3D技術模擬紅樹林水底獵食奇觀 機管局資助中大研珠江口生態系統

撰文:梁思行
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紅樹林一直是香港以致珠江河口其中一個最重要生態系統,機場管理局與香港中文大學團隊首創「攝影測量」技術和 3D 打印的方法,在仿真環境下,研究紅樹林對幼小魚類棲息的生態價值。發現紅樹林的結構愈複雜,存活率通常亦會愈高。有助幼小魚類藏身以避開捕獵者。

香港中文大學李福善海洋科學研究中心主任李成業教授表示,以往靠傳統實地考察難觀察,花許多人力物力,紅樹林處於偏僻位置,難度更大,又需要靠運氣才遇到想研究的魚。新技術以高效益成本研究魚類和紅樹林的共生關係,從而深入訂立保育策略及紅樹林管理措施。

結合「攝影測量」和3D打印技術 全球首創

機場管理局成立的改善海洋生態基金資助香港中文大學團隊,進行全球首創結合「攝影測量」和3D打印技術的方法,研究紅樹林對幼小魚類棲息的生態價值。

香港中文大學李福善海洋科學研究中心主任李成業表示,過往研究紅樹林的實地考察,需要花上許多人力物力,時間長但成效低,「紅樹林多處於偏僻位置,較難進入,更難以進行實驗,尤其研究需要攜帶比較大型的儀器便有一定困難。」

珠江口紅樹林生境破碎化趨嚴重

此外,珠江口紅樹林生境破碎化越來越嚴重,大型捕食者數量也越來越少,令這個區域內天然的捕食行為越來越零星罕見。李成業指,「我們常常需要碰運氣,才會遇到我們想研究的魚,剛巧就在那棵樹附近出現,但其實這個機會很小。所以,用傳統的實地考察方式來進行這項研究既困難,成本效益又低。」

除了實地考察,以往亦有多項研究將紅樹林的樹根砍伐下來,搬回研究中心研究,但這會對樹木造成永久傷害。亦有研究利用膠喉、鐵通、木條等模仿紅樹林的結構,但李教授認為這研究方法較為粗疏,得出的結果難以解釋魚類在野外的動態。

實拍逾 3000張照片  3D重組紅樹數碼模型

中大研究團隊於是首創結合「攝影測量」和 3D 打印技術的研究方法,解決研究紅樹林時遇到的種種困難。研究人員選取分別來自汀角、荔枝窩及水口六棵不同結構複雜程度和密度的紅樹,實地為紅樹林拍攝逾 3000 張照片,然後利用電腦軟件重組 3D 紅樹數碼模型,再透過 3D 打印技術複製共三個一比一3D 紅樹實體模型,設置在研究中心實驗池,模仿紅樹林生境。

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團隊在實驗池放置紅𩵼作為捕獵者,及幼小的玻璃魚與烏頭作為獵物,利用水底攝錄機拍攝魚類的活動,並進行多次捕獵實驗,研究魚類獵食行為和存活率與紅樹提供的生境複雜性的關係。

紅樹結構愈複雜 幼小魚類存活率會愈高

經過30個月的研究,紅樹的結構愈複雜,幼小魚類的存活率通常亦會愈高。研究人員亦觀察到紅樹結構會阻礙捕獵者獵食,幼小魚類可利用結構藏身躲避。當水位較低,幼小魚類會分散行動,利用樹根結構匿藏,避開捕獵者;但當水位上升至遠離樹根結構,幼小魚類會亦群集和急速游動以增加存活率。這些都是以往靠傳統實地考察難以觀察得到的情境。

改善海洋生態基金管理委員會主席譚鳳儀表示,項目利用創新科技研究紅樹林生態價值,而紅樹林於海洋生態中扮演重要的角色。她續,研究實驗片段能簡單地展示紅樹林與魚類的共生關係,有助促進日後的教育及保育工作。深入探究紅樹林在生態系統中的作用,從而訂立相應的紅樹林管理措施。

機管局可持續發展總經理李仲騰指,項目成果增進了無論是學者、環保團體、持分者等在研究技術層面的交流,提供有用資訊,讓業界深入探討相關的保育策略。

改善海洋生態基金自成立以來已向 25 個項目合共資助約3,000萬港元,基金亦繼續接受申請,旨在提升香港西面水域及更遠的珠江河口的海洋環境以惠及海洋生態。

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