2025年大学《海洋科学与技术》专业题库- 海洋底栖生物群落结构的时空变化

2025年大学《海洋科学与技术》专业题库——海洋底栖生物群落结构的时空变化考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项字母填在题干后的括号内）1.下列哪一项不属于衡量海洋底栖生物群落结构的重要指标？A.多样性指数B.均匀度指数C.生物量D.水深2.Shannon-Wiener多样性指数的计算基于以下哪个假设？A.物种数量越多，多样性越高B.所有物种的个体数量相等C.物种个体数量分布越均匀，多样性越高D.物种丰度越高，多样性越高3.海洋底栖生物群落演替的最终阶段通常被称为？A.初生演替B.次生演替C.稳定群落或顶极群落D.破坏阶段4.导致海洋底栖生物群落结构发生剧烈且不可逆变化的干扰类型是？A.季节性波动B.飓风等自然灾害C.水温的缓慢升高D.过度捕捞5.以下哪种技术最适合用于调查广阔海域（如大陆架）底栖生物群落的时空变化？A.潜水观测B.采泥器采样C.遥感技术D.样方调查6.在海洋底栖生物群落中，捕食者数量增加通常会引发什么效应？A.被捕食者多样性增加B.被捕食者生物量不变C.群落结构变得更加简单D.优势种地位可能发生改变7.沉积物底质类型对底栖生物群落的垂直结构分布具有显著影响，以下哪种底质最有利于大型固着生物的附着？A.砂质底B.泥质底C.岩石底D.礁石底8.全球气候变化对海洋底栖生物群落结构的主要影响之一是？A.所有物种均匀迁移B.群落多样性普遍下降C.冷水物种向高纬度或深海迁移D.底栖生物完全消失9.人类活动对近岸海洋底栖生物群落结构造成破坏的主要途径包括？A.海洋生物自然死亡B.海洋酸化C.环境污染、过度开发、物理破坏D.海洋光照增强10.衡量群落中优势种地位大小的指标通常是？A.多样性指数B.均匀度指数C.优势度指数D.生物多样性二、填空题（每空1分，共15分。请将正确答案填在横线上）1.海洋底栖生物群落的空间结构通常表现为______、______和______三种基本格局。2.影响海洋底栖生物群落结构的时间变化的主要驱动因素包括______变化、______变化和______变化。3.群落演替过程中，物种多样性通常会先______后______。4.生态位分化是提高群落______的重要机制。5.常用的多样性指数包括Shannon-Wiener指数、Simpson指数和______指数。6.海洋底栖生物群落对环境变化的反应包括______、______和______三种类型。7.深海高压环境塑造了独特的底栖生物群落结构，其主要特征包括______和______。三、名词解释（每题3分，共12分。请给出简洁、准确的概念定义）1.生态位2.群落演替3.生物多样性4.群落稳定性四、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题）1.简述影响海洋底栖生物群落空间分异的主要环境因素。2.简述人类活动如何导致近海区域底栖生物群落结构退化。3.简述研究海洋底栖生物群落时空变化常用的调查方法及其优缺点。4.简述底栖生物在海洋生态系统中的主要功能。五、论述题（每题13分，共26分。请结合所学知识，进行较为详细的论述）1.论述气候变化对海洋底栖生物群落结构可能产生的主要影响及其机制。2.结合实例，论述海洋底栖生物群落结构变化对海洋生态系统功能的影响。试卷答案一、选择题1.D2.C3.C4.C5.C6.D7.C8.C9.C10.C二、填空题1.集群分布，随机分布，均匀分布2.季节，年际，长期3.增加，降低4.稳定性5.PielouJ6.适应，抵抗，恢复7.物种贫乏，功能单一（或适应极端环境）三、名词解释1.生态位：指一个物种在生态系统中的地位和角色，包括其利用的所有资源（如食物、空间、时间）以及与其他物种的关系。2.群落演替：指在特定区域内，生物群落类型随时间发生有规律的变化过程。3.生物多样性：指一个区域内生物（包括遗传、物种和生态系统多样性）的丰富程度和变异性。4.群落稳定性：指群落抵抗外界干扰并维持其结构和功能的能力。四、简答题1.影响海洋底栖生物群落空间分异的主要环境因素包括：底质类型（如岩石、砂、泥）、水深和水压、光照强度（尤其影响浅水区）、水温、盐度、营养盐水平、水流状况、化学物质浓度（如污染物、缺氧）、生物因素（如捕食、竞争、共生）以及地形地貌（如海山、峡谷、大陆架坡折）。2.人类活动导致近海区域底栖生物群落结构退化的途径包括：过度捕捞（尤其是破坏性渔具如底拖网，导致优势种消失、底质破坏、生物多样性降低）；环境污染（如石油、重金属、塑料垃圾、农药等，通过毒害、富集等途径影响生物生存）；海岸工程开发（如港口、码头、围填海等，改变物理环境、破坏栖息地）；水产养殖活动（如过度养殖导致水体富营养化、底质恶化、病害发生）；气候变化（如海水升温、酸化、海平面上升等，影响生物生理和分布）。3.研究海洋底栖生物群落时空变化常用的调查方法及其优缺点：*样方调查（QuadratSampling）：在底质表面设置样方，进行人工计数或样网采集。优点是直观、适用于小型生物和特定底质；缺点是代表性有限（尤其对于移动生物或大范围研究），可能破坏底栖环境，耗时耗力。*样品采集（SedimentSampling）：使用采泥器（如VanVeengrab,Boxcore）采集底质样品，实验室进行分析。优点是能获取底栖生物与环境因子的整体信息，适用于多种底质和大范围样品获取；缺点是样品处理和分析复杂，可能无法区分生活状态和死亡状态，对小型生物的捕获效率可能不高。*潜水观测（DivingObservation）：通过潜水员在水面下直接观察和记录底栖生物的分布、数量和生境。优点是直观、能观察活体行为、适用于小范围精细调查；缺点是受水深和能见度限制，主观性较强，难以获取大范围数据。*遥感技术（RemoteSensing）：利用卫星或航空遥感影像分析大范围海床地形、底质覆盖和初级生产力等间接指标。优点是覆盖范围广、更新频率高、可动态监测；缺点是分辨率有限，难以直接获取生物信息，需要与其他方法结合。*模型模拟（Modeling）：利用数学模型模拟群落动态变化。优点是能整合多源数据、预测未来趋势、揭示复杂机制；缺点是模型构建复杂、依赖输入参数的准确性、结果解释需要谨慎。4.底栖生物在海洋生态系统中的主要功能包括：*物质循环与能量流动：作为初级生产者（如藻类、苔藓虫）固定能量，或作为消费者（如大型底栖动物）转移能量，并通过分解作用（如碎屑分解者）循环利用nutrients（如氮、磷）。*栖息地构建与改造：大型底栖生物（如珊瑚、贝类、海藻）构建复杂的栖息地结构，为其他海洋生物提供附着、避难和繁殖场所，改变局部水流和底质环境。*维持生物多样性：底栖生物群落是海洋生物多样性的重要组成部分，复杂的食物网结构有助于维持生态系统的稳定。*生态指示与监测：底栖生物对环境变化（如污染、温度变化、酸化）敏感，其群落结构、物种组成和生理状态可作为评价海洋生态环境质量的重要指标。*资源供给：部分底栖生物是人类渔业的重要捕捞对象或水产养殖对象，提供食物和经济来源。五、论述题1.气候变化对海洋底栖生物群落结构可能产生的主要影响及其机制：*海水升温：导致许多底栖生物（尤其是冷水物种）分布范围向高纬度或深海迁移，改变区域物种组成；影响生物的生命周期、繁殖期和生长速率；可能导致某些物种的生存阈值被突破而灭绝；改变捕食者-被捕食者关系和竞争格局。*海洋酸化：海水吸收大气CO2后pH值下降，影响钙化生物（如珊瑚、贝类、棘皮动物、钙藻）的骨骼或外壳形成，降低生长速率，增加溶解度，影响其生存和群落结构；也可能影响具有碳酸钙肠道或骨骼的非钙化生物的生理功能（如神经传导、呼吸）。*海平面上升：改变潮间带和近岸浅水区的底质暴露时间和类型，淹没部分低洼区域的栖息地（如滨海湿地、珊瑚礁），淹没高盐度的海水入侵低盐度河口区域，导致近岸群落结构发生剧变。*营养盐变化：气候变化可能通过改变河流径流量、上升流强度和海洋环流模式，重新分布海洋中的营养盐，影响浮游植物和底栖藻类的生产力，进而影响依赖它们的底栖消费者群落。*极端天气事件增多：增强的风暴可能导致珊瑚礁破碎、底拖网渔具对敏感底栖环境的破坏加剧、海水温度和盐度的短期剧烈波动对群落造成冲击。*机制总结：这些影响主要通过改变物种的生存适宜性、迁移能力、竞争关系、繁殖成功率以及改变物理化学环境条件来实现，最终导致群落物种组成、多样性、优势种地位、空间分布格局和整体功能发生深刻变化，可能增加某些区域的物种丧失风险，同时为耐逆性物种或外来物种提供扩张机会，导致群落结构复杂性和稳定性下降。2.结合实例，论述海洋底栖生物群落结构变化对海洋生态系统功能的影响：*功能一：栖息地提供与生物多样性维持*实例：珊瑚礁群落结构复杂，为鱼类、虾蟹、贝类、海葵等成千上万的海洋生物提供繁殖、育幼、栖息和觅食的场所，是全球海洋生物多样性最丰富的生态系统之一。当珊瑚白化导致礁体结构破坏时，依附的物种大量死亡或迁移，生物多样性急剧下降，生态系统失去作为“海洋基因库”和“育幼场”的功能。*论述：底栖生物群落结构通过提供物理空间和资源，支撑了庞大的海洋生物群落。结构复杂度高、多样性大的群落通常具有更强的物种容纳能力和生态系统稳定性，能支持更多样的生态过程。*功能二：初级生产力与能量流动*实例：大型海藻森林（如巨藻林）构成了结构复杂的底栖群落，其藻类是初级生产者，固定大量碳，为以藻类为食的浮游动物、小型鱼类和大型底栖动物提供基础食物来源，构成海洋食物网的基础。如果海藻被过度养殖的贻贝覆盖或被底拖网破坏，初级生产力下降，依赖藻类的次级生产者也会随之减少，导致整个生态系统的能量流动受阻。*论述：底栖生产者（藻类、光合细菌）是近岸和浅水区域重要的初级生产力来源，它们通过光合作用将太阳能转化为化学能，是海洋食物网的基础，支撑了大量的消费者。*功能三：营养物质循环与储存*实例：底栖有孔虫等生物通过滤食作用从海水中去除大量有机碎屑和营养盐，并通过其死亡后的骨骼沉积到海底，将可溶性营养盐转化为难溶形态储存起来。健康的底栖生物群落（如砂质底上的生物）能有效净化水体，并储存碳（如钙质骨骼、生物膜），减缓全球变暖。如果底质被扰动（如底拖网），生物群落破坏，营养物质循环效率降低，沉积物再悬浮可能导致水体富营养化，储存的碳也可能释放回水体。*论述：底栖生物通过摄食、沉积、分解等过程，在海洋碳、氮、磷等关键营养物质的生物地球化学循环中扮演着重要角色，影响着水柱和沉积物的营养盐平衡以及碳汇功能。*功能四：海岸带保护*实例：滨海湿地（由高等植物和底栖生物构成）和红树林群落具有复杂的地下根系和茂密的植被，能够有效减缓波浪能量，减少海岸侵蚀，保护沿海社区和生态系统免受