海洋生态与生物

海洋生態與生物盧胡彬講授海洋生態系•生物的形態、習性和顏色隨深度而變化是很明顯的。所以，每一水層中的生物有共同的特性。•在表層的水域中，有食肉的藍色甲殼綱動物、透明的軟體動物和管水母。•往下是弱光層，顏色發紅和發黑的動物取代了透明的無脊椎動物。•再往下，是漆黑的深海區，它的光線來自底棲魚類如魷魚、鮟鱇、燈籠魚的發光器官。•生活在海底上的生物也是隨深度變化而變化，從大陸棚到大陸坡直到深海底。在泥質海底以掘穴動物為主，而在深海軟泥海底則以魚、甲殼綱動物和海參為主。對於那些從海水中吸吮懸浮物質為生的魚類來說，其數量與深度成反比﹔而對於那些從海底沉積物中覓食為生的魚來說，則能生活在很深的海底。海中的食物鏈•由於海洋環境要比陸地上復雜得多，因此，一般的海洋生物要比陸地生物的繁殖力強，它們的求偶方式、繁殖、生殖方式，都非常巧妙。即使是這樣，在眾多的海洋生物群落中，也只有少數強壯的在適應了其生存環境之後才存活下來。•大家都聽說過「大魚吃小魚、小魚吃小蝦」吧！在海洋生物群落中，從植物、細菌或有機物開始，經食植性動物至各級食肉性動物，依次形成攝食者的營養關係，這種營養關系被稱為食物鏈，亦稱為“營養鏈”。•食物鏈的結構有些像金字塔，底座很大，每上一級都縮小很多。•第一級是由數量驚人的植物性浮游生物構成的，是食物鏈金字塔的最基礎部分，通過光合作用生產出碳水化合物和氧氣，是海洋生物生長的物質基礎。•食物鏈的第二級是動物性浮游生物，它們以植物性浮游生物為食。•第三是攝食動物性浮游生物的海洋動物﹔四級則是海洋中的食肉類動物如旗魚、鯊魚等，它們處在金字塔的最高層。台灣的海洋生態•台灣由於得天獨厚的地理位置（東經一二○度到一二二度，北緯二二度到二五度）北迴歸線通過花蓮及嘉義，位處亞熱帶，日照充足，不論陸上或海域動植物，生長季節長。•台灣位於全世界最大的歐亞陸塊和最大洋太平洋交接觸地帶，造就台灣的季風氣候─冬季東北季風、夏季西南季風盛行形成湧浪，使深層水中營養鹽引攪拌，混合上升至表水層。•台灣位於菲律賓海洋板塊和歐亞板塊擠壓、隱沒處，形成台灣東部海域為複雜的海底地形，加上溫度高、鹽分高的黑潮（世界最重要的海流之一）緊貼台灣東部往北流（造成陸域潮溼溫暖加上日照形成高基礎生產力），海流能量驚人的大自然營力，除了是重要攜帶輸送海洋浮游生物的通道，也是提供其它生物食物來源，更由於受海底地形及東海大陸棚邊緣影響，在宜蘭海域、台灣東北海域，沿二百米等深線一直到釣魚台列島一帶形成湧升流現象，使浮流生物密度奇高，形成重要漁場。造成台灣海洋生態活潑。•台灣海域終年光照充足（7000～15000Lux），溫度適中（年均溫20℃），外有強海流，近岸岬灣內則潮汐海流平緩穩定，波浪、湧浪複雜，水中溶氧充足，外海水質佳，北方魚會下來過冬，南方魚則上來避暑，魚種眾多，陸地營養鹽、有機質沖刷旺盛，沿海及湧升流區營養鹽充足，基礎生產力高，浮游生物密度高，生態因子優良，因此台灣海域生物畸異度高、生物量大，擁有世界級活潑的海洋生態。•台灣海域終年光照充足（7000～15000Lux），溫度適中（年均溫20℃），外有強海流，近岸岬灣內則潮汐海流平緩穩定，波浪、湧浪複雜，水中溶氧充足，外海水質佳，北方魚會下來過冬，南方魚則上來避暑，魚種眾多，陸地營養鹽、有機質沖刷旺盛，沿海及湧升流區營養鹽充足，基礎生產力高，浮游生物密度高，生態因子優良，因此台灣海域生物畸異度高、生物量大，擁有世界級活潑的海洋生態。•台灣海洋生態的特色：每單位面積生物種名列世界前矛，台灣島佔地球面積不到萬分之一，現生海洋生物種達全世界十分之一包括已記錄大型海洋生物如魚類1500種海藻600、珊瑚250，軟體動物如貝類2500、甲殼類600、棘皮動物150以上……。•全世界四十四萬公里海岸線，台灣海岸長一千多公里佔四百分之一，但若以浮游動物生產力每日每平方米產生二五○毫克碳以上的主要捕魚場海域而言，台灣佔百分之一（世界一半海岸是懸崖峭壁或長年累積冰雪）也就是說台灣海域都是最高生產力能涵養漁源形成漁場的好海域。•台灣四面環海，海岸線長達1,600餘公里，小島70餘處。西部海岸為緩和平坦陸棚，且有大陸南向沿岸寒流、北向之黑潮支流及季風飄送交匯，基礎生產力豐富，為魚貝介類良好之繁殖棲息場所，底棲、上中層洄游性魚類及貝介類均甚豐富，形成良好漁場。東部海岸陡峻水深且地處寒暖流交會之衝，為大洋性洄游性魚類必經之通路，資源豐富。同時台灣地理位置適中，往返世界各大漁場均甚方便，使台灣具備發展海洋漁業之優良天然環境條件。•台灣的竹圍是地球上紅樹林（水筆仔純林）分佈的最北界，蘭嶼也是海蛇分佈最北界，台灣恆春半島南端也是地球上珊瑚礁分佈的北方次極限（再高緯度祇剩稀疏的耐寒珊瑚群眾）沖繩沾台灣洋流高溫的光成為真正最北界，而中國、香港、美國西岸並沒有珊瑚。•台灣島最北端是由大屯錐狀火山熔岩流與海相接觸的富貴角、麟山鼻、石門等地形成岬角海岸，為海洋生物提供異常堅硬的安山岩底質。北部海岸北端東北側方向迎接強悍（十月至三月）東北季風，經常巨浪滔天，形成火山腳下的海蝕地形，跳石海岸巨礫灘是一特色，西南海岸則因背風形成沙岸。又近淡水河口，東海陸棚區生態活潑。•台灣島最南端墾丁一帶則是生物造陸的隆起珊瑚礁海岸，海域裡密布現在珊瑚，有生物歧異度最高的珊瑚礁生態系。•濕地是指水域與陸域之間的交會地帶，經常或間歇地被潮汐、洪水淹沒的土地，涵括了我們所熟知的鹽水及淡水沼澤、草澤、林澤、河口、水塘、低窪積水區和潮汐灘地等。濕地是提供野生生物和魚類棲息地、調節洪水、淨化水質，生產天然物，以及作為休閒和自然教學都好地方。濕地孕育了許許多多的動植物，不但有水生植物和昆蟲，還有魚、蝦、貝類，以及到此覓食的哺乳類和鳥類等，尤其是許多稀有和瀕臨絕種的動物多依靠濕地所供給的食物而生存，而多數的魚、蝦也成為人類的重要食物來源。•濕地能吸收和儲存洪水、調節水位，即使洪水太大無法全部容納，生長在濕地的樹木和草叢也會阻緩洪水的速度，減少災害。只可惜台灣的濕地被大量開發，少了一層防洪的屏障，只要一有颱風或暴風雨，就很容易造河水氾濫或海水倒灌。•台灣從濱海生物種類特多，沿海、近海、外洋生態系因各式環境生態因子特殊獨特，造成台灣特有海岸生態特色。海藻、海草與浮游動物•海藻和海草是海中的生產者，它們不但提供生物大量的食物來源，也是氧氣的製造者，而且當它們長成一大片時也是許多魚類孵育仔魚及棲息的處所。海草則是一種已經適應了海洋環境的維管束植物，和海藻最大的不同是它會開花、結果，並以匍匐莖向外蔓延。海藻沒有真正的根、莖、葉，有的也只是形狀類似莖葉的特化細胞而已。•海藻在過去的生物分類中，只有三界，即動物界、植物界及菌類界，這些海藻因為有細胞壁及葉綠素可以行光合作用而歸在植物界中。但目前在生物分類上，已改分為五界，其中包括：原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界及動物界，而海藻則因無維管束組織而抽離植物界，改為橫跨原核生物界及原生生物界兩界，其中藍藻在原核生物界，綠藻、紅藻及褐藻則改在原生生物界。•海藻像陸上的植物一樣，沒有陽光就不能生存。海藻在它的生命過程中，從海水中吸收養料，在太陽光的照射下，通過光合作用，合成碳水化合物，可再轉化合成蛋白質、脂質及核苷酸等物質，以滿足海洋植物生活的需要。光合作用必須有陽光，陽光只能透人海水表層，這使得海藻僅能生活在淺海中或大洋的表層。•藻類主要分為兩大類型，一類為浮游性藻類(微細藻)，另一類為固著性大型藻類，此類一般俗稱海藻。大型的海藻沒有真正的根、莖、葉，有的也只是形狀類似莖葉的特化細胞而已，但可長至幾十米甚至幾百米長，它們柔軟身體的基部有固著器緊貼海底，被波浪衝擊得前後搖擺，但卻不易被折斷。海草的經濟價值很高，像我國淺海中的海帶、紫菜和石花菜，都是很好的食品，有的還可以提煉碘、溴、氯化鉀等工業原料和醫藥原料。•為了區分方便，目前一般將漂浮水中的微細藻類統稱為「植物性浮游生物」或「浮游性藻類」，而在海邊肉眼可見的大型海藻則稱為「海藻」，包括藍藻、綠藻、褐藻及紅藻四大類群。•海洋魚類及各種海洋動物都是以飄浮在海水中的微小的藻類和動物--浮游生物為食物的，就像我們人類是以農業生產的糧食和畜牧業生產的家畜為食物一樣。海洋浮游生物是海洋生物的重要組成部分，它們數量龐大、種類繁多，可以分為海洋浮游動物和海洋浮游植物。它們能夠隨著波浪和海流一起移動。大多數的浮游動物體型變化很大，小的不足一公釐，如有孔蟲，大的則好幾公分，如水母。正是由於它們的存在，其他生物才能夠生存，它們是海洋食物鏈中重要的一環。•海草可不是一般的草，它生長在海洋邊緣部分一個相當狹窄的地帶，海草場是熱帶水域重要的潮下帶生產者，成為許多經濟魚類和無脊椎動物的天然漁礁。海草是一類生活在溫帶海域沿岸淺水中的單子葉草本植物。海草有發育良好的根狀莖，葉片柔軟、呈帶狀，花生於葉叢的基部，花蕊高出花瓣，所有這些都是為了適應水生生活環境。•海草根系發達，有利於抵禦風浪對近岸底質的侵蝕，對海洋底棲生物具有保護作用。同時，通過光合作用，它能吸收二氧化碳，釋放氧氣溶於水體，對溶解氧起到補充作用，改善漁業環境。海草常在沿海潮下帶形成廣大的海草場，海草場是高生產力區。這裏的腐殖質特別多，是幼蝦、稚魚良好的生長場所，同時也有利於海鳥的棲息。它能為魚、蝦、蟹等海洋生物提供良好的棲息地和隱蔽保護場所，海草床中生活著豐富的浮游生物，個別種類海草還是瀕危保護動物儒艮的食物。海草場保護生物群落的作用不可忽視。海洋無脊椎動物•海綿動物是多細胞動物當中結構最簡單、形態最原始的一類，早在寒武紀以前就已經出現並一直繁衍到了現代。海綿動物由單細胞動物演化而來，它們的細胞已經分化了，但是還沒有形成組織和器官。海綿動物有單體的，也有群體的，外形多種多樣，其中單體海綿有高腳杯形、瓶形、球形和圓柱形等形狀。海綿動物的體壁有許多孔，孔內有水道貫穿，體內有一個中央腔，其上端開口形成整個個體的出水孔。多數的海綿動物具有骨骼。骨骼分兩類，一類是針狀、刺狀的鈣質或矽質小骨骼，稱為骨針﹔另一類是有機質成分的絲狀骨骼，稱為骨絲。•刺絲胞動物在分類學上屬於低等的後生動物。珊瑚、水母、和海葵這些長相差很多的物種全屬於刺絲胞動物，因為他們身體都只有一個開口，食物和殘渣都由此進出。開口周圍都有許多觸手，長滿細小的刺絲胞會分泌毒物，有利覓食。長的像海藻的水螅是由許多水螅蟲聚成的群體。刺細胞是刺絲胞動物所特有的，它遍佈於體表，觸手上特別多，此類動物以此得名被稱作為刺絲胞動物。1.珊瑚刺絲胞動物有些會分泌外骨骼髓來堅固架構，例如，珊瑚，我們很常見到它們的骨骼，甚至因為其色澤很美而成為裝飾品。可是，在過去相當長的一段時間裡，人們一直把珊瑚看成是植物，稱它們為珊瑚樹，這是因為它們的外形太像植物了。珊瑚由整群水螅蟲聚集在一起生活，會分泌外骨骼，群體內還有共生藻來增添珊瑚的繽紛色彩。珊瑚蟲的身體呈輻射對稱，體壁具有石灰質的外骨骼。與水母和水母游走於海中不同，珊瑚營底棲生活。2.水母水母的身體呈盤狀或古鐘狀，分為傘蓋體和垂管兩部分。這種體型非常適合漂浮生活。傘蓋體上方隆起的一面稱為外傘，下方凹入的一面稱為內傘，傘緣有一圈觸手。傘管呈長管狀，位於內傘中央，其末端有口。3.海葵在海洋中，有許多一年四季盛開不敗的海菊花，它就是海葵。海葵形態繁多，有上千種，一般呈圓筒狀，體色艷麗，基部附著在岩石、貝殼、砂礫或海底。菊花似的海葵沒有骨骼，他們會吸附在物體表面或挖洞埋在泥沙裡。雖然是單體生活，卻和小丑魚、蝦、蟹等形成密切的共生關係。海葵上端是圓形的盤，周圍有幾條到上千條菊瓣似的觸手，它們在水中隨波搖曳，一張一合，如花似錦。生活在礁盤的大海葵，有天藍色、紅色、黃色或白色的觸手，組成鮮艷的花叢，遊魚和小蝦爭相嬉戲於花叢之中，一旦被其觸手中的刺細胞刺中，便被麻痺，最後被觸手卷入口中，成為其美食。獨有那色彩鮮艷的小丑魚才可與其共棲，互利互惠。有些生物學家認為，海葵的壽命長達300年，所以這海菊花可長開300年而不謝，這是陸生菊花無法相比的。•已知現生的環節動物約有1100種，常見的種類如蚯蚓、水蛭、沙蠶等。環節動物分佈