110 公務人員升官等薦任 水產技術 海洋生態學 考古題詳解

核心觀念

本題考查大洋區海水溶氧（dissolved oxygen, DO）隨深度的典型垂直分布，以及控制各深度溶氧變化的物理、化學與生物因素。典型大洋溶氧剖面可分為：

1. 表層混合層：溶氧通常較高，並與大氣交換。
2. 溶氧極小層（oxygen minimum zone, OMZ）：中層溶氧下降，形成低值帶。
3. 深層及底層：溶氧常再度增加，深海水團的溶氧含量受形成時的通氣狀況及後續呼吸作用影響。

這是概略的典型剖面；實際曲線會隨海域、季節、水團與生產力而異。

解題方法與示意圖

以深度為縱軸、溶氧濃度為橫軸，畫出表層高、中層降低、深層回升的典型曲線。縱軸深度向下增加，並標示表層混合層、溶氧極小層與深層水。

深度
 0 m ┌──────────────────────────────
 │表層混合層
 │ ● 表層溶氧較高
 │ ／
 │ ／
 │ ／
 │ ／
 │ ● 溶氧極小層
 │ ＼ （中層低值）
 │ ＼
 │ ＼
 │ ● 深層溶氧回升
 │
 └──────────────────────────────→ 溶氧濃度

圖形的關鍵是溶氧濃度沿深度先降低、在中層達到低值，再於深層回升。圖中曲線只表達典型趨勢，不代表所有海洋的溶氧極小層深度或濃度都相同。

各深度曲線變化原因

一、表層溶氧較高

表層海水直接接觸大氣，氧氣可藉由氣體交換溶入海水；風浪與表層混合也能促進氧氣傳輸。表層另有浮游植物進行光合作用，產生氧氣，因此一般具有較高溶氧。

表層溶氧仍受溫度與鹽度影響：溫度、鹽度升高通常會降低氧氣在海水中的溶解度；溫度較低的海水則能容納較多氧氣。

核心觀念

海洋生物多樣性是海洋生物在不同層次上的多樣程度，通常包括：

1. 遺傳多樣性：同一物種不同族群或個體間的遺傳差異。
2. 物種多樣性：物種的豐富度，以及各物種相對數量的均勻度。
3. 生態系多樣性：珊瑚礁、紅樹林、海草床、河口、潮間帶及深海等棲地與生態系的多樣性。

題目所問的是影響這些多樣性的原因，作答時宜兼顧海洋環境的自然條件、物種間的生態作用，以及人為壓力；並說明這些因素如何改變棲地、族群存續、物種分布或物種組成。

解題方法

可依「環境條件—生態作用—人為壓力」三個方向分類，再為每項因素補上作用機制。如此能避免只列名詞，也能呈現因素如何影響遺傳、物種及生態系多樣性。

影響海洋生物多樣性的原因

1. 水文與物理環境

• 水溫與光照影響生物代謝、生長、繁殖及垂直分布；不同物種對溫度與光照的耐受範圍不同。
• 鹽度、壓力與水深形成環境梯度，使生物各自適應不同的海域與水層。
• 海流、潮汐、波浪與湧升流影響幼生及營養鹽輸送、物種擴散與族群間交流；洋流也可能形成地理阻隔。
• 溶氧、酸鹼值與營養鹽影響生理存活、初級生產力及食物供應。缺氧或環境條件超出物種耐受範圍，會降低其分布與族群量。

2. 棲地種類、面積與異質性

• 棲地面積大、環境結構複雜且棲地類型多，通常能提供較多食物、庇護處與繁殖場所，容納不同生態需求的物種。
• 珊瑚礁、海草床、紅樹林及河口等棲地具有不同結構與資源，能支持不同生物群聚。
• 棲地破碎化會降低族群間的移動與交配，削弱族群交流；棲地消失則直接減少可供生物生存的空間。

3. 生產力與資源供應

• 初級生產力及營養鹽供應影響基礎食物來源，進而影響食物網中各營養階層的生物量及可維持的物種數。
• 資源不足可能限制物種存續；資源增加也可能使少數優勢種大量繁殖，排擠其他物種。因此，生產力對多樣性的影響會受到環境條件與群落組成共同制約。

4. 物種交互作用與食物網

• 競爭、捕食、寄生、共生及互利作用會改變物種的存活、繁殖與相對優勢。
• 捕食者可抑制優勢種，減少其排擠其他物種的程度；競爭則可能使生態需求相近的物種無法在同一環境中共存。
• 食物網愈複雜，物種間的影響途徑也愈多；關鍵物種消失可能造成連鎖效應，改變群落組成。

核心觀念

本題考查海藻與海草的分類、形態構造、生殖方式及生態功能。兩者都能在海洋環境行光合作用，但生物分類與身體構造不同：

• **海藻（marine algae）**是藻類的統稱，包含大型海藻與微細藻類；大型海藻常見綠藻、褐藻、紅藻。藻體通常沒有真正的根、莖、葉及維管束。
• **海草（seagrass）**是適應海洋環境的被子植物，具有真正的根、地下莖、葉及維管束，能開花、授粉並形成種子。

因此，海草雖然外形常似草本植物，也常與海藻混生，卻不是藻類；海藻的固著構造也不等同於植物的根。

解題方法

以「生物分類與器官構造」作為主軸比較，再補充生殖方式與生態角色。作答時可先下定義，接著列出可直接辨認的差異，最後說明兩者在海洋生態系中的重要性。這樣能同時回答題目要求的「特徵」與「區分」，避免只描述外觀。

特徵與區分詳述

一、海藻的特徵

海藻是行光合作用的藻類。大型海藻的外觀可分成類似根的固著器、類似莖的主軸及類似葉的葉片，但這些是藻體的形態分化，並非植物學上真正的根、莖、葉；其體內也沒有被子植物的維管束。

大型海藻依主要色素及分類，可概分為：

核心觀念

最適攝食理論（optimal foraging theory）用來解釋動物如何選擇食物與覓食方式，以提高攝食所帶來的適存利益。動物並非單純追求吃得最多，而是在覓食、處理與消化食物所付出的時間或能量成本下，盡量提高淨能量收益，進而提升生存與繁殖成功。

常用的分析指標是單位時間淨能量收益率：

食性區位寬度（diet niche breadth）則描述動物利用食物種類的範圍。區位寬度較窄，表示較專一地利用少數食物；較寬則表示利用較多種類的食物。

解題方法

作答可分三步：先說明最適攝食的收益與成本權衡，再用兩種生物的食物選擇舉例，最後依食物供應量說明食性區位寬度的變化。題目最後一問的重點是「食物供應改變時，動物是否擴大或縮小食物範圍」，而不是只重述攝食效率。

生物例子

1. 海星捕食貝類：海星可遇到不同大小、不同種類的貝類。捕食者若偏好能提供較高能量、且開殼處理成本較低的獵物，便能提高單位時間的淨能量收益。對大型或處理成本較高的獵物，是否捕食則取決於所得能量是否足以補償處理時間。

核心觀念

魚類洄游是魚類在生活史中，因繁殖、覓食、生長或環境條件變化，沿一定路線進行的定向、週期性移動。本題分兩部分：先說明洄游的主要目的，再依魚群移動的水平方向分類。

解題方法

答題時先把「為什麼移動」與「往哪裡移動」分開：

1. 洄游目的以繁殖與覓食兩項作答，並各舉例說明。
2. 水平移動方向以相對於海岸線的方向區分為縱海岸洄游、橫海岸洄游、遠洋洄游，說明各類路線特徵，再各舉一種代表魚類。

洄游目的

1. 繁殖洄游：魚類移往適合產卵、受精或仔稚魚發育的場所，以提高繁殖成功率。例如鮭魚由海洋洄游至出生河川產卵；鰻魚則由河川降海至海洋產卵。
2. 覓食洄游：魚類隨食物資源的分布與季節變化移動，以取得足夠餌料。例如鯡魚會隨浮游生物等餌料的分布移動。

水平移動方向的三類