民國115年 高考三級 海洋行政 海洋學概論
第1題
請說明海洋斜溫層（thermocline）的定義與成因。（5 分）請從營養鹽與 光照兩項控制因子的角度，分析斜溫層強弱對海洋基礎生產力（primary prod…
題目
請說明海洋斜溫層（thermocline）的定義與成因。（5 分）請從營養鹽與 光照兩項控制因子的角度，分析斜溫層強弱對海洋基礎生產力（primary production）的影響，並比較低緯度、中緯度及高緯度海域之季節性變化 特徵。（10 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、定義與成因：斜溫層（thermocline）係指海水中溫度隨深度急遽下降的水層，一般位於混合層（mixed layer）底部至約1000公尺之間，溫度梯度常達每公尺0.05至0.2℃。其成因主要有三：表層受太陽短波輻射加熱形成暖水層；風與波浪混合使上層溫度、鹽度趨於均勻；下層冷水密度較大且缺乏足夠動能上湧，遂在兩者之間形成穩定溫度梯度。低緯度因淨輻射強、層化穩定，斜溫層最明顯；高緯度因冷卻與對流混合而弱化。中緯度則兼有永久斜溫層（permanent thermocline）與隨季節生消的季節性斜溫層（seasonal thermocline）。
- 二、營養鹽控制：斜溫層強代表水柱層化穩定、垂直混合微弱，下層富含硝酸鹽（nitrate）、磷酸鹽（phosphate）與矽酸鹽（silicate）的冷水不易上傳至透光層（euphotic zone），營養鹽躍層（nutricline）同步變淺，表層終年貧營養，新生生產（new production）與總初級生產力均受抑制。反之，斜溫層弱或崩解時，湧升流與垂直混合可將深層營養鹽帶至表層，刺激藻華。惟混合過深會使浮游植物被帶離透光層，反而降低平均受光與生產效率。
- 三、光照控制：斜溫層深度決定混合層厚度，進而影響浮游植物在透光層內的停留時間與平均光量。斜溫層淺、混合層薄時，細胞長時間處於高光照環境，但若營養鹽已被耗盡，光合作用改受營養限制；斜溫層深、混合層厚時，個體反覆被帶至弱光或無光層，形成光限制（light limitation）。強層化海域通常以小尺寸的 picoplankton 與藍細菌為主，群落結構與輸出生產（export production）亦隨之改變。
- 四、緯度比較：低緯度海域全年層化強、營養鹽供給少，生產力偏低但季節變化小，僅在湧升區或颱風混合後出現短暫高峰。中緯度冬季冷卻與強風混合破壞斜溫層，春季回穩形成春季藻華（spring bloom），夏季強層化使生產力回落，呈明顯季節性。高緯度受極夜、低溫與海冰影響，光照為主要限制因子，夏季融冰造成淡水層化與短暫強烈藻華，冬季生產幾乎停滯。
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