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【你來報報】跟著研究員出航 海研三號工作實記

2019年04月10日
文:李彥輝

去年9月中,筆者有榮幸加入中山大學海洋生物科技暨資源學系兼任教授方力行老師的研究團隊,接觸許多海域調查的工作。今年3月初,參與搭乘海研三號(R/V Ocean Research III)到高雄外海進行「港區疏濬淤泥海拋影響」的生態監測調查。海研三號是一艘294噸、長38.92公尺、寬7.8公尺,擁有25年歷史的船。台灣的海洋研究船會依據船體大小、續航能力及所在區域進行分責,而海研三號的性能非常適合在南部海域沿岸調查,是台灣南部海洋研究方面非常重要的角色。

與台灣其他的海洋研究船比起來,海研三號比海研一號(800噸、長50公尺、寬10.30公尺、35年)小且年輕一些,跟海研二號相當(295噸、長38.92公尺、寬7.8公尺、25年)。這些研究船為台灣的海洋研究服務超過25年,立下不少汗馬功勞,也達到退役的年紀。筆者認為能夠搭乘海研三號是非常難能可貴的機會,因此想藉由這次登船工作的經驗,介紹在海洋研究船上的工作。

海研三號。李彥輝攝。
海研三號。李彥輝攝。

從早上8點半抵達位於高雄旗津停泊的地方,船上的準備工作隨即開始,研究人員開始裝載採集用具,並且協助船上技師操作機具來吊掛大型底拖網具,船長與技師檢查船上各設備性能與確認本次出海調查的路線。

吊掛拖網運到船上。李彥輝攝。
吊掛拖網運到船上。李彥輝攝。

接著船上負責安全宣導人員(二副)會對這一次搭乘的研究人員,進行行前安全宣導,介紹船上工作安全須知、逃生裝備與逃生路線;海巡也會來船上清點與確認出海人員名單與人數。所有出航前工作結束後,已是9點半快10點的時間了,船才開始發動駛離高雄港。

在抵達調查區域至少需航行2~3小時,已是下午時間,一開始研究船會施放錨碇系統,這種儀器上面會搭載可以測量海流流速與流向的聲學都卜勒流剖儀(Acoustic Doppler Current Profiler,ADCP),亦能計算出海底深度,接著會開始按照預定計畫,沿著要調查的測線與樣點開始收集數據跟採集。

放置在船尾的紅色大浮球跟沉底的鐵塊,浮球中間的裝置為ADCP,即為錨碇系統。李彥輝攝。
放置在船尾的紅色大浮球跟沉底的鐵塊,浮球中間的裝置為ADCP,即為錨碇系統。李彥輝攝。

錨碇系統施放作業。李彥輝攝。
錨碇系統施放作業。李彥輝攝。

本次採集的工作分成四個項目,第一個項目為採集不同深度的海水,以及量測不同深度的水溫、鹽度與導電度等,使用器具為輪盤式採水器(Rosette Water Sampler)與溫鹽深儀 (Conductivity-Temperature-Depth,CTD),外觀像是一個圓柱形的籠子,裡面架著幾根採水瓶,每根容量可以裝10公升水(本次調查是六根),通常會放成對以平衡。技師會用側吊臂將鹽溫深儀與採水器放到海中,隨著往下深放,上面搭載的儀器就會開始持續的量測水溫、鹽度、導電度、溶氧量等資訊,船上的電子儀器會立即的接受資訊,並以圖的方式顯現隨著深度的變化。

量測到預定的深度,就會開始回收,這時候研究人員會隨著溫鹽深儀上升到特定的深度,操作遙控開始採水,藉此收集不同深度的海水,筆者這一次的工作,會採集深度3、10、30公尺的海水,作為浮游植物鑑種與分析用途。可以行光合作用的浮游植物是海洋環境中非常重要的生產者,為地球元素循環系統中,從環境圈進入生物圈的重要角色,可以做為水質環境的指標生物,因此調查浮游植物的種類與數量,可以評估調查區域表層狀況。

輪盤式採水器與溫鹽深儀。李彥輝攝。
輪盤式採水器與溫鹽深儀。李彥輝攝。

隨著施放深度,量測的海水資料持續記錄。李彥輝攝。
隨著施放深度,量測的海水資料持續記錄。李彥輝攝。

第二項目為採集底泥,工具為旋轉式採泥器(Shipek Grab),使用船尾的吊臂掛著下放到海底,碰到海底的時候,採泥器會被觸發而闔上,即可採集底泥。採集到的底泥可以作粒徑與化學成分分析,於其他物理、化學性質的研究。藉此了解海床底質的環境狀況。

旋轉式採泥器。李彥輝攝。
旋轉式採泥器。李彥輝攝。

收集挖到的底泥。李彥輝攝。
收集挖到的底泥。李彥輝攝。

第三項目會採集浮游動物,藉由船尾的吊臂掛著浮游生物採集網(North Pacific Standard net,NORPAC net)下放到約3公尺深的水層,船隻會以1.5節的航速行駛,拖行5分鐘回收。研究人員會將網子上的浮游動物沖洗到採集瓶裡,帶回實驗室鑑種與分析用。海洋的浮游動物亦是多采多姿的小宇宙,除了有以浮游植物為食的動物,如橈足類(Copepod)、糠蝦(Mysid)、磷蝦(Krill)、俗稱海蝴蝶(Sea butterfly)的有殼翼足類(Thecosomata);亦有獵捕其他浮游動物的掠食者,如俗稱箭蟲(Arrow worm)的毛顎動物(Chaetognatha)、浮蠶科(Tomopteridae)與眼蠶科(Alciopidae)的多毛類等。浮游動物為海洋生態系提供豐富的蛋白質來源,在牠們之中也有許多水產的浮游幼體,像是梭子蟹、蝦子、大型魚類,因此調查浮游動物的種類與數量亦是了解海洋生態健康狀況的指標之一。

已放到海裡採集的浮游動物網。李彥輝攝。
已放到海裡採集的浮游動物網。李彥輝攝。

第四項目為採集底棲生物,藉由船尾的吊臂掛著衍桿式蝦拖網(Trawling Net)下放到約海床上,船隻會以1.5節的航速行駛,拖行5分鐘回收。研究人員會將拖上來的動物做簡單的分樣,並裝到有紀錄時間、樣站的採集袋中,帶回實驗室進行鑑種與分析。這些來自深海的標本除了提供大型底棲生物相資料以外,將會進一步做重金屬的分析,檢測這些深海生物是否有遭受到港區疏濬淤泥海拋污染的影響。

準備底拖作業(左);底拖上來的成果(右)。李彥輝攝。
準備底拖作業(左);底拖上來的成果(右)。李彥輝攝。

由於高雄外海深度達500公尺深以上,上述的工作除了浮游動物採集以外,其他涉及到深水層與海床的作業會需要很長的時間,特別是挖泥與底棲動物採集。通常在施放鋼纜的時候,會多放一些以確保能採集到目標,像是底拖網會施放探測到海床深度的1.5~3倍長,施放越長,作業的時間就越長。因此,每一次作業施放鋼纜到收回至少以1.5小時起跳,回收後檢視發現沒採集到東西就算失敗,得重新操作一次,又將是一段時間的等待跟拖延。因此得靠船上操作機具的技師精密的計算與豐富的經驗以求採集順利。

在船上作業是一天24小時不停歇的,到了晚上依然持續航行與作業。船上的船員與技師會輪班工作,研究人員也會互相的幫忙跟配合,輪流的休息。船上的成員各司其職,亦互相配合幫忙,為的是保持體力跟充足的精神,讓航行跟機具操作能夠安全順利,讓調查資料收集能夠不間斷。

採集工作到晚上仍在進行著。李彥輝攝。
採集工作到晚上仍在進行著。李彥輝攝。

這次的調查行程雖然有幾次得重新採樣,但依然順利的在兩天結束,回到港口裝卸與打掃清潔後,已接近半夜的時間。這兩天的工作下來,筆者認為登研究船工作,需要有謹慎的態度、熱心與互相的精神,除了完成自己身負的工作以外,在閒暇之餘,跟船上不同領域的研究人員與技師交流可以學習更多,是非常不錯的成長方式。

近年來新的海洋研究船建造計畫與新的海洋機構成立,如海研五號(2700噸、長72.6公尺、長15.4公尺,2014年已沉沒)、勵進號(2629噸、長76公尺、 寬16公尺、2年)、海洋委員會等,象徵著台灣的海洋研究邁入新的紀元。海研一~三號終將會功成身退,這三艘研究船代表著台灣海洋研究歷史上的一個里程碑,筆者認為這些海洋研究船退役後,應給予適當的保存與活化,持續帶給大眾海洋教育的功能。在筆者的想像,除了傳統博物館般的靜態展示或是文物展覽,或許可以作為海洋研究操作展示的教育平台,規劃2天1夜的行程,帶領民眾到外海觀摩海上作業的情形,除了「看」以外,更重視「動手」操作,讓民眾更親身體驗海洋、見識海洋,讓海洋文化在重視實作、身體力行的方式下推廣並且根植在心中。