109 高普考高考二級 水產資源 漁業技術研究 考古題詳解

核心觀念

本題評量水產資源評估中「漁業水聲學」（Fisheries Acoustics）的核心量化技術。考生須掌握以下四大核心觀念與數學定義：

1. 線性疊加原理（Linearity Principle / Foote's Hypothesis）： 當魚群中個體呈隨機分佈、且忽略多次散射與聲學遮蔽效應（Acoustic Shadowing）時，魚群回訊的總聲波能量等於各單體魚隻後向散射能量的非同調疊加（Incoherent Summation）。即群體散射能量與單位體積內的魚隻密度成正比。
2. 單體後向散射截面積（$\sigma_{bs}$）與目標強度（$TS$）：

• 後向散射截面積 $\sigma_{bs}$（$\text{m}^2$）代表單體魚將聲波散射回換能器的有效能力： $TS = 10 \log_{10}(\sigma_{bs})$ （若以散射斷面積 $\sigma_{sp} = 4\pi \sigma_{bs}$ 表示，則 $TS = 10 \log_{10}(\sigma_{sp} / 4\pi)$）。

3. 體積後向散射係數（$s_v$）與面積散射係數（$s_a$ / $s_A$）：

• 體積後向散射係數 $s_v$（$\text{m}^{-1}$）： $s_v = \sum \sigma_{bs} = \rho_v \cdot \langle \sigma_{bs} \rangle$ 其中 $\rho_v$ 為魚隻體積密度（$\text{fish/m}^3$），$\langle \sigma_{bs} \rangle$ 為魚群之平均單體後向散射截面積。
• 航海面積散射係數（Nautical Area Scattering Coefficient, $s_A$ 或 $NASC$，單位：$\text{m}^2/\text{nmi}^2$）： $s_A = 4\pi \cdot 10^4 \int_{z_1}^{z_2} s_v \, dz$

4. 時間變動增益（Time Varied Gain, TVG）： 回訊能量積分法量測的是「體散射」（Volume Scattering），其擴散損失補償必須採用 $20 \log_{10} R + 2\alpha R$（$R$ 為距離，$\alpha$ 為聲波吸收係數），而非單體計數法所用的 $40 \log_{10} R + 2\alpha R$。

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解題方法

申論切入點應依序從「物理假設 $\rightarrow$ 電氣信號處理（TVG補償與積分） $\rightarrow$ 聲學參數定義 $\rightarrow$ 資源密度與總量換算」進行嚴密推導，結構如下：

步驟一：基本聲學假設（線性原理）

當脈衝寬度內的魚隻數量眾多且回訊重疊時，接收到的聲壓信號 $p(t)$ 為各魚隻散射聲壓之和： $p(t) = \sum_{i=1}^{N} p_i(t)$ 由於各魚隻距離微異導致相位隨機分佈，經時間平均後，各回訊之間的干涉項平均值為零，總聲強（Intensity, $I$）為單體聲強之代數和： $I_{total} \propto \langle p(t)^2 \rangle = \sum_{i=1}^{N} \langle p_i(t)^2 \rangle$ 此為回訊能量能以積分累加代表魚隻數量的物理前提。

步驟二：TVG 補償與電壓平方積分

換能器接收到之回訊電壓 $V(t)$ 經過 $20 \log_{10} R + 2\alpha R$ 的 TVG 放大電路補償後，將電壓平方對傳播時間（深度區間 $t_1 \sim t_2$）進行積分，獲得回訊能量積分值（$M$ 或 $E$）： $M = \int_{t_1}^{t_2} V_{TVG}^2(t) \, dt$ 經過儀器校正常數 $C$ 校正後，直接求得積分層內的體積後向散射係數 $s_v$ 或積分層散射截面 $s_a$。

步驟三：魚隻密度與資源量計算

1. 面積密度（Areal Density, $\rho_A$）： 結合目標魚種之平均後向散射截面積 $\langle \sigma_{bs} \rangle$： $\rho_A = \frac{s_a}{\langle \sigma_{bs} \rangle} = \frac{s_A}{4\pi \cdot 10^4 \cdot \langle \sigma_{bs} \rangle} \quad (\text{尾/單位面積})$
2. 調查區總尾數（$N$）與總生物量（Biomass, $B$）： 若調查海域總面積為 $A$，採樣獲得之魚體平均體重為 $\bar{w}$： $N = \rho_A \times A$ $B = N \times \bar{w} = \rho_A \times A \times \bar{w}$

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選項分析

核心觀念

本題考查水產資源學中**栽培漁業（Sea Ranching）與資源增殖放流（Stock Enhancement）的核心理論。主要評量考生是否理解人工繁養殖環境（孵化場環境）與天然海洋環境的巨大差異，並能從個體/族群生物學（遺傳、生理、行為）與群落/生態系生態學（環境容受力、競爭、病原傳播、食物網衝擊）**兩個維度，深入剖析放流魚苗進入野外後所面臨的適應瓶頸及對原生生態系造成的負面衝擊。

法規與理論依據：

1. 族群遺傳學理論：有效族群大小（Effective population size, $N_e$）、萊曼—萊克爾效應（Ryman-Laikre effect）、人工馴化選擇（Domestication selection）、在地適應破壞（Loss of local adaptation）。
2. 生態承載理論：環境容受量（Carrying capacity）、生態棲位（Ecological niche）重疊與種間／種內競爭。
3. 法規依據（以命題當年民國 109 年為準）：主管機關依《漁業法》第 44 條訂定之「水產動物海面放流限制及應遵行事項」（現行法已於民國 111 年通盤檢討修正施行，但解題仍以民國 109 年之法意為核心），規範放流物種之健康標準、種源在地性及放流申報機制。

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解題方法

本題為標準的申論型專業科目試題。答題採用**「二分層次法」**：

1. 嚴格切分「生物適應性」（偏向放流個體本身在野外的存活力、繁殖力及遺傳健全度）與「生態適應性」（偏向放流個體與天然棲地環境、其他野生生物間的交互作用）。
2. 在各層次中導入國際水產資源學界公認之關鍵機制與專有名詞（如 Ryman-Laikre 效應、掠食者認知缺乏、病原溢出效應等），避免流於常識性平鋪直敘，展現高考二級研究人員應有的理論深度。
3. 結構上採取「引言破題 $\rightarrow$ 生物適應性問題 $\rightarrow$ 生態適應性問題 $\rightarrow$ 實務因應對策 $\rightarrow$ 結論總結」，形成完整論述閉環。

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選項分析

本題屬非選擇題之申論分析題，無選項。題目命題核心結構可拆解為兩大對稱評分面向：

• 生物適應性面向：檢驗考生對「魚苗個體及種群內部特徵」在人為環境與野外脫節的掌握度（包括遺傳、生理型態、神經行為）。
• 生態適應性面向：檢驗考生對「放流群體進入天然群落」所引發的外在生態關係失衡掌握度（包括疾病、空間與餌料競爭、生態平衡擾動）。

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解題技巧

1. 審題關鍵字定位：看準「繁養殖魚苗」、「天然水域」、「生物適應性」與「生態適應性」。切勿只單向討論「魚苗死很多（存活率低）」，必須雙向討論「魚苗在野外的適應困難」以及「魚苗對野外族群與環境造成的適應性衝擊」。
2. 必背專業詞彙導入：

• 遺傳面：近親交配衰退（Inbreeding depression）、遠交衰退（Outbreeding depression）、馴化選擇（Domestication selection）。
• 行為面：避敵反射弱化、掠食學習缺失、群游定向障礙。
• 生態面：環境容受力過載、棲位排擠、病原溢出（Spillover）。

3. 避免常見陷阱：

• 混淆「生物適應」與「生態適應」的界線，導致兩大段內容互相重疊。
• 泛泛而談「保護海洋」，未扣緊水產繁殖技術、魚苗生理與群落生態機制。

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【答案】

一、生物適應性問題（Biological Adaptability Issues）

繁養殖環境具備「高密度、穩定投餌、無天敵掠食、水質人工調控」之特徵，使魚苗在人工培育過程中產生不可逆之遺傳、行為及生理改變，導致其進入天然水域後適應力顯著不足：

1. 遺傳結構變異與遺傳多樣性喪失

• 近親交配與遺傳漂變：繁殖場常以少數親魚進行多代繁衍，造成有效族群大小（$N_e$）劇烈縮減，引發近親交配衰退（Inbreeding depression），表現於後代抗病力下降、生長遲緩及對環境變異耐受力喪失。

核心觀念

本題旨在測驗「漁具漁法學」與「漁撈機械學」之整合應用，核心在於掌握各類主流漁業作業流程（放網／投具 $\to$ 採捕 $\to$ 起網／揚具 $\to$ 漁獲物起卸）中，各階段所仰賴之關鍵甲板動力機械設施。

漁撈機械係指專用於操縱漁具、控制水下作業姿態、回收網具及轉移／處理漁獲物之動力機械。依其主要作用可分為：

1. 索具捲揚機械：提供拖曳、收放繩索或鋼纜之拉力（如絞機）。
2. 網具收起機械：磨擦牽引或捲繞網衣本體之設施（如動力滑車、捲網筒）。
3. 附屬輔助與轉運機械：展開網口、起吊漁獲或泵送魚體之設施（如吊車、吸魚泵）。

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解題方法

本題為國家考試專業科目之標準申論題。解題應採取「漁法作業程序導向法」，針對題目指定之四大漁具類別（曳網類、圍網類、敷網類、釣具類），依序說明其核心代表漁業，並系統性列出從「放網／操縱」、「起網／起繩」至「漁獲收獲」具有「直接關係」之專用機械名稱及其作動功能，展現完整的作業鏈概念。

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選項分析

本題為非選擇題之申論試題，無待測選項。題意所涉四類漁業之機械特性分析如下：

• 曳網類（Trawl nets）：屬主動拖曳過濾性漁具，作業張力與負載極大，機械配置側重於高拉力鋼纜絞機、網板控制設施及網衣捲收裝置。
• 圍網類（Purse seines）：屬主動包圍性漁具，講求快速封底與大量網衣之迅速回收，機械核心在於締綱（底綱）收絞、大型動力滑車揚網與大批魚體轉移。
• 敷網類（Lift nets）：多結合集魚燈誘集（以台灣遠洋秋刀魚棒受網為代表），作業機制在於舷外竹篙／張網伸臂之收放、側綱捲揚與利用吸魚泵高效採收。
• 釣具類（Hook and line）：屬誘引接觸性漁具，分為延繩釣、魷釣與竿釣等，機械以自動化投收幹線／支線、定速拋投或電腦控制反覆升降釣組為核心。

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解題技巧

1. 結構記憶訣竅：

• 曳網記「鋼纜、網板與網尾」：拖網絞機 $\to$ 網板吊架／起落絞機 $\to$ 捲網筒 $\to$ 吊囊絞機。
• 圍網記「包底、懸網與撈魚」：締綱絞機 $\to$ 動力滑車 $\to$ 撈魚勺／吸魚泵。
• 敷網記「伸臂、起側網與抽魚」：伸臂絞機 $\to$ 起網機 $\to$ 吸魚泵。
• 釣具記「投、揚、排」或「自動滾筒」：延繩釣三件套（投繩機、揚繩機、排繩機）；魷釣即「自動魷釣機」。

2. 常見扣分陷阱：

• 誤列一般航海助航設備（如魚探機、潮流計、聲納），這些屬於「偵測／航儀設備」，非「操縱漁具或處理魚體之漁撈機械」。
• 僅列出機械名稱而未標註「作用／控制部位」，無法獲得高分。

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【答案】

在漁撈作業中，分別與曳網類、圍網類、敷網類及釣具類有直接關係之漁撈機械如下：

一、曳網類漁業（以單船底拖網／中層拖網為代表）

1. 拖網絞機（Trawl Winch）：

• 又稱曳綱絞機。具備高額定拉力與容繩量之滾筒，專用於在投網、拖曳及起網作業中收放高強度鋼纜曳綱（Warp）。

2. 網板吊架與起落絞機（Otter Board Gallows / Davit & Hoist Winch）：

• 設於船尾兩舷，用於在放網與起網時懸掛、收放及固定展開網口用的沉重網板（Otter boards）。

3. 捲網筒（Net Drum）：

• 設置於船尾甲板的大型動力捲筒，直接將拖網之翼網、身網及後段網衣整齊捲收上甲板。

4. 吊囊絞機與吊桿（Codend Winch & Derrick）：

• 當魚囊（Codend）拖至尾滑道時，利用吊桿與吊囊絞機將裝滿漁獲之網尾吊起至甲板上方，解開縛口進行倒魚。

核心觀念

本題評量聯合國糧農組織（FAO）於《世界漁業與水產養殖現況》（The State of World Fisheries and Aquaculture, SOFIA）報告中，針對全球海洋商業魚種所採用的「魚類種群資源狀況分類體系」（Stock Status Categories）。

核心依據為漁業資源評估中的生物參考點（Biological Reference Points, BRPs），特別是以**最大持續生產量（Maximum Sustainable Yield, MSY）**為基準：

1. 資源生物量基準點（Biomass Reference Point）：$B_{\text{MSY}}$（能產生最大持續生產量之資源生物量水準）。
2. 漁獲死亡率基準點（Fishing Mortality Reference Point）：$F_{\text{MSY}}$（對應產生最大持續生產量之最適捕撈強度）。

FAO 的分類採雙層架構：

• 第一層為總括性狀態（是否符合生物永續性）：分為「在生物永續水準內被利用」與「在生物不可持續水準下被利用」。
• 第二層為種群細部狀態：分為「未充分利用（Underfished）」、「達最大永續利用水準（Maximally sustainably fished）」與「過度捕撈（Overfished）」。

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解題方法

解答此題應採取**「階層對應與雙變數界定法」**：

1. 確立指標維度：明確使用「當前資源生物量（$B$）與 $B_{\text{MSY}}$ 之相對關係」作為判斷種群狀態（Stock Status）的主軸，輔以「當前漁獲死亡率（$F$）與 $F_{\text{MSY}}$ 之相對關係」界定開發壓力。
2. 釐清層級歸屬：

• (1) 與 (2) 為第一層的總體分類（涵蓋性範疇）。
• (3)、(4)、(5) 為第二層的具體狀態，且分別隸屬於前述兩大類別中。

3. 逐項嚴謹定義：針對每一子題，依序說明「中文譯名」、「核心定義（以 $B$ 與 $B_{\text{MSY}}$ 關係表示）」、「資源特徵與漁業意涵」及「管理因應對策」。

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各子題詳解與定義

(1) Fished within biologically sustainable levels（在生物永續水準內被利用之種群）

• 定義：指魚類種群之現存生物量等於或高於能夠生產最大持續生產量（MSY）的水準，即滿足： $B \ge B_{\text{MSY}}$
• 特徵與意涵：
• 此類別代表該種群的繁殖親體生物量（Spawning Stock Biomass, SSB）維持在健康狀態，種群具有充分的自然補充能力，不會有枯竭或生態崩潰之虞。
• 包含「未充分利用（Underfished）」與「達最大永續利用水準（Maximally sustainably fished）」兩類種群。
• 管理目標：維持目前捕撈強度或在安全邊界內謹慎監控，確保資源生物量不跌破 $B_{\text{MSY}}$。

(2) Fished at biologically unsustainable levels（在生物不可持續水準下被利用之種群）

• 定義：指魚類種群因承受過度捕撈壓力，現存生物量已下降至低於能夠生產最大持續生產量（MSY）的水準，即滿足： $B < B_{\text{MSY}}$
• 特徵與意涵：
• 此類別即為廣義的「過度捕撈（Overfished）」種群。其資源再生潛力已受損，無法提供潛在的最大糧食產量，甚至威脅海洋生態系食物網之穩定。
• 若長期處於此狀態且生物量進一步低於極限參考點（Limit Reference Point, 如 $B_{\text{lim}}$），可能導致補充量過度捕撈（Recruitment Overfishing）。
• 管理目標：必須強制實施「資源復原計畫（Stock Rebuilding Plan）」，大幅降低漁獲配額或限制投入量，使生物量逐步回升至 $B_{\text{MSY}}$。

(3) Overfished（過度捕撈種群）

• 定義：隸屬於「生物不可持續水準（Biologically unsustainable levels）」，指種群之生物量受到過去或當前過高漁獲壓力的影響，已顯著低於目標參考點 $B_{\text{MSY}}$（即 $B < B_{\text{MSY}}$）。
• 特徵與意涵：
• 產量特徵：當前實際漁獲量通常低於該種群在健全狀態下所能提供的最高潛在產量（出現枯竭減產）。
• 歷史名詞整合：FAO 在舊制分類中曾將其細分為 Overexploited（過度開發）、Depleted（資源枯竭）及 Recovering（復原中），現行分類架構已全數整併歸納為 Overfished。
• 管理對策：實施嚴格禁漁期、禁漁區（MPA）、縮減船隊規模、調降總容許漁獲量（TAC），使 $F < F_{\text{MSY}}$，促使族群自我修復。

(4) Maximally sustainably fished（達最大永續利用水準之種群／充分利用種群）