3D技术模拟红树林水底猎食奇观 机管局资助中大研珠江口生态系统

撰文: 梁思行
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红树林一直是香港以致珠江河口其中一个最重要生态系统,机场管理局与香港中文大学团队首创“摄影测量”技术和 3D 打印的方法,在仿真环境下,研究红树林对幼小鱼类栖息的生态价值。发现红树林的结构愈复杂,存活率通常亦会愈高。有助幼小鱼类藏身以避开捕猎者。

香港中文大学李福善海洋科学研究中心主任李成业教授表示,以往靠传统实地考察难观察,花许多人力物力,红树林处于偏僻位置,难度更大,又需要靠运气才遇到想研究的鱼。新技术以高效益成本研究鱼类和红树林的共生关系,从而深入订立保育策略及红树林管理措施。

结合“摄影测量”和3D打印技术 全球首创

机场管理局成立的改善海洋生态基金资助香港中文大学团队,进行全球首创结合“摄影测量”和3D打印技术的方法,研究红树林对幼小鱼类栖息的生态价值。

香港中文大学李福善海洋科学研究中心主任李成业表示,过往研究红树林的实地考察,需要花上许多人力物力,时间长但成效低,“红树林多处于偏僻位置,较难进入,更难以进行实验,尤其研究需要携带比较大型的仪器便有一定困难。”

珠江口红树林生境破碎化趋严重

此外,珠江口红树林生境破碎化越来越严重,大型捕食者数量也越来越少,令这个区域内天然的捕食行为越来越零星罕见。李成业指,“我们常常需要碰运气,才会遇到我们想研究的鱼,刚巧就在那棵树附近出现,但其实这个机会很小。所以,用传统的实地考察方式来进行这项研究既困难,成本效益又低。”

除了实地考察,以往亦有多项研究将红树林的树根砍伐下来,搬回研究中心研究,但这会对树木造成永久伤害。亦有研究利用胶喉、铁通、木条等模仿红树林的结构,但李教授认为这研究方法较为粗疏,得出的结果难以解释鱼类在野外的动态。

实拍逾 3000张照片  3D重组红树数码模型

中大研究团队于是首创结合“摄影测量”和 3D 打印技术的研究方法,解决研究红树林时遇到的种种困难。研究人员选取分别来自汀角、荔枝窝及水口六棵不同结构复杂程度和密度的红树,实地为红树林拍摄逾 3000 张照片,然后利用电脑软件重组 3D 红树数码模型,再透过 3D 打印技术复制共三个一比一3D 红树实体模型,设置在研究中心实验池,模仿红树林生境。

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团队在实验池放置红𩵼作为捕猎者,及幼小的玻璃鱼与乌头作为猎物,利用水底摄录机拍摄鱼类的活动,并进行多次捕猎实验,研究鱼类猎食行为和存活率与红树提供的生境复杂性的关系。

红树结构愈复杂 幼小鱼类存活率会愈高

经过30个月的研究,红树的结构愈复杂,幼小鱼类的存活率通常亦会愈高。研究人员亦观察到红树结构会阻碍捕猎者猎食,幼小鱼类可利用结构藏身躲避。当水位较低,幼小鱼类会分散行动,利用树根结构匿藏,避开捕猎者;但当水位上升至远离树根结构,幼小鱼类会亦群集和急速游动以增加存活率。这些都是以往靠传统实地考察难以观察得到的情境。

改善海洋生态基金管理委员会主席谭凤仪表示,项目利用创新科技研究红树林生态价值,而红树林于海洋生态中扮演重要的角色。她续,研究实验片段能简单地展示红树林与鱼类的共生关系,有助促进日后的教育及保育工作。深入探究红树林在生态系统中的作用,从而订立相应的红树林管理措施。

机管局可持续发展总经理李仲腾指,项目成果增进了无论是学者、环保团体、持分者等在研究技术层面的交流,提供有用资讯,让业界深入探讨相关的保育策略。

改善海洋生态基金自成立以来已向 25 个项目合共资助约3,000万港元,基金亦继续接受申请,旨在提升香港西面水域及更远的珠江河口的海洋环境以惠及海洋生态。