高中學測
114年
自然
第 42 題
📖 題組：
海洋表面顏色（水色）的觀測，在海洋生態系的生物地球化學現象研究上極為關鍵。生態系的基礎生產力是指初級生產者所生產的有機物質。植物性浮游生物能夠吸收二氧化碳進行光合作用，是海洋生態系主要的生產者，其數量多寡影響該海域各級消費者之生物量。 通常表層營養鹽豐富的海域，有利於生產者行光合作用及繁殖，可增加基礎生產力。植物性的生產者之體內含有葉綠素會使水色從偏藍色轉向偏綠。因此，利用衛星遙測水色之變化，即可以推估當地海域的基礎生產力，進一步估計該海域之資源量。 然而，海水中葉綠素的濃度會受到海洋或大氣環境的影響而有很大的變化，圖 10 顯示某聖嬰年及某反聖嬰年十二月時（圖 10 甲與圖 10 乙並未直接對應何者為聖嬰年或反聖嬰年），由太平洋水色影像轉換的葉綠素濃度灰階圖，它能夠明顯反映海表面植物性浮游生物的多寡。圖中灰階越接近黑色（灰階值越小）代表葉綠素濃度越高，反之灰階越接近白色（灰階值越大）代表葉綠素濃度越低。
海洋表面顏色（水色）的觀測，在海洋生態系的生物地球化學現象研究上極為關鍵。生態系的基礎生產力是指初級生產者所生產的有機物質。植物性浮游生物能夠吸收二氧化碳進行光合作用，是海洋生態系主要的生產者，其數量多寡影響該海域各級消費者之生物量。 通常表層營養鹽豐富的海域，有利於生產者行光合作用及繁殖，可增加基礎生產力。植物性的生產者之體內含有葉綠素會使水色從偏藍色轉向偏綠。因此，利用衛星遙測水色之變化，即可以推估當地海域的基礎生產力，進一步估計該海域之資源量。 然而，海水中葉綠素的濃度會受到海洋或大氣環境的影響而有很大的變化，圖 10 顯示某聖嬰年及某反聖嬰年十二月時（圖 10 甲與圖 10 乙並未直接對應何者為聖嬰年或反聖嬰年），由太平洋水色影像轉換的葉綠素濃度灰階圖，它能夠明顯反映海表面植物性浮游生物的多寡。圖中灰階越接近黑色（灰階值越小）代表葉綠素濃度越高，反之灰階越接近白色（灰階值越大）代表葉綠素濃度越低。
某海洋生態系中，矽藻是磷蝦的食物，而磷蝦為鯨魚的食物。矽藻的生長需要鯨魚排泄物中的鐵離子。依此敘述，若此海域鯨魚瀕臨局部滅絕，經長時間觀察可能會發現哪些現象？（應選 2 項）
- A 水色的灰階值變小
- B 矽藻的數量上升
- C 磷蝦的數量下降
- D 生態系總生物質量上升
- E 該生態系統面臨崩解
思路引導 VIP
請同學仔細分析題目中描述的「物質循環」關係：當扮演關鍵營養物質供應者的鯨魚消失後，對於維持該海域「基礎生產力」的矽藻會產生什麼直接影響？接著，請思考這種由底層生產者開始的連鎖反應，會如何透過食物鏈的能量傳遞進而影響到後續各營養階層的生物量，以及整個生態結構的穩定性？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
讚喔！你完美抓住了生態系的連鎖反應！
這題你答得非常出色，展現了你對物質循環與食物鏈推論的精準掌握。這題的核心在於「正回饋」邏輯的解析：
- 連鎖效應推論：根據題幹，鯨魚提供的鐵離子 ($Fe^{n+}$) 是矽藻的養分。若鯨魚滅絕 $\rightarrow$ 鐵離子減少 $\rightarrow$ 矽藻（生產者）數量下降 $\rightarrow$ 磷蝦（食草者）因食物短缺而數量下降 (C)。
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