114 地方特考三等 漁業技術類科 海洋生態及漁場學 考古題詳解

核心觀念

本題考查海水垂直溫度結構、季節躍層與永久躍層的形成及變化，以及躍層在漁場判讀和漁撈作業上的應用。

海水溫度隨深度增加而快速下降的水層稱為溫度躍層（thermocline）。若以深度 $z$ 向下為正，躍層所在水層的溫度垂直梯度 $|dT/dz|$ 較大；其上方通常是受風浪混合作用影響的表層混合層，下方則是較冷的深層水。

• 季節躍層：主要由季節性日照加熱、表面冷卻與風浪混合作用形成，深度和強度隨季節改變；典型出現在中緯度海域。
• 永久躍層：位於季節性表層變化以下，是表層暖水與深層冷水之間較長期存在的水溫轉換帶。其深度與強度隨緯度和海洋環流而異；「永久」指相較於季節躍層長期存在，並非每一海域都完全不變。

解題方法：先畫出溫深剖面，再依形成原因說明

圖中縱軸為深度，向下增加；橫軸為溫度，向右增加。表層混合層的溫度較均一，躍層內溫度快速下降，深層則低溫且變化較緩。

深度
 ↓
0 m 表層混合層：溫度較均一
 ───────────────────
 \
 \ 季節躍層
 \
 \ 永久躍層
 \
 ───── 深層水：低溫、變化較緩
 低溫 ←──────────────→ 高溫

實際溫深圖若以溫度為橫軸、深度為縱軸，躍層便呈現溫度隨深度快速下降的斜段。作答時應標出表層混合層、季節躍層、永久躍層及深層水，並註明深度向下增加。

季節躍層的四季變化

以有明顯季節變化的中緯度海域為例：

1. 冬季：表面冷卻，風浪和對流混合作用增強，混合層加深，季節躍層受到侵蝕，通常減弱或消失。
2. 春季：日照增加，表層逐漸增暖；表層混合水與下方冷水之間開始形成溫度梯度，季節躍層出現。
3. 夏季：表層持續吸熱，風浪混合通常較弱，暖水集中在表層，季節躍層變得明顯且較淺。
4. 秋季：表面逐漸冷卻，風浪與對流混合加深，季節躍層向下移動並逐漸減弱，最終併入冬季混合層。

可用「春生、夏強且淺、秋深而弱、冬消」記憶；各海域的實際深度及消長程度仍受風場、海流與海底地形影響。

永久躍層的緯度差異

核心觀念

渦流（eddy）是海流中具有旋轉特徵、與周圍水體有所區隔的水團，可視為海洋中的「中尺度環流」。其水平尺度常為數十至數百公里，生命期可達數週至數月。渦流能攜帶熱量、鹽分、營養鹽、浮游生物及魚類，也會改變上升流、下沉流與水團交界的位置，因此可成為漁場形成與魚群聚集的重要環境指標。

判讀渦流時，要同時掌握三種特徵：

1. 旋轉方向：北半球氣旋式渦流逆時針旋轉，反氣旋式渦流順時針旋轉；南半球方向相反。
2. 渦心水文狀態：冷渦常伴隨等密面與溫躍層上拱，暖渦則常伴隨溫躍層下壓。
3. 海面高度異常：典型冷渦的海面高度偏低，暖渦偏高。判讀時須結合海表溫度、流場及渦流所在海域，不能只憑單一指標判定。

一、渦流如何形成

渦流的形成，通常與海流不穩定、海流轉向及外力作用有關，主要機制如下：

• 強海流的蛇行與脫落：黑潮、灣流等強流遇到地形或流場改變時，流軸會彎曲、蛇行；彎曲逐漸擴大後，部分水體可能從主流脫落，形成獨立旋轉的暖水環或冷水環。
• 海流切變與不穩定：相鄰水團的流速、方向或密度差異造成切變，切變不穩定及斜壓不穩定可將平均海流的能量轉為渦流。
• 風應力與風應力旋度：風場造成海水輻合、輻散及垂直運動，進而形成或增強渦旋。
• 海底地形與島嶼效應：海流繞過海岬、海脊、海島或大陸坡時，流場受到阻礙及偏轉，可能產生渦流。

渦流形成後，受科氏力與壓力梯度力等作用維持旋轉，並隨時間移動、增強、衰減或與其他渦流交互作用。

二、冷渦與暖渦的不同

冷渦並非必然是好漁場，暖渦也不代表沒有漁業價值。渦流的生產力會受水域、季節、渦流年齡、渦緣交換及目標魚種的水溫需求影響，實際漁場常在渦緣、渦流與主流交界，或渦流與鋒面相接處，而不一定在渦心。

三、哪些漁業以渦流區域為漁場指標

渦流及渦緣可作為中上層洄游魚類及其餌料生物的漁場指標，常見例子包括：

核心觀念

本題考查經濟性洄游魚類漁獲量的年間變動，要分辨「魚群實際數量變動」與「魚群仍在、但漁船較難遇到或捕獲」兩種情形。漁獲量不是族群量的直接等值；它同時受資源量、魚群分布、洄游路徑、群聚程度、漁場環境及漁業作業影響。

可用漁獲量關係式概括：

其中 $C_t$ 為年度漁獲量，$B_t$ 為可利用資源量，$E_t$ 為漁撈努力量，$q_t$ 為可捕率。若努力量相近，漁獲劇烈變動仍可能來自資源量變動，也可能是魚群位置、密度或漁具效率改變，使可捕率 $q_t$ 大幅波動。

族群數量的年度補充量，則與親魚量及卵、仔稚魚的存活有關：

$R_t$ 為補充進族群或漁業的魚數，$SSB_t$ 為親魚生物量。親魚量相同，不代表每年都有相同補充量；卵、仔魚期的環境與存活差異，可能造成強年級群與弱年級群。

解題方法

依「族群補充量 → 生存與成長 → 洄游及漁場形成 → 漁獲可利用性 → 漁業作業」逐層分析，並把各機制連回題目所述的歉收與豐收。這樣能完整涵蓋生態學上的族群變動，以及漁場學上的資源分布與捕獲效率。

造成年間劇烈變動的原因

一、親魚量與年級群補充量不同

洄游魚類常有繁殖季節集中、產卵區相對固定或世代時間較短等特性。某些年度親魚量較大、成熟個體較多，卵量與潛在補充量便較高；反之，若親魚量低、繁殖成功率差，進入漁業的年級群便可能稀少。

若魚類族群在產卵親魚量偏低時，卵、仔魚又受外在環境強烈影響，補充量的年度波動可能特別大。強年級群長成後，會在後續年度提高漁獲；弱年級群則使漁況轉差。因此，某年度漁獲高低可能反映數年前繁殖與早期存活的結果，不能只看當年度海況。

二、卵、仔魚與稚魚的環境存活率變動

魚類早期生活史階段死亡率高，水溫、鹽度、海流、風場與食物條件的年度差異，都可能放大成補充量差異。

• **水溫與繁殖條件：**水溫影響產卵時間、胚胎發育速率及仔魚生理狀況。偏離適溫範圍時，卵孵化率與仔魚存活率可能下降；適合的水溫則有利於發育與成長。
• **餌料供應與時機配合：**初孵仔魚需要適口餌料。若仔魚孵化與浮游生物大量出現的時期相合，存活機會較高；若時間錯開，仔魚可能因饑餓而大量死亡。這是「時機配合／錯配」概念。
• **海流輸送、滯留與擴散：**海流可能把卵、仔魚送至適合育成的海域，也可能帶離適宜棲地或產卵場。海域若具適當滯留與餌料集中的條件，有利於仔魚存活；不利輸送則會削弱補充量。
• **上升流與生產力：**適度上升流可帶來營養鹽，促進基礎生產與浮游生物供應；但生產力、餌料濃度與仔魚分布若未在適當時間和空間重疊，未必能轉化為高存活率。
• **捕食與競爭：**捕食者數量、獵物供應及種間競爭的年度變動，會改變卵、仔魚與稚魚的死亡率。

上述環境作用常不是單一因素所致，而是溫度、海流、餌料與捕食等因素交互影響。

三、成長、死亡與族群結構改變

核心觀念

本題考查海水升溫如何經由生物生理、海洋環境、食物網與棲地改變，進一步影響漁業資源與漁獲。答題時須把「海洋生態的變化」連結到「魚類資源量、分布、補充量及漁獲可得性」，而非只列出水溫上升的現象。

海洋生物的生長、代謝、繁殖與存活，都有適宜溫度範圍；偏離此範圍時，生理壓力會增加。水溫升高也會降低海水溶氧，並加強上層海水分層，改變營養鹽供應與生產力。由於魚類與其他海洋生物多為變溫動物，水溫改變還會影響其分布、洄游與季節性活動。

解題方法

可依「個體生理 → 棲地與食物網 → 資源族群 → 漁業及社會經濟」的因果順序作答。每一層說明一至數項機制，最後指出這些變化如何降低漁業生產力、增加捕撈不確定性。

詳解

一、超出適溫範圍，增加生理壓力並降低繁殖與存活

多數魚類及無脊椎動物為變溫動物，體溫會隨環境水溫改變。溫度上升會提高代謝與耗氧需求；若水溫超出適宜範圍，可能造成生長受抑、攝食效率下降、繁殖成功率降低，以及卵、仔稚魚和幼生死亡率增加。高溫熱浪若持續，也可能造成急性熱壓力與大量死亡。

族群的繁殖與補充量若下降，將使成年資源量逐漸減少，降低漁業可利用的資源基礎。

二、溶氧下降與海洋分層增強，壓縮生物可利用棲地

水溫升高會降低海水溶解氧的能力；同時，表層海水較暖、密度較低，容易加強上層海水分層，抑制上下層混合與通氣。當底層或特定海域氧氣不足時，魚類及其他需氧生物的可棲息空間會縮小，形成低氧或缺氧環境。

魚群因而可能集中在剩餘的適宜棲地，增加競爭與捕食壓力，也使魚類更容易暴露於漁具，並提高局部資源過度捕撈的風險。

三、營養鹽供應與初級生產力改變，干擾食物網

上層海水分層增強會減少深層營養鹽輸送至表層，可能降低浮游植物的初級生產力；溫度改變也會改變浮游生物的種類組成、豐度與季節變化。這些變化會沿食物網向上傳遞，影響浮游動物、魚類幼生與成魚的食物供應。

若獵物出現時間、地點與魚類繁殖或育幼期錯開，便會產生食物與需求不同步的情形，降低幼生存活及補充量，並改變生態系的物種組成與營養階層關係。

核心觀念

漁場預測模型是以海洋環境資料，估計魚群出現、聚集或漁獲量高低的工具。題目主要考三件事：哪些環境因子常用、選用它們的生態與漁業理由，以及各因子如何影響魚群聚集。

魚群聚集通常不是由單一因子造成，而是魚類在適合的生理環境中，因餌料供應、棲地結構及水團或洋流輸送等條件而形成。建模時需選擇能代表這些作用、且具有可靠觀測資料的因子；同時避免把彼此高度相關的變數重複放入模型。

解題方法

可將環境因子依作用分成四類作答：

1. 水文與熱環境：海表溫度、水溫、水團、溫度鋒面、海流。
2. 生產力與餌料環境：葉綠素濃度、初級生產力、溶氧。
3. 物理棲地與地形：水深、海底地形、海底坡度、底質。
4. 魚類活動與漁業指標：鹽度、海況，以及歷年漁獲或魚群分布資料。

依目標魚種的生活史、棲息水層及攝食習性，挑選相關變數，再以漁獲量、漁獲單位努力量或魚群出現紀錄作為預測目標。環境因子與聚集的關係不一定是線性的；例如魚類常偏好適溫範圍，並聚集在適溫水團邊緣，而非溫度越高或越低就越好。

常用因子及其作用