、填空題1.光能；能量守恒2.模型假設(shè)3.電導(dǎo)率；頻率4.海底電性結(jié)構(gòu)5.數(shù)據(jù)一致性；穩(wěn)定性6.個(gè)體7.精度；效率8.海洋電磁場(chǎng)理論三、簡(jiǎn)答題1.海洋生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演變的驅(qū)動(dòng)力主要包括自然因素（如氣候變化、地質(zhì)事件、自然干擾）和人為因素（如過(guò)度捕撈、環(huán)境污染、棲息地破壞、外來(lái)物種入侵）。這些因素會(huì)引起物種組成、群落結(jié)構(gòu)、食物網(wǎng)關(guān)系和能量流動(dòng)模式發(fā)生改變。2.海洋電磁感應(yīng)儀（EMI）的工作原理基于法拉第電磁感應(yīng)定律。通過(guò)向海洋釋放一次電磁場(chǎng)（通常是變化的電流），該場(chǎng)在海水導(dǎo)電性中感應(yīng)出二次渦旋電流。測(cè)量接收線圈感應(yīng)的二次場(chǎng)（電壓或電流），結(jié)合已知的發(fā)射場(chǎng)參數(shù)，可以反演海水的電導(dǎo)率分布。3.海洋電磁探測(cè)數(shù)據(jù)中的主要噪聲類(lèi)型包括：環(huán)境噪聲（如雷電、無(wú)線電干擾、船體電子設(shè)備噪聲）、儀器噪聲（如接收機(jī)自噪聲、電纜噪聲）、以及與海洋環(huán)境相關(guān)的噪聲（如海浪引起的平臺(tái)運(yùn)動(dòng)干擾、溫度鹽度變化引起的電磁參數(shù)波動(dòng)）。來(lái)源可能來(lái)自大氣、儀器本身、探測(cè)平臺(tái)以及海水物理化學(xué)特性。4.海洋電磁探測(cè)系統(tǒng)校準(zhǔn)的主要目的是確保測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確性，消除系統(tǒng)誤差，使測(cè)量結(jié)果能夠真實(shí)反映海洋環(huán)境的電磁參數(shù)。校準(zhǔn)包括對(duì)發(fā)射電流、發(fā)射/接收線圈靈敏度、系統(tǒng)相位響應(yīng)等的標(biāo)定，以保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性。四、論述題1.優(yōu)勢(shì)：IBM能夠體現(xiàn)個(gè)體行為的差異性和隨機(jī)性，更精細(xì)地模擬復(fù)雜生態(tài)過(guò)程（如行為策略、種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)）；有助于理解個(gè)體行為如何驅(qū)動(dòng)種群動(dòng)態(tài)和生態(tài)系統(tǒng)功能；可模擬空間異質(zhì)性對(duì)生態(tài)過(guò)程的影響。局限性：模型復(fù)雜度高，計(jì)算量大；需要大量關(guān)于個(gè)體行為的參數(shù)化數(shù)據(jù)，獲取困難；模型驗(yàn)證較為復(fù)雜；對(duì)于宏觀尺度模擬可能需要大量計(jì)算資源。2.海洋電磁探測(cè)技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：海洋地磁學(xué)研究（如繪制地磁圖、研究地殼結(jié)構(gòu)、尋找海底礦產(chǎn)資源）；海洋電性結(jié)構(gòu)探測(cè)（如研究海底沉積層電性、尋找海底儲(chǔ)層、調(diào)查海底斷裂帶）；海洋環(huán)境參數(shù)測(cè)量（如估算海水電導(dǎo)率、探測(cè)水下金屬結(jié)構(gòu)物）；考古調(diào)查（如探測(cè)沉船）；以及在水下地球物理勘探中作為輔助手段。3.設(shè)計(jì)探測(cè)方案需考慮：明確探測(cè)目標(biāo)（如地下結(jié)構(gòu)類(lèi)型、深度范圍）；選擇合適的探測(cè)技術(shù)（如EMI、MT），確定工作頻率（受探測(cè)深度和電性結(jié)構(gòu)影響）；根據(jù)目標(biāo)深度和環(huán)境條件估算所需發(fā)射強(qiáng)度和接收靈敏度；設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)采集幾何（如共源、偶極源等）；制定詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)操作流程，包括布設(shè)、測(cè)量、系統(tǒng)校準(zhǔn)等環(huán)節(jié)；考慮使用共源/共接收點(diǎn)疊加等數(shù)據(jù)處理方法來(lái)提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。五、計(jì)算題信號(hào)衰減量=衰減系數(shù)×距離=0.1dB/100m×(2000m/100m)×10dB=0.1dB/100m×20×10dB=2dB×10dB=20dB（注：此處計(jì)算中，將距離單位轉(zhuǎn)換為“百米”數(shù)，再乘以衰減系數(shù)（dB/100m），最后將結(jié)果乘以10將單位從dB/100m轉(zhuǎn)換為dB/m，再乘以總距離2000m?；蛘咧苯佑?jì)算：0.1dB/100m×2000m=0.1dB/m×20=2dB。然后乘以10將距離單位從m轉(zhuǎn)換為100m，即2dB×10=20dB。或者更直接地，0.1dB/100m×2000m=0.1×20dB=2dB。這里的10dB可能是個(gè)錯(cuò)誤或疏漏，若按標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，2000m距離的衰減應(yīng)為0.1dB/100m*20=2dB。若題目意圖是每100m衰減0.1dB，則2000m總衰減為2dB。若需乘以10，可能是指將單位從m換算回100m，即2dB*10=20dB。最終結(jié)果為20dB。）更標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算應(yīng)為：衰減量=衰減系數(shù)×距離=0.1dB/100m×2000m=0.1×20d