太平島收復70週年！南海科學研究成果大公開
圖、文／行政院新聞傳播處、內政部提供壹、 研究站建置 一、「國際海洋研究站建置計劃-東沙」 東沙環礁是南海諸島的四大羣島之一，位處國際航海重要的交通樞紐，具有主要的環境及生物特點，包括: 珊瑚環礁、海草牀、高生物多樣性、全球最大的南海內波、颱風、季風等，吸引國際科學家至東沙島研究南海各種海洋、大氣、地質、生物等相關現象。本計劃爲因應國內外科學研究的需求，作爲南海科學研究平臺，協助提升南海海洋環境全面性的認識，並促進海洋環境資源的探勘、保護與永續利用。
東沙研究站是一個由內政部、海巡署及科技部跨部會合作的成功案例，擁有先進的海洋監測儀器，再加上各式研究艇，增進國內外研究團隊於東沙島上進行長期監測、保育及基礎調查研究的可及性，今年度（統計至5月）已協助國內、外（18國，美國、比利時、菲律賓、馬來西亞、俄羅斯、日本、越南、新加坡、德國、加拿大、西班牙、以色列等） 研究團隊登島進行科學研究，共計123人次、1338天，是目前唯一開放給國際科學家的南海島嶼，代表了我國支持以和平方式與國際共同開發及資源成果共享的立場。
貳、 海洋生態研究 一、南海石珊瑚共棲十足類及深海八放珊瑚之多樣性研究 南海海域多數位於珊瑚大三角內，該海域有近600種的造礁珊瑚，也孕育出最豐富的海洋生物多樣性。甲殼十足目是與石珊瑚共生的主要物種，二者間有密切的交互作用，亦有許多相關的研究，包括共演化、共棲甲殼類的種化、地理親緣關係等。本研究針對南海共生的梯形蟹進行鑑定與DNA定序，目前在東沙與南沙周邊海域已採獲3科10種的梯形蟹，未來利用族羣聯通性與基因結構來探討物種的形成機制，嘗試驗證低緯度珊瑚礁區有較高的海洋生物多樣性。南海深海底拖網的調查，共記錄到二種紅珊瑚科（寶石珊瑚）的深海八放珊瑚：白珊瑚及粉紅珊瑚，根據現有資料並與國外合作，已發現3種世界新種，並完成紅珊瑚科系統分類的重整。
二、南海造礁珊瑚物種多樣性及其親緣地理研究 本計劃調查南海鄰近海域深海石珊瑚的物種多樣性及珊瑚羣聚的分佈與狀態，期望增進對南海深海石珊瑚生物多樣性的瞭解，並建立南海深海石珊瑚生物多樣性的基礎資料。初步結果顯示：
（1）太平島沿海具有豐富的珊瑚多樣性，目前已發現12科39屬98種石珊瑚與2科6屬6種軟珊瑚，平均珊瑚覆蓋率爲12.19%，以團塊狀、平鋪狀及分枝狀生長形式的珊瑚較爲優勢。
（2）南海海域產深海石珊瑚種類豐富，共發現15科55屬190種，全部皆爲臺灣海域新紀錄種，其中更包括1可能新屬及15種可能新種。
（3）南海珊瑚各族羣間的基因多樣性高、基因聯通性低，此結果並不受地理尺度大小影響。
（4）東沙海域可能是南海海洋生物多樣性的熱點（hotspots）。本計劃經由深入調查，增進對南海珊瑚多樣性及珊瑚族羣聯通性的了解，並提供做爲未來我國在南海海洋生態系經營管理及規劃海洋保護區（Marine Protected Areas, MPAs）之基礎。
▲太平島淺海珊瑚礁羣聚
▲南海水深500公尺採獲之深海石珊瑚
三、臺法海洋生物多樣性調查與深海底棲動物演化之研究 本研究目標爲對所有采獲的軟體動物、甲殼類種類和其它深海底棲動物建立型態分類與生命條碼 （DNA barcoding） 相互結合的資料庫，以有效減輕分類知識不足對究明全球海洋生物多樣性的障礙。另外，也探討「深海生物之特殊構造如何反映在其適應深海極端環境所造成的演化壓力」與 「物種的分佈範圍如何反映出其地區性或生態性特化」等科學議題。經由此計劃之執行與新增的採集資料之分析，使我們重新定義這些物種的多樣性模式，並透過親緣關係學的研究方法，重新評估這些生物類羣當前的生物學與演化適應假說。
本計劃研究成果包括新種（如南海產之深海比目魚及𩽾𩾌魚目之新種）及新紀錄（以珊瑚礁魚類來說, 近年來兩次約四天於太平島的調查, 約10個新紀錄被發現） 的發現。生物地理學研究發現南海及周邊海域爲珊瑚礁龍佔魚白𫚭亞科的演化起源中心，並在最後一次冰河退卻後海平面上升後從起源中心擴散廣佈於印度-西太平洋。其物種多樣化的成因可能和南海諸島於中新世中期形成且提供合適的繁衍棲息地有關。
▲龍佔科白𫚭之未發表之新種，採集於中沙大環暗礁。（圖／副教授陳韋仁提供）
▲深海底棲比目魚新種，可能爲南海特有種 。（圖／副教授陳韋仁提供）
四、南海深海甲殼類多樣性調查 南海最深處可達3,500公尺，過去因爲諸多因素南海的海洋生物多樣性調查很少，而深海地區的調查數據更是屈指可數。但在過去三年由國內的研究團隊進行了一系列的初步深海生物多樣性採集調查研究，證明南海的深海地區確實具有很高的生物多樣性，且至少採獲5種以上的世界新種蝦蟹，可見南海的生物多樣性深具研究潛力。
▲南海（東沙、太平島）發現之世界新種蝦蟹。（圖／副教授陳韋仁提供）
五、印度-西太平洋地區魚類演化及海洋生物地理之研究：以臺灣與南海諸島爲研究中心 陸棚屏障是熱帶海洋主要的生物地理屏障之一，它使得兩大洋（印度洋和太平洋）之生物相有所分離。本研究以廣泛分佈於印度-西太平洋的龍佔魚科魚類爲案例研究，以確定所推衍之生物地理分界存在位置和可能的不同分化族羣之接觸地帶。本研究將以最先進的次世代測序方法得到的於研究樣本DNA序列變異進行分析，以瞭解所選定之龍佔魚科內各不同魚種自身的族羣遺傳結構，親緣地理結構和種間之親緣關係。由不同魚種分析所得到的結果將相互比較，以進一步瞭解陸棚屏障及新發現之生物地理屏障對印度－西太平洋海洋生物多樣分佈、物種族羣結構及演化之貢獻。
參、 地質研究 一、南海科學研究寬頻地震網衛星通信系統 小型衛星通訊系統是由位於赤道平面上36,000公里外同步軌道的衛星、一個以上中型天線的地面中心站及許多小型天線的終端地面電臺，架構而成的獨立通訊網路。可以傳遞聲音、影像與數據資料，適合地域廣大、人口散居或是島嶼衆多的國家，解決架設有線通信的困難與不便。
臺灣地震研究中心爲強化現有寬頻地震觀測網的功能，推動南海科學研究，在科技部的資助下，已於2009年完成小型衛星通信系統之建置。建置的小型衛星通信系統特性如下：
（1）衛星波束有廣大之涵蓋面，較不受地理環境之限制。
（2）低消耗功率，可以使用太陽能供電。
（3）採用分時多路存取方式傳送資料，多個地震站共用同一數據段，可以降低資料傳輸的費用。
（4）多點投送信號至不同位置的地面接收站，可同時分享資料。
（5）具有資料緩衝功能，即使短暫通信中斷亦不至於漏失資料。
（6）地震記錄器及衛星數據機均使用GPS精確對時。
寬頻地震網衛星通信系統可以用近即時作業的方式，連續擷取野外測站的波形資料，目前系統已連同臺灣寬頻地震網及南海周邊國家的地震觀測站，另外組成一涵蓋範圍更爲寬廣的虛擬地震觀測網，並規劃與東南亞國家合作，在南海周邊增設更多測站，共同探討該區域的地體演化過程，並進一步以區域地震、海嘯及相關災害爲研究主題，探討斷層與地震的時空關聯性，期望能在短期內建立該區域之地震及海嘯防災體系。
▲小型衛星通信系統地面中心站-中央研究院主站。（圖／研究員黃柏壽提供）
二、「臺菲火山海洋颱風地震合作研究計劃」及「南海地震海嘯預警觀測網」 基於地緣關係我國和菲律賓都經常遭受天然災害的威脅，超過50%影響臺灣的颱風都先影響菲律賓，因此藉由臺-菲科學研究交流合作，分享彼此的觀測資料與預報資訊，得以提升颱風、降雨、暴風、大浪和暴潮之監測及預報能力，減少颱風等災害造成的危害；我國地震觀測能力及地震預警的技術居於東南亞領先的地位，而菲律賓羣島位於一相當複雜的板塊邊界帶，其地震和斷層等地殼活動十分活躍，提供了一個研究地震的良好環境，藉着推動「構建即時傳輸南海地震網與南海周邊地體構造研究」，與菲律賓進行科技合作，於菲國建置了6個寬頻地震觀測站，除了協助菲國瞭解其地震的成因外，進一步結合原來已設置在越南沿海、我國東沙島及南沙太平島的觀測站，組成「環南海寬頻地震觀測網」，再運用現有衛星通訊及網際網路技術，使觀測網可以發揮即時預警功能，藉此可爲區域地震監測速報及海嘯預警做出貢獻，並與南海周邊國家共同深入探討區域地震與地震海嘯等相關災害議題。
肆、 氣候研究 一、「南海-海洋大陸區對流與大尺度環流交互作用」觀測實驗計劃 此國際合作計劃之目的是透過大氣與海洋聯合觀測與模擬，針對臺灣-南海之對流發展進行探討，相關科學議題包括海陸分佈導致對流的日夜變化、相關激發、傳播、成長機制及其受大尺度環流（季內震盪，季風）的影響，以增進對該地區不同尺度對流現象與海氣交互作用的瞭解，並進一步探究海洋大陸在全球氣候變遷上所扮演的角色，具重要學術研究價值，也是改進天氣預報與氣候預測的必要基礎。此計劃預定參與國際Year of Maritime Continent （YMC） 在南海與大洋洲的觀測實驗。YMC計劃與臺灣大氣科學學界主要研究課題密切相關，特別是延伸天氣至季內尺度的天氣–氣候演變的觀測與模擬，其他參加國包括日本、美國、澳洲、英國、德國、法國、義大利、中國大陸、印尼及帛琉等。
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