111 年 國立臺灣大學漁業科學研究所《水產養殖學》

本題主要在考察水產養殖中不同類型池塘的分類與應用。水產養殖池塘的種類繁多，可依據其構造、用途、水源、進排水方式、底質等不同標準進行分類。

常見的池塘種類及其說明如下：

1. 依構造與用途分類：

   • 育苗池 (Nursery Pond)： 用於孵化後的魚、蝦、貝等稚幼蟲或苗種的培育，使其成長至一定規格後再放養至養成池。此類池塘通常較小，管理精細，水質要求高。
   • 養成池 (Rearing Pond / Grow-out Pond)： 用於將苗種培育至商品規格。這是水產養殖中最主要的池塘類型，面積較大，管理相對較為粗放，但仍需注意水質、餌料、疾病防治等。
   • 繁殖池 (Spawning Pond)： 用於親魚的培育、催情、產卵及孵化。此類池塘需提供適宜的環境條件以促進親魚的繁殖行為。
   • 隔離池/檢疫池 (Quarantine Pond)： 用於新引進或病魚的隔離觀察與治療，防止疾病傳播。

2. 依水源與進排水方式分類：

   • 流水池 (Flow-through Pond)： 具有持續不斷的水源注入與排出，能有效改善水質，減少水污染，但需有充足的水源。
   • 蓄水池/靜水池 (Still Water Pond)： 依賴儲存的水源，水質更新較慢，較易受外來污染影響，需透過打氣、換水等方式維持水質。
   • 潮汐池 (Tidal Pond)： 利用潮汐漲退水來進行換水，常見於沿海地區，如養殖文蛤、牡蠣等。

本題考查香魚（Oncorhynchus masou）的繁殖管理技術，特別是針對性腺發育不同步的問題，以達到雄雌同時成熟的目的。

香魚是一種性腺發育時程不一致的魚類，若要進行人工繁殖，確保雄魚與雌魚能同時達到性成熟並進行採卵採精，需要進行額外的管理措施。

解決香魚雄雌性腺發育不同步問題，通常可以採取以下兩種主要策略：

1. 環境因子調控：
   • 改變飼養溫度 (Temperature Manipulation)： 溫度是影響魚類性腺發育的重要因子。透過調整飼養水溫，可以加速或延緩特定性別魚類的性腺發育。例如，若雄魚發育較慢，可嘗試提高水溫；若雌魚發育較快，則可適度降低水溫。精確的溫度調控需要根據香魚的最適生長與生殖溫度範圍來進行。
   • 改變飼養光週期 (Photoperiod Manipulation)： 光照也是影響魚類生殖的關鍵環境因子。透過模擬不同的日照長度（例如，延長或縮短日照時間），可以影響魚體內荷爾蒙的分泌，進而調控性腺發育的進程。

本題主要考察對「益生菌」的定義及其在水產養殖中的應用價值。

一、益生菌的定義：
益生菌（Probiotics）是指一類對宿主有益的活性微生物。根據世界衛生組織（WHO）和聯合國糧農組織（FAO）的定義，益生菌是「活的微生物，當攝入足夠量時，能夠對宿主產生健康益處」。這些微生物通常是細菌，但也包括酵母菌和其他真菌。它們通過改善宿主腸道（或體內其他微生態環境）的菌群平衡，從而對宿主產生積極影響。

二、益生菌在水產養殖上的助益與功能：
在水產養殖中，益生菌的應用越來越廣泛，其主要助益與功能包括：

1. 改善水質 (Water Quality Improvement)：

   • 分解有機物與氨氮： 許多益生菌（如芽孢桿菌、硝化細菌）能夠分解水體中殘留的餌料、排泄物等有機質，並將有毒的氨氮轉化為毒性較低的物質（如硝酸鹽），從而降低水體中的氨氮、亞硝酸鹽等有害物質濃度，穩定水質。
   • 減少硫化氫： 部分厭氧菌的代謝產物會產生硫化氫（H₂S），對水產動物有毒。添加能代謝還原硫化物或抑制厭氧菌的益生菌，有助於降低硫化氫的產生。
   • 調節pH值： 某些益生菌的代謝活動有助於穩定水體pH值。

2. 促進水產動物健康與生長 (Promoting Animal Health and Growth)：

   • 抑制病原菌 (Inhibition of Pathogens)：

本題旨在探討相較於陸上動物養殖，水產養殖所面臨的較高風險因素。這主要源於水產動物所處的獨特環境以及其生理特性。

水產養殖風險較高主要歸因於以下幾個方面：

1. 水體環境的不確定性與變化性 (Uncertainty and Variability of Aquatic Environment)：

   • 水質波動： 水產動物生活在水中，水質（如溶氧量、pH值、鹽度、溫度、氨氮、亞硝酸鹽等）的變化直接且快速地影響其生存。水質易受氣候（如豪雨、乾旱、颱風、日曬）、人為操作（如投餌、換水）及生物活動（如藻類大量繁殖死亡）等因素影響而劇烈波動，這對養殖對象造成巨大壓力，甚至導致死亡。
   • 不可控性： 相較於陸地動物，水體環境的許多參數（如水溫、溶氧）在空間上和時間上的變化較難精確監測和控制，尤其是在大型池塘或開放式養殖系統中。

2. 生物學特性與疾病防治難度 (Biological Characteristics and Disease Control Difficulties)：

   • 隱蔽性： 水產動物多生活在水中，其行為、健康狀況不易觀察，疾病的早期徵兆往往難以發現，一旦發現往往已相當嚴重，難以挽救。
   • 傳播快速： 水體是傳播媒介，一旦發生疾病，病原體容易透過水體快速傳播，造成大面積感染和死亡。
   • 治療困難： 藥物在水中的擴散、殘留、效果評估等都比陸上動物複雜。許多藥物難以有效投遞到養殖對象體內，或藥物在水中易分解、流失，增加治療難度與成本。

本題要求闡述在臺灣水土資源有限及生產成本偏高的背景下，如何推動友善環境的水產養殖，並提升整體經營品質。這是一個較為綜合性的問題，需要結合永續發展、環境保護、技術創新與經濟效益等多方面進行論述。

引言：
臺灣水產養殖業在全球佔有重要地位，但同時也面臨嚴峻挑戰，包括土地與水資源的稀缺、環境污染的壓力、生產成本的上升，以及消費者對食品安全與環境友善的高度期待。為此，推動友善環境的水產養殖，並提升經營品質，已是產業發展的必然趨勢。

一、推動友善環境水產養殖的策略與方法：

1. 轉型升級，採用先進環保養殖技術：

   • 循環水養殖系統 (Recirculating Aquaculture Systems, RAS)： 透過物理、化學、生物方法淨化和再利用水體，大幅減少用水量、廢水排放，並能精準控制水質，提高養殖密度和生產效率。這對於克服臺灣水土資源限制至關重要。
   • 低密度或生態養殖模式： 鼓勵或輔導業者轉向低密度、多樣化、與自然環境共存的養殖模式，如混養、放養、生態池等，減少對環境的單一壓力，並有助於生物多樣性。
   • 陸上魚塭整合式養殖： 將養殖設施移至陸上，利用標準化廠房，結合 RAS 技術，可更有效地利用土地資源，並減少對海岸濕地等敏感生態區的影響。
   • 友善資材與輔料應用： 鼓勵使用對環境無害或低害的餌料、藥物、水質改良劑，如益生菌、植物性蛋白替代品、生物防治藥劑等，減少化學物質殘留與環境污染。

2. 強化環境管理與監測：

   • 落實環保法規： 嚴格執行廢水排放標準、用地管制等相關法規，並鼓勵業者採行優於法規標準的環保措施。
   • 建置環境監測系統： 利用物聯網（IoT）、感測器等技術，對養殖水體、周邊環境進行即時監測，及早發現問題並採取對策。
   • 推動環境友善標章認證： 建立具公信力的友善環境養殖標章體系，引導消費者選擇，並鼓勵業者朝此方向努力。

3. 優化資源利用與循環經濟：

   • 餌料資源多元化與本土化： 開發利用陸域副產物（如農業廢棄物、廚餘）或在地資源（如藻類、昆蟲）作為水產飼料的原料，降低對進口飼料的依賴，減少生產成本，並賦予廢棄物新價值。
   • 廢棄物資源化： pond sludge（池底淤泥）經處理後可用作肥料，或發展為生質能源。
   • 水資源循環利用： 透過雨水收集、中途水處理再利用等方式，最大化水資源的使用效率。

4. 強化產業鏈協作與知識傳遞：

   • 產學研合作： 鼓勵學術界、研究機構與產業合作，共同研發環保養殖技術、優良品種、疾病防治方法等。

本題考查水產養殖飼料的基本組成原料，是水產營養學的基礎知識。

水產養殖飼料的組成是為了提供養殖對象生長、發育、繁殖及維持生命活動所需的各種營養素。其原料組成會根據養殖對象的種類、生長階段、養殖環境以及飼料的類型（如浮性、沉性、冷凍、乾燥等）而有所差異，但通常包含以下幾大類主要成分：

1. 蛋白質與胺基酸 (Protein and Amino Acids)：

   • 重要性： 蛋白質是水產動物生長和組織修復的主要成分，也是能量的重要來源。胺基酸是構成蛋白質的基本單位，其中有些是必需胺基酸，必須從飼料中獲取。
   • 主要原料：
     • 動物性蛋白源： 魚粉（Fish Meal）是傳統且優質的蛋白質來源，富含必需胺基酸和脂肪酸，但受限於資源與成本，使用量已趨減少。南極蝦粉（Krill Meal）、蝦粉（Shrimp Meal）、肉骨粉（Meat and Bone Meal, MBM）、蠶蛹粉（Silkworm Pupae Meal）、酵母粉（Yeast Meal）等。
     • 植物性蛋白源： 大豆粕（Soybean Meal, SBM）是最常用的植物性蛋白源，但需要注意其抗營養因子（如胰蛋白酶抑制因子）的影響，常需要經過處理（如脫脂、加熱）。其他還有花生粕（Peanut Meal）、葵花籽粕（Sunflower Meal）、玉米蛋白粉（Corn Gluten Meal）、碗豆粕（Pea Meal）等。
     • 合成胺基酸： 如蛋胺酸（Methionine）、離胺酸（Lysine）、蘇胺酸（Threonine）等，用於補充飼料中不足的必需胺基酸，以達到最佳的胺基酸平衡，減少蛋白質用量，降低成本和氮排放。

2. 碳水化合物 (Carbohydrates)：

   • 重要性： 提供能量，尤其對於魚類，碳水化合物是較經濟的能量來源。
   • 主要原料：
     • 穀物類： 玉米（Corn）、小麥（Wheat）、大麥（Barley）、米糠（Rice Bran）等，提供澱粉。
     • 根莖類： 馬鈴薯澱粉（Potato Starch）、樹薯粉（Tapioca Starch）等。
     • 其他： 麵粉（Flour）、麩皮（Bran）。

3. 脂質與脂肪酸 (Lipids and Fatty Acids)：

   • 重要性： 提供高能量，是脂溶性維生素的載體，並提供必需脂肪酸（如 Omega-3, Omega-6 系列），對水產動物的生長、免疫、繁殖等至關重要。
   • 主要原料：

本題要求分析「超集約水產養殖」（Super-intensive Aquaculture）與「生態養殖」（Ecological Aquaculture）這兩種截然不同的養殖模式的優缺點。

一、超集約水產養殖 (Super-intensive Aquaculture)

超集約養殖通常指在有限的空間內，透過高度控制的環境（如循環水養殖系統 RAS、陸上工廠化養殖），以極高的密度養殖水產動物。

利 (Advantages)：

1. 高產量與空間效率 (High Yield and Space Efficiency)： 在極小的面積或體積內，能達到非常高的生產量，極大地提高了土地和水體的利用效率。
2. 環境控制與穩定性 (Environmental Control and Stability)： 能夠精確控制水質（溫度、溶氧、pH、氨氮等）、光照、餌料投餵等關鍵環境因子，減少自然環境變化的影響，降低因氣候異常導致的風險。
3. 減少廢水排放（若為高效 RAS）： 先進的循環水系統能有效處理和回收利用水體，大幅減少新鮮用水量和污染物排放，理論上對外部環境影響較小。
4. 易於管理與病害防治（在特定條件下）： 封閉或半封閉系統便於監測，且隔離了外部病原，若管理得當，可有效控制疾病爆發。
5. 不受地理位置限制： 可以在非傳統養殖區域（如內陸、城市）進行養殖。

弊 (Disadvantages)：

1. 高技術門檻與管理難度： 需要高度專業化的技術知識、精密的設備和嚴格的管理，操作失誤可能導致災難性後果。
2. 高昂的初期投資與營運成本： 設備（如過濾系統、增氧設備、溫控系統）投資巨大，且營運過程中能源消耗（電力、加熱/冷卻）成本高昂。
3. 能源依賴與風險： 極度依賴電力供應，一旦停電，可能導致大規模死亡。
4. 廢棄物處理挑戰： 即使是循環水系統，最終也會產生濃縮的廢棄物，其收集、處理和處置仍是難題。若管理不善，高密度下的小規模污染也可能迅速惡化。
5. 生物安全風險： 封閉系統一旦引入病原，由於密度高，疾病傳播速度極快，且難以根除。
6. 生態適應性較差： 養殖對象長期處於高度人為控制的環境，可能導致其對外界環境適應性降低，或產生生理異常。

二、生態養殖 (Ecological Aquaculture)

本題要求說明「蝦類完全養殖」（Complete Culture of Shrimp）的流程。完全養殖是指從受精卵開始，一直到育成商品蝦，所有生命階段都在同一養殖系統或緊密管理的系列系統中完成，不依賴外部購買苗種。這通常需要高技術、嚴格的疾病管理和環境控制。

蝦類完全養殖的流程，一般可以分解為以下幾個關鍵階段：

1. 親蝦培育與抱卵 (Broodstock Conditioning and Brooding)

• 親蝦來源： 通常需要從優良、健康的種蝦場購買經過嚴格篩選的無病原、性成熟的親蝦。
• 培育環境： 將親蝦移至專門的親蝦池，提供優質、穩定的水質環境（如適當的鹽度、溫度、pH、溶氧），並給予高營養、高品質的餌料（如豐年蟲、烏賊卵、魚肉、特殊配方飼料），進行催情與培育。
• 抱卵與產卵： 經過一段時間的培育，雌蝦會進入性成熟期並開始抱卵。觀察抱卵情況，判斷其成熟度。待親蝦自然產卵或進行人工催產後收集受精卵。

2. 孵化與幼蝦培育 (Hatching and Larval Rearing)

• 孵化： 將收集到的受精卵置於孵化槽中，提供最適宜的孵化條件（如水溫、鹽度、溶氧、遮光程度），孵化成蚤狀幼蟲（Zoea）。
• 幼蝦階段（蚤狀幼蟲 Zoea → 溞狀幼蟲 Mysis → 糠蝦幼蟲 Postlarva, PL）：
  • 餌料投餵： 在幼蟲的不同發育階段，需要投餵不同的餌料。蚤狀幼蟲初期以微藻（如小球藻、等鞭金藻）為主，後期則開始投餵豐年蟲（Artemia nauplii）。
  • 水質管理： 幼蟲對水質極為敏感，需要嚴格控制水溫、鹽度、pH、溶氧，並定期進行換水或水質改良，移除殘餌和排泄物。
  • 疾病防治： 此階段極易爆發疾病，需嚴格執行消毒措施（如使用紫外線、臭氧、特定藥劑），並監測幼蟲健康狀況。
  • 養成糠蝦幼蟲 (Postlarva, PL)： 幼蟲經歷多次蛻殼後，發育成糠蝦幼蟲（PL），此時其形態已接近成蝦，可以開始嘗試投餵更接近成蝦的餌料，如蝦粉、魚粉製成的微粒飼料。

3. 養成階段 (Grow-out Stage)