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趨勢快訊
最新研究發現渤海特定的漁業資源正在減少當中
2019/11/20
渤海是位在中國東北部的內海,內含有大量的漁業資源,是捕撈的重要漁場,然而經多年過度捕撈下,當地漁場似乎發生漁業資源不足的現象。在中國科學院(Chinese Academy of Sciences)與加拿大英屬哥倫比亞大學(University of British Columbia)共同的研究下,發現渤海當地漁場已發生「漁獲物種漸趨海洋食物網底層」(fishing down marine food wed,原文簡稱:fishing down effect)現象,即漁獲物種由原本高級消費者的漁獲組成,已逐漸由食物鏈中初級、次級消費者所取代的現象。研究團隊認為當地的生態系結構已因近年頻繁的捕撈行為遭受破壞。   研究團隊在蒐集1959—2010的捕撈數據及當地的生態調查報告,且分析其中的捕撈魚種與數量後發現,雖然歷年的漁獲捕撈的數據顯示漁獲種類穩定,然而生態調查的報告卻發現不同的現象。根據生態調查研究後發現,雖然大型魚類在上世紀中葉仍占當地生態系的生物量(biomass)的80%,然而截至2010年的數據發現,大型魚類僅占當地生物量50%的組成,其餘則由小型魚類及無脊椎動物所取代,顯示自1950年開始在當地的過度捕撈確實對漁場的生態系造成衝擊,進而產生「漁獲物種漸趨海洋食物網底層」現象,即渤海當地的大型魚類資源在這些年正持續減少中。而歷年捕撈數據之所以顯示漁獲種類穩定,乃受船長效應(skipper effect)的影響下逐年保持穩定。   船長效應係指船長為了盡可能的補足缺少的大型標的漁獲,而進行較深、較大範圍、較長期、遠洋等撈捕措施。在這樣的措施下,隱藏了原漁場中已受影響的漁業資源,忽略了過度捕撈的事實。   研究團隊認為船長效應已長期掩蓋在渤海漁場所發生的「漁獲物種漸趨海洋食物網底層」現象,應透過更有效的永續管理措施,達到永續漁業的目標。【延伸閱讀】蔓性馬纓丹覆蓋梯田邊坡 友善農業結合綠色旅遊   該研究已發表在<Ocean and Coastal Management>。
透過無人機空拍技術為鯨魚量體重
2019/10/21
由於生活在開闊水域的大型活體水生生物(如鯨豚等大型水生哺乳類)體型龐大,因此難以透過捕撈與水下作業等方法,對其體長、體積、體重等與生物生活史(life cycle)相關的特徵進行基本測量。科學家以往僅能透過不幸擱淺在岸的野生鯨豚,對受傷或死亡的個體進行基本的研究,也因此極度缺乏健康生活在開闊水域個體的基本資訊,無法全面地了解鯨豚在野外的生長狀況。丹麥阿爾路斯先進研究所(Aarhus Institute of Advanced Studies,簡稱AIAS)與美國伍茲霍爾海洋研究所(Woods Hole Oceanographic Institution,簡稱WHOI)的跨國研究團隊利用無人機所拍攝的空拍圖進行分析,對捕捉到的鯨豚畫面進行立體重建。   研究團隊結合空拍圖與歷次實際捕獲的個體紀錄進行預測,研究團隊主要以露脊鯨(right whales, Eubalaena sp.)做為預測模型之建立依據。研究期間空拍捕獲到各年齡層,共86頭南露脊鯨(southern right whales)的空拍照片,透過各個角度的影像判讀,判定其長、寬、高等基本資訊,再以電腦重建其全彩3D立體影像後估算其體積,最後再利用已知的體積/體重比及參數上的微調,估算出所有個體的體重。【延伸閱讀】新型感測器可改善昆蟲監測和作物管理   該研究成果替活體鯨豚的研究帶來重大突破,讓人們更加了解鯨豚的生活史。此外,該研究也將無人機的應用帶往新的境界。   該研究由國家地理學會(National Geographic Society)資助,相關研究成果已發表在<Methods in Ecology and Evolution>。
藉探索海洋DNA一窺海底環境的奧秘
2019/10/03
海洋如此廣闊,至今仍有需多海底奧秘仍待科學界發掘。任職於東京大學的助理教授吉澤晉(日文:吉澤晋,Susumu Yoshizawa)表示,仍有許多未知的海洋生物及其可能數量等待進一步釐清。吉澤教授及其研究團隊希望能在海洋科學中運用新興方法與技術,藉此一探海洋環境的生物多樣性。   研究團隊所使用的方法稱為海洋DNA技術(Ocean DNA),海洋DNA運用最新的DNA分析技術,可用於分析並辨識海洋中出現的多種魚類。這套技術不但改善了DNA分析速度,同時也利用東京大學大氣海洋研究所(日文:東京大学大気海洋研究所,Atmosphere and Ocean Research Institute)所設立的粒線體資料庫進行粒線體DNA序列的比對,以此加快魚類物種辨識的速度。統計至2019年1月1日止,該資料庫已收錄了29,316條魚類DNA序列,目前收錄的資料仍在增長中。【延伸閱讀】開發高通量鑑別技術快速篩選抗柑橘黃龍病之功能性化合物   吉澤教授認為,若能善用大氣海洋研究所提供來自開放水域的水樣數據,鎖定特定物種進行研究,以定點觀測的方式,蒐集包括微生物在內地海洋生物,將有助於釐清海洋的生物多樣性及食物鏈結構,或許可發現海洋環境中不為人知的秘密。   雖然相關計畫才剛起步,但研究團隊希望能藉此研究,發掘對人類有用的海洋新知。
導入新科技對漁業發展帶來的利弊得失
2019/09/30
科技的進展帶動商業漁船的捕撈效率,許多漁船在高科技的輔助下獲得龐大的商業利益。然而,提升捕撈效率的同時,是否可維持漁業永續發展,是目前仍待釐清的問題之一。加拿大英屬哥倫比亞大學(University of British Columbia)的最新研究顯示,科技的進展雖然穩定地提升商業漁船的捕撈能力,然而此也帶給漁場一定程度的捕撈壓力。   英屬哥倫比亞大學的研究團隊共分析51件藉由搭載如全球定位系統(Global Positioning System,簡稱GPS)、魚群探測儀(fishfinder)、回聲測深儀(echo-sounder)、聲學相機(acoustic camera)等高科技設備的漁船或捕撈船隊,探討這些設備對於捕撈效率的影響,並找出因導入科技元素而帶動捕撈效率的技術爬升(technological creep)因子。研究團隊根據數據預估,按照目前一船隊10艘船的規模並隨著科學技術的演進下,在經歷一個世代後,同樣10艘船將相當於具備20艘船的捕撈能力,下個世代則成為具備40艘船的捕撈能力。   上述主要因技術提升而增加捕撈能力的現象,就稱為技術爬升,這樣的現象也被用在漁業領域上,探討許多漁業方面的學術問題。然而研究團隊認為,造成技術爬升的原因除了科技元素外,一般人經常忽略經營管理的因素,其中包括法規的變遷、監管機制的改變等。研究團隊為此提出新的評估方式,能更精準地描述技術爬升這一現象,並將其用於評估底拖網漁業(demersal fishery)、遠洋漁業(pelagic fishery)等不同作業方式的捕撈效率及評估對當地漁場的影響。【延伸閱讀】研究顯示養殖漁場中的鮭魚由小型機器人監控將更健康   研究團隊的這項研究,將有助於人們體認到漁業捕撈技術的提升,恐對於永續漁業發展產生重大的不確定性,在持續的消耗漁業資源下將可能導致漁場進一步浩劫。   該研究由David and Lucille Packard Foundation、Oak Foundation、the Marisla Foundation等慈善型基金會資助,相關研究已發表在<Ecology and Society>。
最新研究發現專食性魚種較易受氣候變遷的影響而引發受脅危機
2019/09/24
氣候變遷不但改變物種的原生環境,也改變物種覓食來源。根據加拿大英屬哥倫比亞大學(University of British Columbia)、加拿大新伯倫瑞克大學(University of New Brunswick)與美國國家海洋暨大氣總署(National Oceanic and Atmospheric Administration,簡稱NOAA)等跨國組成的聯合研究團隊發現,全球氣候變遷將使得特殊食性需求的魚類面臨較大的衝擊。   聯合研究團隊在生物多樣性高的熱帶海洋地區發現,當地有許多分化的棲地及微環境,也因此生活在當地的魚類可選擇較有利自己生存的環境生活,並根據自身的食性利用所選環境存在的食物,產生符合食性差異的分化現象並構成完整的地方食物鏈。研究團隊在研究中欲釐清魚類食性棲位寬度(dietary niche width)及所屬營養位階(trophic position)與魚類功能性性狀(或稱功能性特徵,functional trait)之間的演化關係,並藉此印證長期為學界所認知的生態及演化學理論。研究團隊試圖找到分布在7處熱帶棲息環境的2,938種熱帶魚類,並量化其食性棲位寬度、營養位階高低,並以物種體長、物種豐度(richness)、生產量、季節性、地理區範圍、水溫等因子進行統計迴歸,試圖找出驅動魚類營養生態學(trophic ecology)的主要因素,並探討氣候變遷可能帶來的影響。   研究團隊以廣義加成模型(Generalized Additive Model)進行線性迴歸分析後發現,物種體長可反映出其所處的營養位階及可捕獲的獵物種類多寡,另外食性棲位寬度也反映出棲地環境中可容納的獵物及競爭者的豐度。根據這些結果可說明,區域性的營養生態學主要可視為由環境驅動因子及生物物種特徵兩種特性間權衡發展下所形塑的結果。【延伸閱讀】研究指出氣候變遷是加速香蕉葉斑病傳播的元凶之一   除發現這樣的趨勢外,研究團隊在研究中大致將魚類按食性為廣食性(dietary generalist)及狹食性(dietary specialist)兩群,並觀察兩群物種在面對氣候變遷衝擊下的受脅程度。一般而言,廣食性魚群通常演化自環境單一的水域或資源缺乏的水域,而狹食性魚群則通常演化自資源多元且食物鏈、環境複雜的水域。研究團隊發現在全球氣候變遷下,由於食物來源、生產將受到嚴重的影響,也因此主要影響到多元環境的食物鏈生態,這將對具有專食(gourmet diet)特徵的狹食性魚群產生強烈的衝擊;而廣食性特徵的魚群由於在食性上並無分化,因此具備在氣候變遷下設法獲得其他食物來源的能力。   研究團隊的這些發現,可望重新思考海洋營養生態學與生物多樣性之間的關係,並將其應用在魚場預測及永續利用等層面。   該研究由理查隆斯貝瑞基金會(Richard Lounsbery Foundation)經費資助,相關研究成果已發表在<Scientific Reports>。
科學家找出微藻生合成生質燃料前驅物的關鍵蛋白
2019/09/03
有別於應用早已普及的化石燃料(fossil fuel),另一種稱之為生質燃料(或稱生物燃料,biofuel)的替代性永續能源仍處於發展階段。生質燃料是一種可再生資源,常見的燃料形式包括乙醇、甲烷、生質柴油等,其中生質柴油(biodiesel)可做為車輛引擎的燃料,在能源應用上極具發展潛力。生質柴油可生物體內常見的脂質──三酸甘油酯(triacylglycerol,簡稱TAG)做為前驅物,經轉酯反應(transesterification)後可合成生質柴油(biodiesel)。由於生質燃油富有發展成為永續替代性能源的潛力,因此生質柴油的原料生產成了各界研究的首要目標。日本京都大學(京都大学,Kyoto University)的研究團隊以大量生產三酸甘油酯的藻類生物進行遺傳學方面的研究,發現提高微藻(Microalgae,或稱microscopic algae)量產三酸甘油酯的重要遺傳關鍵。【延伸閱讀】科學家發現能提高植物油產量的永續作法   在先前關於藻類的研究中,雖已發現微藻可在缺乏營養源的環境下生產大量的三酸甘油酯,然而這樣的環境也令微藻無法正常生長與繁衍,降低微藻整體的產能。為使微藻在量產三酸甘油酯之餘,也能同時兼顧正常的生理機能,以提高生產效率,研究團隊開始利用單胞藻(Chlamydomonas reinhardtii)進行一系列的研究。研究團隊首先發現,在充滿氮源但缺乏磷源的環境中,微藻可在增加三酸甘油酯生合成的同時,維持一定程度的生長及生殖等正常生理表現。為進一步釐清生理表現背後的遺傳機制,研究團隊以共表現分析(co-expression analysis),找到在磷源限制(phosphorus-limited)的環境條件下,參與單胞藻三酸甘油酯生合成的轉錄因子(transcription factor),名為lipid remodeling regulator 1 (LRL1)的關鍵蛋白,並找出對應的LRL1基因。除此之外,研究團隊同樣發現其他在磷源限制環境下,同樣參與表現的生合成途徑。   有鑑於以藻類量產三酸甘油酯的做法,或許可成為合成生質柴油的主要手段,京都大學的這項研究有助於釐清藻類生合成三酸甘油酯的遺傳調控機制,進而推動生質柴油的研究發展。   該研究由日本國立研究開發法人科學技術振興機構(国立研究開発法人科学技術振興機構,英譯:Japan Science and Technology Agency,簡稱JST)、日本學術振興會(日本学術振興会,英譯:Japan Society for the Promotion of Science,簡稱JSPS)。相關研究成果已發表在<The Plant Journal>。
屏科大「蝦專家」讓果皮變飼料 改善養殖業不當用藥
2019/08/30
果皮也能變飼料!有著「蝦專家」封號的屏東科技大學水產養殖系家特聘教授鄭文騰,今年榮獲「全國十大傑出農業專家」。鄭文騰長期投入養殖魚蝦研究,利用香蕉皮、布袋蓮等生物性廢棄物,研發出水產動物機能性保健添加劑,更透過發酵產品分離特殊性益生菌,作為生理免疫調節劑與養殖水質改良劑,經實驗證實能提升養殖魚蝦的存活率,未來將陸續透過技術轉移,進一步嘉惠養殖業。   鄭文騰從事教職35年,曾協助國合會進行非洲查德、甘比亞、布吉納法索及東南亞印尼、馬來西亞等國評估其水產養殖產業發展狀況,作為台灣援助邦交的重要幫手;另外,也輔導推動輸出大陸甲魚養殖場登錄管理,確保產品衛生安全及輸銷程序符合規範,提升台灣甲魚品管及暢通銷售管道。   鄭文騰表示,為了因應食安問題,減少消費者對養殖魚蝦多半使用過多抗生素的疑慮,於是著手研究以大型海藻、布袋蓮、香蕉皮、可可果莢等,萃取出天然生物活性物質製作水產動物機能保健劑,同時解決天然的農業生物性廢棄物的問題,可以說是一舉兩得,目前已經技術轉移給5間廠商,未來持續。   另外,也透過利用發酵產品分離特殊性益生菌,作為生理免疫調節劑與養殖水質改良劑,經團隊實驗使用後,蝦類養殖常見的環境緊迫生理與免疫抗病等問題都獲得改善,並有效提升養殖環境衛生。「預防重於治療才是重點」鄭文騰説只要讓蝦子從小體質好就不怕生病,存活率就會提升,觀念對了自然能減少不當用藥的問題。
聯合國糧農組織指出於水產養殖業推動遺傳改善做法具有穩定糧食安全的潛力
2019/08/29
聯合國糧食及農業組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations,簡稱聯合國糧農組織FAO)發表的最新研究報告指出,在水產養殖業中廣泛、適度且長期穩定地應用遺傳改善(或譯遺傳改良,genetic improvement),尤其是選育(selective breeding,又稱人擇artificial selection)方面的培育技術,將能在不額外增加飼料、土地、水源等資源投入的情況下提高養殖產量,進而滿足水產品在未來逐漸成長之需求。   在2019年由聯合國糧農組織出版的「世界水生遺傳資源—農業及糧食現況調查」(The State of the World's Aquatic Genetic Resources),以國家轄下水域及領土為單位,回顧近期捕撈漁業及水產養殖業的水生遺傳資源使用情況。該報告共收錄92國提供的水產資訊,涵蓋全球96%的水產養殖總產量、80%以上的全球捕撈總產量。報告中指出,與農、林、畜等陸地農業相比,水生產業在遺傳資源調查、馴化及改良方面依然大幅落後,然而若能透過策略性經營管理及開發利用550種已知水產養殖生物,將有機會大幅強化永續水產養殖生產。   聯合國糧農組織於「世界水生遺傳資源—農業及糧食現況調查」所摘錄之重點如下: 解放水產養殖潛力   據聯合國糧農組織預測,在未來十年人口成長下,水產消費需求每年預估將成長1.2%,以滿足未來水產消費市場所需。估計在2030年,水產相關製品的年產量將超過2億噸。然而,目前近1/3的海洋漁業資源被過度捕撈,在每年僅能穩定生產9,000—9,500萬噸的水產總產量的情況下,勢必得採取減少損失浪費與提高效率的措施,以確保漁業永續。在這樣的背景下,水生遺傳資源的調查研究將扮演確保永續漁業發展的重要角色。在改善水生遺傳資源方面,聯合國糧農組織建議將重點鎖定在長期選育計畫,期望可提高每代水生物種10%的生產力。【延伸閱讀】水產養殖與海上能源之發展 許多野生物種遭受威脅   調查報告指出,許多水產養殖物種的野外的近緣種受到威脅,對此有必要採取優先保育。聯合國糧農組織也呼籲各國政府應採取必要之政策及措施。報告中也提到,除了物種保育問題外,由養殖場域逃逸,逸失或生存在野外的非原產物種,將可能嚴重影響當地生物多樣性及生態系,各國政府應重視相關問題。 強化政策及跨部門做法   糧食安全及營養有賴於多樣化與健康的食物組合,這其中亦包含水產食物。為此,報告中提及應在糧食安全及營養政策中納入水生遺傳資源方面的研究。在長期發展策略中綜合考量如:水生遺傳資源跨境經營管理、資源取得與利益分享、遺傳改善及保育等措施。目前聯合國糧農組織在聯合國糧農組織遺傳資源委員會(FAO's Commission on Genetic Resources for Food and Agriculture)的要求下已草擬相對應的政策,以彌補報告中提及不足之處,在計畫審議及各界協商後,已准許採納做為全球糧食及農業水生遺傳資源保育及永續利用發展的行動計畫。
工業工程結合AI 可降低原料採購成本、提高養魚效能
2019/08/02
大家都知道,人工智慧(AI)應用在自動生產,可節省很多人力成本。但很多人不曉得,即使「原料採購」這種看似AI較難介入的公司營運項目,也可透過AI協助有效降低化工廠採購成本;甚至養殖魚類也可導入智慧化系統,提高產銷效能。   科技部人工智慧製造系統研究中心(簡稱AIMS)與科技部工業工程與管理學門日前在科技部舉行AIMS會員單位加盟簽約儀式,邀科技部次長鄒幼涵見證簽約儀式。   鄒幼涵致詞指出,科技部為促進AI核心技術及應用發展,吸引尖端技術優質人才,在台、清、交、成等成立4大AI創新研究中心。至於AIMS中心,不僅深耕智慧製造應用領域,亦邀請台灣北、中、南和東部代表性的智慧製造研究中心成為會員,擴大智慧製造的前瞻技術開發及產業伙伴關係。中心成為整合跨學門、跨院校、跨地區之研發和產學合作平台,培養台灣產業升級轉型所需人才,協助產業提升競爭力。   活動亦邀請科技部工程司司長徐碩鴻致贈聘書予工工學門規劃委員代表,他提到,學門各領域之規劃委員針對工工學門相關領域之研究成果及國內外重要議題,進行心得分享與專業交流,不僅增進未來工工學門計畫研發成效,也擴展產學計畫的廣度。   AIMS中心主任暨工工學門召集人簡禎富表示,為配合AI產業化與產業AI化的政策推動,及產業界對AI、大數據、智慧製造和數位轉型的人才與技術殷切需求,AIMS中心特別擴大規模邀請包括台科大工業4.0智慧營運中心、中原大學永續生產力暨品質研究中心、元智大學大數據與數位匯流創新中心、亞洲大學創新與循環經濟中心和東華大學東部區域運輸發展研究中心等,以台灣製造經驗和優勢為利基,希冀藉由合作發展成為世界級、有產業影響力的智慧製造研究中心。   簡禎富指出,工工學門近年來致力引進AI技術,協助產業升級及提升效能,有很多一般民眾沒想到的應用範圍。例如成大的研究團隊,基於化工廠原料成本占比約7成,但原料價格卻隨市場供需不平衡、國際經濟波動與政治事件等因素震盪,造成廠商採購原料時誤判價格趨勢,因此提出「深度強化學習分析原料採購決策」。   該研究計畫一方面透過深度學習預測原料價格,以供應鏈上下游的歷史價格、合約價格、產能開工率的供需及下游替代品等資料建構價格預測;另一方面加入歷史庫存量、需求和採購批量與船期等資料,透過強化學習達到採購成本最佳化。初步實證研究顯示,化工廠每年可因此省下10%原料採購成本約300萬美元,折合台幣上億元。   工工學門的另一個計畫,由屏科大工管系特聘教授王貳瑞帶領團隊,全面改善石斑魚養殖業的產銷,解決目前2000公頃石斑魚養殖面積面臨的滯銷問題。   台灣石斑魚肉質鮮嫩、口感佳、膠質豐富、營養價值高,產業規模龐大,但因體型大,不符家庭消費型態,國內各類型市場很少看到,民眾也只有在外燴辦桌或餐廳才有品嘗機會,但皆以活魚或全魚需求為產銷型態,產業鏈相當短。此外,石斑魚加工過程會產生魚頭、魚鱗、魚骨等超過40%甚至60%副產物,也影響魚肉切塊銷售競爭力。   王貳瑞團隊因此開發水解溶性設備與製程,將富含鈣質與微量元素的魚頭、魚骨、魚鱗粉末化,轉化為可食用之高值產品,可隨時隨意添加到各種食物或飲料,作為鈣質等營養素原料供應之來源。   研究團隊同時設計符合石斑魚養殖池水質的監控與數據分析系統,且導入「銷售端帶動系統模式」概念,整合100公頃石斑魚養殖池,及2家規模性石斑魚盤商、1家冷凍加工廠、1家商貿公司、2家儀器與環境檢測公司、2家大型通路零售廠商之石斑魚供應鏈系統成員,並改變傳統全魚或活魚銷售模式,透過實驗找到石斑魚最適烹煮的厚度與大小,再透過急速冷凍保留原味,且冷凍魚片不須解凍,就可直接烹煮,更方便料理;消費者還可從QR code取得生產溯源資訊,吃得更安心。
以藻油取代魚油於蝦養殖業上的應用
2019/07/09
泰國是全球主要的蝦生產國之一,而蝦類養殖業目前每年消耗約100,000噸魚油,魚油含有DHA (Docosahexaenoic acid,二十二碳六烯酸),屬於ω-3多元不飽和脂肪酸,是影響蝦類生長和發育的所需的關鍵成分。然而現今全球對於水產養殖產品的需求仍不斷增加,也連帶逐漸提升魚油的消耗速度,長期以來可能不利於海洋漁業的永續發展。   海鮮食品生產商Thai Union Group目前正在推行SeaChange®計劃,期望改善全球海產相關行業。在此計畫當中與Corbion合作,嘗試採用了藻類的有氧發酵生產AlgaPrime DHA以取代魚油來源,做為養殖蝦所需的營養成分。Corbion於巴西聖保羅州進行微藻的發酵生產,工廠設立於甘蔗田間,以甘蔗作為糖源,經由藻類轉化成AlgaPrime DHA,其含量約為魚油DHA的三倍,而剩下的甘蔗殘渣則可轉化為再生能源,提供工廠運作之用。如此便可化解地理位置、季節和氣候條件變化的限制,提供穩定的DHA來源,同時也更能保證蝦飼料的可追溯性和永續性。【延伸閱讀】德國哥廷根大學測試昆蟲和微藻添加於飼料對雞肉品質的影響   Corbion宣稱生產一公噸AlgaPrime™DHA相當於減少海洋中40公噸的捕撈魚類消耗量,而蝦類養殖測試的相關結果於曼谷舉辦的SeaWeb海產峰會(Seaweb Seafood Summit)上宣布。
電腦也會分析鮪魚肉質,透過手機拍攝即可完成判斷
2019/06/26
隨著藉由經驗累加、可藉由眼力判斷鮪魚肉質好壞的專業職人日趨高齡,使得日本許多魚貨中盤商開始面臨缺乏能夠協助判斷鮪魚肉質的人力,進而可能採購肉質不佳的魚貨,導致影響收益。因此,日本電通與雙日公司攜手合作,藉由人工智慧技術,讓使用者可直接透過手機相機功能拍攝魚尾切面,即可快速分析鮪魚肉質,並且以5個等級作為結果評鑑。   由於鮪魚在日本漁業成為重點交易肉品,同時也是日式料理中作為壽司的主要肉品之一,因此在市場的交易金額也相當驚人,因此許多魚貨中盤商均仰賴專業職人協助判斷所需採購魚肉品質,避免採購品相不佳的魚貨,導致後續成交價格不理想。   藉由手機app以拍照方式分析判斷魚肉品質,雖然快速、簡單,但畢竟影響魚肉品質的因素很多,包含捕撈方式、所處漁場環境,以及捕獲當下的處理方式,都會影響魚肉實際品質,因此要能精準判斷魚肉品質,實際上需要累積10年左右的鑑定經驗。   而透過魚尾切面進行判斷,實際上只是判斷魚肉品質好壞的其中一個方式,但藉由人工智慧技術應用之下,則可成為一般人簡單、大致判斷魚肉品質的辦法。依照說明,由日本電通與雙日公司攜手合作製作的「TUNA SCOPE」,其識別結果約有85%比例與專業職人一致,作為一般快速判斷魚肉品質使用的話,其實也有相當值得參考價值。   在持續藉由人工智慧分析學習之下,或許日後將有可能透過整合更多分析判斷數據,讓電腦系統能更精準地分析鮪魚肉質。
海水暖化氧氣減少 民生魚恐滅絕
2019/06/20
氣候變遷改變海洋生態,大型魚生存首當其衝。英國科學家指出,隨著全球暖化導致海水溫度升高而讓海水氧氣減少,包括鱈魚等大型魚類生存條件將更加嚴苛,甚至出現滅絕危機。   據《英國獨立報》報導,普利茅斯大學科學家指出,隨著海水溫度上升導致氧氣減少,包括黑線鱈與鱈魚等民眾將長食用的較大型海洋物種可能會面臨滅絕或體積縮水等危機,這次以南極洲甲殼類動物進行分析的研究結果,也支持較大型海洋生物最易受氣候變遷衝擊的理論。   研究人員史派瑟指出,「過去50年,海洋中的氧氣已經減少2~5%,已經影響到生物運作的能力。除非生物適應,否則許多較大的海洋無脊椎動物不是得承受縮小,就是面臨滅絕的命運,這也將對其所屬的生態系統產生深遠的負面影響。」   這次研究也發現,當氧氣程度降低時,與較小的海洋動物相比,較大的物種會出現呼吸缺陷。不過,該研究也發現生命演化創新的證據,例如生物會因此發展可提高血液攜氧能力的色素適應環境的變化。   據《都市日報》報導,英國南極調查局學家莫瑞表示,「了解這些影響不僅有助於我們預測兩極地區海洋生物多樣性的命運,而且還教育我們關於決定物種生存的機制。」   過去的研究曾指出,因為海水變化,等到2050年魚類體積會縮水4分之1。
【創造價值並與生態共好】藍帶荷包魚魚苗 人工繁殖技術突破
2019/06/14
斑爛的色彩、炫麗的姿態, 悠遊於水底的魚群,格外療癒,也讓觀賞水族產業已經成為宅經濟、身心紓壓等風潮下的明星產業;根據聯合國糧食及農業組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations,簡稱FAO)統計,全球觀賞水族及周邊產業年產值高達150億美元,是國際矚目的明星產業,然而在全球龐大的需求下,天然資源卻日漸枯竭。   瞄準這股商機,財團法人農業科技研究院水產科技研究所研發高經濟觀賞水族物種量產模式並透過基因體應用平台來協助特殊花紋觀賞魚的分子育種,增加人工繁物種市場流通數量的同時,也為台灣海水觀賞水族產業挹注活水。   電影《海底總動員》雖然是虛構的故事,然而卻一舉讓全球廣大的戲迷了解海底世界的美麗與奧妙,而隨著電影的熱門,迄今小丑魚「尼莫」及藍帶魚「多莉」仍是最受歡迎的海水觀賞魚類,也帶動觀賞水族的熱潮。   雖然觀賞水族市場前景看俏,但一昧跟風生產當紅品系,帶來的收益往往只是曇花一現,加上觀賞水族產業入門門檻儘管遠比一般的水產養殖產業低上許多,但由於技術封閉的特質,往往叫門外漢霧裡看花,一旦貿然投入,便常常會因為供銷失衡,最終鎩羽而歸。   其實,每一種屬性的海水觀賞魚種,都有特殊的生產與育成方式,包含魚隻的養成、育成,設備的維護等,都有很多技術層面的眉角在,只有實際投入技術面親自作業才會知道。 掌握量產關鍵   建立資料數據創造效率價值   為了永續經營珍貴的海洋資源,同時也讓四面環海,擁有天然地理優勢的台灣能夠發展在地觀賞魚養殖產業,創造共好的遠景,農科院水產科技研究所透過申請農委會「農業生物經濟產業國際化與永續發展計畫」的資源,投入經年的觀察與試驗,找出最適合培育魚苗與繁殖魚群的水質條件,成功開發了「藍帶荷包魚量產技術」,並建立藍帶荷包魚種原庫,持續進行簡化基因體測序(RAD-seq)分析,做為特殊花紋藍帶荷包魚分子標記輔助育種,未來可延伸運用,提高觀賞魚的價格及價值外,也增加人工繁殖物種的市場流通數量。   說起藍帶荷包魚量能夠成功突破量產技術的破口,農科院水產科技研究所助理研究員孫于琁表示,「其實相當不易。」她進一步分享,「早期坊間就有許多自行成功繁殖的「經驗」,但是因為缺乏科學數據的支持,所以傳承不易;2003年,屏東海生館投入海水魚人工繁殖的相關研究,期待能解決觀賞水族市場上魚隻來源所遭遇的過程及問題,因為來自海洋的觀賞魚大多從海裡捕捉販售,從產地至路途遙遠的終端市場,被捕撈的魚群經過長時間的運輸後,通常能活下來的不到2成。至2011年,研究團隊首次以人工方式成功讓「藍帶荷包魚」成功產卵,可惜地是,魚卵卻無法長大發育成魚苗;而藍帶荷包魚又格外嬌貴,孵化時間只有短短15-18個小時,「從仔稚魚到稚魚」期間的養殖條件便是藍帶荷包魚量產技術之關鍵。」   因此,在整合了水質環境條件與餌料配方並建立量產模式後,由於也觀察到在人工繁養的歷程裡,如何將珍貴數據留存,轉化為能夠創造出更高價值,便成了接下來的重點工作。 科技加持  強化台灣優質水產的競爭力   「一隻藍帶荷包魚的市價約莫為一千多元,然而一隻花紋變異的藍帶荷包魚,價格立刻翻漲十倍!」農科院水產科技研究所研究員沈康寧補充。由於花紋變異的藍帶荷包魚可遇不可求,「我們已透過基因體測序分析搜尋出和特殊花紋相關的分子標記,可加速特殊花紋藍帶荷包魚的分子育種。另外一方面,透過基因序列的親緣分析我們也找到和藍帶荷包魚演化上較相近的物種,透過雜交育種技術所獲得的子代將更具市場特異性及獨占性,有利於台灣觀海水觀賞魚產業的發展及國際化。」   突破海水魚繁殖困難的瓶頸,成功建立高經濟價值觀賞魚量產平台,進一步豐富海水觀賞魚種之品項,亦能降低野生族群的捕撈壓力,期望在水族市場與海洋保育之間找到共好的平衡點外,也將陸續透過技術轉移的方式,應用至其他珊瑚礁魚類之繁養殖,增加台灣觀賞水族產業的競爭力,在全球市場中佔有一席之地。 【相關資訊】 想更進一步了解此專案研發成果細節,請逕洽財團法人農業科技研究院陳小姐,電話:03-5185092,信箱:1032201@mail.atri.org.tw
發展新興貝類養殖 盼調節貝類產能增加漁民收益
2019/06/11
臺灣人愛吃貝類,每年除了吃掉8萬公噸以上國產貝類外,還得從國外進口,補足市場需求,但貝類生產過程易受氣候、疾病影響,無法穩定生產。國立嘉義大學水生生物科學系助理教授董哲煌與多位研究人員先後投入開發香螺、江珧蛤等高價新興貝類繁養殖技術,除了增加貝類養殖種類、協助產量調節外,更希望能為養殖業者增加收益。 國內貝類食用需求大   臺灣貝類年生產量超過8萬公噸,主要為牡蠣與文蛤,佔全年度總產量達85%以上,不過由於國內市場需求大、且全年皆有消費需求,目前除了國產養殖外,也有廠商從國外進口近3,000公噸牡蠣及蛤蜊填補市場需求。 由於牡蠣與文蛤容易受到氣候影響,夏季死亡率高,再加上近年文蛤發生不明死亡原因,如2016年國內爆發大規模文蛤死亡事件,使得當年度文蛤產量僅剩3萬8千公噸,為前一年度的6成產量,除了影響漁民收益外,市場價格也隨之攀升。   對於研究單位來說,除了協助養殖業者強化現場貝類養殖管理,輔導產量穩定外,投入研發新興貝類養殖研究也成為近年研究重點之一,透過新興貝類開發、生產與推廣,不僅可協助市場調節產能,更可開發適應氣候與環境強的貝類,增加養殖業者收益。   農委會去年推動農業生物經濟產業國際化與永續發展計畫方案,結合各領域學者專長,因應人均可耕地不足、氣候變遷及資源匱乏,發展現代化生物技術,因此董哲煌與現任國立屏東科技大學水產養殖學系助理教授朱建宏、財團法人農業科技研究院水產科技研究所研究員呂仲倫合作「新興貝類-香螺及江珧蛤生產育肥及養殖技術研究開發」,運用生態調查、生殖、養殖等專長,為國內養殖業投入新興物種。 開發新興貝類調節產能   「會投入香螺及江珧蛤開發純屬意外」,董哲煌笑著說,臺灣沒有發展香螺養殖產業,多以捕撈為主,主要是學生對香螺有興趣才一起投入研究。   董哲煌表示,香螺又名天狗螺、響螺,中國一顆價格曾販售到200元人民幣,日本也有食用香螺的習慣,是具有市場性的物種,透過團隊在雲林長期蹲點採集香螺,確立生活史,發現國內香螺產季從每年9、10月持續到隔年2、3月左右,僅有在特定時節才會到近海覓食。   董哲煌的香螺研究進行三、四年以上,能將香螺順利養大、繁殖產生下一代,他笑著說,香螺繁殖要看心情,產卵水溫也得控制在25度左右,有與業者進行田間試驗,試養結果反應良好,孵化後活存率可達8成以上。   一次機緣下,朱建宏、呂仲倫希望能借重董哲煌開發香螺繁養殖技術經驗,投入江珧蛤相關研究。   董哲煌從盒子拿出巴掌大的江珧蛤,他表示,江珧蛤依據品種不同,體型大小也有差異,有些可長到30公分以上,過去玻里尼西亞人會運用江珧蛤作為珠母貝生產珍珠,近年國外養殖江珧蛤多以食用為主,當中的貝柱就是大家熟知的腰子貝,炒奶油相當好吃。   開啟新物種的繁養殖研究得從生態調查開始,董哲煌表示,朱建宏帶著學生去澎湖進行江珧蛤生態調查時,發現當地以黑旗江珧蛤 (Atrina vexillum) 、 尖角江珧蛤 (Pinna muricata)為主,由於澎湖人覺得江珧蛤烹煮麻煩,因此較少人食用,海底的江珧蛤甚至長到40公分以上。   雖然澎湖人較少食用江珧蛤,但其他國家的江珧蛤早已發展成養殖產業,甚至大量養殖作為外銷產品,董哲煌說,或許臺灣可以嘗試發展江珧蛤養殖。 提供穩定飼料來源為一大難題   發展江珧蛤人工繁養殖技術得先消除民眾對於外來種的疑慮,研究團隊在澎湖海域找到野生江珧蛤後,花了非常多的時間確定江珧蛤各區分布的品種及遺傳資訊,確定物種原本就有生長在臺灣海域,才能再進一步開發繁養殖技術。   董哲煌表示,目前研究已確定江珧蛤生殖時間落在7、8月份,不過國內對於江珧蛤研究較少,後續養殖技術開發還有一段路要走。現階段野生的江珧蛤通常是直立插在土裡生長,國外則採取吊養或直接插在土裡養兩種方式。   問到香螺與江珧蛤是否真的能成為國內新興養殖貝類物種,董哲煌直說,「高單價水產品,但還得開發輔助性飼料」。   董哲煌強調,香螺與江珧蛤因為都屬於高單價的水產品,極富市場性,像日本料理店、海產店、外銷都是市場通路,但香螺屬肉食性貝類,會去獵食其他貝類,如何建立穩定的飼料來源供應是一大難題。   至於江珧蛤屬濾食性貝類,養殖所需使用的藻水量比文蛤還多,可能得開發飼料餵食,不然養殖成本會過高,董哲煌不建議直接在養殖池內飼養,可放養少數與石斑、蝦子混養,若要產業化可能要考慮在海中飼養,養殖方式都需要再進行多種嘗試與評估。 【相關資訊】 想更進一步了解此專案研發成果細節,請逕洽財團法人農業科技研究院陳小姐,電話:03-5185092,信箱:1032201@mail.atri.org.tw
以衛星遙測技術即時監控水域中有害藻華現象
2019/06/11
藻華現象(algal bloom)是指因水體發生優養化(eutrophication),導致水中藻類大量滋生的現象。由於生長快速的藻類會迅速消耗水中的氧氣並釋出對生物有害的內毒素,因此有害藻華(harmful algal blooms,簡稱HABs)的產生可謂敲響多數海洋生物的喪鐘。傳統的監測方式有許多種,包含現場以人力蒐集並分析水體資訊、抑或在水中放置感測裝置等作法,雖然這些都有助於釐清藻華現象發生的時間及嚴重程度,然而研究曠時費日加上在水域間作業恐引發國際間主權爭議,因此如何即時診斷以達預警之目的,且不造成國際間爭議將是藻華研究探討的主要方向。   沙烏地阿拉伯阿布都拉國王科技大學(King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), Kingdom of Saudi Arabia)的研究團隊利用美國太空總署的MODIS衛星(NASA's MODIS-Aqua satellite),以遙測(remote sensing)的方式記錄紅海(Red Sea)海域周邊影像,分析水體中葉綠素A、總懸浮物質等優養化參數,並透過先前曾經發表有關各式藻類藻華的影像進行模型參數的校正,使預測模型更接近實際藻華程度,並利用該模型預測中東紅海地區的藻華程度。該預測結果與實際現場測量的數值相互吻合,成功地算出藻華現象的擴散程度及各項水質優養化參數。   之所以有這樣的成果,係因研究團隊開發一套大氣輻射校正的演算法(atmospheric-correction algorithm),校正影像中容易造成誤判的沙塵與鄰近沙漠地區帶來的空氣懸浮物。影像經校正後,可得到較為正確的海洋影像,能更準確地分析衛星蒐集之波長,判斷紅海地區的藻華程度,並為生物多樣性豐富的紅海地區提供即時環境監測及預警的服務。未來研究團隊希望以該研究的演算模式,分析先前已知發生藻華的時間、藻種等資訊,並希望能在日後的研究中進一步判斷引發藻華的藻種。【延伸閱讀】西班牙遠端遙控灌溉系統設置成效   該研究成果已發表在<PLOS ONE>。
產學攜手共創海馬多元應用價值 升值台灣水產養殖效能
2019/05/29
有「南方人參」之稱的海馬,自古以來,便是名貴的藥用素材,而其用途廣、銷路大,一直以來,市場皆呈現供不應求的情況。 無法量產成障礙 造成市場供不應求    近年來,隨著海馬生理活性物質與調理效能,陸續被以科學分析方式檢驗與確認後,讓海馬成為多元利用的水產生物與養殖對象,但因為全球貿易已將海馬列為珍貴稀有的保護對象,因此若要做商業流通的供應,除了需要以人工繁殖方式累代至子二代(F2),亦需在貿易流通時取得相關證明文件,種種的限制,反而築起形成門檻與保障,也轉變成為產業投入繁養殖培育技術發展的主要考量與動力。   事實上,在海馬的繁養殖技術範疇上,台灣已有相當進程,但由於過往餵飼餌料與耗人力等問題,導致養殖成本過高,加上海馬主要生長於環境較好的天然海區域,一旦水質不佳,或是溫度條件不對,就很容易飼養失敗,造成損失,因此人工海馬的產量仍不多,無法進行商業化大量生產,遂使穩定生產與連續供應成為產業發展的一大挑戰。 創新海馬繁殖養規劃 從產到銷全面考量     面對海馬在市場上的高經濟產值,目前,在農委會支持及農科院輔導之下,並由海洋大學養殖系所發展的海馬養殖技術,反在生產方向、方式、商品形式乃至針對市場,提出相對完整且創新的規劃。   台灣海洋大學水產養殖學系副教授黃之暘表示,「我們除了希望能夠具體提升繁殖育成效能、擴增產量並持續產出外,同時也分別針對傳統藥材、觀賞水族、生醫保健、文創工藝等四大領域發展的多元利用,也就是說,不管是大的、小的、活的、死的,乃至美的與醜的,都能讓海馬充分發揮價值,做出最完善並具體的利用發展與加值行銷。」換句話說,除了量產外,安全控管、海馬多元利用價值的開發,像是開發體色調控技術,提升水族市場的商品價值,或是藥用海馬分析等、無用藥養殖技術輔導與推廣,甚至商業用海馬種原庫的建構與維護,便成了此項計畫的重點工作。 智能監測 成功打造人工繁殖養環境   海馬的培育不易,除了挑食,對養殖環境更是非常要求,於是海洋大學養殖系所便與以智慧化水質監測的通潤攜手合作,透過通潤一手打造的水質監測儀(OCTET),將養殖水體的資訊與雲端平台以及其他周邊裝置整合起來,提供養殖用戶一個更有效率的養殖水質監控系統。   「這個監測儀能同時量測多種水質參數,隨時上傳雲端數據庫,進行監測、紀錄、分析、回饋示警等各種功能,用戶就能輕鬆地從手機、電腦查看監測數據,還有相對應防治建議提高存活率。」在「檢測」領域已經深耕許久的通潤股份有限公司執行長葛士豪分享,「透過科技系統,每天都有報告及資料產出,儲存在雲端後台,不僅已將海馬的復育率,從一成拉高到五成,再成功建立出SOP後,未來還能拚整廠輸出,並將這套完整的系統應用在其它高經濟水產上。當然,我們更希望未來的技術能夠提昇,甚至將鮮活的海馬,就直接送到市場上。」   當科技結合創意,產學合作攜手不僅讓一個老舊廠區變身改造成海馬溫室養殖池,開始成功外銷歐美、香港和大陸市場。目前也達到第一階段計畫的目標,培育超過一萬五千尾海馬魚苗,計畫已提前進入第二階段。 為台灣水產業開創更多可能性   氣候變遷,為全球漁獲環境帶來巨大挑戰,也因全球漁獲逐年到達捕撈極限,使得養殖漁業近年來顯得愈發重要,對此,黃之暘與葛士豪皆不約而同地表示,「藉由人工培育過程中的親種組合、培育或選汰,在符合動物福利的前提下,能夠創造出別具欣賞價值的品系或個體,除豐富飼養對象組成外,還可活絡產業持續的發展,更重要的是,若能妥善運用科技的力量,現行的瓶頸除了能被解決之外,更能因效能提升,促成產業升級。」   無論如何,繁養殖技術對於觀賞水族產業的重要性,絕非僅僅在於數量的累積,或單純滿足消費市場的需求,更重要的是,它在物種、環境和生態保育等方面也扮演著重要角色,相信未來,在產學攜手、科技加持的情況下,將能為台灣水產業開展出更多不同的可能性。 備註:黃之暘教授與通潤股份有限公司之產學合作關係業已於2018年10月底終止。 【相關資訊】 想更進一步了解此專案研發成果細節,請逕洽財團法人農業科技研究院陳小姐,電話:03-5185092,信箱:1032201@mail.atri.org.tw
厄瓜多蝦養殖業與區塊鏈平台的合作
2019/05/27
由於全球食品供應體系複雜,在供應鏈缺乏透明度的情況下,民眾無法準確辨別市場中品質不佳與錯誤標示的產品。然而,消費者仍舊有權利了解食物來源與生產製造過程,通過區塊鏈(blockchain)技術,能夠提高產品的可追溯性與促進消費者信任度。   現在來自厄瓜多的Sustainable Shrimp Partnership (SSP)已宣布加入IBM Food Trust,Food Trust提供了一個可以上傳和共享數據的安全平台,此平台將使用區塊鏈技術,協助提升SSP成員所養殖蝦產品的透明度,以滿足客戶和消費者的需求,各地零售商與消費者能夠也可透過相關的應用程式查看產品於供應鏈途中所登錄的數據,驗證產品廣告的真實性。   此外,由於SSP的成員致力於在不使用抗生素的情況下生產優良蝦產品,Food Trust提供的區塊鏈技術也有利於幫助他們通過ASC認證(Aquaculture Stewardship Council),減少養殖期間對環境的影響。SSP經理Pamela Nath表示,目標是讓消費者可以掃描超市或菜單上的蝦產品QR code,了解產品、養殖方式,以及關於食品安全和永續性的關鍵指標。【延伸閱讀】區塊鏈如何加強鮪魚供應鏈的追蹤性以打擊非法捕魚   隨著地球上人口越來越多,蛋白質需求也逐漸增加,而水產養殖未來於全球漁業生產的貢獻量也隨之提高,充分實踐具有永續性的生產方式才能長久地維護生態系統的健康。而透過區塊鏈技術的引入,SSP蝦將成為IBM Food Trust solution中的第一批蝦產品。
科學家利用綠藻去除污水中有害的環境賀爾蒙
2019/04/25
環境賀爾蒙又稱為內分泌干擾物(environmental hormones或endocrine disrupting chemicals,簡稱EDCs),由於其有機分子結構與生物賀爾蒙的結構類似,因此具有與賀爾蒙相似的功能,同樣能干擾及影響生物的生理系統,對生物的生長、發育及繁殖產生影響,散布在環境中的賀爾蒙污染更是公認的慢性殺手,恐造成物種滅絕。為此,去除有害的環境賀爾蒙將是刻不容緩的環保議題。   在每日排放的事業廢水及家庭污水中,均含有高濃度的環境賀爾蒙,若未經污水處理就放流至鄰近水體,恐造成水體環境與生物暴露在高污染的風險中,除現有的污水處理技術外,科學家們也設法開發高效的生物處理方法。日前美國沙漠研究所(Desert Research Institute)的研究團隊便嘗試開發以藻類去除水中環境賀爾蒙的方法。   研究團隊利用淡水中常見的綠藻(Nannochloris sp.)進行污水處理方面的研究。研究團隊先將內華達州收集的廢污水經初級與部分次級處理,去除大部分的有機物,接著分別以超濾法(ultrafiltration)及臭氧氧化法(ozonation)進行前處理並滅菌,以確保廢水中無其他生物因子干擾後續淨化過程。經過上述前處理後,接著進行長達七日的綠藻淨化過程。研究發現,綠藻在超濾法前處理的廢水中具有較佳的生長表現,而且顯著地降低三種環境賀爾蒙的濃度,換算其除率皆近六成;然而,綠藻在臭氧氧化法前處理的廢水中的表現較不理想,並未達到去除水體中環境賀爾蒙的效果,生長狀況也較差。研究發現去除環境賀爾蒙的機制中,主要是透過光解(photolysis)、生物吸收(biosorption)與生物降解(biodegradation)等機制。研究發現,雖然綠藻有助於去除水中有害的環境賀爾蒙,但並非所有的環境賀爾蒙都能有效去除,去除率隨著污水前處理法的不同而有所差異。【延伸閱讀】海綿作為海洋微污染的生物監測   沙漠研究所的專家們表示,該研究嘗試改變綠藻的用途,將以往用於吸收重金屬與無機物污染物的綠藻進行另類研究,轉而探討綠藻對有機污染物的處理效果,也揭示了綠藻在這方面的潛力與未來需要克服的限制。   該研究由沙漠研究所提供資金上的協助,相關研究成果已發表在<Environmental Pollution>。

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