114 高普考高考三級 漁業技術 海洋生態及漁場學 考古題詳解
第 一 題20 分
研究海洋生態有助海洋生物與非生物資源的永續利用,請就下列海洋生態學的專有名詞詳細解釋。(每小題 5 分,共 20 分)
(一) Biodiversity
(二) Population
(三) Community
(四) Richness
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核心觀念
本題考查海洋生態學中由「遺傳差異、物種、族群、群集」等層次描述生物多樣性的基本概念。作答時須區分:
- **生物多樣性(biodiversity)**是範圍較廣的總體概念,包含不同層次的生物變異。
- **族群(population)**是同一物種在一定時間與空間內的成員集合。
- **群集(community)**是同一地區內不同物種族群及其交互作用的集合。
- **豐富度(richness)**在群集生態學中通常指物種數,不等於個體數,也不反映各物種個體數是否均勻。
解題方法
依序從生態組織層次與衡量方式界定各名詞。前面三項著重「描述哪些生物、涵蓋什麼範圍」;Richness 則是描述群集中有多少不同物種。以海洋生物為例,可明確指出各概念的範圍與相互關係,避免把生物多樣性和物種豐富度混為一談。
(一)Biodiversity:生物多樣性
生物多樣性是生物在不同組織層次上的變異總和,常分為:
- 遺傳多樣性:同一物種內個體或族群之間的基因差異,例如不同鮭魚族群對水溫或洄游環境的適應差異。
- 物種多樣性:一個地區內物種的種類及其相對豐度。物種豐富度與均勻度是常用的描述面向。
- 生態系多樣性:不同生態系、棲地或生態過程的差異,例如珊瑚礁、海草床、紅樹林與深海底棲生態系。
因此,生物多樣性不只是在計算有幾種生物,也關乎各物種的相對數量、遺傳變異及棲地與生態系的差異。海洋生物多樣性有助維持食物網、營養循環與生態系對環境變動的調適能力,亦是漁業資源永續利用的重要基礎。
(二)Population:族群
族群是指同一物種的個體,在一定時間內共同生活於特定空間,並具有相互繁殖或基因交流可能性所形成的集合。族群可用個體數量、密度、年齡結構、性別比例、出生率、死亡率及遷入遷出等特徵描述。
例如,某一海域同一時期的某種鯖魚,可依其分布、繁殖與移動情形界定為一個或數個族群。族群的範圍須依研究目的及生物特性界定;洄游生物的分布可能跨越多個海域,不能只憑行政界線判定族群邊界。
第 二 題20 分
臺灣東北部海域是沿近海漁業重要漁場,盛產鯖魚及白帶魚等資源,請說明該海域的海洋環境特徵及漁場形成的主要機制。
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核心觀念
臺灣東北部海域漁場的形成,關鍵在於黑潮及其支流、東海陸棚水與季節性沿岸水交互作用,加上海底地形造成的湧升與混合。水團交會形成鋒面,地形湧升把深層營養鹽帶到有光的表層,提升基礎生產力;魚群則在適宜的水溫、餌料與水流條件下聚集。
解題方法
作答時依序說明「海域位置與水文背景—主要海洋作用—生產力與魚群聚集」,並將鯖魚、白帶魚的漁場特徵連結到這些作用。
一、海洋環境特徵
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位於黑潮、東海陸棚與季節性沿岸水的交界 黑潮沿臺灣東岸北上,流經宜蘭海脊及臺灣東北海域後受東海陸棚地形影響,流向與流幅會改變。東海陸棚水及季節性南下的中國沿岸冷水,則可能與黑潮水在陸棚邊緣交會,形成水溫、鹽度差異明顯的海洋鋒面。
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海底地形變化大,容易產生地形性湧升與混合 臺灣東北海域由深海、陸棚坡至淺陸棚變化顯著,彭佳嶼及北方三島附近的海脊、陸棚坡等地形會影響海流。黑潮次表層水受地形抬升,深層較冷、富含營養鹽的海水可湧升至上層;潮流、內潮與海流交互作用也會加強垂直混合。
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季節與年際變動明顯 東北季風、季節性沿岸水南下及黑潮流軸擺動,會改變鋒面位置、湧升強度與冷暖水分布。因此,漁場位置及魚群分布會隨季節與海況變動。
二、漁場形成的主要機制
第 三 題20 分
北太平洋北緯 附近海域是沙丁魚、秋刀魚等經濟魚類的主要漁場,請問此海域漁場形成機制為何?又該如何利用海況資訊尋找更明確的作業漁場?
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核心觀念
本題考查北太平洋中緯度漁場的形成機制,以及如何依海況資訊把大尺度漁場範圍縮小至實際作業海域。北緯 一帶位於北太平洋亞寒帶環流與副熱帶環流的交會區,鄰近親潮與黑潮延伸體的交互作用海域。水團交會、鋒面、渦漩與季節性生產力變化,共同造就沙丁魚、秋刀魚等魚類的重要棲息與索餌環境。
解題方法
先從「水團與洋流交會」說明漁場的區域性成因,再依序連結「營養鹽與初級生產力」、「餌料與魚群聚集」,最後說明如何用海況資料辨認魚群較可能出現的位置。要特別區分:海況資訊用來篩選適宜作業海域,仍須配合漁船探測與漁獲回報確認魚群。
漁場形成機制
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親潮與黑潮延伸體交會 親潮源自高緯寒冷海域,水溫低、營養鹽較豐富;黑潮延伸體則帶來較暖的副熱帶水。兩者在北太平洋中緯度交會,形成水溫、鹽度及流速梯度明顯的海洋鋒面與混合區。
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鋒面與渦漩集中魚群及餌料 鋒面兩側水團性質不同,局部流場與環流結構會使浮游生物、魚卵仔稚魚及餌料生物聚集。暖渦、冷渦及鋒面附近的輻合與輸送作用,也能形成適合魚類覓食、停留或洄游的環境。
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營養鹽支撐較高生產力 親潮水及水團混合作用帶來營養鹽,促進浮游植物生長,進而支持浮游動物與小型餌料魚。沙丁魚可利用浮游生物及小型餌料;秋刀魚則常在表層索餌,追隨浮游動物與餌料魚群。餌料供應使魚群在鋒面及其周邊海域聚集。
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季節性海況改變漁場位置 水溫、鋒面位置、洋流強弱及生產力具有季節變化,魚類會隨水團與餌料條件移動。因此,北緯 附近是概略的漁場帶,實際漁場位置會隨季節與年度海況而變動。
利用海況資訊尋找作業漁場
第 四 題20 分
氣候變遷對全球海洋生物分布已明確造成影響,以熱帶地區的黑潮來說,2010 年以來黑潮自菲律賓東側向北流經呂宋海峽後,進入臺灣海峽的黑潮支流勢力減弱,因此影響了臺灣西南海域的生物資源豐度。請問,近 10 年來進入臺灣海峽黑潮支流勢力減弱的原因為何?
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核心觀念
本題考查黑潮在呂宋海峽附近的分流與黑潮入侵(Kuroshio intrusion)變化。黑潮源自北赤道洋流的北向分支,沿菲律賓東側北流;抵達呂宋海峽後,一部分繼續北上,另一部分向西入侵南海,並可經澎湖水道進入臺灣海峽,形成黑潮支流。
黑潮支流的強弱會受上游黑潮流速、太平洋風場與風應力旋度、北赤道洋流分歧位置,以及季風與中尺度渦旋等因素共同影響。不同季節的流場變化,不能直接等同於近十年的年代際趨勢。
解題方法
作答時從「上游黑潮流量與路徑改變」切入,說明為何黑潮跨越呂宋海峽後,向西入侵的比例會下降。相關研究所見的長期變化包括:菲律賓東側黑潮向北的流速或慣性增強,使主流較傾向沿呂宋島東側向北前進,向西轉入呂宋海峽的水量相對減少。
這項變化與西北太平洋大尺度風場及風應力旋度變動有關;北赤道洋流分歧位置、太平洋暖池與副熱帶環流的變化,也會影響黑潮上游的流量和走向。因而,進入南海、再沿澎湖水道進入臺灣海峽的黑潮支流水量隨之減少。
第 五 題20 分
魚類資源多寡與海洋生態系的穩定息息相關,請說明造成海洋生態系不穩定的可能原因為何?
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核心觀念
本題考查的是海洋生態系穩定性的維持與破壞因素。生態系穩定性可從兩方面理解:一是生態系受擾動後維持原有結構與功能的能力,二是受到衝擊後恢復的能力。海洋生態系中的生物多樣性、族群數量、食物網關係、棲地品質與環境條件彼此相連;其中魚類資源的減少或組成改變,會沿食物網擴大影響。
解題方法
以「人為壓力、環境變動、生物交互作用」分類,逐項說明壓力來源及其影響路徑。作答時應將原因與生態後果連結,例如捕撈壓力如何改變族群結構與食物網,污染如何造成缺氧與生物死亡,避免只列名詞。
造成海洋生態系不穩定的可能原因
一、過度捕撈與不當漁業活動
捕撈量長期超過資源補充能力,會使族群量下降、成魚比例降低,甚至造成資源枯竭。選擇性捕撈大型個體也會改變族群的體型與年齡結構;混獲則可能傷害非目標魚類、海鳥、海龜及海洋哺乳類。底拖網等漁法可能破壞海床棲地,廢棄漁具則會造成「幽靈捕撈」,持續捕捉海洋生物。上述影響會改變物種間的捕食關係及食物網結構。
二、棲地破壞與棲地劣化
沿岸開發、填海、港灣與航道工程、海底採砂、珊瑚礁破壞,以及紅樹林、海草床、河口濕地等棲地減少,會降低生物的覓食、避敵、產卵與育幼空間。河川整治或水壩也可能阻礙洄游魚類移動,並改變河口的淡水與泥砂供給,使沿岸棲地及魚類生活史受到影響。
三、海洋污染
生活污水、工業廢水、農業逕流、油污、重金屬、農藥、塑膠與微塑膠等污染,可能造成生物中毒、受傷、繁殖能力下降或死亡;污染物也可能在食物網中累積。