114 高普考高考二級 水產資源 海洋生態學特論 考古題詳解

核心觀念

本題考查近半世紀深海研究工具與方法的發展，以及這些技術如何改變人類對深海生態系的認識。深海通常指光照不足、環境條件嚴苛且不易直接觀測的海域；研究上的主要限制包括水深與高壓、黑暗、調查範圍廣，以及船舶與人員難以長時間停留。

作答時應把工具連結到它們帶來的研究能力：定位與測繪、直接觀察、採樣與實驗、長期監測，以及整合分析。如此才能說明技術如何從「找到深海地形與生物」，進一步發展到「理解生態系運作及其資源」。

解題方法

可依研究流程分成五類，逐一說明每類工具的用途與貢獻：

一、聲學調查與海底測繪

多音束測深儀、側掃聲納與魚探儀等聲學工具，可在大範圍海域測量水深、描繪海床地形，並偵測海底反射特徵或水體中的生物訊號。搭配地理資訊系統，可建立海底地形圖，協助辨識海山、海溝、峽谷、冷泉及熱液噴口等棲地。

聲學調查提升了研究者選定調查地點與規劃航線的能力，也使難以直接觀察的廣大海域得以進行系統性搜尋。

二、遙控載具與自主式水下載具

遙控無人載具（ROV）由船上人員操控，可搭載攝影機、照明設備、機械手臂與採樣器，進行近距離觀察、攝影、採樣及儀器布放。自主式水下載具（AUV）可依預設任務航行，搭載聲納、照相機與環境感測器，進行較大範圍的水下測繪與調查。

這些載具延伸了人類在深海的觀察與操作能力，能反覆回訪特定棲地，記錄生物分布、群聚組成及生物與地形的關係。載人潛水器也能提供直接觀察與採樣能力，但無人載具讓調查的航程、頻率及任務彈性大幅增加。

三、深海攝影、影像辨識與實體採樣

高感度攝影機、深海攝影機架與誘餌攝影系統，可在不必立即捕捉生物的情況下記錄其出現、行為與活動時間。影像資料有助於調查生物分布及行為，也能降低以拖網捕捉造成的棲地干擾。

抓斗、底拖網、箱式採泥器、岩芯採樣器及載具機械手臂，可取得海床生物、沉積物與岩石樣本。樣本經分類鑑定、解剖與化學分析後，可用來了解物種多樣性、食性、繁殖特徵及污染或資源組成。

核心觀念

本題考查海草床作為「藍碳生態系」的兩面性：海草透過光合作用固定無機碳，並藉由根、地下莖及沉積物埋藏有機碳；但氣候變遷可能改變海草生長、碳埋藏與沉積物分解，也會改變二氧化碳、甲烷及氧化亞氮的通量。因此，評估海草床的氣候效益，不能只計算碳庫或植物吸碳量，還要納入碳埋藏、棲地受損後的碳釋放，以及非二氧化碳溫室氣體。

可用簡化的淨氣候效益表示：

其中 CO₂e 是依溫室氣體的全球暖化潛勢換算成二氧化碳當量。海草床是否為淨碳匯，取決於整體碳收支與氣體通量，不能只看單一環節。

解題方法

作答可依「氣候因子 → 海草床反應 → 溫室氣體估算影響」逐項說明。先交代氣候壓力如何改變海草生產力、分布、光照、沉積環境及微生物作用，再說明這些變化如何影響碳儲量、碳埋藏速率與 CO₂、CH₄、N₂O 排放。

氣候變遷因子及其對海草生態系的衝擊

1. 海洋增溫與海洋熱浪

海草生長有適溫範圍。水溫升高在一定範圍內可加快生長與代謝，但超過耐受上限後，光合作用效率下降，呼吸作用與維持代謝的耗能增加，可能造成生長受抑、葉片損傷、繁殖失敗甚至死亡。熱浪會使短期熱壓力迅速升高，造成海草床衰退；增溫也可能改變物種組成，使耐熱或外來物種增加。

**對溫室氣體估算的影響：**增溫可能提高有機質分解與微生物代謝速率，增加沉積物中有機碳礦化，釋出 CO₂；缺氧沉積物中的產甲烷作用也可能增強，增加 CH₄ 通量。若海草死亡，原本被植被固定或由根系、沉積物保存的碳可能減少埋藏，甚至因沉積物再懸浮與氧化而重新釋出。只以常年平均海草生產量估算，會漏掉熱浪期間的損失與排放脈衝。

2. 海平面上升

海平面上升會增加水深，改變潮汐、水流與沿岸沉積作用。水深增加可能降低抵達海床的光量，使海草受光不足，造成分布向較淺水區退縮；若海草床及其底質能跟上水位變化，或向陸側遷移，則仍有維持棲地的機會，但遷移空間可能受到海岸地形或人為設施限制。

**對溫室氣體估算的影響：**若水深增加導致海草覆蓋減少，初級生產、碎屑輸入與沉積物碳埋藏都可能降低。若沉積物被侵蝕或再懸浮，先前儲存的有機碳會暴露於氧氣與微生物作用下，形成額外 CO₂ 排放。相反地，適當的沉積累積與海床抬升可能有助碳埋藏；故不能只按海平面上升幅度推算排放，還須掌握海草床地形、沉積速率及陸向遷移條件。

3. 極端天氣與海洋擾動增強

強風暴、颱風、巨浪及洪水等事件會增加波浪能量、水流速度與沉積物搬運，可能拔除海草、破壞根系，並使沉積物再懸浮。洪水也可能帶來大量懸浮物、營養鹽與淡水，改變水體透明度、鹽度及海草床周邊環境。

核心觀念

SDG 14「保育及永續利用海洋與海洋資源，以促進永續發展」，要求的不只是增加海洋研究，而是把科學知識轉化為污染防治、生態系保育、永續漁業、氣候調適與公平治理所需的證據和工具。

本題的核心在於：從 SDG 14 的各項目標，推導未來 20 年海洋生態科學與技術需要補足的能力。答題應同時涵蓋「研究什麼」、「如何觀測與分析」、「如何把結果用於管理」，並指出人才培育、技術移轉及國際合作的必要性。

SDG 14 共列有 10 項目標，包括減少海洋污染（14.1）、保護及復育海洋與沿海生態系（14.2）、處理海洋酸化（14.3）、終止過漁及非法、未報告、不受規範漁業（14.4）、保育沿海和海洋區域（14.5）、改革有害漁業補貼（14.6）、永續利用海洋資源（14.7）、加強海洋科學知識、研究能力及技術移轉（14.a）、支持小規模漁民（14.b），以及落實《聯合國海洋法公約》（14.c）。其中 14.a 最直接點出科學與技術的角色；其他目標則提出科學研究要回應的實際管理需求。

解題方法

以「SDG 14 的治理需求」作為切入點，再歸納成未來海洋生態科學的研究方向與技術需求。每一項最好呈現完整脈絡：

問題或目標 → 所需知識 → 所需技術與資料 → 管理用途

例如，海洋污染目標需要掌握污染物的來源、傳輸、暴露與生態效應；相應技術包括長期水質觀測、污染物追蹤、遙測與生物監測，最後用於污染預警及管制成效評估。如此作答，能避免只列儀器名稱，卻未說明技術如何支援 SDG 14。

未來 20 年海洋生態科學與技術需求

一、建立長期、整合且涵蓋多尺度的海洋觀測網

海洋生態系受氣候、洋流、污染及人類活動共同影響，單次調查難以辨識長期變化，也不易區分自然變異與人為衝擊。未來需要整合衛星遙測、浮標、潮間帶與水下感測器、研究船、滑翔機、自主水下載具及生物採樣，持續蒐集海表至深海、近岸至外海的資料。

觀測項目應包括水溫、鹽度、溶氧、酸鹼值、營養鹽、葉綠素、海流、海平面及海洋生物分布。資料須有一致的標準、品質控管和長期維運經費，並提高公開性與跨區域可比較性。這是監測生態系變化、污染趨勢和保育成效的基礎，也能支援 14.1、14.2、14.3 與 14.5。

二、加強海洋生物多樣性與生態系功能研究

SDG 14 要求保護及復育海洋生態系，也要求永續利用海洋資源。未來研究需更完整調查海洋生物多樣性、物種分布、族群變動、棲地連結、食物網與生態系功能，特別是深海、極區及人為活動較少調查的海域。

可運用環境 DNA（eDNA）、聲學調查、影像辨識、自動化物種辨識與基因體分析，提高稀有、隱蔽或難以採集物種的調查效率。研究還須辨識珊瑚礁、紅樹林、海草床、鹽沼及其他重要棲地的退化原因、恢復條件與生態服務，以協助海洋保護區規劃和棲地復育。單有物種名錄不足以支持管理，還須了解棲地如何支撐繁殖、育幼、遷移及生態系穩定。

三、發展污染物的來源追蹤與生態風險評估

14.1 著重預防及大幅減少各類海洋污染。未來污染研究不能只測量污染物濃度，還須掌握來源、傳輸途徑、累積位置、生物暴露、毒性效應及混合污染的交互作用。

監測與分析對象應涵蓋塑膠與微塑膠、營養鹽、有機污染物、重金屬、油污及新興污染物。可結合衛星與無人載具巡查、現地快速感測、污染物化學分析、生物指標和食物網研究，評估污染對生物個體、族群和生態系的影響。這些證據可用於污染熱點辨識、排放管制、事故應變及措施成效評估。

四、釐清氣候變遷、海洋酸化與複合壓力的生態效應

核心觀念

本題考查區域性漁業管理組織（Regional Fisheries Management Organizations, RFMOs）如何把氣候變遷納入跨國漁業治理。氣候變遷不只改變魚群數量，也會改變其分布、洄游路徑、繁殖與生產力，並影響漁場位置、捕撈效率及國家間的漁業利益。因此，RFMO不能只依據過去的魚群分布或固定漁獲水準管理，還須建立能隨環境變化調整的管理制度。

主要衝擊包括海水升溫、海洋熱浪、酸化、缺氧及洋流與生產力改變。這些變化會影響魚群的棲地、食物網與補充量，使魚群跨越原有管理區域，並造成漁業努力量、兼捕風險及漁獲可得性改變。

法源與原則：以命題當年（民國 114 年）法規為準。《聯合國海洋法公約》及《聯合國魚群協定》提供公海與跨界魚群合作養護管理的法制基礎；其中《聯合國魚群協定》第 5 條要求採取合作管理措施並考量生態關聯，第 6 條規定預警性原則。這些原則可作為RFMO處理氣候不確定性與魚群變動的依據。氣候變遷雖非這些協定的單一專章，但RFMO可透過既有養護管理職權納入氣候資訊、風險評估及調適措施。

解題方法

建議依「掌握變化、預測風險、調整管理、協調執行、提升韌性」作答。先說明氣候變遷如何改變魚群與漁業，再依RFMO可採取的科學、管理、合作及能力建構措施逐項說明。這樣能呈現從監測到措施落實的完整治理鏈。

RFMO面對氣候變遷與全球暖化的策略

一、強化氣候與漁業資料監測

RFMO應建立跨會員國、跨海域的長期資料收集與共享機制，監測海表及次表層溫度、海洋熱浪、溶氧、酸化、洋流、初級生產力等環境指標，並整合魚群分布、漁獲、努力量、兼捕及觀察員資料。

對鮪魚等高度洄游魚類，尤其要追蹤分布範圍、洄游時間、產卵場與重要棲地的改變。另應改善漁獲單位努力量（CPUE）的標準化，將環境變化納入分析，避免把魚群移動或漁場條件變化誤判為資源量升降。

二、將氣候因素納入科學評估與風險分析

魚群資源評估不應只依賴歷史平均值，而應將海溫、生產力、棲地適宜性及生態交互作用等環境因素納入評估模型。RFMO可採用氣候情境與魚群分布模型，評估不同暖化情境下魚群量、分布、補充量及漁獲量的變化。

同時，應定期評估既有養護管理措施在氣候壓力下是否仍有效，例如漁獲限制、禁漁期、禁漁區、魚聚集器（FAD）措施及兼捕管理規定，找出容易受氣候變遷影響的措施並調整之。

三、採取預警性與適應性管理

當氣候變遷使魚群狀態或評估結果具有較高不確定性時，RFMO應依預警性原則避免過度捕撈，並採取具彈性的管理工具，例如：

• 建立收穫策略及收穫控制規則，依資源狀態調整捕撈限制。
• 將氣候情境納入管理策略評估（MSE），檢驗管理規則在不同環境條件下的表現。