所謂萬流歸宗,指的就是陸地淡水河川的歸宿-海洋。海洋彼此互通,其生物的分布受到水溫、鹽度和壓力,以及依賴著光線強度而改變。光線強度一般因水深、緯度及季節而異可分為(一)有光區:指海面到80 m深的水域,有充足的光線供水中植物(生產者)使用;(二)微光區:由80至200 m深水域,包括大陸棚,此區只有暗淡的微光,水中植物生長不茂盛;(三)無光區:即深海底部,在大陸棚以下至1000 m稱大陸坡,從大陸坡至深海海底稱為深海底,此區少有植物生長,動物分布亦很稀少,食物多來自上層生物的殘骸和有機物的下沉。
海表面由於熱能之獲得與失去之淨量,在不同海面之蒸發降水之量也不同,因而造成鹽度之變化,此溫度與監度之分布差異會造成溫鹽環流(Thermohaline circuiation),而形成在不同氣候地區的水塊(Water type)特性;海洋中水(Water mass)指有相同範圍的水溫及鹽度的水塊;海面上因風產生海水面的波動,其大小從幾公分至30m高者為波浪(Wave);在大洋因地球主要風帶的不斷吹襲下,產生終年沿者一定方向流動的洋流(Current);沿岸湧昇流(Coastal upwelling)指在海岸有適當的離岸風,使表層海水向外海搬運,深層海水為補償表層所流失的海水而上昇。另在開闊大洋中,由風或洋流之流動使海水產生發散,使較深層海水上升,以補償表層海水之流失,而形成湧昇流出現。
(一)海洋環境
海洋依離岸距離和水深,通常可分為近海區(淺海區)和遠洋區(大洋區)。沿岸區為水深在200 m以內的水域,因為受到潮汐和波浪的影響,所以溫度、鹽度等環境因子變化劇烈,相對影響生物的生存與分布。遠洋區為水深超過200 m以上的海域,不易有潮汐變化,因此環境因子相當穩定。
海底領域可分為大陸棚、大陸坡、大陸隆起、海底平原、中洋脊及海溝等。大陸棚為近海區的底部(不含潮間帶),水深不超過200 m;大陸斜坡為大陸棚向下沿伸,坡度突然下降;大陸斜坡邊緣,坡度減緩,稱為大陸隆起;深海平原則為遠洋區海洋底部平坦覆蓋沈積物之處(圖2-7);中洋脊為大洋中連續延伸的海底山脈;某些海底平原有深而窄的海溝切割。
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圖2-7 (引自高雄中學基礎生物講義) |
(二)潮間帶(Intertidal zone)
潮間帶(Intertidal zone)指位於最高潮線與最低潮線之間的海岸地帶,並隨著海岸地形坡度及地區之不同,其面積縱深從數公尺至數百公尺。主要特徵是定期升降的潮汐和持續不斷的海浪,水溫及鹽度變化劇烈,水中氧氣、二氧化碳和礦物質豐富,且陽光充足。
岩礁、砂或泥的底質決定著不同生物群聚的結構類型,由於惡劣的環境使然,潮間帶生物(圖2-8)必需有抵抗乾旱和機械性(海浪)衝擊與調適日夜溫差的能力與抵抗、以及特殊的呼吸、攝食、滲透壓平衡和生殖的適應方式。生產者主要為石蓴、紫菜等含膠狀物質(如瓊脂)的藻類;體扁平柔軟可隨海浪漂浮,不易折斷;基部具附著器,避免海浪衝擊而流失。牡礪、貽貝等雙殼貝緊閉雙殼,以保持水份。
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圖2-8 潮間帶生物(翁韶蓮拍攝) |
(三)大陸棚(Continental shelf)
大陸棚(Continental shelf)位於低潮線以下,水深200 m以內,充足光線,不受潮汐昇降和曝露於空氣的影響,海浪作用的影響也少。來自陸地的大量養分,生產者豐富,除浮游植物外,有著生的大型藻類,如昆布等。許多遠洋區生物的幼體需均在此區成長,故生物相豐富,有軟體動物、節肢動物、海綿動物、腔腸動物、棘皮動物和魚類以及鯨豚類等動物。
(四)遠洋區(Open ocean)
所有海底以上有廣大海域和無限的深淵處統稱為大洋區或遠洋區(Open ocean),又分為沿海和遠洋兩區沿海區,有豐富的光源和茂盛的海洋生物棲息,是海洋中生產力最為富庶的地方。遠洋區包括上述光的三種分區,深度至200 m,即為有光區與無光區的分界線,也是大陸棚的最下限。
透光區主要生產者為浮游植物,以矽藻為主;消費者為浮游動物(原生動物、小型甲殼類等)、烏賊、各種魚類,及大型動物(如旗魚、鯊魚、鯨豚等);深海區光線無法到達,壓力大,溫度低,食物來自上層生物遺體碎屑和廢物。為適應此區的特性,一般深海生物特色有:1.具有發光特色:如天竺鯛在魚腹內有發光器,一些烏賊和介形類可在受威脅時噴出發光物質的煙霧。在此的無脊椎動物多為紫色,因為大多生物發光為藍色或綠色,而紅色在此照射下最不明顯。2.具有大嘴:深海魚類的嘴都很大,因為難得有屍體由大洋上層沉下,必須能一口吞下,因此就演化出下頜可突出,甚至可吞下比自身大的食物;長期演化結果,深海中的蝦蟹體常呈白色、眼退化深海的生物都是掠食者,餌食種類不拘,只要大小適中都可以,有時還會同類相殘。3.成熟比較晚:深海魚成熟晚,胚胎發育慢,多半一生只生殖一次。
(五)臺灣的海洋環境
臺灣位在太平洋海盆地西側,主要由本島、蘭嶼、綠島、琉球嶼、龜山島及澎湖群島等共同組成,一共有88個島嶼,其所處的東海及南海的大陸棚是全球最大的陸棚水域之一,東部外海又有黑潮暖流通過。因此臺灣附近海域的海洋生物資源十分豐富,有許多形成良好漁場的條件,其中水產資源超過2,000種以上。
臺灣海岸線長達1,300km(圖2-9A),按其地形和地理位置通常可分為泥岸、沙岸、岩岸和礁岸。泥岸分布於臺灣的西南沿海,包括彰化、雲林、嘉義、臺南等濱海地區,由細泥組成,富有機質,提供生物良好的食物來源,為養殖良好的場所。常見文蛤、牡礪等貝類,沙蠶、蟹等動物,以及前來覓食的鷸、鴴等遷移水鳥。
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圖2-9(A)臺灣綿長的海岸線及(B)東北角海岸不當開發-九孔池(翁韶蓮拍攝) |
礁岸主要由珊瑚及其石灰質骨骼堆積而成(圖2-10B)。珊瑚是由水螅蟲個體以聚沙成塔的方式形成的群體生物(圖2-11),可分成1.具有造礁能力的石珊瑚,因會分泌石灰質的骨架,經年累積就形成珊瑚礁。2.軟珊瑚,因不會分泌石灰質,沒有造礁能力,其身體是藉骨針以維持韌度和柔軟度。珊瑚適合生長於水溫23-28℃、鹽度25-40 ppt之間,水深在20 m以內,陽光充足和水質潔淨的環境,另有暖流的水域較易有珊瑚出現。
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圖 2-11 台灣常見的四種珊瑚 (A) 片形繩紋珊瑚、(B) 束形真葉珊瑚、(C) 圓管星珊瑚及(D) 萼柱珊瑚 (樊同雲拍攝) |
藻類可和部份種類的珊瑚共生,有些藻類則可附著於珊瑚礁上。珊瑚礁有許多洞穴和縫隙,適合各種生物棲息。除了常見螺貝蝦蟹外,還有海參、海星、陽燧足等棘皮動物,海葵、水母等腔腸動物,另有許多色彩鮮豔的熱帶魚。珊瑚礁生態系是地球上最美麗、生物種類最複雜、生物數量最龐大的生態系之一。珊瑚會不斷吸收二氧化碳,合成碳酸鈣骨骼,對於減低溫室效應有一定的幫助。
此外,臺灣西南部及東部水域都有深海區,也包括所謂的海底峽谷(海溝)在內,水深常超過200 m,但因過去少有學者專家投入研究,故相關資料不多。
(六)人類與海洋
海洋占地表面積71%,向有萬物之母的稱呼,其中蘊藏有許多豐富的礦產,且全球約有80%的動物生活在其中;海洋可提供人類 1.海洋食品(魚、蝦、海帶等);2.海鹽;3.礦物資源(如鈾、銀、金、銅等),另包括:1.調節氣候(吸收二氧化碳);2.蒸發水分有利降雨;3.提供能源(潮汐能可以利用來發電)等功能。
聯合國於1970年對海洋污染所下的定義為:人類直接或間接地把物質或能量引入海洋環境(包括河口),因而造成影響損害海洋生物資源、危害人類健康、妨礙捕魚等海洋活動、破壞海水的正常使用和降低海洋環境優美程度等有害影響。目前,海洋污染主要有石油污染、赤潮、有毒物質累積、塑膠污染和核污染等幾個方面。
人類對海洋水產資源的過度捕撈利用,已使全球200種最有價值的魚類中,有25-27%是未開發或適當開發,47-50%為完全開發,15-18%為過度開發,和9-10%為耗盡或在恢復中。更可悲的是,由於許多人類都是不加選擇地進行捕撈,捕到體型過小的魚類就拋回到大海。
海洋不但調節氣候、維持動植物生命和涵容污物,也為人類提供蛋白質、能源、航運便利、就業機會與活動空間。然而,海洋資源與環境卻一直甚少得到尊重與保護,遂使海域資源日漸匱乏枯竭,環境品質更日益惡化。各種海水污染、海域開發(例如東北角海岸開挖九孔池,圖2-9B)及觀光活動,在在改變海洋生態系的原貌,例如核能三廠高溫廢水的出水口珊瑚白化現象以及2001年希臘籍貨輪阿瑪斯號在鵝鸞鼻外海擱淺漏油污染龍坑生態保護區事件等。因此,海洋環境的保護及其資源的永續管理,是今日世界各沿海國家共同的「重責大任」,也是向來標榜「海洋立國」的臺灣政府不可逃避的責任。