海洋環境科技研究所(104學年度起合併至地科系)

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在全球環境急遽變遷及資源耗竭下,環境議題日受重視,「環境教育」自1970年代起即成為先進國家積極推動的專業;近年來聯合國教科文組織更倡議將2005~2014訂為「永續發展教育十年」,呼籲各國積極推動環境教育及「永續發展教育」之研究與發展。國立台灣師範大學環境教育研究所為國內第一個設立的「環境教育研究所」,於民國八十二年開始招收碩士班研究生,並於民國九十五學年度起增設博士班,積極培養環境教育專業人才、推動學校及社會之環境教育與學術研究。近年則積極參與區域與地方永續發展相關研究及推廣教育,推動綠色學校、永續校園、綠色大學、自然教育中心、環境學習中心等,並與國際著名大學或研究中心合作,朝向亞太「永續教育區域專業中心」(Regional Center for Expertise on Education for Sustainable Development)發展。

本所努力方向:
  1. 學術研究國際化,進行環境教育及永續發展創新研究,提昇學術實力;
  2. 深化環境教育相關理論與應用研究,培養專業人才;
  3. 進行環境教育教與方案之研發、應用與評估,提昇環境教育專業品質;
  4. 協助政府與民間進行環境教育系統規劃、政策研究與人力培訓發展,增進整體社會環境倫理與典範轉移;
  5. 協助政府與民間運用不同自然環境與文化資源,開創環境學習場域,提供全民多元環境學習機會,提昇國民環境素養。

依據本所98.5.22課程委員會、理學院98.5.30課程委員會及本校98.6.2.校級課程委員會三級課程委員會通過之「環境教育研究所課程架構與學生能力指標」, 本所之發展願景、教育目標及學生能力指標如下:

一、發展願景
  1. 發展成為世界第一流的環境教育研究與教學機構,引領國內環境教育之推展;
  2. 學術研究國際化,進行環境教育及永續發展創新研究,提昇學術研究實力;
  3. 環境關懷在地化,培育具有深刻環境關懷及環境教育專業能力之人才;
  4. 學理探討深刻化,奠立環境教育相關理論及哲學基礎,培育兼具科學基礎與環境倫理之優秀研究人才;
  5. 環境素養跨界化,提升科學及人文素養,培養理解自然與人文領域之整合能力,推動永續科學及永續教育之研究與社會實踐
二、教育發展目標
(一)博士班教育目標:
  1. 培育具有精深學術素養與環境哲思基礎的環境教育學術研究人才;
  2. 培育國家環境教育領域之領導與創新專業人才;
  3. 培育兼具科學及人文素養,發展永續科學與永續教育領域之研究人才;
  4. 培育大專院校與人才培訓機構之環境教育相關領域研究與教學師資;
  5. 培育國內外環境保育、環境學習、永續產業的研究教學及專業研發人才。
(二)碩士班教學目標:
  1. 培育具備環境倫理及環境素養之環境教育專業人才;
  2. 培育以永續發展科學為基礎的永續教育推動及管理人才;
  3. 培育各級學校具有學科整合能力之環境系統管理及環境教育規劃人才;
  4. 培養環境保護與自然保育行政部門的教育訓練規劃及整合推動之人才;
  5. 培養民間團體、自然教育中心、環境學習中心等領域之環境教育專業課程設計、活動企畫經營的專業人才;
  6. 培養協助企業社會責任、具有環境溝通與推廣能力之人才。

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    北南海及西菲律賓海浮游性植物族群結構之分析
    (2009) 楊絮涵
    海洋浮游性植物各族群體內獨特的色素組成可成為分析其族群結構的重要訊息。本研究利用高效能液相層析儀(HPLC)分析北南海及西菲律賓海中單細胞藻類體內色素之組成,並利用化學分類運算程式(CHEMTAX)進行藻類族群分布之運算。由於藻種體內各別色素濃度與葉綠素甲濃度比值(pigment ratio)為CHEMTAX推算族群結構之關鍵訊息,本研究以循環收斂運算方式(Latasa, 2007)應用於CHEMTAX的計算,以獲取較可信賴的色素比及族群分布結果。 本研究發現南海北部表水以Cyanobacteria和Prochlorococcus為主要優勢藻種,在浮游植物族群總量上分別占有36+15%和30+12%;SEATS測站則以Prochlorococcus (51%)為優勢藻種;東沙環礁內測站,以Prochlorococcus與diatom為優勢藻種,各別為35+17%和23+3%;綠島西北及西南測站,以Prymnesiophytes (25+2%)及Prochlorococcus (23+4%)為優勢藻種;西菲律賓海以Prymnesiophytes (49+3%)為主要優勢藻種。此結果對於海洋暖化、海水酸化或是人為活動由河川大氣輸出物等環境變遷對於南海北部及西菲律賓海之浮游植物族群分布之影響提供了基礎的背景訊息。
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    2008年晚春到初夏期間台灣周遭海域的二氧化碳交換通量與分佈
    (2009) 賴星宇; Hsin-Yu Lai
    本研究主要是探討台灣周遭海域表水二氧化碳的分佈及其海氣交換通量,並進一步瞭解其變化的成因及與水團分佈的關係。研究時間於2008年晚春初夏(5月28日至7月13日)於南海(South China Sea, SCS)、西菲律賓海(West Philippine Sea, WPS)、台灣西部近岸(Western Taiwan Coast, WTC)和東海(East China Sea, ECS)進行二氧化碳分壓(fCO2)的現場立即偵測,利用”二氧化碳分壓自動分析系統”(Automated Underway pCO2 System)來測量海水與大氣中之fCO2;所量測到的大氣fCO2範圍為367.4~402.2 μatm,其高值均發現在較靠近陸地的區域(台灣、中國大陸、呂宋島),高低濃度相差可達35 μatm。表水fCO2範圍:SCS介於352.3~415.6 μatm(389.3±16.5, n=1400)、WPS介於346.9~399.0 μatm(377.6±5.8, n=840)、WTC介於370.5~407.3 μatm(389.2±4.8, n=836)、ECS介於162~707 μatm(378±69, n=1497),以ECS的變化幅度最大,可達545 μatm;在長江和閩江沖淡水舌(Plume)區域發現海水中有著最低、次低的fCO2值(217、162 μatm),且fCO2分佈隨著經度由西向東而增加,與葉綠素a濃度的分佈趨勢相反,因此海水fCO2分佈主要隨浮游生物量的減少而產生梯度漸增的變化。長江與沿岸湧升流溫度低區,發現到海水中之fCO2分別有顯著的高值(707、676 μatm)存在,此區域有極低的透光度(13.9 %),極高的營養鹽(NO2+NO3)及葉綠素a(Chl-a)(32.2 μM、106.7 mg/m3),此海水含較高的fCO2推測可能來自於長江河水和沿岸湧升的底層水。SCS及WPS海域之水團較為穩定,其fCO2變化梯度均是由陸棚向外洋增加,這是由於近岸海水溫度較低且富含營養鹽葉綠素a,使得海水中的fCO2減少;在外洋區域生物作用較低,主要是反應日夜溫差(0.2~0.3℃),因此在SCS和WPS可清楚看出fCO2白日高晚上低(△fCO2 =7.9)。WTC表水fCO2整體變化幅度不大,但大氣fCO2受控於較接近陸源影響而呈現區域性的峰值。在晚春初夏期間,台灣周遭海域對於大氣來說皆是個二氧化碳的源(source),其二氧化碳溢散至大氣之整體交換通量在SCS約為1.74±2.06 mol C/m2/yr、WPS約為0.54±0.59、NWT約為0.29±0.18和ECS約為0.28±4.94。
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    南海之物理-生物耦合模式研究(I)
    (行政院國家科學委員會, 2002-10-31) 吳朝榮; 劉康克
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    「東南亞河川流域及海洋之碳循環」(III)
    (2006-12-22) 陳鎮東; 楊盛行; 莊秉潔; 林曉武; 王樹倫; 吳朝榮; 彭宗仁; 羅建育
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    東南亞河川流域及海洋之碳循環---總計畫(II)
    (2005-12-23) 陳鎮東; 王樹倫; 林曉武; 吳朝榮; 莊秉潔; 彭宗仁; 楊盛行; 鄭利榮; 鍾竺均; 羅建育; 王冰潔; 黃國銘
    碳循環與全球溫室效應及聖嬰現象息息相關,十餘年來國際間之大型計畫,如全球海洋通量聯合研究(Joint Global Ocean Flux Study,由International Geosphere Biosphere Programme及Scientific Committee on Oceanic Research共同組成),全球海洋環流實驗(World Ocean Circulation Experiment,由聯合國系統之World Climate Research Programme贊助)及海陸地區交互作用(Land-Ocean Interaction in the Coastal Zone,由IGBP贊助)均以海洋之碳循環為主軸。然而JGOFS及WOCE之重點為大洋,而LOICZ之重點為河川、河口及沿海地區。近年來JGOFS及LOICZ已開始注意邊緣海之研究,並在報告人之倡導下,成立了JGOFS/LOICZ Continental Margins Task Team(CMTT),由報告人擔任第一任主席。我國在CMTT始終保持相當影響力,如國科會海科中心前主任劉康克曾擔任CMTT共同主席,目前依然負責CMTT總結報告書之編撰。然而,一則JGOFS計畫已於2003年底結束,二則為求跨領域之進展,IGBP與International Human Dimensions Programme(IHDP)、WCRP及DIVERSITAS將以碳、水、食物及人體健康四大主軸為經,海、陸及大氣三領域為緯,繼續推動今後十年之第二階段研究,並於2002年1月共同成立聯合碳研究計畫(Global Carbon Project; GCP),IGBP推薦報告人擔任GCP科學指導委員會之委員。IGBP及GCP均認為今後全球變遷研究應加強區域性計畫。有鑑於上述國際全球變遷研究之最新進展,以及我國在全球變遷研究東南亞區(SARCS)之主導地位,報告人提出「東南亞河川流域及海洋之碳循環計畫」,並由國科會永續會資助,92年8月起開始執行台澎金馬地區及南海海盆之水域碳循環研究。重點如下:(1)南海海盆真光層、中層水、底層水及沈積物內之碳循環及與菲律賓海、蘇祿海、巽它海峽之交換;(2)南海周邊地區河川、湖沼、水庫所釋出至大氣之CO2、CH4及N2O通量,以及沈積物所儲藏之有機及無機碳;(3)南海周邊地區河川所輸送入海之溶解態及顆粒態有機與無機碳通量;(4)上述碳通量於河川、湖泊、大陸棚、大陸坡及南海海盆之反應、變化及最終去處;(5)地下水與海洋交換之關聯;(6)氣候海洋模式及海陸交互作用;(7)興建水庫後河川碳通量之變化,及對沿海地區及大陸棚湧升流、底棲生物及漁業之影響;及(8)大氣沈降中之微量元素(鐵、磷及硝酸鹽等)對生產力之影響。總計畫負責安排航次及地下水之採樣。以上結果可作為其它海盆之參考及供GCP全球循環模式使用。其中第(6)項亦可供IGBP II之水循環以及食物兩大研究群參考。上述研究除需要海洋化學學者外,尚需地球化學及海洋生物學者之支援。本計畫已完成之採樣包括河川流域與海域等區域。河川流域採樣包括台灣本島河川與湖泊;大陸地區於長江口及福建九龍江以南之河流,包括九龍江、珠江與各支流;東南亞部份包括越南、寮國、柬埔寨、泰國、緬甸、馬來西亞、新加坡、印尼、汶萊及菲律賓之數十條河流。海域部分已前往珠江口及湄公河口,進行由河口、大陸棚、大陸坡至南海海盆之採樣。原則上每年除於台灣採樣三、四次之外,會安排一次至南海周邊國家之河川流域採樣一次。海上工作則擬每年申請三十天之海研一號及十六天之海研三號船期,儘可能逐年前往珠江口、湄南河、紅河和湄公河口外,進行由河口、大陸棚、大陸坡至南海海盆之採樣。由於生物作用影響碳循環甚巨,因此與生物生長密切相關之N、P及葉綠素,亦為除了碳因子(pCO2, pH, alkalinity, PIC, POC, DOC及DIC)之外之重要分析項目。同時,南海之相關研究免不了需周邊國家配合,方可順利取得主要河川及各國大陸棚上之資料,因此已由SARCS祕書處取得經費,先後資助了11個SARCS會員國之相關計畫,目前已有泰國、寮國、越南、馬來西亞、新加坡、印尼及菲律賓學者參與。也辦理了二次為期二週之South China Sea Regional Carbon Project Training Workshop,以求提升東南亞周邊國家相關研究人員之測量能力。2006年11月將再行辦理此訓練營。
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    Enhanced primary production in the oligotrophic South China Sea by eddy injection in spring
    (American Geophysical Union (AGU), 2010-08-01) Lin, I-I; C.-C. Lien; C.-R. Wu; G. T. F. Wong; C.-W. Huang; T.-L. Chiang
    In May 2003, a phytoplankton bloom of chlorophyll-a (Chl-a) concentration of 0.3–0.4 mgm−3 was observed at the centre of northern South China Sea (SCS) by NASA's Sea-viewing Wide Field-of-View sensor. As this region is remote and known to be oligotrophic in spring (Chl-a concentration typically at ∼0.05–0.08 mgm−3), it is intriguing to explore this unusual happening. Based on six different remote sensing data and numerical modelling, the results suggest that the injection of an ocean eddy is the most likely cause of the bloom. Due to long-range transport of a large (700 × 500 km) anti-cyclonic ocean eddy, coastal nutrients and plankton could be brought across hundreds of kilometres to the centre of northern SCS and impact the biogeochemistry. The open ocean part of the northern SCS basin has long been considered generally free from coastal influences. This work provides new evidence that proves otherwise. Moreover, from the perspective of physical oceanography, it is interesting to observe that, outside the monsoon seasons, there can be well-defined anti-cyclonic ocean circulation existing in the SCS without the prevailing monsoonal wind.
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    Interannual mode of sea level in the South China Sea and the roles of El Ni隳 and El Ni隳 Modoki
    (American Geophysical Union (AGU), 2008-02-01) Chang, C.-W. J.; H.-H. Hsu; C.-R. Wu; W.-J. Sheu
    ENSO-scale variation of the summer ocean circulation in the South China Sea (SCS) is investigated. The interannual mode of SSH features a north-south dipole pattern that modulates the cold jet off Vietnam. During the summers before and after the El Nin˜o, the mode has opposite signs of extrema. Strengthened circulations couple with the cold SSTAs during the El Nin˜o developing summers; weakened circulations accompany the warm SSTAs during the decaying summers. Heat advection by the basin circulation modulates the SST variation. The impact of the 1997 El Nin˜o on the SCS circulation contrasting that of 1994 and 2002 El Nin˜o Modoki is assessed. With moderate SST warming but further westward shift of the low-level convergence of the atmosphere in the equatorial Pacific, the El Nin˜o Modoki phenomenon enhanced the western North Pacific summer monsoon inside the SCS, driving stronger circulations in both the summers of 1994 and 2002.
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    Intra-seasonal variation in the velocity field of the northeastern South China Sea
    (ELSEVIER, 2005-11-01) Wu, C.-R.; T. Y. Tang; S. F. Lin
    Two subsurface Acoustic Doppler Current Profilers (ADCP) were deployed in the northeastern South China Sea to study the circulation structure in the area as well as the path and process of the Kuroshio intrusion. The 48 h low-pass filtered data, for the first time, reveal significant intra-seasonal variations in the velocity field. Flow is alternately cyclonic or anticyclonic even within a single month. Local wind forcing dominated by monsoon winds fails to address the phenomena. The present study suggests that intruding current patterns are likely triggered by the strong wind stress curls. Strong negative wind stress curls off the southern tip of Taiwan introduce negative vorticity to form anticyclonic circulation in the intruding current. With diminishing wind stress curls, the intruding current weakens, forming a cyclonic circulation pattern.