以翡翠水庫浮游生物時間序列研究為例
翡翠水庫研究簡介
本研究室於2008起參與翡翠水庫生態系統採樣與樣本分析工作，與中央研究院夏復國研究員合作，採樣頻率為每兩週一次。環境資料(包括溫度、硝酸鹽，亞硝酸鹽，磷酸鹽，溶氧，酸鹼度，葉綠素，降雨與颱風)，水樣採於固定深度(0-100 m, 10 個深度)(Tseng et al. 2010)；浮游動物採樣是從50 m水深垂直採樣，因為過去研究顯示，浮游動物在翡翠水庫中由於受氧氣限制主要生活在50 m以淺(Chang et al. 2014)。 本年度工作著重將過去所採集之樣本做分析，以產生時間序列資料。尤其是浮游動物的種類鑑定花費許多人力及時間。這些資料顯示，翡翠水庫生態系統中，環境因子有明顯之季節變化及年間變異。而浮游動物資料，雖有季節變化但規律不明顯，年間變異很大，可能受颱風及強降雨影響很大。
圖1、翡翠水庫採樣測站圖。(圖片來源：中研院夏復國研究員)
翡翠水庫環境因子時間序列資料
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圖2、水溫時間序列(2008-2019)，白點代表採樣深度及採樣時間。
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圖3、磷酸鹽時間序列(2007-2018)。圖示濃度顏色上限為0.5 mole。
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圖4、水中溶氧量之時間序列(2008-2017)。
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圖5、葉綠素a濃度之時間序列(2008-2019)，葉綠素a濃度大略代表浮游植物生物量。
翡翠水庫浮游動物族群探討
本研究以鑑別翡翠水庫浮游動物物種群集的組成，探討浮游動物群集隨時間變化情況，結合水文變化，以瞭解翡翠水庫生態狀況。
圖6、翡翠水庫主要分類物種圖示介紹。(A)-(B) 橈足類；(C) 枝角目；(D)-(E)輪蟲。(攝影者：黃思綸、張俊偉)
浮游動物群集變化熱度圖
圖7、浮游動物物種豐度時間變化熱圖(2008-2021)。橫軸為52週；縱軸為每年，顏色由紅痣藍表物種豐度低至高。
圖8、浮游動物物種多樣性指標(Shannon-Wiener diversity)時間變化熱圖(2008-2021)。
浮游動物密度時間序列熱度圖
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圖9、浮游動物個體密度時間序列熱圖(2008-2021)。
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圖10、哲水蚤個體密度時間序列熱圖(2008-2021)。
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圖11、劍水蚤個體密度時間序列熱圖(2008-2021)。
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圖12、枝角目個體密度時間序列熱圖(2008-2021)。
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圖13、輪蟲個體密度時間序列熱圖(2008-2021)。
浮游動物生物量時間序列熱度圖
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圖14、浮游動物總生物量時間序列熱圖(2008-2021)。
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圖15、哲水蚤生物量時間序列熱圖(2008-2021)。
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圖16、劍水蚤生物量時間序列熱圖(2008-2021)。
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圖17、枝角目生物量時間序列熱圖(2008-2021)。
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圖18、輪蟲生物量時間序列熱圖(2008-2021)。
浮游動物生物量與浮游植物生物量之散佈圖
圖19、浮游植物生物密度與浮游動物個體密度之散佈圖。
圖20、浮游植物生物密度與浮游動物總生物量之散佈圖。
翡翠水庫生物採樣影片
翡翠水庫採樣在近大壩中心點採樣。受限於船體空間，無法使用機械絞機，改以人力收放GoFlo採水瓶加上重鎚，放至到特定深度採集水樣，以檢測水質及分析水中微小生物（含細菌及浮游生物）群集組成。
細菌群集組成分析，以壓克力圓盤中放入直徑142釐米的0.2µm聚碳酸酯濾膜，搭配蠕動幫浦，收集表水層之細菌群集。濾膜進行16s的次世代定序分析(NEXT GENERATION SEQUENCING)。
為分析翡翠水庫水生微生物功能性歧異度(functional diversity)，採集Chl-a max水層的水樣後，使用EcoPlate™96孔微孔盤(microplate)培養14天，每日定時檢測樣品槽內呈色變化，偵測微生物生長參數。
為了收集大於10µm的浮游生物，使用採水瓶採集葉綠色a最大值水層之水樣，將10公升水樣倒入10µm網目之浮游生物網，收集生物網中大於10µm的生物。
為瞭解翡翠水庫動物性浮游生物群集組成，使用10µm及50µm標準北大西洋浮游生物網，掛上流速計偵測過網水量及收集生物的袋網(Cod End)。
使用不同網目大小的浮游生物網，以便全面收集從大到小的浮游生物。將浮游生物網放置50公尺深，以垂直拖網的方式，以人力收拉生物網。採集到的浮游生物均會在6小時內到實驗室處理上機檢測。