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海洋生物地球化學

有鑑於全球變遷衍生諸如氣候變遷、海洋酸化、海洋污染等危機,欲瞭解全球變遷對海洋生地化環境及生態系統的衝擊,從而提出因應與調適策略,將著重於建立海洋生物地球化學實驗室基礎設施與各項分析技術,並在海上進行長期且密集觀測設施的設置與連續資料收集,譬如回復並延續在南海時間序列測站(SEATS)的錨碇沉降顆粒收集器佈放與回收,以及逐步建立近岸海洋生物生態長期觀測網。

海洋生地化關鍵實驗室

  • 提供海洋生地化核心儀器及實驗場所,進行各類生地化分析實驗,並開設儀器講習課程、教育訓練推廣分析技術。
  • 建構維運之核心設施與關鍵技術,包括水文化學(鹽度、溶氧、懸浮顆粒濃度、營養鹽) 、碳氮化學(顆粒態有(無)機碳、顆粒態有機氮、總碳) 、生物(型態、葉綠素、DNA、RNA、蛋白質、生物遺傳標誌篩選)及沉積物分析等項目。

    關鍵技術

  • 錨碇沉積物收集器佈放及回收
  • 顆粒態碳氮化學分析
  • 營養鹽分析
  • 魚類辨識
  • 定量PCR分析
  • 生物遺傳標誌篩選
  • 粒線體遺傳分子選殖
  • 蛋白質西方墨點

    探測儀器設施

  • 錨碇沉降顆粒收集器
  • 攜帶式多參數溫鹽深儀
  • 表水溫鹽儀
  • 水質探針
  • 錨碇二氧化碳即時監測系統

    實驗室儀器設施

  • 解剖及螢光顯微鏡
  • 螢光及分光光度計
  • 營養鹽自動分析系統
  • 精準鹽度儀
  • 總有機碳分析儀
  • 元素分析儀
  • 流式顆粒影像分析儀
  • 氣相層析儀
  • 液態閃爍計數器
  • 總鹼度分析儀
  • 總溶解態無機碳分析儀
  • 超微量分光光度計
  • 定量即時PCR
  • 冷光螢光照膠系統

實驗室儀器設施

錨碇沉降顆粒收集器平台

沉降顆粒收集器串列示意圖
  • 沉降顆粒收集器採集的樣本是水體中的沉降顆粒,可連續收集樣本數天到數月、甚至超過一年,自海面沉降至深海的顆粒通量及成分,受海表面及沉降途徑中的生物活動、海洋物理、海洋化學及海洋地質環境變化影響,因此可供科學家進行氣候變遷與人類活動對海洋生態環境及生物泵(碳氮循環)之時序影響的研究。現階段學研界使用沉降顆粒收集器的樣品來量測之通量主要如下:顆粒質量通量、有(無)機碳、顆粒氮、蛋白石、鋁、磷、微量金屬、氮同位素、碳同位素、有孔蟲、放射性核種、有機污染物等。

  • 南海時間序列測站(South East Asia Time-Series Station, SEATS)為全球海洋通量觀測網(U.S. Joint Global Ocean Flux Study (JGOFS))的成員,台灣在2003-2009年間曾經在此以沉降顆粒收集器進行時間序列觀測,以了解環境因子及水文變化對海洋環境的季節影響,成為海洋生物地球化學重要的工作之一。本中心於2013年9月於SEATS重新建置並恢復錨碇沉降顆粒收集器平台的運作。

  • 錨碇沉降顆粒收集器平台的運作主要是在南海北部的SEATS測站長期進行深海錨碇沉降顆粒收集器串列之佈放與回收工作,每個串列在2,000及3,500公尺處放置一個沉降顆粒收集器及流速儀,以8天一瓶、每個深度總共24瓶的方式連續收集樣本。回收樣本由中心進行分樣及顆粒質量通量、顆粒有(無)機碳及顆粒氮的分析工作,同時開放學研界樣本申請。

沉降顆粒收集器


    大型錨碇沉降顆粒收集器

    大型錨碇沉降顆粒收集器
    (Technicap Sediment Trap PPS 5/2)

  • Collection area = 1 sqm
  • Operation depth: 6000 m
  • Dimension (mm): 2300 (height), 1330 (diameter max)
  • Weight (kg): 110 (air), 45 (water)
    小型錨碇沉降顆粒收集器

    小型錨碇沉降顆粒收集器
    (Technicap Sediment Trap PPS 4/3)

  • Collection area: 0.05 sqm
  • Operation depth: 5000 m (6000 m on request)
  • Dimension (mm): 1310 (height), 490 (diameter max)
  • Weight (kg): 32 (air), 14 (water)

以海研五號及海研三號進行沉降顆粒收集器回收及佈放作業

近岸海洋生物生態長期觀測網

「生物多樣性公約」於1993年12月正式生效,保育生物多樣性及永續利用逐漸成為全球人類共同之概念。此生物多樣性保育包含物種多樣性、基因多樣性及生態多樣性。於生物多樣性高的熱點 (hotspots) 設立保護區的方式,被認為是保護陸地生物多樣之最有效率策略 (Meyers et al., 2000),Roberts et al. (2002) 則將此保護策略推展至海洋生物之保育。故計畫長期蒐集台灣周遭海洋生態背景資料,希望對長久以來台灣的海洋生態環境基礎資料不足的問題有所助益。主要著眼點在於沿海棲地底質及生物多樣性調查,整合環境參數及生物棲地基礎資料以提供海洋生地化相關領域的研究基礎。

    小琉球附近海域之珊瑚礁長期觀測平台

  • 在乾濕季搭船在高屏溪口至小琉球附近海域以CTD及水樣分析監測透光層(0-150 m) 水質
  • 在小琉球的東方 (龍蝦洞)、南方 (厚石裙礁)、西方 (杉板灣) 和北方 (美人洞) 等四個地點設置長期性固定調查測站來監測近岸的海洋環境與生物
  • 採用國際珊瑚礁總體檢(Reef Check)的標準方法,在各測站10 m及20 m水深設立2條50公尺長的調查線,沿線每隔25公分為1個觀測點共計200點,記錄底質資料、珊瑚礁指標生物的數量及所受的污染及破壞

  • 小琉球海域採樣點

    海洋生物多樣性之生物及遺傳多樣性調查

  • 建立潮間帶甲殼類十足目、等足目及蝦虎魚類之生物遺傳標誌基因庫之技術(生命條碼(Barcode of Life)及其他遺傳標誌)
  • 探討海洋生物族群遺傳多樣性、基因交流、族群擴散、生物地理分析、環境變遷之生理特徵變化及對族群遺傳結構變動之影響




  • 定量PCR操作技術的基因定量反應曲線及cDNA濃度序列稀釋標準曲線圖