水肺潛水與台灣珊瑚礁研究－Oasis

https://www.facebook.com/notes/10203135437185261/

戴昌鳳老師FB

水肺潛水與台灣珊瑚礁研究

2015年6月3日 9:29

水肺潛水與台灣珊瑚礁研究

一、前言

珊瑚礁分布在熱帶至亞熱帶淺海，代表海洋生物多樣性最高、色彩最豐富、景觀最壯麗的生態系，當然也是潛水者喜歡造訪的環境，因此珊瑚礁向來是潛水活動的焦點，而水肺潛水對於珊瑚礁生態研究的推展更扮演關鍵的推手。

在1950年代，當水肺潛水活動開始普及化時，就被應用於珊瑚礁生態研究。最著名的當屬現代珊瑚礁生態學的祖師－葛羅博士(Dr. Thomas F. Goreau)。葛羅的一生頗為傳奇，他在大學時就對海洋生物及潛水活動很有興趣，他原本是賓州大學醫學院的高材生，1951年他至牙買加的西印度大學醫學院演講時，在該地的珊瑚礁潛水，就對珊瑚礁的豐富生物和美麗景色非常著迷。回去之後，毅然決然放棄醫學院的學業，跟隨耶魯大學的生態學大師哈金森教授(G. E. Hutchinson)攻讀博士學位，並以牙買加發現灣(Discovery Bay)的珊瑚礁生態為研究主題(Böhm, 1971)。葛羅博士是首位使用水肺潛水裝備從事珊瑚礁生態研究的生態學者，他在加勒比海、大堡礁、紅海、夏威夷、帛琉等地，都做過珊瑚礁生態研究，他對造礁珊瑚及珊瑚藻的鈣化生理、珊瑚礁地形成因、珊瑚殺手－棘冠海星、珊瑚共生生物等，都有開創性的研究成果和見解。為了建立研究基地以推展珊瑚礁研究，他更積極募款，在牙買加的發現灣規劃建立發現灣海洋實驗站(Discovery Bay Marine Lab)，但很可惜的是，他於1970年該實驗站成立後不久，就因癌症而英年早逝；然而，他所培育的學生甚多(如Jeremy Jackson, Richard Dodge, Judith Lang, Yossi Loya)，國際之間受他影響而投入珊瑚礁研究的學者更眾，這些人成為往後數十年推動全球珊瑚礁研究蓬勃發展的生力軍。

自1970年代以後，水肺潛水已被世界各國海洋學者廣泛應用於海洋生態研究，其中的首要重點就是珊瑚礁，包括珊瑚、魚類、甲殼類、海藻及其他各類珊瑚礁生物，都有許多重要的研究成果，研究主題主要是生態學、形態學、分類學和行為學等；此外，使用水肺潛水裝備採集樣本，並於實驗室中做實驗或分析的研究則更普遍。因此，水肺潛水對於二十世紀中葉以後的珊瑚礁及海洋生態研究發展，都扮演關鍵角色。

二、水肺潛水與台灣珊瑚礁生態研究

水肺潛水應用於台灣海域珊瑚礁生態研究，比先進國家約晚了二十年才起步，這與台灣的海洋科學研究較晚發展有關。回顧整個發展過程，大致上可分為下列三個階段。

(一) 初期 (1970~80年)

臺灣四面環海，擁有多樣的海洋環境和廣大的珊瑚礁區，海洋也蘊藏豐富資源，但是在國民政府播遷來台之初，根本無力推展海洋科學研究，直到1968年，在美國科技顧問的建議和科學發展指導委員會的推動之下，才於國立臺灣大學成立海洋研究所，為我國首次成立的海洋科研機構，擔負起推展海洋科學研究和培育人才的使命。臺大海洋所成立初期，就著手規劃國際合作研究；1971年9月間，夏威夷大學和關島大學的美國海洋生物學者Dr. Robert S. Jones, Richard H. Randall和Harry T. Kami與臺大地質系鄭穎敏教授及麥兆文等人組成合作研究小組，完成了恆春半島海域的海洋生物調查，並且發表了調查報告 (Jones et al. 1972)，成為臺灣大學海洋研究所專刊第一號，也是台灣首次使用水肺潛水於珊瑚礁生態調查的報告。在此報告中，他們詳細描繪了恆春半島的珊瑚礁地形和生物相，並且對不同區域的珊瑚礁和生物相加以比較。他們共採集了340件珊瑚標本，鑑定出173種石珊瑚，分屬於52科；其中有121種為墾丁海域新紀錄種，91種為台灣新紀錄種。在魚類方面，他們共採集到456件標本，共鑑定出210種魚類，分屬於47科107屬，其中有148種為墾丁海域新紀錄種，83種為台灣新紀錄種。這樣的成果可謂非常豐碩，由於首次使用潛水裝備進行臺灣海域的海洋生物調查，當然會有許多新發現。在此調查報告中，他們特別針對珊瑚殺手－棘冠海星(Acanthasterplanci)的分布和數量進行定點調查；在白沙海域，面積共150平方公尺的珊瑚礁區，發現43隻棘冠海星，族群密度相當高，是迄今在墾丁海域所記錄到的最高密度。報告中也對恆春半島珊瑚礁區海洋遊憩活動的發展提出建議，這些建議對於促成墾丁國家公園設立，以及把珊瑚礁海域納入國家公園範圍，有一定的催化作用。

在此首次珊瑚礁潛水調查過程中，雖然實際執行者都是美籍學者，但是無疑對本國海洋生物學者產生重大影響。受此激勵，國內海洋學者相繼學習水肺潛水，並應用於珊瑚礁生態研究上；首開此風氣的學者就是臺灣大學海洋研究所的楊榮宗教授及中央研究院動物研究所的張崑雄教授；二位前輩學者原來是鮪魚及鯖魚漁業資源研究專家，都體認到水肺潛水是海洋生態研究的利器，於是學習水肺潛水，並且帶領學生們從事海洋生態研究，開啟了水肺潛水應用於台灣海洋生態研究的新頁。

國內學者首次使用水肺潛水完成的珊瑚礁生態調查，是台灣大學海洋研究所楊榮宗教授團隊(包括：季光三、胡舜智、陳秀珍)在小琉球海域的沿岸魚類及底棲生物調查報告(Yang et al. 1975)。此調查是前述臺灣南部珊瑚礁生態調查的延續，都由當時的國家科學發展委員會支持，差別在於這次完全由國內學者執行。楊教授團隊於1972年9月至1975年4月之間，對小琉球海域的珊瑚礁地形、珊瑚、魚類和底棲動物等做了系統性的調查；他們發現島西方的珊瑚群聚較東方繁盛，而且以水深8~18公尺的珊瑚生長狀況最良好，共記錄了177種珊瑚，其中56種為台灣新記錄；魚類共有162種，其中112種為該島新記錄，10種為台灣新記錄。他們在調查中並未發現棘冠海星的蹤跡，但是有發現人為採集和破壞珊瑚礁的現象。

(二)快速發展期(1981~2000年)

1980年代初期開始，水肺潛水在珊瑚礁生態研究的應用快速發展，主要係因在此期間有二件重大建設－核能三廠興建(1978年)與墾丁國家公園成立(1982年)，而兩者都位於臺灣南端的恆春半島珊瑚礁海域。核能三廠在興建期間就委託臺大海洋研究所楊榮宗教授團隊執行海域環境影響評估及監測工作，珊瑚礁生態自然是重點，參與人先後有：黃哲崇、王健雄、陳秀珍、孫志陸、葉素然、戴昌鳳、鄒燦陽、張文炳等，內容包括珊瑚礁生態的各部分，如浮游動物、魚類、珊瑚、漁業等。墾丁國家公園成立之前的資源調查，海域生態部分也委託臺大海洋所楊榮宗教授團隊執行，珊瑚當然也是重點。猶記得1979年暑期，臺灣大學碩士班剛放榜時，母校臺師大生物系的楊榮祥老師就打電話來，希望我去跟隨他弟弟楊榮宗教授做研究；原先我預期要跟楊老師做鮪魚的研究，但是初次面談時，他知道我受過水肺潛水訓練(1978年謝新曦教練啟蒙)，而且兩個珊瑚礁生態計畫亟需人手，於是指定我去做此二計畫的珊瑚調查；在1979~1980年間，我以後壁湖臨海工作站為基地，完成了從後灣至貓鼻頭、鵝鑾鼻至南仁的珊瑚礁生態初步調查，蒐集的資料則做為墾丁國家公園海域分區規劃的基礎；並且，以南灣海域的珊瑚群聚生態研究為主題，完成碩士論文，也在臺灣大學海洋研究所研究報告中發表(楊、戴，1980)。此外，臺灣電力公司自1980年起規劃在臺灣東北角貢寮鄉的鹽寮灣興建核能四廠，先期的珊瑚生態調查工作委託臺大海洋所楊榮宗教授執行，楊老師也交給我去做；在1981年間，完成自龍洞鼻至三貂角的珊瑚分布及生態調查 (Yang and Dai, 1982)。其後，楊教授團隊持續執行核能三廠及核四預定廠址的珊瑚生態監測工作；但是很不幸的，楊教授於1985年5月5日在南灣執行水肺潛水調查時，因心臟病發作而與世長辭。

同一期間，中央研究院動物研究所張崑雄教授(同時是臺大海洋所合聘教授)陸續執行多項珊瑚礁海域的生態調查研究和監測計畫，包括：核能一、二廠的海域生態監測計畫、布拉哥油輪污染(1977年)生態調查、南沙海洋生態資源調查、墾丁國家公園海域生態調查及監測、人工魚礁監測計畫、海洋生物博物館選址計畫等，培育許多優秀學生從事各類珊瑚礁生物的研究，包括：邵廣昭 (魚類)、陳章波(棘皮動物)、詹榮桂(魚類行為)、宋克義(無脊椎動物)、謝蕙蓮(多毛類)、巫文隆(貝類)、鄭明修(甲殼類)、陳孟仙(魚類)、夏復國、陳仲吉、趙世民...等，這些學者相繼在國外或國內大學深造，獲得博士學位，在各研究機構或大學任教，帶領更多學生投入海洋生物研究，使得珊瑚礁及海洋生態研究更為蓬勃發展。尤其，張教授在擔任國立中山大學文理學院院長、設立海洋生物研究所之時，將水肺潛水列為必修課程，規定在入學時，所有學生都必須接受水肺潛水訓練，通過考試、取得初階潛水員證照。這項規定更加推廣水肺潛水在海洋生態研究上的應用，影響非常深遠。

1990年代，水肺潛水在珊瑚生態研究上的應用更為蓬勃發展，一方面由於許多重大建設相繼進行，而且環境影響評估及監測制度已經建立，所有牽涉到珊瑚礁海域的計畫，都必須進行詳細的生態調查和監測；另一方面，水肺潛水更為普及，更多海洋生態學者使用水肺潛水於生態研究上。在此期間，海岸國家風景區相繼設立，包括：東北角海岸國家風景區、東部海岸國家風景區(含綠島)、澎湖國家風景區、大鵬灣國家風景區(含小琉球)等，除了提供學者們執行海域生態資源調查和研究的機會之外，經由軟硬體設施建立，也增進民眾親近海洋的機會，使潛水活動更為風行。

在此期間，珊瑚礁生態研究有許多重大進展，其中「珊瑚白化」和「珊瑚產卵」是兩項最受到關注的事件。核能三廠二部機組在1985年開始並聯運轉，由於冷卻的需求增加，排水口的水溫升高更為明顯，在1986年夏季即引起排水口西側小灣的珊瑚大量白化，民眾從海岸邊就可觀察到海底的白化珊瑚，異常顯眼。此事件經由媒體大幅報導和墾丁國家公園管理處的關切，使得珊瑚白化立即受到全國關注，加深國人有關珊瑚礁保育的環保意識。

澳洲大堡礁珊瑚集體產卵的報導在1985年揭露之後，獲得全球廣泛關注，引起全球珊瑚生殖研究的風潮。在此影響之下，我於1988年返回臺大海洋所任教時，即著手規劃進行臺灣珊瑚生殖的研究。剛開始時，我們對於珊瑚在何時生殖一無所知，只好從最基本的調查做起，每月都到海底採集許多種珊瑚的片段標本，帶回實驗室檢查牠們的生殖腺發育狀態；經過一年的密集調查，終於可以鎖定珊瑚生殖成熟和排出精卵的二個時間點，也就是在國曆四至五月(農曆三至四月)之間。於是，隔年我們參考大堡礁的經驗，在這兩個時間點之間去探尋珊瑚排放精卵的確切時間；在農曆三月十六日起，每天傍晚太陽下山之後，我們就穿上潛水裝備到淒黑寒冷的海底守候；經歷數天夜潛的辛苦等待，終於在墾丁海域觀察到珊瑚集體排放大量精卵的壯觀景象。自1990年之後，我們每年都在農曆三月十七至二十三日的晚上，夜潛觀察墾丁海域的珊瑚產卵活動，每年都可以相當精準的預測不同種類珊瑚的產卵時間，並於二十三日當晚達到高峰。我們在墾丁海域觀察珊瑚產卵的訊息，引起報社記者的注意和報導，又吸引電視媒體的報導；尤其在公共電視台柯金源先生的大力促成之下，數度在珊瑚產卵期間做一系列的追蹤報導，甚至透過潛水員做海底現場畫面直播，吸引更多人關心珊瑚生命的誕生和海洋生態保育的重要性。

在二十紀末期，隨著水肺潛水活動和媒體傳播的普及，國際社會對於珊瑚礁的美麗景觀和生物多樣性，已有充分認知；在另一方面，珊瑚礁遭受的人為破壞也日益明顯，包括珊瑚白化、棘冠海星大爆發和疾病蔓延等各種事件的報導頻傳，珊瑚礁保育成為全球各界關注的議題；於是，以美國政府為首的五十餘國政府和民間組織，發起將1997年訂為國際珊瑚礁年(International Year of the Coral Reef)，由學者和潛水愛好者發起了珊瑚礁體檢(Reef Check)活動，他們設計了一套簡便的調查方法，廣邀各地區的潛水愛好者參與珊瑚礁的健康檢查，以實際行動關心珊瑚礁生態系的健全發展，同時也成立全球珊瑚礁監測網(Global Coral Reef Monitoring Network,GCRMN)。

受到國際珊瑚礁保育風潮的影響，國內珊瑚礁學者、海洋保育官員和民間團體，在中央研究院陳章波博士領銜的鼓吹和積極奔走之下，於1996年11月30日成立了「中華民國珊瑚礁學會」(後於2010年更名為台灣珊瑚礁學會)。1997年，珊瑚礁學會與大地地理雜誌合作，召集學者會員和潛水志工的參與，與國際同步辦理臺灣海域的珊瑚礁體檢；在臺灣南部、東部、東北角、澎湖、綠島、蘭嶼、小琉球等七處，每處四至八地點，進行珊瑚礁體檢的調查活動；所得到的數據，不僅使我們更了解臺灣珊瑚礁的健康狀況，也做為參與全球珊瑚礁監測網的基礎。其後，此活動得到農委會漁業署的經費支持，自1999~ 2006年，由珊瑚礁學會領銜，持續在上述地點及宜蘭等共八地點，每年皆執行珊瑚礁體檢，追蹤報導臺灣珊瑚礁的健康狀況。

國際珊瑚礁年的許多活動和宣傳，大幅引起國際間對珊瑚礁生態系的重視。然而，隔年1998年的海表水溫異常升高，陸續在印度、西太平洋各珊瑚礁區引發大規模的珊瑚白化事件，導致三分之一以上的珊瑚死亡；位在南海北部的東沙環礁也受此巨大影響，環礁內部潟湖區的珊瑚因水流交換不良，在經過一段時間的嚴重白化之後，大量死亡；廣達數百平方公里的珊瑚礁區，珊瑚死亡率超過90%。氣候變遷對於珊瑚礁生態系的巨大衝擊，引起全球海洋學界和保育團體的高度重視，珊瑚礁保育遂成為國際間廣泛關注的焦點。

(三) 保育期 (2000年迄今)

自從二十一世紀開始，水肺潛水在珊瑚礁生態研究的運用已經很普及，而且更多潛水人士關心珊瑚礁保育。在國際間，經過海洋生態學者的廣泛討論，以及保育團體的鼓吹之下，已經確立設置海洋保護區(Marine Protected Area, MPA) 為海洋資源保育的首要方案；生態模式的推演結果則指出，必須將20~30%的海域劃設為MPA，才足以保護大部分的海洋生物資源。由於珊瑚礁是海洋生物多樣性的大本營，也是攸關海洋生物資源繁衍的關鍵棲地，因此，國際間以珊瑚礁為主體的大型海洋保護區相繼設立。在許多學者的鼓吹之下，我國政府也將設立海洋保護區做為海洋資源保育的施政方針之一。

2002年3月18日至23日，國際自然保育聯盟世界保護區委員會東亞區域委員會第四屆大會（IUCN-WCPA-EA4）於陽明山地區舉辦，共有來自19個國家約270位專家學者參加。參與此次會議的學者和保育人士，廣泛討論東沙珊瑚礁保育的問題，並於會後的「陽明山宣言」中，建議各國積極劃設海洋保護區，例如東沙環礁。其後，內政部營建署於2004年1月9日將「東沙海洋國家公園可行性評估及劃設範圍」陳報行政院，經行政院核示同意籌設；經過二年蒐集資料和籌劃，行政院於2006年12月19日核定「東沙海洋國家公園計畫」草案，並將名稱修正為「東沙環礁國家公園計畫」。內政部於2007年1月19日公告成立東沙環礁國家公園，並於同年10月成立海洋國家公園管理處掌管該海域的資源保育和復育，以及推動其他海洋國家公園之設立。其後，於2008年澎湖海域發生的嚴重寒災之後，開始積極籌設第二座海洋國家公園－「澎湖南方四島國家公園計畫」，並於2014年3月10日獲行政院核定成立，此國家公園也以珊瑚礁生態及海洋資源保育為主。

在潛水遊客最多的墾丁國家公園海域，2001年1月發生的阿瑪斯號貨輪油汙事件，直接衝擊墾丁東岸的龍坑生態保護區，經媒體披露之後，引起軒然大波，為了評估及監測此油汙染事件之影響，動員許多學者參與此區域的珊瑚礁生態研究，研究團隊以國立海洋生物博物館研究人員為主；其後，有鑑於海域長期生態研究之重要性，在行政院國科會和墾丁國家公園管理處的支持之下，促成了「墾丁國家公園海域珊瑚礁長期生態研究計畫」，研究團隊更為擴大，包括各大學研究人員和許多學生參與。此大型計畫延續執行，有許多重要成果，代表整合型的研究計畫已達到成熟階段。

在此群體計畫中，已經把人為活動對珊瑚礁的衝擊列入主要研究項目。其中，水肺潛水活動對珊瑚礁的影響即為重點之一。隨著旅遊人口增加，墾丁海域已成為全國浮潛及水肺潛水活動最為集中的區域，每年有數百萬遊客到此海域從事潛水活動；潛水遊客對珊瑚礁的踩踏、破壞和污染，已經是相當嚴重的問題，因此國家公園管理處亟須建立一套辦法，以規範和管理這些水域活動。這種研究與國際間廣泛關注休閒潛水活動對珊瑚礁生態衝擊的趨勢相符。

三、結語及未來發展

水肺潛水應用於珊瑚礁研究已有超過五十年歷史，其發展顯然受到一些限制，主要係因適合利用水肺潛水去做的研究項目，包括：生態調查、行為觀察和海底生態實驗等，能解決的問題相對有限，而且耗時費力，比起實驗室工作卻更辛苦、更難控制，因此利用水肺潛水做研究的學生愈來愈少，大部分學生只利用它來採集樣本，然後在實驗室進行主要的實驗或分析，水肺潛水逐漸成為研究的輔助工具，但是對於珊瑚礁生態或生物學研究而言，親自潛入海底觀察、執行實驗、蒐集數據或採集標本，仍為必備技能。

近十餘年來，國際上使用混合氣潛入更深海底的研究工作已陸續發展開來，此類超越一般壓縮空氣潛水深度的生態研究通稱為中光層珊瑚生態系(mesophotic coral reef ecosystem)研究，深度從水下30公尺延伸至150公尺之間。由於水下科技進展和混和氣的使用，科學家得以下潛至更深海底，探討海洋生態奧秘；另一方面，由於全球淺海珊瑚礁生態系受到過漁、污染、暖化及環境變遷的影響，已經遭受嚴重的破壞危機，於是先進國家的科學家們開始探索更深的中光層珊瑚礁生態系，以了解此區域珊瑚礁的現況及是否具備成為淺海珊瑚礁生物避難所的可能性？台灣海洋生物學界在2015年才開始籌劃進行中光層珊瑚礁生態研究，雖然僅有少數次調查，但是據悉已有令人興奮的成果，顯然這部分是亟待開拓的研究領域，還有很大的發展空間和潛力。即使在台灣的淺海珊瑚礁生態系，仍有許多礁區和海洋生物類群未被研究過，期待未來有更多學者投入中光層及淺海的珊瑚礁生物研究，充分發揮台灣珊瑚礁生態系多樣化的特色，在國際珊瑚礁研究上扮演重要角色。

參考文獻

Böhm, L. (1971) Professor Dr.Thomas Fritz Goreau, August 16, 1924-April 22, 1970. Int. Revue ges. Hydrobiol. 56(2): 321-323.

Jones, R. S., R. H. Randall, Y. M.Cheng, H. T. Kami, S. M. Mak (1972) A marine biological survey of southernTaiwan with emphasis on corals and fishes. Institute of Oceanography, National Taiwan University, Specialpublication No. 1, 93 p.

Yang, R. T., K. S. Chi, S. C. Hu,H. T. Chen (1975) Corals, fishes and benthic biota of Hsiao-Liuchiu. Institute of Oceanography, National TaiwanUniversity, Special publication No. 7, 53 p.

Yang, R. T.,C. F. Dai (1982) Coral Communities in Yen-Liao Bay, Taiwan. Acta Oceanograpica Taiwanica 13:167-180.

楊榮宗、戴昌鳳，1980。南灣海域的珊瑚群聚結構與歧異型態。國立台灣大學理學院海洋研究所研究報告11期，238-251。

楊榮宗、戴昌鳳，1982。南灣海域珊瑚礁群聚的分佈與生態。台灣大學海洋研究所專刊第 40 號，100頁。