揭示東沙檸檬鯊棲地利用與人為影響

摘要

本研究以雙無人機（UAV）同步調查方法，針對東沙島內的尖齒檸檬鯊（Negaprion acutidens）幼鯊進行監測。於夏季（2021年8月）與冬季（2022年2月）執行調查，共涵蓋20個調查點，依人為干擾程度分為高、中、低三個區域。計算鯊魚豐富度、量測其體型以及利用廣義線性混合模型（GLMM）量化豐富度、體型、空間分布及環境驅動因子的季節性變化。結果顯示整體族群數量在季節間保持穩定，但小尺度空間分布呈現顯著季節性位移。東北側調查點的鯊魚數量於冬季大幅下降，推測與季風暴露有關；而南側遮蔽區域於冬季則出現更多個體。新生幼鯊主要集中於潟湖棲地，較大個體則出現在距岸較遠及海草床區域，顯示出個體發育性棲地擴展的行為模式。人為影響顯著影響族群結構：低人為影響區域擁有較多且較大的個體，而高人為影響區域則以較小個體及近岸聚集為主。本研究確認東沙環礁為尖齒檸檬鯊的關鍵育幼場，並展示UAV調查在偏遠生態系中捕捉時空生態格局的應用潛力。

關鍵字：尖齒檸檬鯊、無人機、東沙環礁、育幼場、人為影響、季節性棲地利用

方法與執行步驟

本研究調查地點為東沙島（長約2.6公里; 圖1），位於東沙環礁西北側，為檸檬鯊主要棲息範圍。調查分別於2021年8月（夏季，N=6次）及2022年2月（冬季，N=7次）進行，兩季共執行13次調查。
每次調查使用兩架空拍機同步飛行，分別從東沙島西側潟湖出發，一架沿北岸、一架沿南岸繞行，確保避免重複計算同一個體。飛行高度維持一致，以確保影像品質與辨識準確性。整個繞島流程約需30分鐘完成。
每次飛行影像用於記錄以下資訊：（1）鯊魚豐富度（每個調查點的個體數量）；（2）體型估算（precaudal length，以UAV高度校正後的像素長度換算）；（3）離岸距離（個體距最近岸線的直線距離）；（4）底質類型（海草床、沙地、泥地）。 東沙島依照人為活動強度劃分為三個區域：高度人為影響區（HHIC）包含機場、軍事基地、碼頭及研究站；中度人為影響區（LHIC）為少量軍事設施所在；低度人為影響區（Lagoon）則主要為潟湖區域，人員活動最少。
以廣義線性混合模型（GLMM）分析豐富度、體型及離岸距離與季節、潮汐相位、水溫、底質類型及人為影響分區之間的關係，並控制調查次數與地點的隨機效應。

創新作為與跨域合作

本研究最主要的創新在於成功使用UAV技術於海洋生物的監測。東沙環礁距台灣本島450公里，僅能透過軍方協調進入，且島上禁止使用特定品牌無人機，後勤條件極為嚴苛。本研究設計的雙UAV同步繞島方案，有效解決了在移動性物種調查中重複計數的核心問題，並建立了一套標準化、可重複執行的海洋大型魚類UAV監測流程。這套方法不依賴水下接觸，對研究對象干擾極低，特別適合應用於保護區或敏感海域的長期生態監測。

預期成果與貢獻

本研究為東沙環礁尖齒檸檬鯊族群建立了系統性的時空分布基準資料，具體貢獻包含以下三個面向：

1. 保育管理依據：本研究可提供季節性動態分區管理、微棲地優先保護及人為干擾管制的科學依據。
2. 監測方法示範：本研究建立的標準化雙UAV繞島監測流程，可直接複製應用於台灣其他島礁或偏遠海域，為未來長期監測奠定基礎。
3. 國際學術貢獻：研究成果發表於Scientific Reports，提升台灣在南海鯊魚生態研究的國際能見度。