2025年大学《海洋科学与技术》专业题库- 海洋资源调查技术在沉积物分布及生物多样性研究中的应用

2025年大学《海洋科学与技术》专业题库——海洋资源调查技术在沉积物分布及生物多样性研究中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。下列每小题选项中，只有一项是最符合题意的，请将正确选项字母填在题干后的括号内。）1.在海洋沉积物调查中，用于获取近底细粒沉积物样品，并测定其断面结构特征的常用设备是？A.多管取泥器B.抓斗式采泥器C.水下电视系统D.侧扫声呐2.影响近海沉积物分布格局的主要动力因素通常是？A.沉积物供给量和海流模式B.风化作用和气候类型C.海平面变化和构造运动D.生物作用和化学沉积3.沉积物中的碎屑颗粒大小分布曲线（粒度概率图）主要反映了？A.沉积物的原始成分B.沉积物的搬运距离和能量条件C.沉积物的形成年代D.沉积物的生物扰动程度4.在海洋生物多样性调查中，利用浮游生物网垂直拖网取样，其主要目的是获取？A.底栖大型生物样品B.大型鱼类样品C.浮游植物和浮游动物样品D.水体溶解气体样品5.环境DNA（eDNA）技术在海洋生物多样性研究中的应用主要基于？A.捕获生物个体进行形态鉴定B.直接观测生物的活体行为C.分析水体中游离的DNA片段，推断生物存在D.测量生物体内的化学物质标记6.侧扫声呐技术主要利用声波反射原理来探测？A.水体温度垂直分布B.水下地形地貌和沉积物表面形态C.水中悬浮物浓度D.生物的声学回声信号7.利用沉积物中特定有孔虫类的生态指示意义，可以推断古代海洋的？A.水深变化B.盐度变化C.温度变化D.大气环流模式8.下列哪项技术通常被认为是对大范围海洋生物多样性进行快速、宏观评估的有效手段？A.拖网采样B.水下摄影样带法C.DNA条形码测序D.环境DNA检测9.在海洋调查中，声学多普勒流速剖面仪（ADCP）主要用于测量？A.水下地形地貌B.水体中的悬浮泥沙浓度C.海流速度和方向D.水下声音传播速度10.将沉积物环境磁学分析与生物样品分析相结合，有助于研究？A.沉积速率的变化B.古气候变化事件C.沉积物中的生物活动记录D.沉积物的来源区二、填空题（每空2分，共20分。请将正确答案填在横线上。）1.海洋沉积物的搬运途径主要包括______、______和______三种主要方式。2.浅地层剖面仪（SDL）主要利用______探测水底下方一定范围内的沉积层结构和异常体。3.生物多样性研究的三个主要层次是______多样性、______多样性和______多样性。4.捕获式采样方法如拖网、抓斗等，其样品的______和______信息损失较大。5.声呐技术在海洋生物多样性调查中，除了探测生物回声外，还可以通过______技术估算某些生物的密度或生物量。6.沉积物粒度分析是研究沉积物______、______和______的基础。7.利用沉积物中的生物标志物（如特定脂肪酸）可以反演古海洋的______和______等环境条件。三、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题。）1.简述抓斗式采泥器在不同水深区域（如近岸、浅海、深海）应用时可能遇到的主要问题及相应的改进措施。2.简述利用声学探测技术（如声呐）进行海洋生物多样性调查时，可能存在的局限性。3.简述沉积物来源对沉积物分布和后续生物多样性格局可能产生的影响。4.简述物理采样（如箱式取样）与化学分析（如沉积物元素分析）在海洋沉积物研究中通常如何结合使用。四、论述题（每题10分，共30分。请结合所学知识，全面、深入地回答下列问题。）1.论述海洋沉积物调查技术（包括物理、化学、生物、声学等多种手段）在综合评估近海生态环境质量中的重要作用和相互补充关系。2.论述当前海洋生物多样性调查中面临的主要挑战，并分析新兴技术（如环境DNA、水下机器人、高通量测序等）在应对这些挑战方面的潜力和局限性。3.假设你需要设计一个研究项目，旨在调查某海域特定区域沉积物分布特征及其对底栖生物多样性分布的影响。请简述你将采用的主要调查技术、数据收集方法以及可能的分析思路。---试卷答案一、选择题1.B2.A3.B4.C5.C6.B7.C8.B9.C10.C二、填空题1.搬运流、重力流、生物活动2.声波3.遗传、物种、生态系统4.时间、空间5.主动目标识别6.来源、搬运、沉积环境7.温度、生产力三、简答题1.解析思路：抓斗采泥器主要依赖自重和抓斗闭合取样。近岸水深浅，易受潮汐、风浪影响，抓斗易碰撞海底障碍物或因水浅无法有效沉放；浅海受洋流、波浪影响，沉积物可能较疏松或易受扰动，抓斗取样可能破坏较大，且样品代表性受影响；深海压力大、环境稳定，但抓斗取样面积有限，难以获取大范围连续样品，且设备成本高、操作复杂。改进措施可包括：选用不同尺寸和材质的抓斗以适应不同底质；采用加重或配重设计增加下沉力；结合声呐等预探测技术避开障碍物；使用连续取样器（如多管取泥器）在深部获取连续剖面。2.解析思路：声学探测的主要局限性在于：①依赖声波传播，水体浑浊度、温度、盐度变化及生物活动会影响声波信号质量和探测效果；②声呐难以区分不同种类生物的回声，对于小型、透明度高的浮游生物或底栖生物探测能力有限；③探测通常是间接的，通过回声强度、频率等参数推断生物存在，但难以精确获取生物的个体大小、行为等详细信息；④对于某些特定生物（如埋栖生物）可能无法有效探测；⑤存在潜在的生物声学干扰。3.解析思路：沉积物来源是决定其化学成分、物理性质（如粒度）和生物可利用性的首要因素。物源区基岩的成分决定了碎屑沉积物的化学元素背景；不同来源区（如河流输入、远洋漂移、火山喷发）带来的沉积物类型（如砾石、砂、泥）和搬运距离信息，直接影响沉积物的粒度分布和空间分布格局；来源区的生物群落特征也会影响通过生物途径输入沉积物的有机物和生物标记物的种类和数量，进而影响沉积物记录的古环境和生物信息，并间接影响后续沉积物的生物化学特性和底栖生物的生态适应。4.解析思路：物理采样（如箱式取样）直接获取沉积物原状样品，是进行沉积物粒度、矿物、化石、生物遗骸等物理和形态学分析的基础。化学分析则是在物理样品基础上，通过测试元素、微量元素、有机质、同位素、生物标志物等化学指标，揭示沉积物的形成环境、物源、搬运路径、生物地球化学循环过程以及古气候、古海洋信息。两者结合，既能了解沉积物的物理形态和组成，又能深入理解其形成机制和记录的环境信息，从而实现对沉积物及其相关生态系统的全面认识。四、论述题1.解析思路：论述应首先明确沉积物是海洋环境的主体，其分布特征（如厚度、类型、结构）直接反映了水动力条件、物质来源和沉积环境。海洋沉积物调查技术是获取这些信息的关键手段。①物理调查技术（如地形测绘、采样）是基础，提供沉积物分布的空间格局和样品载体。②化学分析（元素、同位素、生物标志物）揭示沉积物的物质来源、环境指示矿物和生物信息，帮助推断古环境和生态条件。③声学探测（侧扫、浅地层剖面）能快速获取大范围地形地貌和浅层结构信息，是宏观普查和精细勘查的重要补充。④生物多样性调查技术（采样、鉴定、分子分析）则直接评估沉积环境下的生物群落结构、丰度和功能。将这些技术整合应用，可以实现对沉积物分布及其支撑的生物多样性进行更全面、准确、立体的评估，为海洋资源开发、环境保护和生态管理提供科学依据。需强调不同技术的优势互补和综合集成的重要性。2.解析思路：论述应首先指出当前面临的挑战，如海洋环境复杂多样、生物多样性本身的高变异性、许多物种栖息地偏远难以到达、传统采样方法对生物（尤其是小型、脆弱或隐生生物）的破坏性、快速评估和动态监测的需求等。然后分析新兴技术的潜力：①环境DNA（eDNA）技术通过检测水体中的DNA片段，有望实现无干扰、大范围、高灵敏度的生物物种快速筛查和群落结构分析，尤其适用于稀有或难以捕捉的物种。②水下机器人（ROV/AUV）搭载多种传感器（摄像、声学、采样、原位分析等），能深入深海、极地等极端环境进行长时间、高精度的原位观测和采样，极大提高了调查效率和可达性。③高通量测序技术（如metabarcoding）能够快速、并行地分析样品中大量生物样本的DNA序列，极大提高了物种鉴定和群落分析的效率和分辨率。同时，也要分析其局限性：①eDNA技术易受环境因素干扰，DNA降解、释放机制复杂，需谨慎解读结果；②机器人成本高昂，维护复杂，续航能力有限；③高通量测序数据量巨大，需要强大的生物信息学分析能力支撑；④这些技术多侧重于“发现”物种，对生物功能、生态过程的理解仍需结合传统方法。最后总结，新兴技术是应对挑战的有力武器，但需与传统方法结合，并不断完善技术手段和数据分析方法。3.解析思路：设计项目应体现科学性和可行性。①目标明确：调查特定区域沉积物分布特征（如类型、厚度、粒度分布、空间异质性）及其与生物多样性分布的关系。②技术路线：*沉积物调查：首先利用遥感影像（如卫星影像、航空照片）结合历史资料初步了解区域概况。然后，进行现场勘查，利用声学设备（如侧扫声呐、浅地层剖面仪）探测水下地形地貌和沉积层结构，快速圈定不同沉积物分布区。最后，根据声学初步结果和区域重要性，选择代表性断面或区域，采用合适的物理采样设备（如箱式取样器、沉积物钻探设备）获取不同深度的原状沉积物样品。样品应包含表层和不同深度的柱状样。同时，记录采样点的GPS坐标。*生物多样性调查：针对不同的沉积物类型和生境，选择合适的生物多样性调查方法。例如，在底栖生物丰富的区域，可进行样带法调查（水下摄影摄像记录底栖生物群落，结合定量采样如小型拖网、样方、吸管等采集底栖生物样品进行鉴定和计数）；对于悬浮生物，可在不同水层设置浮游生物网进行拖取；可考虑使用eDNA技术对水体进行生物群落筛查。采集的生物样品应进行分类鉴定和丰度统计。③数据收集：详细记录所有采样点的环境参数（如水深、温度、盐度、浊度），沉积物样品的物理性质（如颜色、气味、粒度分析结果），生物样品的种类、数量、分布信息。④分析思路：