太平岛收复70周年！南海科学研究成果大公开
图、文／行政院新闻传播处、内政部提供壹、 研究站建置 一、「国际海洋研究站建置计划-东沙」 东沙环礁是南海诸岛的四大群岛之一，位处国际航海重要的交通枢纽，具有主要的环境及生物特点，包括: 珊瑚环礁、海草床、高生物多样性、全球最大的南海内波、台风、季风等，吸引国际科学家至东沙岛研究南海各种海洋、大气、地质、生物等相关现象。本计划为因应国内外科学研究的需求，作为南海科学研究平台，协助提升南海海洋环境全面性的认识，并促进海洋环境资源的探勘、保护与永续利用。
东沙研究站是一个由内政部、海巡署及科技部跨部会合作的成功案例，拥有先进的海洋监测仪器，再加上各式研究艇，增进国内外研究团队于东沙岛上进行长期监测、保育及基础调查研究的可及性，今年度（统计至5月）已协助国内、外（18国，美国、比利时、菲律宾、马来西亚、俄罗斯、日本、越南、新加坡、德国、加拿大、西班牙、以色列等） 研究团队登岛进行科学研究，共计123人次、1338天，是目前唯一开放给国际科学家的南海岛屿，代表了我国支持以和平方式与国际共同开发及资源成果共享的立场。
贰、 海洋生态研究 一、南海石珊瑚共栖十足类及深海八放珊瑚之多样性研究 南海海域多数位于珊瑚大三角内，该海域有近600种的造礁珊瑚，也孕育出最丰富的海洋生物多样性。甲壳十足目是与石珊瑚共生的主要物种，二者间有密切的交互作用，亦有许多相关的研究，包括共演化、共栖甲壳類的种化、地理亲缘关系等。本研究针对南海共生的梯形蟹进行鉴定与DNA定序，目前在东沙与南沙周边海域已采获3科10种的梯形蟹，未来利用族群联通性与基因结构来探讨物种的形成机制，尝试验证低纬度珊瑚礁区有较高的海洋生物多样性。南海深海底拖网的调查，共记录到二种红珊瑚科（宝石珊瑚）的深海八放珊瑚：白珊瑚及粉红珊瑚，根据现有资料并与国外合作，已发现3种世界新种，并完成红珊瑚科系统分类的重整。
二、南海造礁珊瑚物种多样性及其亲缘地理研究 本计划调查南海邻近海域深海石珊瑚的物种多样性及珊瑚群聚的分布与状态，期望增进对南海深海石珊瑚生物多样性的了解，并建立南海深海石珊瑚生物多样性的基础资料。初步结果显示：
（1）太平岛沿海具有丰富的珊瑚多样性，目前已发现12科39属98种石珊瑚与2科6属6种软珊瑚，平均珊瑚覆盖率为12.19%，以团块状、平铺状及分枝状生长形式的珊瑚较为优势。
（2）南海海域产深海石珊瑚种类丰富，共发现15科55属190种，全部皆为台湾海域新纪录种，其中更包括1可能新属及15种可能新种。
（3）南海珊瑚各族群间的基因多样性高、基因联通性低，此结果并不受地理尺度大小影响。
（4）东沙海域可能是南海海洋生物多样性的热点（hotspots）。本计划经由深入调查，增进对南海珊瑚多样性及珊瑚族群联通性的了解，并提供做为未来我国在南海海洋生态系经营管理及规划海洋保护区（Marine Protected Areas, MPAs）之基础。
▲太平岛浅海珊瑚礁群聚
▲南海水深500公尺采获之深海石珊瑚
三、台法海洋生物多样性调查与深海底栖动物演化之研究 本研究目标为对所有采获的软体动物、甲壳类种类和其它深海底栖动物建立型态分类与生命条码 （DNA barcoding） 相互结合的资料库，以有效减轻分类知识不足对究明全球海洋生物多样性的障碍。另外，也探讨「深海生物之特殊构造如何反映在其适应深海极端环境所造成的演化压力」与 「物种的分布范围如何反映出其地区性或生态性特化」等科学议题。经由此计划之执行与新增的采集资料之分析，使我们重新定义这些物种的多样性模式，并透过亲缘关系学的研究方法，重新评估这些生物类群当前的生物学与演化适应假说。
本计划研究成果包括新种（如南海产之深海比目鱼及𩽾𩾌鱼目之新种）及新纪录（以珊瑚礁鱼类来说, 近年来两次约四天于太平岛的调查, 约10个新纪录被发现） 的发现。生物地理学研究发现南海及周边海域为珊瑚礁龙占鱼白𫚭亚科的演化起源中心，并在最后一次冰河退却后海平面上升后从起源中心扩散广布于印度-西太平洋。其物种多样化的成因可能和南海诸岛于中新世中期形成且提供合适的繁衍栖息地有关。
▲龙占科白𫚭之未发表之新种，采集于中沙大环暗礁。（图／副教授陈韦仁提供）
▲深海底栖比目鱼新种，可能为南海特有种 。（图／副教授陈韦仁提供）
四、南海深海甲壳类多样性调查 南海最深处可达3,500公尺，过去因为诸多因素南海的海洋生物多样性调查很少，而深海地区的调查数据更是屈指可数。但在过去三年由国内的研究团队进行了一系列的初步深海生物多样性采集调查研究，证明南海的深海地区确实具有很高的生物多样性，且至少采获5种以上的世界新种虾蟹，可见南海的生物多样性深具研究潜力。
▲南海（东沙、太平岛）发现之世界新种虾蟹。（图／副教授陈韦仁提供）
五、印度-西太平洋地区鱼类演化及海洋生物地理之研究：以台湾与南海诸岛为研究中心 陆棚屏障是热带海洋主要的生物地理屏障之一，它使得两大洋（印度洋和太平洋）之生物相有所分离。本研究以广泛分布于印度-西太平洋的龙占鱼科鱼类为案例研究，以确定所推衍之生物地理分界存在位置和可能的不同分化族群之接触地带。本研究将以最先进的次世代测序方法得到的于研究样本DNA序列变异进行分析，以了解所选定之龙占鱼科内各不同鱼种自身的族群遗传结构，亲缘地理结构和种间之亲缘关系。由不同鱼种分析所得到的结果将相互比较，以进一步了解陆棚屏障及新发现之生物地理屏障对印度－西太平洋海洋生物多样分布、物种族群结构及演化之贡献。
参、 地质研究 一、南海科学研究宽频地震网卫星通信系统 小型卫星通讯系统是由位于赤道平面上36,000公里外同步轨道的卫星、一个以上中型天线的地面中心站及许多小型天线的终端地面电台，架构而成的独立通讯网路。可以传递声音、影像与数据资料，适合地域广大、人口散居或是岛屿众多的国家，解决架设有线通信的困难与不便。
台湾地震研究中心为强化现有宽频地震观测网的功能，推动南海科学研究，在科技部的资助下，已于2009年完成小型卫星通信系统之建置。建置的小型卫星通信系统特性如下：
（1）卫星波束有广大之涵盖面，较不受地理环境之限制。
（2）低消耗功率，可以使用太阳能供电。
（3）采用分时多路存取方式传送资料，多个地震站共用同一数据段，可以降低资料传输的费用。
（4）多点投送信号至不同位置的地面接收站，可同时分享资料。
（5）具有资料缓冲功能，即使短暂通信中断亦不至于漏失资料。
（6）地震记录器及卫星数据机均使用GPS精确对时。
宽频地震网卫星通信系统可以用近即时作业的方式，连续撷取野外测站的波形资料，目前系统已连同台湾宽频地震网及南海周边国家的地震观测站，另外组成一涵盖范围更为宽广的虚拟地震观测网，并规划与东南亚国家合作，在南海周边增设更多测站，共同探讨该区域的地体演化过程，并进一步以区域地震、海啸及相关灾害为研究主题，探讨断层与地震的时空关联性，期望能在短期内建立该区域之地震及海啸防灾体系。
▲小型卫星通信系统地面中心站-中央研究院主站。（图／研究员黄柏寿提供）
二、「台菲火山海洋台风地震合作研究计划」及「南海地震海啸预警观测网」 基于地缘关系我国和菲律宾都经常遭受天然灾害的威胁，超过50%影响台湾的台风都先影响菲律宾，因此借由台-菲科学研究交流合作，分享彼此的观测资料与预报资讯，得以提升台风、降雨、暴风、大浪和暴潮之监测及预报能力，减少台风等灾害造成的危害；我国地震观测能力及地震预警的技术居于东南亚领先的地位，而菲律宾群岛位于一相当复杂的板块边界带，其地震和断层等地壳活动十分活跃，提供了一个研究地震的良好环境，借着推动「构建即时传输南海地震网与南海周边地体构造研究」，与菲律宾进行科技合作，于菲国建置了6个宽频地震观测站，除了协助菲国了解其地震的成因外，进一步结合原来已设置在越南沿海、我国东沙岛及南沙太平岛的观测站，组成「环南海宽频地震观测网」，再运用现有卫星通讯及网际网路技术，使观测网可以发挥即时预警功能，借此可为区域地震监测速报及海啸预警做出贡献，并与南海周边国家共同深入探讨区域地震与地震海啸等相关灾害议题。
肆、 气候研究 一、「南海-海洋大陆区对流与大尺度环流交互作用」观测实验计划 此国际合作计划之目的是透过大气与海洋联合观测与模拟，针对台湾-南海之对流发展进行探讨，相关科学议题包括海陆分布导致对流的日夜变化、相关激发、传播、成长机制及其受大尺度环流（季内震荡，季风）的影响，以增进对该地区不同尺度对流现象与海气交互作用的了解，并进一步探究海洋大陆在全球气候变迁上所扮演的角色，具重要学术研究价值，也是改进天气预报与气候预测的必要基础。此计划预定参与国际Year of Maritime Continent （YMC） 在南海与大洋洲的观测实验。YMC计划与台湾大气科学学界主要研究课题密切相关，特别是延伸天气至季内尺度的天气–气候演变的观测与模拟，其他参加国包括日本、美国、澳洲、英国、德国、法国、义大利、中国大陆、印尼及帛琉等。
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