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國研院海洋中心長期觀測海洋 揪出影響浮游生物豐度的元凶

國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心(海洋中心)自2013年起,在南海北部水深2,000公尺及3,500公尺處,長期收集沉降顆粒進行分析,並於20183月於「永續」Sustainability)國際期刊發表時間最長、收集最完整的南海沉降顆粒紀錄,發現黑潮入侵南海,會降低南海的光合作用率,沉到深海的物質也會減少,影響南海漁業以及吸收二氧化碳的能力。

工業革命後全球溫度持續升高,2016年更成為最高溫的一年,造成全球暖化的「元兇」,一般研判是大氣中累積越來越多人類排放的二氧化碳所致,全球暖化以及海水酸化,已成為當今重要議題。

 

其實,孕育無數生命的海洋是一位「減碳」專家,吸收了1/31/4人類排放到大氣中的二氧化碳,有效地減緩全球暖化。了解海洋在全球碳循環的角色,有助了解全球氣候以及海洋生態的長期變遷,但相關研究需要長期觀測數據。因此,來自20多個國家的參與者,於1987年共同成立「全球海洋通量聯合研究」(Joint Global Ocean Flux Study, JGOFS),台灣海洋學家也立即於1998年在南海北部設立測站,採集不同水層的海水並分析其化學成份如pH值、二氧化碳等,此即「東南亞時間序列研究」(South East Asia Time Series Study, SEATS)。

後因海洋資源調度調整與人員組織變革等因素,SEATS停止觀測作業,但像SEATS能有水文化學以及深海沉降顆粒長期記錄的測站,全球寥寥可數,因此國研院海洋中心自2013年起承接並維持SEATS作業至今,於2,000公尺以及3,500公尺水層深處長期收集沉降顆粒並進行相關分析。

 

國研院海洋中心所做的長期紀錄顯示,南海的浮游植物冬天長得最多,夏天則最少。這是因為冬天表水比較冷風也比較大,因此把比較深層、營養鹽比較高的海水混進接近海洋表面的透光層陽光能到達/能進行光合作用的水層,滋養了浮游植物的成長。浮游植物多了,浮游動物數量也跟著這些生物死亡後便往下沉降,深海收集到的沉降顆粒就會比較多。

紀錄也顯示,有些年的冬季,表水的葉綠素濃度明顯偏低(光合作用比較旺盛,深海收集到的沉降顆粒也比較少;分析後發現,是因為貧營養鹽的黑潮流進南海,降低了浮游生物的生長數量這也連帶降低了海洋吸收二氧化碳的能力,以及滋養食物鏈上層的生物如魚類的能力,而對漁業造成負面影響。

 

SEATS測站是因JGOFS而衍生的八大海洋長期觀測研之一,也是全球少數超過20年的長期觀測站,印證台灣海洋界的眼光,以及在研究上的國競爭力。SEATS成立的初衷在於了解海洋碳循環以及相關影響因子,而後來衍生之科學議題及貢獻則遠大於此。未來國研院海洋中心與學界攜手合作,持續營運SEATS測站以助了解海洋、人為活動氣候變遷之相互關係。