114 地方特考四等 養殖技術類科 養殖生態與管理概要（包括養殖工程） 考古題詳解

核心觀念

本題考查兩種以微生物群落協助控制養殖水質的方式，重點是微生物生長的位置與存在型態：生物膜以附著在固體表面生長為主；生物絮團則以懸浮於水中的微生物聚集體為主。兩者都可參與有機物分解及含氮廢物轉化，但系統的設計與操作方式不同。

• 生物膜（biofilm）：微生物附著在固體介質表面，並分泌胞外聚合物（EPS），使細胞與有機、無機顆粒形成具有黏性的結構。養殖系統常將生物膜培養於濾材、生物轉盤或其他載體上；膜內微生物可分解有機物，並進行硝化等水質淨化作用。
• 生物絮團（biofloc）：懸浮於水中的微生物與顆粒聚集體，通常包含細菌、藻類、原生動物及有機碎屑等。藉由微生物代謝分解有機物、吸收或轉化含氮廢物，以協助維持水質；絮團也可被魚蝦攝食，成為補充營養來源。

解題方法

先依「微生物在哪裡生長」區分兩系統，再比較其水質處理機制與操作需求：

核心觀念

增氧機是藉由增加水氣接觸面積、促進水體與空氣混合，或將富氧水送至池塘各處，提高溶氧並改善水體循環。池塘溶氧的主要來源是水面與空氣的氣體交換及藻類光合作用；魚蝦呼吸、底泥耗氧及有機物分解則會消耗溶氧。增氧機的效果除取決於設備型式與功率，也受水深、池形、養殖密度、水質及操作時間影響。

本題宜依「增氧原理」分類，再說明各類設備的適用情境與管理特點。常用設備包括葉輪式、水車式、噴水式、鼓風式（氣泡式）及水泵循環式增氧機。

解題方法與各類增氧機

一、葉輪式增氧機

**原理：**馬達帶動葉輪旋轉，將水打散、噴濺或拋向空氣中，增加水氣接觸面積並促進大氣中的氧溶入水體；同時帶動池水流動。

**應用特點：**增氧效率高、適合較大面積池塘及高密度養殖。設備通常固定於池邊，操作時可形成定向水流，協助池水循環。配置與運轉方向需配合池形，避免局部水流過強、池底底泥被過度攪起，或形成增氧死角。

二、水車式增氧機

**原理：**以水車葉片拍擊水面、推動池水，讓水體反覆翻動並與空氣接觸，促進氧氣溶入；水流也能改善池塘水平循環。

**應用特點：**常見於池塘養殖，構造簡單、操作方便，適合以水平方向推流並改善池水流動。其增氧效果與葉片浸水深度、轉速、安裝位置及池塘水流配置有關。應避免設備周邊流速過快而使養殖生物受水流干擾。

三、噴水式增氧機

**原理：**以水泵將池水抽起，再經噴嘴噴灑成水柱或水霧；水滴與空氣接觸後溶入氧氣，並可藉噴灑帶動表層水循環。

**應用特點：**水氣接觸面積大，兼具曝氣與水體循環作用，噴水效果也容易觀察。適合表層增氧及需促進池水混合的情境。其效果受噴水高度、噴嘴型式、水泵流量及池水條件影響；

核心觀念

本題要分辨兩種互相關聯、但代表意義不同的指標：**溶氧（DO）是水中可供生物呼吸的氧氣量；氧化還原電位（ORP）則是水體或底泥整體偏向氧化、還原狀態的指標。**DO反映水中氧氣的現時濃度，ORP則反映環境中多種氧化還原反應的綜合趨勢，不能把兩者視為同一數值或互相替代。

DO通常以 mg/L 表示；ORP以 mV 表示，量測時須註明參考電極與溫度等條件。ORP的正負與高低，宜用來判讀環境相對偏氧化或偏還原，不宜脫離儀器條件，將單一數值當成所有池塘通用的管理門檻。

解題方法

作答可分別從「水中氧氣供應」與「水體及底泥氧化還原狀態」切入，依序說明指標意義、養殖管理用途及判讀限制，最後補充兩者的關聯。

一、溶氧（DO）的意義與管理

1. 反映養殖生物可利用的氧氣 魚、蝦及其他水生生物需以溶氧進行呼吸；DO過低會造成緊迫、攝食與生長下降，嚴重時會浮頭、窒息甚至死亡。

2. 反映池塘的供氧與耗氧平衡 水中溶氧來自大氣交換、藻類與水生植物的光合作用，以及增氧設備；生物呼吸、有機物分解與底泥耗氧則會消耗氧氣。池塘的DO因此會隨日夜、天候、藻相、養殖密度及有機負荷而變化。

3. 協助安排日常監測與增氧 夜間沒有光合作用，生物和微生物仍持續耗氧，因此黎明前常是DO較低的時段；午後則可能因藻類光合作用而升高。管理上應掌握日變化，尤其留意夜間至黎明前的低氧風險，並依養殖物種、放養密度及現場測值調整增氧與投餌。

4. DO也影響池底環境 水柱DO足夠不代表底泥已充分氧化；池底仍可能因沉積有機物分解及水體交換不足而缺氧。故須搭配池底狀況、底層水DO或ORP等資訊判讀。

二、氧化還原電位（ORP）的意義與管理

核心觀念

本題考查水體有機物的分類、來源及其對養殖水質的影響。DOM、POM 與 VOM 是依有機物的粒徑或分離方式、以及揮發特性來描述的類別，三者並非互斥的分類：DOM 與 POM 通常按過濾分離界定；VOM 則按揮發特性界定，部分 VOM 也可能溶於水中。

• 溶解有機物（Dissolved Organic Matter, DOM）：操作上通常指可通過約 $0.45\ \mu\mathrm{m}$ 濾膜的有機物，包含真正溶解的分子，也包含部分極細微膠體。常見成分有溶解態蛋白質、胺基酸、醣類、有機酸、腐植質及微生物代謝產物。
• 顆粒有機物（Particulate Organic Matter, POM）：操作上指被約 $0.45\ \mu\mathrm{m}$ 濾膜截留的有機物，包括可見碎屑、糞便、殘餌、浮游生物及微生物絮體。實際粒徑界定會隨分析方法而異。
• 揮發性有機物（Volatile Organic Matter, VOM）：可在一定溫度及分析條件下揮發的有機物，通常以加熱、曝氣或特定儀器方法測定。此名稱著重物質的揮發性，不等同於某一固定粒徑或過濾級分；在養殖池中，揮發性脂肪酸等可溶性物質也可能屬於 VOM。

解題方法

依「定義—來源—環境影響」逐類作答。定義須交代分類依據；來源以飼料、水中生物生產與分解、外來輸入為主；影響則連結有機物分解所造成的溶氧消耗、營養鹽變化、底質及生物健康。作答時也要指出，影響取決於有機物的種類、濃度、可分解性及水體交換狀況，不能只以「有機物多寡」判斷水質好壞。

三類有機物的來源與影響