113 高普考高考三級 海洋技術 海洋生態學 考古題詳解

核心觀念

本題考查海洋污染的主要類型，以及污染物超出海洋的**負荷量（carrying capacity）**後，如何影響海洋生態系。負荷量是指海洋環境在不致造成生態功能或生態平衡持續退化的情況下，所能承受、分解、稀釋或移除污染物的能力；當污染輸入長期超過這項能力，污染物便會累積，造成棲地退化、食物網改變、生物死亡與生物多樣性下降。

海洋污染來源可概分為陸源與海上活動，包括河川與都市排水、農業與工業排放、船舶運輸、海上開採，以及大氣沉降等。作答時應以「污染物類型」分項，並說明其進入海洋後的主要生態效應。

解題方法

依污染物的性質，將全球主要海洋污染歸納為營養鹽與有機污染、化學污染、塑膠與海洋廢棄物、石油污染、重金屬、沉積物污染、病原物污染、熱污染與放射性污染。各項說明以「主要來源 → 在海洋中的作用 → 生態影響」為架構，能清楚呈現污染與生態系崩壞之間的因果關係。

主要海洋污染及其生態系影響

一、營養鹽與有機污染

農業肥料、畜牧廢水、生活污水與部分工業排水，會將過量的氮、磷及有機物帶入海洋。

過量營養鹽可能引發藻類大量繁殖，形成優養化。藻類死亡後被微生物分解，消耗水中溶氧，造成低氧或缺氧區，導致魚類、底棲無脊椎動物死亡或遷離。部分藻華會產生毒素，傷害魚類、貝類與其他生物，並經食物網傳遞；藻類大量遮光，也會影響海草床與珊瑚礁等光合作用棲地。

有機污染物分解時的耗氧效應，可用生化需氧量（BOD）理解：可分解有機物愈多，微生物分解時消耗的氧愈多，水體發生缺氧的風險也愈高。

二、有毒化學物質與持久性有機污染物

農藥、工業化學品、清潔劑及持久性有機污染物（POPs）可由排水、河川、大氣沉降或意外排放進入海洋。部分物質不易分解，會在環境中長期存在，並蓄積於生物體內。

有毒物質可能造成生物死亡、發育異常、繁殖能力下降、免疫與內分泌功能受損。某些污染物會在生物體內生物蓄積，並沿食物鏈發生生物放大，使高營養階層的掠食者承受較高污染暴露。這會降低族群繁殖成功率，改變物種組成與食物網結構。

三、塑膠與海洋廢棄物

塑膠袋、包裝材料、漁網與其他廢棄物可經河川、海岸活動及漁業進入海洋。大型塑膠與廢棄漁具會使海龜、海鳥、魚類及海洋哺乳類纏繞或誤食，造成受傷、窒息、消化道阻塞與死亡。廢棄漁具仍持續捕捉生物的現象，稱為「幽靈漁撈」。

塑膠碎裂後形成微塑膠，可能被浮游生物、貝類與魚類攝食，進入食物網；塑膠表面也可能附著污染物或病原微生物。廢棄物覆蓋海床、海岸或珊瑚礁，則會破壞棲地並妨礙生物活動。

四、石油污染

船舶事故、油輪漏油、海上鑽探、港區作業與陸源排放都可能造成石油污染。油膜覆蓋海面會降低光線進入與海氣交換，影響浮游植物的光合作用及水體溶氧。

核心觀念

本題是珊瑚礁生態學的綜合題，應依序說明「全球分布 → 生態特性 → 生長條件 → 生態重要性」。回答時須先界定珊瑚礁：造礁珊瑚是刺絲胞動物，珊瑚蟲分泌碳酸鈣骨骼，經長期累積形成礁體；珊瑚礁因此是由生物建造、並提供多樣生物棲地的海洋生態系。

解題方法

以「珊瑚為何集中在特定海域」作為貫穿全文的線索：造礁珊瑚需要適合的溫度、光照、水深、水質與鹽度；其與共生藻的關係影響能量來源和生產力；珊瑚骨骼形成的複雜立體地形則提供棲地、食物與海岸防護功能。

一、全世界珊瑚礁的分布

造礁珊瑚主要分布在熱帶、亞熱帶的淺海，約集中於南北緯 $30^\circ$ 之間。主要海域包括：

• 印太區：從印度洋、東南亞群島至西太平洋，是全球珊瑚礁種類最豐富的區域，常以珊瑚三角區及大堡礁作為代表。
• 大西洋—加勒比海區：包括加勒比海、佛羅里達及巴哈馬等地。
• 紅海與印度洋西部：沿岸及島嶼周邊有重要珊瑚礁。
• 太平洋島嶼區：包括密克羅尼西亞、玻里尼西亞及多處環礁。

珊瑚礁的分布並非只受緯度限制，還受海溫、海流、島嶼與大陸棚地形、水深、光照及水質影響。深水珊瑚也存在於較冷、較深的海域，但它們不一定有共生藻，也不一定形成典型的淺水熱帶造礁珊瑚礁。

二、珊瑚礁的生態特性

1. 生物建造的碳酸鈣礁體 造礁珊瑚以碳酸鈣骨骼構成礁體，活珊瑚、死亡骨骼、藻類及其他礁生物共同形成複雜地形。常見地形類型包括岸礁、堡礁、環礁及台礁。

2. 珊瑚與共生藻互利共生 多數淺水造礁珊瑚體內有共生藻，藻類行光合作用，將部分有機物提供珊瑚；珊瑚則提供二氧化碳、營養鹽及受保護的生存環境。這種共生關係有助於珊瑚在營養鹽偏低的海水中維持生產力，並促進碳酸鈣骨骼形成。

3. 生物多樣性高、食物網複雜 礁體孔隙、裂縫及不同水流與光照環境，提供魚類、軟體動物、甲殼類、棘皮動物及藻類等多樣生物棲息、覓食與繁殖的空間。珊瑚礁只占海洋面積很小的比例，卻支持大量海洋物種。

4. 空間異質性與生態分帶明顯 受波浪、深度、光照、沉積及水流影響，礁前坡、礁頂、礁坪與潟湖等環境條件不同，因此物種組成及珊瑚形態也呈現分帶。

三、珊瑚主要生長的條件

核心觀念

本題考查的是生態系能量來源、初級生產者與食物網結構。天然海洋生態系的初級生產通常以浮游植物、藻類等進行的光合作用為主；熱泉生態系則利用熱泉流體帶出的還原性化學物質，由微生物進行化學合成，把無機碳轉化為有機物，供食物網利用。

龜山島熱泉位於淺海，有日照，因此不能把它簡化成「完全沒有光合作用的深海熱泉」。當地生態系同時受光合作用與化學合成支持，差異在於熱泉額外提供化學能與特殊的化學、物理環境。

解題方法

比較兩種生態系時，可依序從能量來源、初級生產者、環境條件、生物群聚與食物網切入。先說明一般海洋生態系的典型運作方式，再指出熱泉環境帶來的不同，並補充龜山島屬淺海熱泉，仍有日照。

核心觀念

本題測驗海洋生態學中五個基礎名詞：化能合成作用、共生關係、生物偽裝、珊瑚白化，以及浮游動物的垂直遷移。作答時應先準確界定名詞，再說明其作用機制、生態功能或代表性例子。

解題方法

逐項以「定義—機制—生態意義」作答。相近概念須加以區別：化能合成與光合作用的能量來源不同；共生涵蓋多種種間關係；偽裝是降低被發現或辨識的機制；珊瑚白化不等於珊瑚立即死亡；垂直遷移則是浮游動物在水柱中的規律性移動。

（一）Bacterial Chemosynthesis（細菌化能合成）

細菌化能合成是某些化能自營細菌利用無機物氧化所釋出的化學能，將二氧化碳固定並合成有機物的過程。常見能量來源包括硫化氫、氨、亞硝酸鹽、氫氣或亞鐵離子的氧化。

以硫化氫氧化為例，細菌取得化學能後固定二氧化碳，合成自身所需的有機物。此作用不需陽光，因此可在深海熱泉、冷泉等缺乏光照但有還原性化學物質的環境中，支撐初級生產並形成食物網基礎。其與光合作用的關鍵差異是：光合作用以光能為能源，化能合成以無機物氧化的化學能為能源。

（二）Symbiosis（共生）

共生是不同物種的生物長期、密切地生活或相互作用的關係。廣義上包含互利共生、片利共生及寄生：

• 互利共生：雙方均受益，例如造礁珊瑚與體內共生藻。藻類進行光合作用並提供有機物，珊瑚則提供棲所及代謝產物。
• 片利共生：一方受益，另一方受到的影響不明顯，例如某些生物附著在大型海洋生物身上，藉此獲得移動或攝食機會。
• 寄生：一方受益，另一方受害，例如寄生性橈足類從宿主取得營養。

判斷共生類型時，重點在於分別辨識雙方受益、受害或影響不明顯的情形。

（三）Camouflage（偽裝）

偽裝是生物藉由體色、斑紋、形態、姿勢或行為，使自己與周遭環境相似，因而降低被掠食者發現或被獵物辨識的機率。海洋生物常見方式包括與海床顏色相近、斑駁體色融入礁體，以及模仿海藻或其他物體的外形。