110 高普考高考二級 養殖技術 養殖環境學研究 考古題詳解

核心觀念

益生菌是「以適當數量施用後，能對宿主或其養殖環境產生有益作用的微生物」。依傳統定義，重點是活的微生物；水產養殖實務上，則常將有益微生物添加於飼料或養殖水體，藉由改變腸道或水體的微生物組成，改善養殖生物健康與水質。常見菌群包括芽孢桿菌、乳酸菌及部分酵母菌；效果取決於菌種、施用量與養殖條件。

本題考查益生菌的定義，以及其在養殖環境管理中的功能。作答時須把「改善水質」與「抑制病原、減少用藥」等效益分開說明。

解題方法

以「益生菌如何改變養殖池中的微生物作用」為主軸，依序說明有機物分解、氮循環、水體微生物平衡、病原抑制及投入品減量。如此能由作用機制連結到環境管理效益，而非只列出「促進生長、增進免疫」等宿主效益。

益生菌對水產養殖環境管理的優點

1. 分解有機廢物、減輕底質負荷 部分益生菌可分泌蛋白酶、脂肪酶及澱粉酶等，協助分解殘餌、糞便與其他有機物，降低有機物在池底累積及腐敗的程度，有助於減少耗氧與底質惡化。

2. 改善含氮物質累積 有益微生物可參與氮素轉化及去除，協助降低氨氮、亞硝酸鹽等含氮廢物累積。水質改善可減輕養殖生物的環境壓力；實際效果仍取決於菌種、溶氧、pH、溫度及系統管理。

核心觀念

初級生產力是水域中的初級生產者，主要包括浮游植物、附著藻類及水生植物，利用光能將二氧化碳和水合成有機物的速率。它反映水域把無機物轉化為有機物的能力，是水產養殖食物網能量與餌料生物的重要來源。

初級生產力常以單位面積或單位水體、單位時間內固定的碳量或產生的有機物量表示，例如 $\mathrm{mg\ C\,m^{-2}\,d^{-1}}$ 或 $\mathrm{mg\ C\,m^{-3}\,d^{-1}}$。其光合作用可概略表示為：

常須區分：

• 總初級生產力（GPP）：初級生產者經光合作用固定的總有機碳量。
• 淨初級生產力（NPP）：扣除初級生產者自身呼吸消耗後，留下供生長及其他生物利用的有機物量。

其中 $R$ 為初級生產者的呼吸作用消耗。

解題方法

本題是概念說明題，可先下定義，再依「光能與光環境、物理環境、化學資源、生物作用」分類列舉因子。題目特別提到光合作用及同化作用，因此回答時須涵蓋光合作用所需的光、二氧化碳與適宜環境條件，也須說明營養鹽等無機物如何被吸收並轉化為細胞物質。

同化作用是生物吸收無機物，並將其轉變為自身有機物或細胞物質的過程。藻類同化作用除了受光合作用供應能量與碳骨架影響，也受營養鹽的供應、比例及可利用性影響。

影響因子

一、光照條件

光是光合作用的能源，影響因子包括：

• 光強度：光強度增加時，光合作用速率通常上升；達到光飽和點後，增加光照不再提高速率，過強時還會產生光抑制。
• 光照時間及日照變化：日照長短與每日光照時數影響藻類可進行光合作用的時間。
• 光質：不同波長對光合色素的利用效率不同，會影響光合作用速率。
• 水體透明度與水深：懸浮物、浮游生物密度及水色會改變光的穿透深度；光只能到達水柱的一定深度時，受光水層的厚度便會限制水體整體生產量。

二、溫度

溫度影響光合作用與營養鹽同化所涉及的酵素反應。水溫升高至生物的適宜範圍時，反應速率通常增加；超過適溫後，酵素活性及細胞功能受影響，生產力會下降。

核心觀念

本題考查水中有機物污染程度，以及有機物可被生物分解的程度。

• BOD（生化需氧量，Biochemical Oxygen Demand）：水中微生物分解可生物分解的有機物時，所消耗的溶氧量。常以 BOD₅ 表示在 $20^\circ\mathrm{C}$ 培養 5 日所測得的溶氧消耗量，單位通常為 $\mathrm{mg/L}$。
• COD（化學需氧量，Chemical Oxygen Demand）：以化學氧化劑氧化水中可氧化物質時，所需的氧化劑量折算成的氧當量，單位通常為 $\mathrm{mg/L}$。COD 反映的範圍通常較廣，包含可生物分解及不易生物分解的有機物，也可能受部分還原性無機物影響。
• BOD/COD 比值：比較水中有機物的生物可分解性。一般而言，比值較高表示有機物較容易被微生物分解；比值較低則表示難分解或不易生物分解的物質比例較高。

解題方法

先分辨兩項指標的測量原理，再解讀數值高低：

1. BOD 看微生物分解有機物所消耗的氧，因此數值升高代表可生物分解的有機污染負荷增加。
2. COD 看化學氧化所需的氧當量，因此數值升高代表水中可氧化物質的總負荷增加。
3. 比較 BOD 與 COD，可判斷有機污染物中容易生物分解的比例，進而推估污染物對微生物耗氧及水質處理的影響。

數值代表的環境變化

核心觀念

本題考查豪雨對養殖環境造成的「短時間、大幅度水質變動」及其連鎖效應。作答可依序從水體物理性質、水質化學變化、陸域逕流與污染、養殖生物及設施衝擊說明。重點是豪雨不只增加水量，也會快速改變水體的溫度、鹽度、溶氧、透明度與水質穩定性。

本題為環境影響分析題，沒有特定法條或計算公式要套用。

解題方法

以「雨水直接進入養殖池」及「集水區逕流進入養殖池」兩條途徑切入，再說明各自如何影響水質與生物。回答時將原因和結果連在一起，例如「淡水大量進入使表層鹽度下降，形成密度分層，後續混合時可能使低溶氧底層水上升」，比單列水質項目更完整。

瞬間豪雨對養殖環境的影響原因

1. 鹽度快速下降與滲透壓變化 雨水鹽度低，大量降雨會稀釋海水、半鹹水或高鹽度養殖池，使鹽度在短時間內下降。魚、蝦等生物必須調節體內水分與離子平衡；鹽度突變會增加滲透調節負擔，造成緊迫、攝食與生長下降，超出耐受範圍時會死亡。池水較深或上下層混合不均時，表層淡水還可能暫時覆蓋底層高鹽水。

2. 水溫驟降與垂直分層變化 豪雨通常伴隨較冷的雨水，會使水面及淺水池水溫快速下降。水溫突變會影響魚蝦代謝、活動與攝食，也可能造成熱緊迫。若池水原本已有上下層溫度差，冷雨、強風及大量入流可能破壞分層，使上下層水體混合。

3. 溶氧下降及池水翻轉 強降雨、陰天及雲層遮蔽會減少藻類光合作用，溶氧產生量隨之降低；魚蝦、微生物與底泥仍持續耗氧。若混合或翻轉將底層缺氧水帶到全池，池水溶氧會急降，造成浮頭、缺氧甚至大量死亡。暴雨沖入的有機物也會增加分解耗氧量，進一步加重缺氧。

4. 酸鹼值與緩衝能力改變 雨水所含鹽類與鹼度通常低於池水，豪雨稀釋作用可能降低水體鹼度，使酸鹼值較容易波動。若集水區土壤或底泥含酸性物質，雨水逕流也會帶入酸性物質，使酸鹼值下降；實際變化仍取決於池水緩衝能力及集水區地質。