地球與環境科學

為了解決水污染問題，本研究探討共價有機框架（COF）作為光催化劑的應用。COF具備高度可調孔洞、高穩定性及選擇性吸附等優勢，有助於有效去除水中污染物，對未來具有前景。本實驗採用大氣常壓微電漿合成COF，此方法能在室溫下以水為溶劑，無需高溫或有毒化學品，並僅需一小時即可完成合成，具有綠色化學優勢。實驗結果顯示，成功合成的COF能有效降解水中常見染料污染物（結晶紫及亞甲藍），證明了COF的高效光催化性。在紫外-可見光光譜中，隨著光催化反應的進行，染劑吸收波峰顯著減弱並幾乎完全褪色，確認了COF優異的降解能力。掃描電子顯微鏡圖像顯示，COF的高度有序孔洞結構提升了其催化活性與穩定性。這項技術不僅能高效處理水中有機污染物，還具備廣泛應用潛力，有望為全球水污染治理與環保提供新思路。

本研究應用遙感技術和機器學習方法，提出了三個創新應用，目的在提升紅樹林生態系統的分類監測和藍碳儲量評估。 首先，建立機器學習模型(隨機森林演算法)，對紅樹林植物進行自動分類，分類準確率達94.74%。此模型能夠應用於特定區域的長期監測，捕捉紅樹林覆蓋範圍和植物變化的動態趨勢。並且開發了RGBN（Red-Green-Blue-NIR Mangrove Index）遙感指數，此指數主要結合可見光波段和近紅外波段，能有效提升了紅樹林植被健康狀況評估的準確度，並具有廣泛的區域適用性，不限於特定研究區域，適用於全球範圍的紅樹林監測。最後，本研究成功整合並編寫了InVEST模型的程式碼，本模型進一步應用於紅樹林藍碳價值評估，未來將透過收集詳細的土地利用、碳匯數據及生物物理參數，量化紅樹林的藍碳價值，為碳交易與藍碳管理提供科學依據。

團隊透過分析臺灣台灣周遭八個處海洋浮標測站資料，自2021年1月到2024年10月為止之示性波高、平均週期、平均風速、海溫等資料間之相關性，並試從不同位置測站之海洋條件與大氣因素，來綜合探討影響臺灣周遭海域波浪能蘊藏量的關鍵因素。並透過分析海溫與波浪能變化的關係，試圖瞭解全球暖化平均海溫上升，對臺灣周遭波浪能蘊藏的變化趨勢。 團隊發現影響臺灣周遭海域波浪能蘊藏的因素，除了季節性季風的影響，黑潮主流以及澎湖水道的黑潮支流湧升流，也都 可能 是影響臺灣周遭海域波浪能蘊藏的重要因素。團隊也發現，在臺灣周遭海域波浪能蘊藏與海溫變化有負相關的趨勢，此現象與臺灣中央研究院針對過去70年，全球波浪能的變化趨勢並不一致。其原因可能是臺灣所屬地理位置環境的關係，也可能是分析的數據資料僅有4年無法準確看出趨勢變化。

The following issues associated with soil affected by wildfires were identified: First, there was a significant decline in the populations of anaerobic and aerobic soil bacteria, which play a critical role in the decomposition and cycling of organic matter. This decline resulted in reduced water retention capacity and porosity of the soil, leading to poor moisture retention and increased evaporation compared to unaffected soil. Moreover, the organic matter content in the soil was significantly depleted, inhibiting plant growth. Additionally, there was a notable proliferation of methane-producing bacteria, which contribute to the greenhouse effect. It was further observed that fire-damaged soils exhibit limited natural recovery, even over prolonged periods. .An investigation into the underlying causes of these problems revealed that actinomycetes, the primary microorganisms responsible for producing watersoluble aromatic compounds in soil, are particularly sensitive to heat compared to other bacterial species. Research demonstrated that the population and diversity of actinomycetes are significantly diminished in soils exposed to wildfires. To mitigate these issues, water-soluble aromatic compounds produced by actinomycetes were extracted and introduced into wildfire-affected soil. This intervention promoted the restoration of actinomycetes populations, enabling their normal growth in the affected soil. Consequently, various wildfire-induced soil problems were effectively resolved. These outcomes were confirmed through the study...Key Words: Actinomycetes, anaerobic and aerobic soil bacteria, methane-producing bacteria, wildfires, water-soluble aromatic compounds.

基於對鄉土的關懷，我們選定高屏溪流域，來研究河川中塑膠微粒的尺寸大小和含量，透過光譜來了解塑膠微粒的材質。高屏溪流域是跨高雄及屏東地區最大的河流，我們共分為枯水期及豐水期來採水，比較不同季節之塑膠微粒類別，若以形狀區分:枯水期塑膠纖維最多，豐水期塑膠薄膜最多。若以尺寸區分:枯水期100~500μm的佔最多，豐水期25~100μm的佔最多。若以材質區分，枯水期含量最多分別是PE及PP，豐水期含量最多分別是PE及PET。若從顏色區分，大多是白色及透明為主要顏色。以上實驗結果可供主管機關列為重要監測參考，特別是國內少有研究單位或機構，在進行高屏溪流域塑膠微粒類別、含量之調查與研究，因此本研究重大發現為國內創舉深具意義，可供相關單位後續深究參考之價值性。

本研究使用水槽、自製造浪器，模擬海岸環境，探討消波塊的擺放角度、擺放密度，以及沙灘的水深、坡度、波浪強度(造浪器頻率)，對沿岸沙石侵蝕面積的影響。利用image j 分析在不同因素下消波塊周圍沙石侵蝕之面積，以及其隨時間的變化。研究結果發現，在不同擺放角度中，消波塊之兩角面向波浪時(本研究定義為0度)其下沙石侵蝕面積最大；在擺放密度中，發現擺放越多的消波塊，其侵蝕面積越大；在沙灘水深不同時，當水深越淺時，其侵蝕面積越大；當沙灘之坡度越大時，其侵蝕面積越大；當造浪器之頻率越大時，其侵蝕面積也會增加，而計算體積時，發現在不同擺放角度下，掏空的體積與侵蝕面積成正相關。

本研究應用遙感技術和機器學習方法，提出了三個創新應用，目的在提升紅樹林生態系統的分類監測和藍碳儲量評估。 首先，建立機器學習模型(隨機森林演算法)，對紅樹林植物進行自動分類，分類準確率達94.74%。此模型能夠應用於特定區域的長期監測，捕捉紅樹林覆蓋範圍和植物變化的動態趨勢。並且開發了RGBN（Red-Green-Blue-NIR Mangrove Index）遙感指數，此指數主要結合可見光波段和近紅外波段，能有效提升了紅樹林植被健康狀況評估的準確度，並具有廣泛的區域適用性，不限於特定研究區域，適用於全球範圍的紅樹林監測。最後，本研究成功整合並編寫了InVEST模型的程式碼，本模型進一步應用於紅樹林藍碳價值評估，未來將透過收集詳細的土地利用、碳匯數據及生物物理參數，量化紅樹林的藍碳價值，為碳交易與藍碳管理提供科學依據。

二仁溪剖面因受到小滾水逆斷層截切 ，而分為東、西剖面兩部分，東剖面的地層較老西剖面的地層較年輕，故推測該地區東剖面古水深較西剖面深。本研究利用微體化石有孔蟲比例（%P）進行研究，希望能夠探討臺灣西南部沉積盆地的演化，以及二仁溪剖面地區的古水深變化與粗顆粒含量的相關性。但由於本研究使用的樣本並沒有採樣於每一沉積岩層，故臺灣西南部沉積盆地的沉積物供應量與構造抬升的因素仍需進一步的研究。

本研究利用Slow Earthquake Database長微震資料探討日本南海海槽長微震事件發生的特性、嘗試找出造成此區長微震發生的原因。我們將日本西南部的四國島、紀伊半島、愛知縣依空間細分為八個小區，分區將長微震的資料繪製成圖表，並利用快速傅立葉轉換Fast Fourier Transform進行頻譜分析，尋找該區長微震的活躍程度及復發週期，復發週期為一季至一年不等。另外，我們也將環境參數與長微震的月平均發震時長做比較，發現兩地皆與風速呈負相關、和累積雨量推遲1～2個月後兩者間成正相關、和地下水位高度呈負相關。潮汐與長微震的相關性上，潮位高度的影響較漲退潮狀態顯著， 但兩者均對長微震的發生有著正相關。

本研究主旨是在探討颱風與季風互動對颱風風場不對稱性變化的影響，分析了2013至2024年9月期間的颱風數據，結果顯示，季風是影響颱風風場形狀的關鍵因素。在東亞特有的季風氣候中，84%的颱風受到季風共伴的影響，我們發現，在季風共伴下，颱風的七級風場會呈現螺旋形，東北季風影響下多呈「6」形，西南季風影響下多呈「9」形，這些形狀可用「等角螺線」來描述，對於季風影響不明顯的颱風，風場形狀則更接近橢圓。我們進一步計算集合重合率以驗證形狀描述的準確性。 此外，本研究將颱風生活史的流型演變分為五類，結果顯示，環境條件相似的颱風，在流型變化上具有相似性。我們還利用颱風氣流場裝置模擬颱風風場，測量風速和風向，深入探討環境風場對颱風不對稱性的影響。