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改善海洋生态基金 – 研究珠江河口邻近巿区及小块红树林作为鱼类生境的价值

2022年4月18日


香港中文大学李福善海洋科学研究中心主任李成业教授
实地考察
红树实体模型
利用「摄影测量」将红树相片组成 3D 数码模型
3D 数码模型
研究团队将红树实体模型设置在研究中心实验池,模仿红树林生境。
红𩵼
玻璃鱼
水底摄录机拍摄鱼类各种行为

红树林是香港以至珠江河口一带的重要生态系统,其复杂结构于当中扮演重要角色。机场管理局成立的改善海洋生态基金资助香港中文大学团队,进行全球首创结合「摄影测量」和 3D 打印技术的方法,研究红树林对幼小鱼类栖息的生态价值。

香港中文大学李福善海洋科学研究中心主任李成业教授表示,过往研究红树林的实地考察,需要花上许多人力物力,时间长但成效低:「红树林多处于偏僻位置,较难进入,更难以进行实验,尤其研究需要携带比较大型的仪器便有一定困难。此外,珠江口红树林生境破碎化越来越严重,大型捕食者数量也越来越少,令这个区域内天然的捕食行为越来越零星罕见。我们常常需要碰运气,才会遇到我们想研究的鱼,刚巧就在那棵树附近出现,但其实这个机会很小。所以,用传统的实地考察方式来进行这项研究既困难,成本效益又低。」

除了实地考察,以往亦有多项研究将红树林的树根砍伐下来,搬回研究中心研究,但这会对树木造成永久伤害。亦有研究利用胶喉、铁通、木条等模仿红树林的结构,但李教授认为这研究方法较为粗疏,得出的结果难以解释鱼类在野外的动态。

中大研究团队于是首创结合「摄影测量」和 3D 打印技术的研究方法,解决研究红树林时遇到的种种困难。研究人员选取分别来自汀角、荔枝窝及水口六棵不同结构复杂程度和密度的红树,实地为红树拍摄逾 3000 张照片,然后利用电脑软件重组 3D 红树数码模型,再透过 3D 打印技术复制共三个一比一 3D 红树实体模型,设置在研究中心实验池,模仿红树林生境。

团队在实验池放置红𩵼作为捕猎者,及幼小的玻璃鱼与乌头作为猎物,利用水底摄录机拍摄鱼类的活动,并进行多次捕猎实验,研究鱼类猎食行为和存活率与红树提供的生境复杂性的关系。

「摄影测量及 3D 打印技术使我们能够在一个仿真、可控的环境下研究红树林鱼类的生态。3D 模型把这红树林从野外经过一个仿真度高达 95% 的模型转移到实验池里,以便我们仔细观察红树林结构对捕猎关系作用的同时,可以根据实验需要调整如鱼类品种,生境复杂性和水位等重要因素。」

为期 30 个月的研究,总结是即使小型红树林也有重要的生态价值。另外,红树的结构愈复杂,幼小鱼类的存活率通常亦会愈高。研究人员从片段观察到红树结构会阻碍捕猎者猎食,幼小鱼类可利用结构藏身躲避。当水位较低,幼小鱼类可单独利用树根结构避开捕猎者,所以牠们一般较为分散。但当水位上升至远离树根结构,幼小鱼类会改为群集和急速游动以增加存活率。然而,红树结构未必只有利幼小鱼类,研究人员亦观察到捕猎者会利用红树的结构埋伏进行突袭。这些都是以往靠传统实地考察难以观察得到的情境。

改善海洋生态基金管理委员会主席谭凤仪教授表示︰「项目利用创新科技研究红树林生态价值,而红树林于海洋生态中扮演重要的角色,因此管理委员会支持此项目。」

谭教授亦满意项目结果︰「研究实验片段能简单地展示红树林与鱼类的共生关系,有助促进日后的教育及保育工作。项目提倡的崭新研究方法亦有助其他科学家进行更多与红树林相关的研究,深入探究红树林在生态系统中的作用,从而订立相应的红树林管理措施。」

机管局可持续发展总经理李仲腾指︰「项目成果增进了业界,无论是学者、环保团体、持分者等在研究技术层面的交流,同时提供有用资讯让业界深入探讨相关的保育策略。」

改善海洋生态基金自成立以来已向 25 个项目合共资助约 3,000 万港元,未来基金亦会继续接受申请,旨在提升香港西面水域及更远的珠江河口的海洋环境以惠及海洋生态。

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