114 地方特考三等 漁業技術類科 水產資源學 考古題詳解

114 年・地方特考・三等・漁業技術類科
試題代碼 水產資源學

第 一 題20 分

下圖呈現海洋漁業某魚種於近 1010 年的生物學及漁業指標變化,請依圖所呈現情境申論下列問題。

圖一:歷年漁獲量
縱軸:漁獲量(千噸);橫軸:年份。
🖼️【此處有附圖,請對照原卷】

圖二:漁獲物平均體長
縱軸:平均體長(cm);橫軸:年份。
🖼️【此處有附圖,請對照原卷】

圖三:CPUE變動趨勢
縱軸:CPUE(kg/boat-day);橫軸:年份。
🖼️【此處有附圖,請對照原卷】

圖四:成熟/未成熟個體比例
縱軸:比例;橫軸:年份。圖例:成熟、未成熟。
🖼️【此處有附圖,請對照原卷】

(一)說明可能的漁業壓力狀況,並判斷是否可能發生成長型過漁(growth overfishing)或補充型過漁(recruitment overfishing)。

(二)試分析造成平均體長下降的可能機制,並說明其對族群動態的影響。

🖼️ 本題原卷含圖表。基於試題來源之版權考量,本站不轉載原卷影像; 題目文字已完整轉錄,圖表請自行參閱考選部公告之試題原檔。

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核心觀念

本題以漁獲量、漁獲物平均體長、單位努力漁獲量(CPUE)及成熟個體比例,綜合判斷漁業壓力與族群狀態。

  • 成長型過漁(growth overfishing):魚在體型尚未達到能帶來較佳單位加入量漁獲產量的適當體型前,就被捕獲。常見警訊是平均體長下降、幼魚或未成熟魚占比增加。正式判定須進一步比較捕獲體長與最佳體長 LoptL_{\mathrm{opt}},或做單位加入量產量分析。
  • 補充型過漁(recruitment overfishing):捕撈使親魚生物量及產卵能力降到不足以維持穩定補充量的程度。成熟個體比例下降、CPUE降低是警訊,但需親魚生物量、產卵潛能比(SPR)及補充量資料才能確認。
  • CPUE 常作為資源豐度指標,但會受捕撈效率、漁場位置與魚群聚集影響;因此 CPUE下降支持資源狀態轉差的判讀,不能單獨等同於族群量下降。
  • 漁獲量穩定也不代表資源健康:捕撈努力量增加、漁具效率提升或魚群集中,都可能在資源下降時維持漁獲量。

解題方法與圖形判讀

先看四項指標是否呈現一致訊號,再區分「資源遭受壓力」與「過漁類型已正式成立」。圖中約呈現 2015 至 2024 年的變化:

指標圖形趨勢判讀
漁獲量約在 1.2 至 1.5 千噸間波動,未呈明顯持續下降捕獲量維持,不能據此認定資源狀況良好
平均體長約由 30 cm 降至 19 cm漁獲物體型明顯縮小,支持尺寸結構遭改變
CPUE約由 50 kg/boat-day 降至 16 kg/boat-day,後段下降明顯資源可捕獲程度可能轉差,顯示漁業壓力或資源量下降
成熟個體比例約由 0.55 降至 0.2,未成熟個體比例相對增加漁獲物中成熟魚減少,親魚補充與繁殖能力值得警戒

(一)漁業壓力與過漁判斷

整體而言,圖形顯示漁業壓力偏高,且近年有資源狀態惡化的警訊。尤其是 CPUE 明顯下降,平均體長與成熟個體比例也同步降低,代表漁獲物的豐度指標和體型結構都轉差。漁獲量仍大致維持,可能是努力量、捕撈效率或魚群集中抵銷了資源下降的影響,不能解讀為資源穩定。

成長型過漁:有明顯風險。 平均體長下降、未成熟個體比例增加,表示較多小型魚可能在充分生長或成熟前即遭捕獲,符合成長型過漁的警訊。若要正式確認,須比較捕獲體長與 LoptL_{\mathrm{opt}},並分析捕撈死亡率及體長組成。

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第 二 題30 分

下表為魚種 A 與魚種 B 之 von Bertalanffy 成長參數(L∞L_\infty、KK、t0t_0)、成熟曲線參數(50%50\%性成熟體長 L50L_{50}、性成熟曲線斜率 rr)及批次產卵量(batch fecundity, FecFec;十萬粒),請依表列數值申論下列問題。

魚種L∞L_\inftyKKt0t_0L50L_{50}rrFecFec
A400.5-0.1200.81.5
B800.1-0.1400.20.6

(一)說明兩魚種之生活史類型差異,並判斷何者較偏向 rr-selection 或 KK-selection。

(二)解釋較高或較低的 L50L_{50}、rr 或 FecFec 對族群再生能力之影響。

(三)從兩種魚的成長與生殖生物學參數,分析兩魚種對漁獲壓力提升的敏感度差異。

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核心觀念

本題整合魚類生活史策略、成長與成熟參數,以及漁獲壓力下的族群補充能力。

  • von Bertalanffy 成長式:L∞L_\infty 是理論最大體長,KK 表示接近 L∞L_\infty 的速度,t0t_0 是理論上體長為零的年齡參數: L(t)=L∞[1−e−K(t−t0)]L(t)=L_\infty\left[1-e^{-K(t-t_0)}\right]
  • L50L_{50} 是一半個體達性成熟時的體長;成熟曲線斜率 rr 表示成熟比例隨體長增加的陡峭程度。此處的 rr 不等於生活史策略中的 rr-selection。
  • 批次產卵量 FecFec 是單一批次的卵數,不等於一年總產卵量或一生繁殖量;後兩者還受產卵次數、存活率等因素影響。

解題方法

先比較兩魚種的體型與成長速度,再以 L50/L∞L_{50}/L_\infty 判讀成熟體長相對於最大體長的位置,並由成長式估計達到 L50L_{50} 的年齡。接著比較成熟曲線斜率與批次產卵量,判斷生殖特徵及漁獲後的補充風險。

依成熟體長代入成長式,可得: t50=t0−1Kln⁡(1−L50L∞)t_{50}=t_0-\frac{1}{K}\ln\left(1-\frac{L_{50}}{L_\infty}\right)

兩魚種的 L50/L∞L_{50}/L_\infty 均為 0.50.5,故:

  • A:t50=−0.1+ln⁡20.5≈1.29t_{50}=-0.1+\frac{\ln 2}{0.5}\approx1.29
  • B:t50=−0.1+ln⁡20.1≈6.83t_{50}=-0.1+\frac{\ln 2}{0.1}\approx6.83

年齡單位依原成長參數的時間單位而定;此比較以兩魚種的參數採相同時間單位為前提。

(一)生活史類型與選擇策略

A 的 L∞=40L_\infty=40、K=0.5K=0.5,體型較小而成長較快;估計達成熟體長的年齡約為 1.291.29。其批次產卵量為 1.51.5 個十萬粒,即 150,000150{,}000 粒。

B 的 L∞=80L_\infty=80、K=0.1K=0.1,體型較大而成長較慢;估計達成熟體長的年齡約為 6.836.83。其批次產卵量為 0.60.6 個十萬粒,即 60,00060{,}000 粒。

依題目提供的特徵,A 較偏向 rr-selection:成長較快、較早達成熟體長,且單批卵數較多。B 較偏向 KK-selection:最大體型較大、成長較慢、達成熟體長所需時間較長,且單批卵數較少。這是依有限參數作出的生活史傾向判讀;題目未提供親代照護、幼生存活率、世代時間及環境波動等資料,不能據此完整描述兩物種的生活史策略。

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第 三 題20 分

某沿岸區域於 2024 年設立大型海洋保護區(MPA),禁止捕撈。3 年後觀察到:

  1. MPA 內大型魚類密度增加;
  2. 鄰近漁場漁獲上升;
  3. 遠離 MPA 的漁場變化不大。

請依上述情境申論下列問題。

(一)說明「外溢效應(spillover effect)」之概念,並解釋其與 MPA 間的關聯性。

(二)從空間分布、生物行為、漁業動態三層面,解釋為何邊界漁獲上升但遠端未明顯提升。

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核心觀念

本題考查海洋保護區(Marine Protected Area, MPA)的保育效益,以及其對區內外漁業資源的空間影響,核心概念是外溢效應(spillover effect)。

外溢效應是指保護區內受到保護的生物,因個體移動、成長後擴散或繁殖後代擴散,進入保護區外的鄰近漁場,使區外漁業資源或漁獲量增加。MPA 禁止或限制捕撈後,通常先增加區內資源量;只有當魚類或其後代能跨越保護區邊界,且區外仍有漁業活動時,才會形成可觀察的漁業外溢效益。

解題方法

可依題目要求分成「空間分布、生物行為、漁業動態」三層分析,並把觀察結果連成一條因果鏈:

MPA 內捕撈死亡率降低→區內大型魚類密度增加→個體或後代擴散至區外→鄰近漁場漁獲上升\text{MPA 內捕撈死亡率降低} \rightarrow \text{區內大型魚類密度增加} \rightarrow \text{個體或後代擴散至區外} \rightarrow \text{鄰近漁場漁獲上升}

遠離 MPA 的漁場與保護區之間距離較遠,受到移動與擴散影響較弱,因此漁獲變化不大。外溢效應的強弱取決於保護區位置與形狀、物種移動能力、棲地連通性,以及區外漁業的作業方式與捕撈壓力。

(一)外溢效應及其與 MPA 的關聯

MPA 透過禁止捕撈或降低捕撈壓力,使區內魚類的死亡率下降,並讓魚類有較高機會存活、成長及繁殖。當區內資源累積到一定程度,具有移動性的個體會離開保護區,或魚卵、仔稚魚隨水流擴散至區外,增加鄰近漁場的可捕資源,這就是外溢效應。

因此,MPA 一方面直接保護區內生態與資源,另一方面也可能藉由資源向外擴散,對區外漁業產生效益。外溢不代表所有區外漁場都會同步增產;效益通常集中在與保護區相鄰、具有棲地或水文連通性的區域,且會隨距離增加而減弱。

(二)邊界漁獲上升、遠端未明顯提升的原因

1. 空間分布

外溢資源從 MPA 向外移動或擴散,最先到達的通常是保護區邊界及周邊海域,因此鄰近漁場較容易觀察到魚群密度及漁獲上升。距離較遠的漁場接收到的個體或後代較少;若中間缺乏適合棲地或生態廊道,資源連通性也會降低,外溢訊號便不易傳到遠端。

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第 四 題30 分

下圖為某魚種之單位加入生產量(yield per recruit, YPR)模型分析隨漁獲死亡率(FF)的變化,並標示參考量 Fmax⁡F_{\max} 與 F0.1F_{0.1}(圖五);產卵潛能比例(Spawning Potential Ratio, SPR)曲線隨漁獲死亡率(FF)的變化,並標示參考點 SPR =40%=40\%(SPR 40%)與 SPR =20%=20\%(SPR 20%)(圖六)。
🖼️【此處有附圖,請對照原卷】

圖五:YPR 隨漁獲死亡率 FF 變化之曲線。圖中標示: Fmax⁡=0.33F_{\max}=0.33、F0.1=0.26F_{0.1}=0.26、Fcur=0.30F_{\mathrm{cur}}=0.30。
縱軸:YPR;橫軸:漁獲死亡率(FF)。

圖六:SPR 隨漁獲死亡率 FF 變化之曲線。圖中標示 SPR 40%40\%、SPR 20%20\% 與目前漁獲死亡率 FcurF_{\mathrm{cur}}。
縱軸:SPR;橫軸:漁獲死亡率(FF)。

(一)說明 YPR 曲線形狀的資源學意義,並解釋為何 YPR 在低 FF 時增加,而當 FF 高過某特定值時開始降低。

(二)說明 SPR 曲線隨 FF 增加而持續下降的資源學意義,並解釋 SPR 40%40\% 與 SPR 20%20\% 何者常被視為 target 或 limit 參考點的原因。

(三)比較 Fmax⁡F_{\max} 與 F0.1F_{0.1} 兩參考點,並說明在管理策略設定上偏好選擇 F0.1F_{0.1} 的理由。

(四)若現今漁獲死亡率(Fcur=0.30F_{\mathrm{cur}}=0.30),綜合 YPR 與 SPR,依據 target 與 limit 參考點之合理設定,說明現今之資源狀態。

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核心觀念

本題考兩種以「每加入一尾魚」為基礎的漁業參考指標:

  • 單位加入生產量(YPR):一尾魚自加入漁業資源起,在其一生中可提供的累積漁獲重量。它衡量漁獲死亡率 FF 對單尾魚產量的影響,未直接衡量整體魚群數量。
  • 產卵潛能比例(SPR):有漁獲時,每尾加入魚一生的產卵量,相對於沒有漁獲時產卵量的比例: SPR(F)=有漁獲時每加入尾的產卵量無漁獲時每加入尾的產卵量\mathrm{SPR}(F)=\frac{\text{有漁獲時每加入尾的產卵量}}{\text{無漁獲時每加入尾的產卵量}}

圖五標示 Fmax⁡=0.33F_{\max}=0.33、F0.1=0.26F_{0.1}=0.26、Fcur=0.30F_{\mathrm{cur}}=0.30。圖六顯示 SPR 隨 FF 增加而下降;依圖中位置,FcurF_{\mathrm{cur}} 時的 SPR 低於 40%40\%、高於 20%20\%。

解題方法

先分別判讀兩種指標:用 YPR 曲線的峰值與斜率參考點評估單尾漁獲產量;用 SPR 曲線與 40%40\%、20%20\% 門檻比較產卵潛能。最後將現況 FcurF_{\mathrm{cur}} 同時與兩類參考點比較,判斷是否符合管理目標,以及是否已觸及限制參考點。

(一)YPR 曲線形狀及其資源學意義

低 FF 時,提高漁獲死亡率會增加被捕獲的魚數;原本可能因自然死亡而未能提供漁獲的魚,部分轉為漁獲,因此 YPR 隨 FF 上升。

當 FF 超過曲線的高點後,魚在較小體型、較年輕時即被捕獲,未能充分生長到較大體重,且過高的捕撈強度會使可供捕獲的魚量快速減少。因此,即使捕撈死亡率繼續增加,單位加入的累積漁獲重量反而下降。這代表高漁獲壓力可能造成生長過度捕撈。

(二)SPR 持續下降及 40%40\%、20%20\% 參考點

FF 越高,魚在繁殖前死亡的比例越大,能存活至較高齡、較大體型並持續產卵的魚也越少。因此,每加入尾的終生產卵量相對於未捕撈情境持續降低,SPR 曲線隨 FF 上升而下降。

40%40\% 常作為目標參考點,意指管理上希望保留足以維持繁殖與補充能力的產卵潛能。20%20\% 常作為較嚴格的限制參考點:低於此水準,產卵潛能可能已過度削弱,資源補充與魚群恢復的風險增加。這些比例是常見的管理門檻,實際適用值仍須考量物種生產力、生活史及資源狀況。

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