2025年大學(xué)《海洋科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——海洋沉積物對生態(tài)系統(tǒng)的影響研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.下列哪種沉積物環(huán)境通常以富含有機(jī)質(zhì)的淤泥為主要沉積物？A.熱液噴口附近B.深海平原C.河口三角洲D(zhuǎn).火山島海岸2.海洋沉積物中，能夠強(qiáng)烈影響水體化學(xué)環(huán)境（如pH、Eh）的關(guān)鍵組分通常是？A.砂粒級碎屑B.黏土礦物C.鐵錳氧化物D.碳酸鈣骨骼3.生物擾動(dòng)對海洋沉積物生態(tài)系統(tǒng)的最主要影響是？A.導(dǎo)致沉積物層理形成B.改變沉積物粒度分布C.促進(jìn)營養(yǎng)鹽的向上輸運(yùn)D.減少沉積物中有機(jī)碳的埋藏4.沉積物作為重要的“營養(yǎng)鹽泵”，其主要機(jī)制是指？A.水體營養(yǎng)鹽向沉積物的擴(kuò)散B.沉積物儲存的營養(yǎng)鹽通過反硝化等過程釋放回水體C.沉積物中磷的溶解釋放D.氮?dú)庠诔练e物中的轉(zhuǎn)化5.氧化還原界面（RedoxInterface）在沉積物生態(tài)系統(tǒng)中具有重要的地球化學(xué)意義，其主要影響不包括？A.控制鐵錳等元素的氧化還原狀態(tài)B.影響硫化物的生成與氧化C.決定沉積物對營養(yǎng)鹽的吸附能力D.直接決定底棲生物的多樣性6.與細(xì)粒沉積物相比，粗粒沉積物（如砂質(zhì)）所形成的底棲生態(tài)系統(tǒng)通常具有？A.更高的生物多樣性B.更強(qiáng)的物理結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性C.更高的營養(yǎng)鹽儲存能力D.更高的異養(yǎng)生物生產(chǎn)力7.海底熱液噴口附近的沉積物生態(tài)系統(tǒng)被稱為“黑暗森林”，其主要能量來源是？A.太陽能B.地?zé)崮蹸.沉積物中有機(jī)質(zhì)的分解D.風(fēng)浪能8.沉積物是許多持久性有機(jī)污染物（POPs）的重要匯，其主要作用機(jī)制是？A.生物富集B.光化學(xué)降解C.吸附與固定D.生物轉(zhuǎn)化9.在海洋沉積物研究中，采集柱狀樣（CoreSampling）的主要目的是？A.調(diào)查水體物理化學(xué)參數(shù)B.研究表層沉積物特性C.獲取沉積物歷史記錄信息D.觀察底棲生物活體10.沉積物對全球碳循環(huán)的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在？A.通過光合作用吸收大氣CO2B.通過生物呼吸釋放大氣CO2C.通過有機(jī)碳埋藏將碳長期隔離D.通過海洋環(huán)流輸送溶解CO2二、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.沉積物成巖作用（Diagenesis）2.底棲生物擾動(dòng)（Bioturbation）3.微食物環(huán)（MicrobialLoop）4.生物地球化學(xué)循環(huán)（BiogeochemicalCycle）5.氧化還原電位（Eh）三、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述影響海洋沉積物中營養(yǎng)鹽釋放的主要因素。2.沉積物作為棲息地，其物理化學(xué)特性如何影響底棲生物的生存？3.簡述人類活動(dòng)（如挖沙、傾倒廢物）對海洋沉積物生態(tài)系統(tǒng)可能造成的的主要破壞。4.海洋沉積物研究中的物理、化學(xué)、生物分析方法各有哪些基本類型？四、論述題（每小題10分，共30分）1.論述沉積物界面過程（如吸附-解吸、氧化還原反應(yīng)）在全球元素（如碳、氮、磷）生物地球化學(xué)循環(huán)中的作用機(jī)制。2.結(jié)合實(shí)例，論述沉積物作為營養(yǎng)鹽庫和泵對近海生態(tài)系統(tǒng)（如初級生產(chǎn)力、漁業(yè)資源）的影響。3.分析當(dāng)前海洋沉積物研究領(lǐng)域面臨的主要挑戰(zhàn)以及未來可能的發(fā)展方向。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.C4.B5.D6.A7.B8.C9.C10.C二、名詞解釋1.沉積物成巖作用：指沉積物從沉積狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e巖（或固結(jié)成巖）的整個(gè)過程，包括物理、化學(xué)和生物化學(xué)變化，如壓實(shí)、膠結(jié)、重結(jié)晶、元素遷移與富集等。2.底棲生物擾動(dòng)：指底棲生物通過其生命活動(dòng)（如挖掘、鉆孔、棲息、移動(dòng)）對沉積物的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)和生物組成產(chǎn)生的改變過程。3.微食物環(huán)：指以細(xì)菌為核心，涉及溶解有機(jī)物、小型異養(yǎng)浮游生物、原生動(dòng)物和碎屑等組成的，將有機(jī)碎屑和溶解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可被大型消費(fèi)者利用的能量和物質(zhì)循環(huán)路徑。4.生物地球化學(xué)循環(huán)：指元素在生物圈、巖石圈、水圈和大氣圈之間遷移、轉(zhuǎn)化和循環(huán)的過程，包括吸收、同化、排泄、分解、沉積等環(huán)節(jié)。5.氧化還原電位（Eh）：指沉積物中氧化態(tài)和還原態(tài)物質(zhì)之間氧化還原反應(yīng)趨勢的強(qiáng)度，是反映沉積物環(huán)境化學(xué)條件的重要參數(shù)。三、簡答題1.影響海洋沉積物中營養(yǎng)鹽釋放的主要因素包括：沉積物粒度（細(xì)粒吸附能力強(qiáng)于粗粒）、有機(jī)質(zhì)含量（有機(jī)質(zhì)可以絡(luò)合或包裹營養(yǎng)鹽，其分解可釋放營養(yǎng)鹽）、氧化還原條件（Eh值，影響元素價(jià)態(tài)和遷移轉(zhuǎn)化）、pH值（影響礦物溶解和離子釋放）、微生物活動(dòng)（生物擾動(dòng)和分解作用）、溫度和壓力（影響化學(xué)反應(yīng)速率和礦物溶解度）、以及外部輸入（如河流輸入、大氣沉降、污染物輸入）。2.沉積物作為棲息地，其物理化學(xué)特性影響底棲生物的生存：粒度影響棲息地的穩(wěn)定性、孔隙度和滲透性，進(jìn)而影響水流、氧氣供應(yīng)和生物移動(dòng)；有機(jī)質(zhì)含量影響食物來源和棲息環(huán)境的復(fù)雜性；氧化還原條件決定哪些類型的生物可以生存（如厭氧菌或好氧生物）；化學(xué)成分（如重金屬含量）決定環(huán)境的宜居性；沉積物的異質(zhì)性（如存在硬底、孔洞、裂隙）為生物提供多樣化的微生境。3.人類活動(dòng)對海洋沉積物生態(tài)系統(tǒng)的破壞：挖沙活動(dòng)破壞沉積物的自然結(jié)構(gòu)和連續(xù)性，改變海岸線形態(tài)和底棲生物棲息地；傾倒廢棄物（如工業(yè)廢物、生活垃圾、污泥）直接污染沉積物，增加有害物質(zhì)濃度，毒害生物；底拖網(wǎng)捕撈等高強(qiáng)度漁業(yè)活動(dòng)通過破壞海底植被和沉積物表面結(jié)構(gòu)，加劇生物擾動(dòng)，損害棲息地；沿海工程建設(shè)（如港口、碼頭）改變局部沉積環(huán)境，引入污染物。4.海洋沉積物研究中的物理分析方法：粒度分析（如篩分法、沉降速度法、激光粒度儀）、密度測量、孔隙度與滲透性測定、磁學(xué)分析、X射線衍射（XRD）礦物學(xué)分析等?；瘜W(xué)分析方法：元素分析（如ICP-MS、AAS）、有機(jī)質(zhì)分析（如TOC、TN、C/N/P比值）、營養(yǎng)鹽分析（如化學(xué)沉淀法、離子色譜）、同位素分析（如δ13C、δ1?N、δ1?C）、痕量金屬分析等。生物分析方法：生物多樣性調(diào)查（如物種鑒定、豐度統(tǒng)計(jì)）、生物群落結(jié)構(gòu)分析、生物地球化學(xué)示蹤（如穩(wěn)定同位素、生物標(biāo)志物）、生物毒性測試等。四、論述題1.沉積物界面過程在全球元素生物地球化學(xué)循環(huán)中的作用機(jī)制：沉積物-水界面是物質(zhì)交換的關(guān)鍵場所。吸附-解吸過程控制著水體中溶解態(tài)元素（如營養(yǎng)鹽、重金屬）與沉積物之間的分配，決定了元素在沉積物相和水相中的相對豐度，影響著元素的生物有效性和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。氧化還原反應(yīng)在沉積物界面發(fā)生，如鐵錳氧化還原循環(huán)控制著碳、氮、硫等元素的轉(zhuǎn)化和歸宿，影響元素的生物可利用性和氣相輸出（如N?、CH?），并影響沉積物的緩沖能力和pH值。這些界面過程是元素在沉積物庫中積累或釋放的基礎(chǔ)，進(jìn)而影響元素在海洋乃至全球尺度上的循環(huán)速率和總量，例如，氧化還原條件下的碳埋藏是重要的碳匯機(jī)制，而反硝化作用則將氮從生物地球化學(xué)循環(huán)中去除。2.沉積物作為營養(yǎng)鹽庫和泵對近海生態(tài)系統(tǒng)的影響：沉積物是近海生態(tài)系統(tǒng)重要的營養(yǎng)鹽（特別是氮、磷）儲存庫。在低初級生產(chǎn)力或低營養(yǎng)鹽輸入時(shí)期，營養(yǎng)鹽主要儲存在沉積物中。當(dāng)水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化或季節(jié)性營養(yǎng)鹽限制時(shí)，沉積物中的營養(yǎng)鹽可以通過擴(kuò)散、生物擾動(dòng)、反硝化、硫化物氧化等過程釋放到水體中，補(bǔ)充水體營養(yǎng)，支持初級生產(chǎn)力（如藻華）的爆發(fā)，影響浮游植物和初級生產(chǎn)力，進(jìn)而通過食物鏈影響魚類、貝類等高級消費(fèi)者種群的大小和分布。這種從沉積物到水體的營養(yǎng)鹽釋放過程構(gòu)成了營養(yǎng)鹽泵，它是近海生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其強(qiáng)度和效率受到沉積物性質(zhì)、環(huán)境條件（光照、溫度、水流）和生物活動(dòng)（如底棲生物擾動(dòng)強(qiáng)度）的調(diào)控。3.當(dāng)前海洋沉積物研究領(lǐng)域面臨的主要挑戰(zhàn)以及未來可能的發(fā)展方向：主要挑戰(zhàn)包括：對深海和極地等難以到達(dá)區(qū)域的沉積物過程認(rèn)知不足；在全球變化（如海洋酸化、升溫、極端天氣事件）背景下，沉積物生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)機(jī)制和閾值尚不明確；新興污染物（如微塑料、藥物和個(gè)人護(hù)理品）在沉積物中的行為、累積和生態(tài)效應(yīng)研究滯后；沉積物與水柱相互作用過程的耦合模型需要進(jìn)一步完善；傳統(tǒng)采樣和分析方法對稀有或脆弱樣品的損傷問題。未來發(fā)展方向可能包括