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山海一家親-森林是大海的戀人

大海子
・2014/06/08 ・1044字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 460 ・五年級

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

森林是大海的戀人

海洋佔據地球表面大約百分之七十,而大海與陸地之間的交界區域像是河口或是潮間帶,則是陸地與大海相戀磨合的地方。

當陸地受到如開闢農場等不當的土地開發破壞,原始森林被剷除後,泥土就不再有樹根緊緊的抓著,當大雨降臨時,表面的土壤失去保護很容易就被雨水沖刷到河裡,大量雨水也讓裸露的石頭更加鬆動,於是土石和枯木便隨著雨水順河而下,一路上又滙集許許多多人類隨手丟棄的垃圾,浩浩蕩蕩奔流向大海,這批土石大軍就猶如巨大怪獸-庫斯拉,處處沖毀橋梁,撞破防坡堤,毫不留情屠殺河川及海岸的所有生物,往往對海岸的生態環境造成極大的衝擊。

土石流挾著大量泥沙和石頭、枯木等一路奔流衝擊到大海,才被潮水阻擋下來,不僅在海岸地區留下大片的殘骸,又隨著波浪的推動,有些被衝入海的東西會逐漸回到沙灘上,留下的屍體和各式各樣的生活垃圾,又二次傷害海岸河口潮間帶的生態;有些漂流木則隨潮水四處漂蕩,遇到港口又隨水流流進港內堵住出入口,讓大大小小的船隻全部動彈不得,影響航運安全;有些漂流木衝進珊瑚礁區撞斷珊瑚,許多底棲生物也被活生生地壓死,或是被泥沙活埋,而失去棲所的生物,也失去了保護,所以性命亦岌岌可危。

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根據科學家近年來對珊瑚礁鄰近海岸林的研究發現,健康的海岸林具有過濾雨水,緩衝洪水,鞏固土壤和減少表土沖刷的功用,可以讓潔淨過的河水,緩緩地注入海洋,同時也避免過多營養瞬間流入大海,讓有毒海藻大量繁殖,造成生態浩劫。生長在海岸的紅樹林,不僅樹冠是許多海鳥的棲息場所,水下盤根錯結的樹根也是許多珊瑚礁魚類幼魚的孵育場所,長年維護海洋生態的生命力。

山海本是一家親,河流當了媒人,牽起了森林與大海之間的姻緣,將森林與大海比喻成戀人,相互守候,緊緊相依守護著整個地球的生態系,可說得一點都不為過,因為沒有森林牽制住洪水怪獸,大海也會隨之遭殃;反之,若沒有大海聚集巨大的水體,穩定氣候變化,森林生態也無法在風調雨順的環境中持續成長茁壯。生活在其中的人類不應當第三者,破壞山林,亂丟垃圾,亂倒汙水,破壞兩者之間的美好關係,以免最後自己也成為受害的災民。

守護環境生態要從每個人平常生活起居作起,身體力行環保簡約的生活,共同守護森林與大海相互依存的親密關係。

 

本文同步於國立海洋生物博物館官網館訊國語日報泛科學…等單位舉辦有獎徵答活動,請自行上網下載活動辦法。本文開放自由轉載,提供非營利教育推廣,使用但請註明出處,感謝。

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大海子
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希望以人文關懷的觀點,將海洋生物世界中的驚奇與奧妙, 透過多媒體的設計與展現,分享個人心得給社會大眾, 期望能引起更多人關心海洋的公共議題, 為保護海洋略盡一份心力。
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沒有颱風的七月!颱風為何銷聲匿跡?——《科學月刊》
科學月刊
・2020/09/11 ・1886字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 515 ・六年級

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

〈本文選自《科學月刊》2020年9月號〉

  • 賈新興/臺灣大學大氣科學系博士,前中央氣象局長期預報課課長,現職為天氣風險管理公司總監。

夏季是颱風出現的季節,往年的 7 月平均會有 3~4 個颱風生成。但今(2020)年 7 月卻罕見地無颱風生成,主要原因是季風槽受太平洋高壓,以及較大的垂直風切所導致。

夏天是颱風的好發季節。圖:Pexels

颱風消失了?生成條件大盤點

每年的 7 月是颱風開始活躍的月份,平均而言,7 月都有 3~4 個颱風生成,從 1951 年以來的颱風生成資料顯示,歷年 7 月最少都有 1 個颱風生成,最多則有 8 個颱風生成,分別是 1971 年 7 月和 2017 年 7 月。

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然而今年的 7 月,整個西北太平洋海域卻靜悄悄的,沒有半個颱風生成,到底是發生了什麼事,讓 7 月颱風銷聲匿跡了呢?就讓我們一一檢視颱風生成的條件。

生成條件一:溫暖的洋面

颱風生成在海面上,廣大的洋面能提供足夠水氣,當水氣蒸發釋放潛熱時,就可以讓颱風有足夠的能量成長。

一般來說,當海水溫度超過 26°C 時,才會產生足夠的水氣。而西北太平洋地區,每月氣候平均的海溫都在 27°C 以上,其中 2 月的平均海水溫度也有 27°C(圖一)。

圖為東經120度~160度,與北緯5度~20度之間的區域,即西北太平洋區域平均每月海溫值。通常海水溫度高於26℃時可以產生足夠的水氣,而往年7月的平均海溫都超過27℃,是颱風形成的重要條件之一。

因此,西北太平洋溫暖的海域,時時刻刻都有足夠的水氣提供颱風生成所需的能量。從西北太平洋區域今年 7 月平均的海水溫度分布圖發現,整個西北太平洋的海溫至少都超過 29°C(圖二)。

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溫暖的洋面,雖然提供了足夠的能量,但為什麼颱風仍舊長不出來呢?讓我們再檢視其它颱風生成的動力條件!

條件二:活躍的季風槽

颱風是個逆時針旋轉的低壓中心。夏季時,當北半球的西南季風,和太平洋高壓所帶來的東風或東北風相遇,兩者所造成的輻合作用,會使低氣壓的漩渦繼續加深,讓風速增強。

當低氣壓的近地面最大風速到達或超過每小時 62 公里或每秒 17.2 公尺時,我們就將它稱為颱風。這個伴隨西南季風和太平洋高壓南側的東風或東北風相遇的地方,通常稱作季風槽,或是俗稱颱風生長的故鄉。

從 7 月大氣低空風場的氣候平均圖,可以看到西南季風和太平洋高壓南側的東風形成的季風槽,從東經 120 度往東南方向延伸至東經 160 度。比較今年 7 月的大氣低空風場(圖三)可以發現,整個季風槽不見了,原來應該是季風槽所在的區域,一整個都被太平洋高壓的東風所佔據了。

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而太平洋高壓是個穩定且下沉的空氣,但颱風是個垂直發展的低氣壓,因此,偏強的太平洋高壓讓今年的西南季風無法深入至西北太平洋區域,剷平了颱風的家,也就讓颱風長不起來了。

條件三:垂直風切不能太大

另外,颱風垂直發展的高度至少可以達到對流層頂的高度,因此當高空風和低空風的風向差異太大時,也就是一般我們所說的垂直風切太大時,就無法讓水氣凝結所釋放出的潛熱更有效地提供颱風發展,造成颱風的垂直發展不好,颱風就不容易生成。

根據7月氣候上的垂直風切分布顯示,在西北太平洋區域的風切平均介於 -10~5之間。但今年 7 月的垂直風切,則介於 -10~10 之間,明顯比氣候平均值高,因此不利於颱風的垂直發展。

都是高壓和垂直風切惹的禍!

從以上颱風的生成條件來看,今年 7 月雖然有足夠的水氣提供的能量來源,但要讓颱風旋轉起來的季風槽,因為太平洋高壓太強,使得季風槽無法向東推進到西北太平洋區域;偏強的太平洋高壓帶來穩定的下沉空氣,連帶的也讓垂直風切太大,颱風更是長不起來!

今年 7 月的太平洋高壓太強,不但讓颱風長不起來,連帶的也是造成臺北創下自 1897 年以來的最高溫紀錄 39.7°C 的原因之一!至於為什麼今年的太平洋高壓如此強大,就是另一篇故事了。

圖二(上):以往的7月氣候平均海溫分布和大氣 850 百帕(hPa)流線圖,圖中粗黑線為季風槽,此在正常的氣候條件下是有利於颱風生成的。圖三(下):今年7月平均海溫分布和大氣850百帕流線圖。讀者可以發現,今年的海溫分布雖較以往高,有利於颱風出現,但原先的季風槽位置卻被太平洋高壓所佔據,造成颱風無法生成。

〈本文選自《科學月刊》2020年9月號〉

科學月刊/在一個資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫外,也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。

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爭議中的流浪動物管理條例,強制實施 TNVR 幫了誰又害了誰?
活躍星系核
・2020/09/04 ・2467字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 559 ・八年級

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

  • 文/李宜龍

遊蕩動物,即為無直接管理且活動不受限制的應受領管動物。其出現的原因可能為飼主放養、棄養,或在外交配繁殖的無人領管後代。圖/李宜龍

零安樂是目前台灣流浪動物後端收容的政策,實施 3 年來流浪動物問題似乎層出不窮。現在有動保團體想將 TNVR (Trap 誘捕、Neuter 絕育、Vaccinate 防疫、Return 回置)入法,希望政府強制實施,認為這是零安樂政策最好的配套措施,能將流浪動物問題妥善解決。

但這會是完美解方嗎?流浪動物管理條例的催生,將是福還是禍?

在零安樂政策下普遍可以看見幾個現象:收容所的超收、野外族群沒有減少、偵測率提高、預算越編越多卻來不及提升收容品質與降低遊蕩動物數量。

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如今 TNVR 被部分動保團體視為解決遊蕩動物問題的神主牌,由台灣貓狗人協會執行長黃泰山、台南徐春水抓紮團隊等訴求入法化,期許能夠依法強制執行,並提高預算的編列;亦有其他團體反對 TNVR 入法化的操作,認為將衝擊飼主責任的規範等。

然而以 108 年寵物登記率估計 67% 與來看,這確實存在遊蕩動物議題上的隱憂,也代表飼主責任的推行仍然還有很大的進步空間。最後在 8 月 25 日招開遊蕩動物 TNVR 入法公聽會,結論中提到「執行量能不足」為各團體間的共識,農委會也承諾,將再找相關單位研議「流浪動物管理條例」是否有推動的必要性。

TNVR實際執行強度難以達成,遊蕩動物春風吹又生

以往 TNVR 的施作模式,往往因人設事,處理的區域通常是人畜衝突高或主觀認定的核心區域,捕捉方式又因各個操作人員所受的訓練、操作強度不同,而有所差異。這樣的TNVR執行常常不夠具有策略性,時常產生抓紮不徹底且忽視新個體出現的問題,一段時間後遊蕩動物春風吹又生。關注流浪動物議題的賴亦德 在 2014年刊登於泛科學的文章中就表明,TNVR 的強度若不能維持在 75% 以上,操作很有可能破功。

因此,在預算有限的情況下,TNVR 操作前應該更系統性地實施遊蕩動物與寵物飼養模式普查,瞭解各地遊蕩動物的族群動態、分布、遷出移入、行為的模式等,再來規劃人力資源進駐,實施 TNVR 或 TNS,配合飼主責任的推廣、策略性規劃捕捉方式,提升捕捉率、結紮率,應可降低量能不足且不夠精準操作的問題。

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最後「回置」的區域依然考驗遊蕩動物的動物福利與環境衝突,若是繼續放回衝突的高風險區,如交通要道生態敏感帶人為活動頻繁的區域等,則可能造成衝突不減。因此操作人員的訓練與操作地點評估、後續管理的規劃,因地制宜的考量,亦是操作上重要的核心之一。

遊蕩動物對生態造成的衝突與影響

站在生態學的角度來看,遊蕩動物造成的問題被視為外來種入侵的一種,往往威脅原生動物的存續,衝突的發生也造成兩敗俱傷。

當遊蕩動物族群數量、佔據範圍的提升,會造成許多珍貴稀有的野生動物在救傷後,難以找到適合的地方進行野放;而民眾毫無規範的餵食行為,造成遊蕩動物的群聚,也是提高野生動物被侵擾的因素之一。

甚至國內具有狂犬病及麗莎病毒的潛在傳染風險,雖然有施打疫苗(也就是 TNVR 的 V)的操作,但疫苗每隔一年要再次施打,遊蕩動物的「再捕捉率」亦是防疫的一大考驗,過去遊蕩動物回置後再捕捉施打疫苗的成功率更是受到質疑。

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遊蕩動物亦可能感染狂犬病或麗莎病毒,成為人畜共通傳染疾病擴散的媒介。圖/李宜龍

近年,越來越多在地的資料統計與研究刊登於報章雜誌及科學期刊上,如保育生物學、生態學專家顏士清等人 2019 年在陽明山國家公園的調查,表明遊蕩動物的出現,會對原生動物造成負面影響,像是陽明山在 2012 至 2014 年間就曾記錄過三筆麝香貓疑似遭犬攻擊致死的記錄

不只陽明山,2019年七股發生群聚的犬隻追逐黑面琵鷺的事件,也是遊蕩動物侵擾瀕臨滅絕等級的保育類動物案例。

根據特有生物研究保育中心「2017整合保育暨穿山甲族群與棲地存續分析國際研討會」的資料指出,救傷及路殺所收到的 257 隻個體中有 66 隻受到動物攻擊,林務局更表明歷經 6 年的野生動物監測,遊蕩動物數量高的區域,穿山甲的族群就相對下降,且拍攝到犬貓的自動相機點位逐步攀升也表明棲地逐漸被遊蕩動物佔據的現象。

「流浪動物管理條例」應和「保育與防疫機關」討論

回置的遊盪動物,仍然對生態環境有衝擊,因此盤點生態與防疫的重點區域,如國家公園、保護區、保留區、甚至郊山、某些特定物種的重要棲所,例如石虎等,都應該表列並分類管理,進而與相關單位研議條列執行的配套,預防回置後對生態的持續衝擊,降低疾病跨物種感染的可能,改善遊蕩動物與野生動物之間的問題。

其中錯誤的「異地釋放」更是需要預防,若將遊蕩動物釋放到生物敏感帶,則可能讓原生動物面臨的衝突有增無減,佔據更多野生動物的棲所環境,也因此更精準記錄釋放的位置與族群追蹤,為遊蕩動物族群管理上很重要的一環,一來可以確保釋放位置的準確性,二來防止發生人員怠忽職守的錯誤操作,同時得以瞭解族群概況還有個體情形。最重要的是,別讓遊蕩動物專法成為解決問題的絆腳石,遊蕩動物的議題需要更系統性的規劃與討論,更不應該全盤押注在TNVR上,通盤檢討環環相扣的因子,並且需要納入更多受此議題影響的部會及學者的意見,避免消磨更多資源,進而改善長久以來的爭議。

參考資料

  1. 穿山甲與狗
  2. 衛福部疾管署:因應國內出現第4例蝙蝠確診麗沙病毒,疾管署調整人用狂犬病疫苗及免疫球蛋白之接種適用條件
  3. 自由時報:防疫漏洞! 認養流浪狗 未打疫苗又放生
  4. 2017整合保育暨穿山甲族群與棲地存續分析國際研討會
  5. 自由時報:七股流浪犬追逐攻擊黑琵
  6. 欸!遊蕩犬貓真的會威脅原生種
  7. 中央通訊社:林務局完備動物監測網 穿山甲流浪犬數呈負相關
  8. 泛科學:當TNR和捕捉移除的效果遇上棄養

本文亦刊登於 窩窩 讀者投書|流浪動物管理條例的催生,將是福還是禍?

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活躍星系核
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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一定要有肺才能呼吸?來認識動物們的花式呼吸大法
言蓁
・2020/07/24 ・2316字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 495 ・六年級

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

世上動物千奇百怪,如果要找一個共同點,那應該就是──幾乎所有的動物都需要呼吸。

我們這裡要談的「呼吸」,是呼吸運動,也就是吸入氧氣、排出二氧化碳的動作。一提到這個動作,身為人類的你,或許下意識就會想到肺臟、鼻子等等部位。綜觀動物界,在不同的演化脈絡下,動物們賴以呼吸的構造真可說是無奇不有,就連肺臟、鼻孔本身也可能會有各種不同的形態。

現在,就讓我們來看看那些奇妙的呼吸器官吧!

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跟我一起「吸,吸,吐──」圖/GIPHY

大象:你的鼻子為甚麼那麼長?

「媽媽說鼻子長才是漂亮~~」大象(象科 Elephantidae)身上最惹眼的部分就是鼻子了!象鼻是牠們賴以聞嗅味道和呼吸的部位,除此之外,它相當靈巧,舉凡取水、拿東西、攜帶物品等等,象鼻都能做到。

除了長長的鼻子之外,大象的呼吸構造裡還有一個特殊之處:牠們是目前已知沒有胸膜腔 (Pleural cavity) 的哺乳類動物!

我們人類賴以呼吸的肺臟緊密包覆著一層臟層胸膜 (pulmonary pleurae),會與包覆著胸腔壁內面的壁層胸膜 (parietal pleura) 組成一個很狹小的空間,就是胸膜腔。內部填充有液體潤滑,可避免臟器和胸壁摩擦損傷。

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一般我們呼吸的時候,會由肌肉改變胸腔的空間,製造肺部與外在大氣的壓力差,才能夠吸氣或呼氣:當肺內的壓力大於大氣壓力,則會呼氣;而當肺內的壓力小於大氣壓力,則會吸氣。而夾在此之間的胸膜腔,多數時間會維持一定程度的負壓,讓主要由皮膜組織及彈性纖維組成的肺不致塌縮。所謂的「氣胸」就是胸膜受到破壞,使得胸膜腔無法維持負壓,連帶使著肺部塌縮的胸腔疾病。另外,胸腔膜的壓力當然會隨著呼吸而有所變化。

然而,大象的胸膜腔裡,充滿了許多疏鬆的結締組織──也就是說,原本的「腔」不復存在。該怎麼解釋大象沒有胸膜腔呢?

有個假說認為,這可能跟大象使用長鼻子來「浮潛」有關連。當牠們游泳時,可以將長鼻子舉出水面來呼吸──這是個稍微熟悉大象的人都不意外的畫面。但是成年大象高度可達至少三、四公尺,當游泳使用鼻子呼吸,或是,鼻子端大氣的壓力與位在水下肺部的壓力差距會非常巨大,這時薄薄胸膜腔可能就會頂不住啦,而胸膜腔內的結締組織就有強化的功能。

海豚:我不是跩,只是鼻孔朝天!

海豚(海豚科 Delphinidae)雖然多數生活在海中,少數生活在大河大江中,不過牠們可沒有魚類的鰓,而是用肺呼吸的哺乳類動物。

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海豚是從陸生哺乳動物演化而來的,真要說起親緣關係,比起魚類,牠們反而更接近河馬等偶蹄類動物。

大約五千萬年前的始新世時期,陸生哺乳類開始進入水中,在這個過程中,牠們為了適應環境,在形態上產生諸多的改變。為了順利在水中游泳,牠們後肢逐漸退化,形成背鰭及尾鰭,體表變得光滑,身體也變得較偏向流線型。

而海豚的鼻孔更是位移到了頭頂,成為「呼吸孔」,以便在水面呼吸、換氣。此外,為了不讓自己嗆到,海豚的呼吸孔附近還有由肌肉與結締組織形成的鼻栓 (nasal plug),可以將孔緊閉。鯨魚海豚頭頂的呼吸孔是比較接近鼻孔的構造,因此有些卡通裡會出現鯨魚海豚從嘴裡吸入海水,由呼吸孔噴出海水的情節,在真實世界不大可能出現。

呼吸孔長在頭頂的中華白海豚 (Sousa chinensis)。圖/WIKI

水母:我想要呼吸,全身上下都行

水母是一種無脊椎動物,分類上屬於刺胞動物門 (Cnidaria)。從熱帶、溫帶到淡水區,世界各地的水域都找得到水母的蹤影。牠們的外型多呈現鐘型或者傘狀,構造簡單,體內有超過九成都是水,但沒有肺或鰓。

既然沒有肺或腮,牠們又要怎麼呼吸呢?方式很單純,就是透過擴散作用讓氧氣進出細胞膜。

水母的外表傘蓋的組織相當薄透(想想你吃過的海蜇皮),其中分為外層的表皮層 (epidermis) 和內層的胃皮層 (gastrodermis),兩層之間再夾著一種彈性膠狀物質,又輕又薄的狀態更方便外層組織和海水交換氧氣和二氧化碳。

看起來有點兒透明的太平洋黃金水母 (Chrysaora fuscescens) 是透過擴散作用的方式來呼吸的。圖/WIKI

牡蠣:一輩子待在原地,就來用鰓呼吸!

牡蠣 (牡蠣科 Ostreidae)的殼有二枚,形狀相當不規則,左殼比右殼大一點。牠們大多棲息在淺海或潮間帶,以左殼固著在物體上,無法自由移動,所以終其一生只能待在原處開開合合,進行呼吸、攝食、生殖、排泄等等行為。

大多數的雙殼綱,殼的頂部有縫可以流通海水,並且在吸排海水的過程中呼吸。牡蠣並不像蛤蜊一樣自備出、入水管,牠們只有腮腔和腮上腔。牡蠣的鰓分左右各一對的內外鰓,上與唇瓣 (labial palps) 相連,下與外套膜 (mantle) 相接,構成一個腔室,水從鰓流入鰓腔及鰓上腔,在過程中進行氣體交換藉以呼吸、獲得氧氣

牡蠣會用左殼附著在物體上,一輩子都不離開原地,並利用腮來呼吸。圖:WIKI

雖然說都是呼吸,但生活在不同地方的生物用的方式卻大不相同,需要根據所在地來大顯神通,除了上述介紹的動物,你知不知道什麼其他特別的呼吸方式呢?

參考資料

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言蓁
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