中山大學用AI揭文蛤逆境生存策略 凸顯全球暖化對養殖業挑戰
在鹽度驟降至每公升水含有6公克的低鹽環境下,文蛤會關閉水管、加深埋藏,以抵禦滲透壓失衡。(中山大學提供)
文蛤養殖是臺灣西南沿海的重要產業,但近年受氣候變遷影響,極端高溫與暴雨頻傳,常導致水質惡化、缺氧和大規模死亡,造成重大經濟損失,國立中山大學跨領域研究團隊觀察到臺灣文蛤在鹽度、溫度變化時,會改變水管活動、鑽出底泥,一旦高溫超過36°C,多數個體會急速鑽出底泥,在池底表面大幅移動,死亡率明顯升高,凸顯全球暖化下,高溫已是養殖產業難以避免的重大挑戰。
中山大學海洋科學系博士生徐聖翔及教授劉莉蓮,攜手資訊工程學系博士生慕艾力(AIexander Munyaev)及教授黃英哲組成研究團隊,透過人工智慧影像辨識系統,將文蛤的細微行為即時轉化為數據,突破過去監測的限制,研究蒐集分析了7860張文蛤在一般環境與逆境下的影像,運用AI自動辨識文蛤的露殼與水管活動,準確率超過97%。
研究團隊將文蛤的行為劃分為4種狀態,包括水管伸出且殼埋藏、水管縮回且殼埋藏、水管伸出且殼外露,以及水管縮回且殼外露,並設計行為觀測實驗,以探討牠們在不同逆境下的行為策略。
研究結果顯示,在鹽度驟降至每公升水含有6公克的低鹽環境下,文蛤會關閉水管、加深埋藏,像是把自己「藏起來」以抵禦滲透壓失衡;當溫度升至32至36°C時,文蛤反而會增加水管活動,反映出代謝需求上升;但高溫超過 36°C,多數個體會急速鑽出底泥,甚至在池底表面大幅移動,最終死亡率也明顯升高。
中山大學發表文蛤這些行為模式,均與漁民口中的「翹角」(鑽出底泥)或「走路」經驗相符,證實文蛤的行為比體重變化更能反映早期壓力,監測行為可在問題惡化前,及早預警並介入管理。
值得注意的是一般建議的養殖水溫介於25至35°C,研究團隊在七股的文蛤養殖週期中,記錄到水溫超過35°C的天數多達42天,這段時間的日平均最高溫與最低溫分別為36.0°C及32.2°C,文蛤長期暴露在這樣的慢性熱逆境下,會降低其應對突發事件的能力。
教授劉莉蓮表示,這些行為模式經量化分析後,不僅揭示了文蛤如何面對最怕的環境壓力,也為台灣重要的文蛤養殖產業找到新的警示線索。
中山大學研究團隊運用AI揭文蛤逆境生存策略,凸顯全球暖化對養殖業挑戰。(中山大學提供)
在鹽度驟降至每公升水含有6公克的低鹽環境下,文蛤會關閉水管、加深埋藏。(中山大學提供)
