115 高普考普通考試 漁業技術 水產資源學概要 考古題詳解

115 年・高普考・普通考試・漁業技術
試題代碼 水產資源學概要

第 一 題25 分

請論述影響水生生物族群變化的內在生物學因素。

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核心觀念

水生生物族群的大小與組成,會隨個體的出生、成長、死亡及移動而變化。申論題所稱的「內在生物學因素」,重點是族群本身的生命史與生物交互作用,例如繁殖力、存活率、生長、年齡與體型結構、密度依存作用、競爭、捕食、疾病及遷移等。

族群數量變化可用下式概括:

Nt+1=Nt+B−D+I−EN_{t+1}=N_t+B-D+I-E

其中 NtN_t 為期初族群數,BB 為出生或補充量,DD 為死亡量,II 為移入量,EE 為移出量。漁業資源學常進一步關注補充量、生長與死亡,因為它們決定族群能否更新、資源生物量如何變化,以及族群面對捕撈時的恢復能力。

解題方法

作答時可先以「增加族群的因素」與「減少族群的因素」建立架構,再補充調節這些因素的生命史特性與生物交互作用。須特別區分「補充量」與「繁殖力」:繁殖力是親魚產卵或產仔的能力;補充量則是新生個體存活並進入某一指定族群階段(例如漁業可捕撈群)的數量。

影響族群變化的內在生物學因素

一、繁殖與補充

繁殖能力受性成熟年齡與體長、性比、成熟親魚數、產卵頻率、每次產卵量、受精成功率及親代照護等影響。繁殖力高可增加潛在子代數,但卵、仔稚魚的死亡率往往很高,因此產卵量並不等於實際補充量。

補充量是新個體存活到指定年齡、體型或生活史階段後,加入族群的數量。若親魚量增加,補充量通常有增加機會;但在親魚量很高時,卵仔魚可能因食物或棲地有限而競爭加劇,存活率下降,因此親魚量與補充量不一定呈固定比例。強年級群與弱年級群的形成,也會使族群年齡結構及後續漁獲量產生變動。

二、生長與成熟

個體生長會改變族群的體型與生物量,也會影響達到性成熟及進入可捕撈體型的時間。生長較快的個體可能較早成熟,但其結果仍取決於物種的生活史特性。生長還會影響個體的攝食能力、競爭地位及被捕食風險,因而間接影響存活與繁殖。

族群中不同年齡、體長與性別個體的比例,稱為族群結構。若大型成熟個體比例降低,繁殖群體可能縮小;若年齡或體型結構改變,也會影響未來補充量及族群生產力。

三、死亡與存活

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第 二 題25 分

請比較說明:

(一) 最小性成熟體長(Length at minimal sexual maturity)與 50%性成熟體長(Length at 50% sexual maturity)在定義上有何不同?(10 分)

(二) 承(一),二者在水產資源管理上如何應用?(15 分)

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(一)定義上的差異

**核心觀念:**兩者都描述魚類達到性成熟時的體長,但代表的成熟程度不同:一者是觀察到成熟個體的最小體長,另一者是族群中成熟比例達一半時的體長。

  • 最小性成熟體長(Length at minimal sexual maturity):在調查樣本中,已達性成熟個體所觀察到的最小體長。它描述的是最小的成熟個體,不代表該體長的魚普遍已成熟,也會受採樣數量、地點、季節及成熟判定標準影響。
  • 50%性成熟體長(Length at 50% sexual maturity,L50L_{50}):在特定體長組別中,性成熟個體比例達 50% 時的體長。它描述族群成熟機率隨體長增加的情形,通常由成熟比例與體長資料估計。

常用成熟率曲線表示為:

P(L)=11+exp⁡[−r(L−L50)]P(L)=\frac{1}{1+\exp[-r(L-L_{50})]}

其中,P(L)P(L) 為體長 LL 的個體已成熟的比例,rr 為曲線斜率;當 L=L50L=L_{50} 時,P(L)=0.5P(L)=0.5。

因此,最小性成熟體長是觀察到的成熟個體下限;L50L_{50} 則是成熟率達 50% 的族群統計指標。兩者數值不能直接視為相同。

(二)水產資源管理上的應用

**解題方法:**先分辨兩個指標能回答的問題,再將它們連結到捕撈體長、漁具選擇性及繁殖資源保護。

  1. 設定最低捕撈或卸魚體長的參考依據 L50L_{50} 可作為最低合法捕撈體長或最低卸魚體長的參考,使魚隻在被捕獲前有較高機會成熟並至少繁殖一次。若管理目標是提高成熟比例,最低體長可設在 L50L_{50} 以上;確切標準仍須配合物種生物特性、漁業型態與管理目標決定。
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第 三 題25 分

要判定水產生物資源是否因漁撈行為而有減少,常需結合多項的漁獲指標及生物學特徵等進行綜合性評估。請論述魚類資源遭受到漁獲壓力時,族群結構會發生哪些變化?

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核心觀念

漁撈會改變族群中不同年齡、體長、性別及成熟階段個體的相對比例。評估時要分辨兩件事:族群總量下降是「數量變化」;年齡或體長組成改變則是「族群結構變化」。兩者常同時發生,但不能只看總漁獲量判斷資源狀態。

常用指標包括平均體長、平均年齡、各體長級或年齡級的比例、成熟魚比例、性比,以及成熟體長或成熟年齡。體長頻率可概略表示為:

pi=ni∑inip_i=\frac{n_i}{\sum_i n_i}

其中 nin_i 是第 ii 個體長級的個體數,pip_i 是該級在樣本中的比例。比較不同年份時,須盡量控制漁具選擇性、採樣方法、漁場與季節差異。

解題方法

依「漁獲選擇性 → 被移除的個體特徵 → 留存族群組成與生活史變化」作答。若漁具較容易捕獲大型或成熟個體,這些魚的漁獲死亡率較高,便會形成體長與年齡結構截短;若漁獲壓力長期存在,也可能伴隨成熟時程及生長特徵的改變。

族群結構的主要變化

  1. 體長組成偏小,平均體長下降 漁具若偏向捕獲大型魚,較大的體長級會先減少,漁獲樣本及族群中的大型魚比例降低,平均體長也可能下降。體長頻率分布常呈現大體型級縮減,甚至缺少原本應有的大型個體。

  2. 年齡組成截短,老齡魚比例降低 漁撈持續移除成魚,較少個體能存活至高齡,因此族群的平均年齡下降,老齡魚及高齡年齡級比例減少,形成「年齡結構截短」。這會減少族群中不同年齡級的緩衝效果,使資源對環境變動或招募年好壞更敏感。

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第 四 題25 分

欲落實生態系統導向的漁業管理(Ecosystem-based fisheries management),可透過哪些核心策略與技術手段來執行?

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核心觀念

生態系統導向的漁業管理(Ecosystem-based fisheries management, EBFM)是以生態系統為管理單位,將目標魚種、其他物種、食物網、棲地、漁業活動,以及社會經濟因素納入同一管理架構。傳統單一魚種管理重點在控制目標種的捕撈量;EBFM 則進一步考量漁撈對非目標種、棲地與生態系功能的影響,也納入氣候與環境變動。

其核心目標是在維持生態系健康、生產力與韌性的前提下,兼顧漁業資源永續、漁民生計及社會經濟效益。答題時應同時交代「管理目標如何設定」、「採取哪些管理措施」及「如何監測並調整」,不能只列漁獲量管制。

解題方法

本題為申論題,宜依「整合規劃—科學評估—管理措施—共同治理—監測調適」的架構作答。先說明管理範圍與目標,再列出可操作的策略及技術工具,最後交代如何依監測結果回饋修正管理計畫。

核心策略與技術手段

一、整合管理目標與空間範圍

依生態系及漁業特性界定管理區域、時間尺度與利害關係人,避免只按單一魚種或單一行政部門切割管理。管理目標應同時涵蓋:

  • 目標魚種及相關種群的永續利用。
  • 維護生物多樣性、食物網與生態系功能。
  • 保護重要棲地及其生態服務。
  • 兼顧漁業社群生計、產業效益與資源分配公平。

目標須轉成可衡量的指標、目標值與警戒門檻,作為管理成效評估依據。

二、擴大科學評估與資訊蒐集

除了目標種的資源量與漁獲資料,也須蒐集混獲、棄獲、受保護物種、棲地狀況、食物網關係、海洋環境及氣候變化等資料。可運用下列方法:

  • 漁業資源調查、漁獲統計、觀察員及電子監控資料。
  • 生態系指標,例如物種組成、體型結構、營養階層、混獲率及棲地狀態。
  • 地理資訊系統(GIS)、遙測與漁船監控資料,分析漁場、棲地及漁業活動的空間重疊。
  • 多物種或食物網模型、生態系模型,以及管理策略評估(Management Strategy Evaluation, MSE),比較不同管理方案及其生態、經濟影響。

資料不足或不確定性較高時,採預警原則,避免在證據不充分時仍維持高風險捕撈水準。

三、採用多元且相互配合的管理措施

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