111 高普考高考三級 海洋技術 海洋學概論 考古題詳解

核心觀念

本題旨在考驗考生對海洋學概論中「海洋生態學（Marine Ecology）」與「海洋棲地分類（Marine Habitats & Ecosystems）」的整體架構瞭解，並結合臺灣海洋地理環境特性進行區域化分析。

主要考核的核心觀念包括：

1. 海洋生態系／棲地之分類體系：

• 水體分區（Pelagic Realm）：依據離岸距離區分為近岸區（Neritic Zone）與外洋區（Oceanic Zone）；依據水深與光照區分為表層（Epipelagic Zone, $0 \sim 200\text{ m}$）、中層（Mesopelagic Zone, $200 \sim 1000\text{ m}$）、深層（Bathypelagic Zone, $1000 \sim 4000\text{ m}$）、深淵層（Abyssopelagic Zone, $4000 \sim 6000\text{ m}$）及超深淵層（Hadopelagic Zone, $> 6000\text{ m}$）。
• 底棲分區（Benthic Realm）：包含潮間帶（Intertidal Zone）、潮下帶/大陸棚（Sublittoral / Shelf Zone）、深海帶（Bathyal Zone）、深淵帶（Abyssal Zone）與超深淵帶（Hadal Zone）。
• 典型特殊棲地生態系：河口與潟湖（Estuaries & Lagoons）、紅樹林（Mangroves）、鹽沼（Salt Marshes）、海草床（Seagrass Beds）、珊瑚礁（Coral Reefs）、岩礁與沙泥灘（Rocky & Sandy/Muddy Shores）、深海平原（Abyssal Plains）、海底火山與深海熱泉／冷泉（Hydrothermal Vents & Cold Seeps）。

2. 臺灣海洋生態系之分布與成因：

• 臺灣位於歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊交界，地勢東陡西緩。
• 水文受黑潮主流與支流、中國沿岸流、南海暖流交會影響，且跨越熱帶與亞熱帶氣候區，形成高度多元的海洋棲地。

3. 全球海洋棲地面積占比：

• 地球表面有約 $71\%$ 為海洋覆蓋，海洋平均水深約 $3,682\text{ m}$。其中水深超過 $3,000\text{ m}$ 至 $6,000\text{ m}$ 的**深海平原生態系（Abyssal Plain Ecosystem / Deep-Sea Benthic and Pelagic Ecosystem）**占全球海洋底面積的 $50\%$ 以上，為面積比例最大的生態系。

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解題方法

本題為申論題，答題切入點應分為三大層次，條理清晰、層次分明：

1. 第一小題解題切入點（全球類型）： 採用「兩大系統、多重棲地」的系統化分類法。先以空間維度將全球海洋劃分為**水體（Pelagic Zone）與底棲（Benthic Zone）**兩大基質系統，再列舉並說明全球具代表性的海岸、淺海及深海主要棲地類型。

2. 第二小題解題切入點（臺灣分布與成因）： 採取「棲地類型 $\rightarrow$ 地理分布 $\rightarrow$ 環境成因」三要素對應法。具體分析臺灣常見的六大生態系（珊瑚礁、紅樹林、河口與潟湖、岩礁與沙泥灘、海草床、深海與熱泉生態系），結合臺灣的板塊地質、海岸地形（東陡西緩）、水溫與洋流（黑潮、中國沿岸流）等關鍵推導成因。

3. 第三小題解題切入點（面積占比最大者）： 由海洋深度與地形分布數據出發，精確點出「深海平原生態系（深海底棲／深層水體生態系）」占比最大，並給出具體水深數據與面積占比論據，展現專業度與論述說服力。

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選項分析

（本題為申論題，以下針對題目三大子題之結構要點進行深度剖析與常見答題盲點分析）

(一) 全球海洋生態系或棲地類型剖析

全球海洋棲地可綜合「水體層次」與「底棲/海岸地理」二維劃分：

1. 水體生態系（Pelagic Ecosystems）：

• 近岸水體（Neritic Zone）：大陸棚上方水體，光照充足、營養鹽豐富、生物生產力高。
• 外洋水體（Oceanic Zone）：大陸棚以外之大洋水體，按水深垂直分層為表層（$0 \sim 200\text{ m}$，光合作用區）、中層（$200 \sim 1000\text{ m}$，微光區/暮光區）、深層與深淵層（$> 1000\text{ m}$，無光區）。

2. 沿岸與淺海底棲生態系（Coastal & Shallow Benthic Ecosystems）：

• 珊瑚礁生態系（Coral Reef Ecosystem）：熱帶/亞熱帶淺海，由造礁珊瑚與碳酸鈣沉積構建，生物多樣性極高（海洋熱帶雨林）。
• 紅樹林生態系（Mangrove Ecosystem）：熱帶與亞熱帶潮間帶泥灘，耐鹽木本植物構成，防風固灘與育幼場功能顯著。
• 河口與潟湖生態系（Estuaries & Lagoons Ecosystem）：淡鹹水交會處，鹽度波動大，營養鹽極豐富。
• 海草床生態系（Seagrass Bed Ecosystem）：淺海沙泥質海底的單子葉植物群落，具強大藍碳固碳與護岸能力。
• 岩礁與沙泥灘海岸生態系（Rocky Shores & Sandy/Muddy Intertidal Zones）：受波浪侵蝕與潮汐漲退強烈影響之潮間帶棲地。

3. 深海生態系（Deep-Sea Ecosystems）：

• 深海平原生態系（Abyssal Plain Ecosystem）：水深 $3,000 \sim 6,000\text{ m}$，高壓、低溫（$1 \sim 4^\circ\text{C}$）、無光、沉積物沉積，養分依賴上方海洋雪（Marine Snow）。
• 深海熱泉與冷泉生態系（Hydrothermal Vents & Cold Seeps Ecosystems）：位於板塊張裂或擠壓帶，依靠化學合成細菌（硫化氫、甲烷氧化）為食物鏈基礎，不依賴陽光。
• 海山生態系（Seamount Ecosystem）：海底火山地形引發局部湧升流，集聚豐富底棲與游泳生物。

(二) 臺灣海洋生態系類型、分布與成因剖析

臺灣具備上述多種棲地類型，其分布與成因如下表所示：

生態系類型	主要分布位置	地形、水文與環境成因
珊瑚礁生態系	墾丁（恆春半島）、綠島、蘭嶼、小琉球、澎湖群島、東沙環礁、太平島；東北角及北部海岸（珊瑚群聚）。

核心觀念

本題考查海洋學概論中「海洋地質學（臺灣周遭海域海底地形特徵）」與「物理海洋學（臺灣周遭海域海流系統與季風效應）」之核心知識。

• 海底地形（Bathymetry & Tectonics）：臺灣位於歐亞大陸板塊（Eurasian Plate）與菲律賓海板塊（Philippine Sea Plate）的聚合板塊邊界。地形涵蓋西側淺水的大陸棚（Continental Shelf）、東側急降的大陸斜坡（Continental Slope）、海溝（Trench）、弧後盆地（Back-arc Basin）與南海海盆（South China Sea Basin）。
• 海流系統（Ocean Current System）：主要由黑潮主幹（Kuroshio Main Current）、黑潮支流（Kuroshio Branch Current）、南海季風海流（South China Sea Monsoon Current/Warm Current）及中國沿岸流（China Coastal Current）共同構成，並受東南亞季風（Monsoon）季節性切換強烈調控。

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解題方法

本題為申論題（總分 20 分，海底地形 10 分、海流 10 分）。解題時應採取「區域化空間劃分」與「季節性動態分析」雙軸線進行剖析：

1. 海底地形（10 分）切入點：依照臺灣四個方位地理區域（西側臺灣海峽、北部海域、東部海域、南部海域）進行系統化敘述，明確說明各區之地形型態（如大陸棚、大陸斜坡、海溝、海槽）、水深數量級及代表性微地形（如彰雲沙脊、澎湖水道、臺灣灘）。
2. 海流系統（10 分）切入點：區分「常年性強邊界流（黑潮）」與「季節性風驅海流（季風海流與沿岸流）」。分別說明黑潮在東岸的流向與溫鹽特性，以及臺灣海峽內夏季（西南季風吹襲）與冬季（東北季風吹襲）的海流動態與溫鹽交會特徵。

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選項分析

本題為申論題（問答題），無選擇題選項。依據國家考試申論題閱卷標準與評分要點，針對本題各部分之答題架構、得分關鍵與失分陷阱進行剖析：

• 配分一：臺灣周遭海域海底地形變化（10 分）得分要點：

• 應得分關鍵：必須精確劃分「西側臺灣海峽」、「北部海域」、「東部海域」與「南部海域」。

• 西側：大陸棚地形，水深淺（平均約 $50\sim 60\text{ m}$），包含彰雲沙脊、澎湖水道、臺灣灘。

• 北部：東海大陸棚延伸，水深約 $100\sim 200\text{ m}$，向東北漸深連接沖繩海槽。

• 東部：板塊隱沒帶，地形陡峭，離岸數公里水深即驟降至 $1000\sim 4000\text{ m}$ 以上；包含琉球海溝、琉球島弧與沖繩海槽。

• 南部：馬尼拉海溝與呂宋島弧系統，呈現縱向海脊與海溝相間地形，延伸至南海海盆及高雄海底峽谷。

• 常見失分原因：未劃分地理區域僅泛泛而談、混淆東西兩岸水深數量級（如將西岸誤寫成深海海溝）。

• 配分二：臺灣周遭海域海流變化（10 分）得分要點：

• 應得分關鍵：必須涵蓋三大主流系及其季節變化。

• 黑潮主幹：太平洋西邊界流，高溫、高鹽、流速快（速約 $1\sim 2\text{ m/s}$），常年沿臺灣東岸向北流動。

• 季風海流季節變異：

• 夏季：西南季風吹襲，南海暖流與黑潮支流北上，貫穿臺灣海峽注入東海。

• 冬季：東北季風強盛，中國沿岸流帶領低溫、低鹽水南下，沿海峽西側南侵；東側仍有黑潮支流與南海暖流殘餘北上，於海峽中部（彰雲沙脊）形成顯著溫鹽鋒面。

• 常見失分原因：漏寫季節性風驅海流、未說明黑潮之物理特性（高溫高鹽流速快）、未提及中國沿岸流與鋒面形成。

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解題技巧

1. 地圖空間記憶法：答題時在腦海中繪製臺灣地圖，以順時針方向（西 $\rightarrow$ 北 $\rightarrow$ 東 $\rightarrow$ 南）依次掃描地形與海流，確保不遺漏任何重要海域與地形區。
2. 季風對應法：海流季節變化直接對應季風風向。夏季吹西南季風（水由南向北推），冬季吹東北季風（冷水由北向南壓），掌握「南水北上、北水南下」之規律即可精確作答。
3. 關鍵數據佐證：適度標示水深數值（如海峽平均 $50\sim 60\text{ m}$、東岸驟降至 $1000\text{ m}$ 以上）與流速（黑潮約 $1\sim 2\text{ m/s}$），可顯著提升解答專業度與評分官青睞度。

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【答案】

一、臺灣周遭海域海底地形變化

臺灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊之聚合邊界，地質活動劇烈，致使其周遭海域海底地形呈現高度不對稱性與多樣性，由西向東、由北至南可分為四大區域：

核心觀念

本題考查海洋學核心考點**「海洋溫鹽環流（Thermohaline Circulation, THC）」與「生物地球化學循環（Biogeochemical Cycles）」**之跨領域結合。解題涵蓋三大核心觀念：

1. 溫鹽環流機制與大洋輸送帶（Great Ocean Conveyor Belt）：密度驅動（低溫、高鹽致密海水下沉）推動深層海水全球循環。
2. 生物泵（Biological Pump）與垂直再礦化作用（Remineralization）：表層光合作用消耗營養鹽 $\rightarrow$ 有機碎屑下沉 $\rightarrow$ 中深層微生物分解還原營養鹽。
3. 水團年齡與大洋沉積累積效應（Aging of Water Masses）：深層水從北大西洋發源，沿大洋輸送帶流向印度洋與太平洋，流經時間長達 $1000 \sim 1500$ 年，持續接收上方下沉之有機物並分解，致使太平洋深層營養鹽濃度顯著高於大西洋。

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解題方法

本題為配分 20 分的申論圖表題（圖示 5 分 + 圖示與機制說明 15 分），切入點與作答架構分為四大區塊：

1. 名詞定義：精確寫出溫鹽環流之物理驅動因子（溫度與鹽度變化引發之密度差）、形成區域與時間尺度。
2. 環流流動示意圖（5分）：以清晰流程圖呈現下沉區（NADW、AABW）、深層流向（大西洋 $\rightarrow$ 印度洋 $\rightarrow$ 太平洋）、湧升區及表層回流路徑。
3. 營養鹽垂直分布 profile 比較圖（標示濃度）：繪製 Depth（0–4000 m）對濃度（$\mu\text{mol/kg}$）之垂直曲線圖，務必明確標示 X 軸濃度數值與 Y 軸深度（以硝酸鹽 $\text{NO}_3^-$ 或磷酸鹽 $\text{PO}_4^{3-}$ 為代表）。
4. 機制成因剖析（15分）：

• 垂直維度成因：光合作用（表層消耗至趨近於 0）與再礦化作用（中層 800–1000 m 出現極大值 nutricline/maximum）。
• 水平/洋盆維度成因：大洋輸送帶起點（大西洋年輕水團，營養鹽低）與終點（太平洋老化水團，營養鹽累積高）之水團演化。

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選項分析

本題為申論題型，閱卷評分基準與得分要點拆解如下：

• 第一部分：溫鹽環流定義與圖示（5 分）

• 滿分要件：需指出下沉發生於極地高緯度（如北大西洋格陵蘭海、南極威德爾海），說明由低溫與結冰排鹽引起的密度增加；圖示須完整閉合（包含深層流與表層補給流）。

• 第二部分：營養鹽垂直分布 profile 圖示（含濃度標示）（7 分）

• 滿分要件：必須畫出深度對濃度的座標軸，並明確標註數值（表層接近 $0\ \mu\text{mol/kg}$；大西洋深層約 $15 \sim 25\ \mu\text{mol/kg}$；太平洋深層約 $35 \sim 45\ \mu\text{mol/kg}$）。若未標示具體濃度數值，依題目要求不予給分。

• 第三部分：垂直分布機制說明（8 分）

• 滿分要件：必須同時論述「垂直層面（生物泵＋分解作用）」與「洋盆層面（大洋輸送帶水團年齡老化鏈）」，缺少任一維度皆無法獲得高分。

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解題技巧

1. 圖表繪製關鍵：

• 垂直分布圖的 Y 軸務必由上至下標示 $0 \text{ m}$ 到 $4000 \text{ m}$（符合海洋學慣例）。
• 曲線必須展現出太平洋濃度在全深度（除了光合作用極表層外）全面高於大西洋的相對關係。

2. 記憶口訣與關鍵數據：

• 硝酸鹽 $\text{NO}_3^-$ 濃度記憶值：表層 $\approx 0$，大西洋中深層峰值 $\approx 25\ \mu\text{mol/kg}$，太平洋中深層峰值 $\approx 45\ \mu\text{mol/kg}$。
• 磷酸鹽 $\text{PO}_4^{3-}$ 濃度記憶值：表層 $\approx 0$，大西洋峰值 $\approx 1.5\ \mu\text{mol/kg}$，太平洋峰值 $\approx 3.0\ \mu\text{mol/kg}$。

3. 專有名詞加分項：文中精確使用 北大西洋深層水（NADW）、南極底層水（AABW）、生物泵（Biological Pump）、再礦化作用（Remineralization）、水團年齡（Water Mass Age）。

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【答案】

一、海洋溫鹽環流（Thermohaline Circulation, THC）之定義

海洋溫鹽環流是指由海水的溫度（Thermo）與鹽度（Haline）變化所引致的密度差異所驅動的全球大洋深層翻轉環流（Meridional Overturning Circulation, MOC）。

1. 驅動機制：在高緯度極地海域，表面海水因強烈輻射冷卻致使水溫急遽下降，加之海水結冰時排出鹽分（Brine Rejection），使表面海水密度大幅增加而發生重力下沉（Sinking）。
2. 時空尺度：下沉的海水深入深海盆，形成深層水團，沿著海底向低緯度及其他洋盆慢速擴散，運行一整圈全球大洋輸送帶的時間約需 $1000 \sim 1500$ 年。

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二、海洋溫鹽環流循環流動示意圖

溫鹽環流由高緯度深層水形成區、大洋深層流、低緯度湧升流（Upwelling）及表層回流所組成：

核心觀念

本題旨在考驗考生對海洋物理學中大洋環流三大核心動力機制之理解，涵蓋力學平衡、空間尺度及風場與地轉效應：

1. 艾克曼螺旋（Ekman Spiral）：風應力（Wind Stress）、海水垂直黏滯摩擦力（Frictional Force）與科氏力（Coriolis Force）之平衡。
2. 地轉流（Geostrophic Current）：水平壓力梯度力（Horizontal Pressure Gradient Force）與科氏力（Coriolis Force）之平衡。
3. 西邊強化流（Western Intensification）：風應力旋度（Wind Stress Curl）、行星渦度隨緯度變化之 $\beta$ 效應（$\beta = \frac{\partial f}{\partial y}$）與大洋整體渦度守恆（Vorticity Balance）。

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解題方法

本題屬海洋流體動力學之經典申論題。答題切入點應採「力學平衡分析 $\rightarrow$ 水體運動特徵 $\rightarrow$ 大洋尺度環流現象」之遞進邏輯，建立連續且嚴密的物理因果鏈結：

1. 表層驅動：說明風吹拂海面如何經由摩擦力與科氏力帶動海流並產生垂直流速偏轉（艾克曼螺旋與艾克曼輸送）。
2. 水體堆積與傾斜：說明艾克曼輸送造成海面輻合堆積，進而引發壓力梯度力並形成水平地轉平衡（地轉流）。
3. 大洋尺度渦度平衡：結合緯度變化引發之 $\beta$ 效應，說明大洋整體為維持渦度守恆，必須在西方邊界形成狹窄、深層且高速的強流（西邊強化流）。

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選項分析

（本題為問答申論題，針對題目要求之「艾克曼螺旋」、「地轉流」與「西邊強化流」三大流動現象及其動力成因進行逐項剖析）：

一、 艾克曼螺旋（Ekman Spiral）之成因與機制

1. 動力成因： 當穩定風場吹拂無陸地邊界阻擋的海面時，風應力藉由摩擦力傳遞至表層海水，海水受運動產生的科氏力作用發生偏轉。
2. 結構與偏轉特徵：

• 表層流向：在北半球，最表層海水的流向偏向風向右方 $45^\circ$（南半球偏向左方 $45^\circ$）。
• 深層衰減與旋轉：表層海水帶動下層海水時，動能因黏滯力逐漸傳遞並耗散，流速隨深度呈指數衰減；同時，每下一層海水均受到科氏力進一步向右偏轉，形成一隨深度順時針旋轉且流速漸減的螺旋狀幾何結構。
• 艾克曼深度（Ekman Depth, $D_z$）：當流向與表層流向完全相反（偏轉 $180^\circ$）時，流速已衰減至表層的 $e^{-\pi} \approx 4.3\%$，該深度即稱為艾克曼摩擦層深度。

3. 艾克曼輸送（Ekman Transport）： 將整個艾克曼摩擦層內的海水流速進行垂直積分，其淨水體輸送方向（艾克曼輸送）垂直於風向——在北半球偏向風向右方 $90^\circ$（南半球偏向左方 $90^\circ$）。其單位寬度淨輸送量公式為： $M_y = -\frac{\tau_x}{\rho f}$ 其中 $M_y$ 為垂直風向之水體輸送量，$\tau_x$ 為東向風應力，$\rho$ 為海水密度，$f = 2\Omega\sin\phi$ 為科氏參數。

二、 地轉流（Geostrophic Current）之成因與機制

1. 動力成因： 艾克曼輸送在副熱帶洋區中央造成海水輻合堆積，形成微幅隆起的海平面（高程差 $\zeta$）或密度的不均勻分布，產生由高壓區指向低壓區的「水平壓力梯度力（Pressure Gradient Force, PGF）」。海水在壓力梯度力驅動下流動，隨即受「科氏力（Coriolis Force, CF）」作用發生偏轉。
2. 地轉平衡機制： 水體流速增加時，科氏力隨之增大。當水平壓力梯度力與科氏力大小相等、方向完全相反時，流體達到「地轉平衡（Geostrophic Balance）」。此時水體停止向低壓方向加速，轉為沿著「等壓線」或「等海高線」平行流動，此流動即為地轉流。
3. 數學定量表達： 忽略摩擦力作用下，一維地轉平衡方程式為： $-\frac{1}{\rho} \frac{\partial p}{\partial x} = f v_g$ 換算為海平面高程傾斜 $\frac{\partial \zeta}{\partial x}$ 時，地轉流速 $v_g$ 可表示為： $v_g = \frac{g}{f} \frac{\partial \zeta}{\partial x}$

核心觀念 本題考查「海洋化學」與「海洋生態學」海域水質調查之基本參數（含物理、化學與生物變數）。應考重點包含：

1. 成分鑑定：營養鹽之無機離子型態與重金屬之分類（生物必需微量金屬與非必需毒性重金屬）。
2. 調查意義：各參數如何反映海洋物理層化、氣體交換、初級生產力（Primary Productivity）、富營養化（Eutrophication）、生物累積（Bioaccumulation）及海洋酸化（Ocean Acidification）等機制。
3. 數據量級：熟記開放大洋與沿岸海域各水質參數之典型濃度範圍及標準計量單位（如 $\text{mg/L}$、$\mu\text{g/L}$、$\mu\text{mol/L}$、$\text{nmol/L}$、$\text{psu}$ 等）。

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解題方法 本題為綜合申論題，答題策略應採取「分類歸納與系統剖析」：

1. 明確界定化學物質種類：分門別類條列營養鹽（氮、磷、矽之無機型態）與重金屬（微量營養金屬與毒性金屬）所包含之具體化學物質。
2. 系統化歸納水質參數：針對題目列出之七項水質參數（CTD、溶氧、pH、懸浮物、Chl.a、營養鹽、重金屬），依序說明其「調查意義」與「一般海域濃度範圍」。
3. 精準標示物理與化學單位：大洋水體濃度通常極微量，重金屬以 $\text{nmol/L}$ 或 $\text{pmol/L}$ 計，營養鹽以 $\mu\text{mol/L}$ 計，葉綠素 a 以 $\mu\text{g/L}$ 計，需明確劃分近岸與大洋之數據差異，展現專業答題深度。

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選項分析 本題為申論問答題，以下針對題目要求調查之七大水質參數（含營養鹽與重金屬之化學物質組成、調查意義及一般海域濃度範圍）進行逐一論述與深入分析：

一、營養鹽（Nutrients）之化學物質、調查意義與濃度範圍

• 化學物質成分：
• 氮鹽（Nitrogen species）：硝酸鹽（$\text{NO}_3^-$）、亞硝酸鹽（$\text{NO}_2^-$）、銨鹽（$\text{NH}_4^+$）。
• 磷鹽（Phosphorus species）：正磷酸鹽（$\text{PO}_4^{3-}$）。
• 矽鹽（Silicon species）：矽酸鹽（$\text{SiO}_3^{2-}$ 或活性矽酸 $\text{H}_4\text{SiO}_4$）。
• 調查意義：營養鹽為浮游植物進行光合作用與細胞生長之必需無機養分。海水中氮、磷、矽之莫耳比例（如雷德菲爾德比 Redfield Ratio, $\text{C:N:P:Si} = 106:16:1:16$）決定海域初級生產力與限制因子（Limiting Nutrients）；亦可用以評估海域優養化程度、追蹤深層水湧升（Upwelling）及作為水團（Water Mass）標記。
• 一般海域濃度範圍：
• 表層大洋（貧營養區）：硝酸鹽 $< 0.1 \sim 1.0\,\mu\text{mol/L}$；磷酸鹽 $< 0.05 \sim 0.1\,\mu\text{mol/L}$；矽酸鹽 $< 1.0 \sim 5.0\,\mu\text{mol/L}$。
• 深層大洋（溫躍層以下）：硝酸鹽可達 $20.0 \sim 40.0\,\mu\text{mol/L}$；磷酸鹽可達 $1.5 \sim 3.0\,\mu\text{mol/L}$；矽酸鹽可達 $100.0 \sim 150.0\,\mu\text{mol/L}$（太平洋深層富集）。
• 河口近岸海域：受陸源逕流輸入影響，硝酸鹽與矽酸鹽濃度變動較大，可達數十至數百 $\mu\text{mol/L}$。

二、重金屬（Heavy Metals）之化學物質、調查意義與濃度範圍

• 化學物質成分：
• 生物必需微量金屬：鐵（$\text{Fe}$）、銅（$\text{Cu}$）、鋅（$\text{Zn}$）、鎳（$\text{Ni}$）、鈷（$\text{Co}$）、鉻（$\text{Cr}$）等。
• 非必需／高毒性重金屬：鎘（$\text{Cd}$）、鉛（$\text{Pb}$）、汞（$\text{Hg}$）、砷（$\text{As}$）等。
• 調查意義：微量金屬為海洋生物酵素機能與光合作用所需（如鐵限制效應控制大洋高營養低葉綠素 HNLC 海域之生產力）；非必需毒性金屬則具高度生物毒性，易透過生物累積（Bioaccumulation）與生物放大作用（Biomagnification）於食物鏈中傳遞。調查目的在於評估工業廢水排放、港灣污染、陸源輸入及海洋生態毒理風險。
• 一般海域濃度範圍（未受污染大洋呈極微量等級）：
• 鐵（$\text{Fe}$）：大洋表層 $< 0.1 \sim 1.0\,\text{nmol/L}$。
• 鎘（$\text{Cd}$）：表層 $< 0.01\,\text{nmol/L}$，深層最高約 $1.1\,\text{nmol/L}$（展現養分型分佈 Profile）。
• 銅（$\text{Cu}$）與鋅（$\text{Zn}$）：約 $0.5 \sim 10.0\,\text{nmol/L}$。
• 鉛（$\text{Pb}$）：$< 0.01 \sim 0.2\,\text{nmol/L}$。
• 總汞（$\text{Hg}$）：$< 0.5 \sim 5.0\,\text{pmol/L}$（即 $< 0.1 \sim 1.0\,\text{ng/L}$）。
• 受污染近岸與港灣：濃度提升 $10 \sim 1000$ 倍，常以 $\mu\text{g/L}$ 或 $\text{mg/L}$ 衡量。

三、CTD（溫鹽深儀：水深、溫度、鹽度）

• 調查意義：量測海水之導電度（Conductivity，換算鹽度）、溫度（Temperature）與壓力（Pressure，換算水深）。用以建立溫鹽剖面（T-S Diagram）、計算海水密度、判斷水體層化穩定度、混合層深度（Mixed Layer Depth）、溫躍層（Thermocline）與鹽躍層（Halocline）位置，為所有海洋物理、化學及生物過程分析之基石。
• 一般海域數值範圍：
• 溫度：$-2.0^\circ\text{C} \sim 30.0^\circ\text{C}$。
• 鹽度：開放大洋 $33.0 \sim 35.5\,\text{psu}$（標準海水平均約 $35.0\,\text{psu}$）；河口區因淡水注入可降至 $0 \sim 30.0\,\text{psu}$。
• 水深／壓力：自表層 $0\,\text{m}$（$0\,\text{db}$）至深海數千公尺（大約每增加 $10\,\text{m}$ 增加 $1.0\,\text{bar} \approx 10\,\text{db}$ 壓力）。

四、溶氧（Dissolved Oxygen, DO）

• 調查意義：反映水體中生物呼吸作用耗氧、海面氣體交換及浮游植物光合作用產氧之平衡。溶氧為評估水體健康度與生物適性之關鍵指標。