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行動超音波掃描

創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
・2015/03/09 ・1856字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 608 ・十年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

文/劉珈均

提到超音波,腦海中率先浮現的印象大概是醫院的婦產科裡,醫生為孕婦產檢的畫面:醫生拿著「探頭(transducer)」貼在孕婦腹部,身旁一台PC般笨重的機器螢幕上即時顯示出扇形的黑白畫面。工研院生醫與醫材研究所試圖開啟不同的想像,團隊開發出體積如蛋捲禮盒大小的輕便超音波設備,團隊也設計友善介面,探頭與顯像裝置可無線傳輸,直接以平板或手機作為顯像裝置,解讀超音波影像。

超音波技術源於潛水艇的聲納,後者誕生於第二次世界大戰,潛水艇利用聲納探測地形、測定物體距離與運動速度。1950年代後,開始嘗試將技術原理移至醫療領域,以不侵入的方式探看人體組織。聲波在不同物質中傳遞時,會產生不同能量的回波訊號,經後端軟體分析處理便形成人體組織的結構影像。一個標準的醫用超音波系統大致分為發射與接收聲波訊號的「探頭」(依探測部位與發射頻率不同,一般有三種)、類比前端電路、將音訊「轉譯」為影像的後端成像運算技術。

「要跟『GPS』(指奇異、菲利浦、西門子公司)交鋒很難,不過台灣可以切進正在興起的趨勢!」生醫所超音波影像技術部經理吳國瑞博士說,超音波的應用有兩個趨勢,一是超音波機器小型化帶來普及的可能,目前配備超音波機器的單位多為中大型醫院,近年攜帶型的超音波設備問世,超音波技術可望從中大型醫院走出來,進入小型診所、救護車、居家照護、緊急醫療等。西門子和奇異公司自2007年起,已陸續推出多款手持式超音波機器,有無線傳輸款式,也有樣子精巧如貝殼手機。

另一個趨勢則是超音波技術的角色由「診斷」漸漸轉為「治療」,超音波適合觀察軟體組織,細節比X光片更清楚,國外已有將超音波與X光並行檢測乳癌,超音波沒有輻射,未來可能於某些檢測項目取代X光;醫美領域可用於消脂和塑身,超音波拉皮的效果甚至比電波拉皮好;治療癌細胞的標靶藥物大多有副作用,或破壞正常細胞,超音波藥物釋放系統則是將藥物包覆如膠囊,注射進人體後,等藥物循環至癌細胞附近,再以超音波激發、釋放,多餘的藥物則排出人體,如此可將副作用減至最小。動物檢驗也有相關需求,例如美國畜牧協會制定標準,以超音波確認牲畜肉質。

換言之,超音波系統的用途和使用場域持續延展中,吳國瑞說,超音波系統的核心技術在於晶片和軟體,這正好是台灣的強項:「台灣有很好的資通訊產業,但高階醫材產業還屬於起步階段。」吳國瑞認為,現在正是台灣藉資通訊產業的基礎發展高階醫療器材的時機,而超音波系統是最適合台灣著手的醫材產業,其他生醫影像儀器如X光、磁振造影等,對台灣而言技術門檻較高。

右上角寫有ITRI字樣的黑色晶片工研院開發之專用晶片。
右上角寫有ITRI字樣的黑色晶片工研院開發之專用晶片。

超音波小型化的關鍵在於晶片,但目前可攜式超音波設備的晶片技術掌握於歐美醫療大廠如奇異、西門子等廠商,只提供自有產品使用,不對外販售;晶片商的產品只能提供部分功能,無法提供多通道、多功能整合的專用晶片。工研院團隊自行開發專用晶片,以ARM+FPGA建構可做小型化超音波的多波束成型(Beam Former)與顯像平台,可支援32與64通道(超音波的通道愈多,成像愈清晰)

團隊約莫20人,有來自資通訊背景與醫工系,先前研究題目是消費性電子產品、影音播放機的編解碼器。自三年起團隊切入研究超音波技術,今年已跟醫院合作,進入臨床實驗階段。吳國瑞笑著說:「處理的東西差不多,超音波也是聲音和影像。」最大的困難在於以前處理五到十通道的東西,現在要變成幾十個通道。

醫院裡基本款式的超音波機重量約6至10公斤,價格約150萬台幣,若要多加探頭或是功能則不只。而目前簡便的超音波設備雖已問世,價格仍相當昂貴,例如2013年西門子開發的無線超音波,三個探頭加總約150萬台幣。工研院團隊的超音波機器重量約950g,吳國瑞說:「超音波要普及大概只差cost down,以台灣的技術,有希望壓到美金一千以下。」超音波可探測心跳、血壓與血流資訊,或是打針時定位血管,集許多儀器功能於一身,若成本壓得夠低,超音波或許能成為健康照護的穿戴式設備主流。

(右)一般醫院的超音波設備機型;(左上)工研院機型(左下)以平板顯示的超音波圖,圖中黃框區域為血流資訊。
(右)一般醫院的超音波設備機型;(左上)工研院機型(左下)以平板顯示的超音波圖,圖中黃框區域為血流資訊。
小型的超音波設備適合居家照護,量測與講解十分簡便。
小型的超音波設備適合居家照護,量測與講解十分簡便。

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用這劑補好新冠預防保護力!防疫新解方:長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2874字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022年歐盟、英、法、澳等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示針對台灣主流病毒株 BA.5 及 BA.2.75 具保護力。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
倍拉維
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

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台灣蝙蝠知多少?沿著蘇花公路,探尋豐富的蝙蝠多樣性(下)——蘇花改特輯(二)
自然保育季刊_96
・2021/05/14 ・4772字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 589 ・九年級

  • 本文轉載自特有生物研究保育中心,《自然保育季刊》第 112 期
  • 作者 / 鄭錫奇|行政院農業委員會特有生物研究保育中心研究員兼主任秘書、陳宏彰|行政院農業委員會特有生物研究保育中心計畫助理、周政翰|台灣蝙蝠學會理事

台 9 線蘇花公路山區路段改善工程歷時 9 年的努力終於在 2020 年 1 月 6 日全線通車。近年政府進行重大建設時日益重視工程對環境及生物多樣性的影響評估,蝙蝠類因其物種繁多、族群數量龐大、食性獨特、活動範圍廣泛且對環境變化敏感,其生存棲地品質攸關族群存續狀況,因此相當適合作為反應環境變化的類群。

上一篇〈台灣蝙蝠知多少?沿著蘇花公路,探尋豐富的蝙蝠多樣性(上)——蘇花改特輯(二)〉我們介紹了許多種臺灣蝙蝠以及調查過程,這篇我們將探討這些資料的分析結果。

棲所難尋但資料珍貴

蝙蝠棲息的處所通常隱密而不易探尋。不過, 一旦發現某種蝙蝠的棲所及族群,則可以進行深入研究以獲得許多生態相關的珍貴資訊。除了在夜間外飛覓食時段,蝙蝠在棲所度過很長的時間,包括其生活史的不同階段,諸如白天休息、尋覓伴侶交配、生殖育幼、日間休眠或冬季冬眠等。棲所還能提供保護的功能,降低蝙蝠被天敵掠食或人類干擾的機會,以及抵禦外界環境或氣候變化的影響,可見適當的棲所對涵養蝙蝠族群而言相當重要。

身形嬌小的玄彩蝠。 圖/鄭錫奇攝

本計畫歷年陸續在調查樣區中發現蝙蝠的棲所,諸如群居型的臺灣葉鼻蝠、臺灣小蹄鼻蝠,以及獨居型的臺灣大蹄鼻蝠喜歡陰暗潮濕的洞穴、隧道、涵洞等處;日間棲息在林道旁新生芭蕉捲葉中的玄彩蝠;會利用東岳冷泉鐵路高架橋橋墩下作為夜間棲所的堀川氏棕蝠。當發現臺灣葉鼻蝠或臺灣小蹄鼻蝠的族群時,我們會持續瞭解其族群量的變動趨勢,以及生殖育幼的季節;相對而言,獨居的臺灣大蹄鼻蝠雖較不容易發現,然而我們曾觀察到有 1 隻雌性個體居然連續使用同一處廢棄木屋長達 3 年之久, 而在春季時又發現另 1 隻雌性個體共棲,這種現象相當罕見;依據尤宣亞 (2015) 針對臺灣大蹄鼻蝠配對系統的研究指出,成體雌蝠間並不會共處於同一 棲所,但在懷孕期(4-5 月)則會和去年生產的幼蝠(或亞成蝠)共棲,因而推測牠們可能是去年繁殖的 一對母女蝠。

棲所勘查法—玄彩蝠喜棲於芭蕉捲葉中。圖/鄭錫奇攝

地區新紀錄種的發現

我們執行計畫的第一 (2012) 年即發現了 17 種蝙蝠,之後每年均可調查到 17-19 種之多,而且在前 5 年幾乎每年都有地區新種類的發現,譬如 2013 年增加了東方寬耳蝠(網具捕捉)及臺灣家蝠(音頻判識)而達 19 種;2014 年增加寬吻鼠耳蝠(網具捕捉)達 20 種;2015 年則再增加金芒管鼻蝠(網具捕捉)達 21 種;2016 年新增毛翼管鼻蝠(網具捕捉)後使得物種累積達 22 種至今 (2020) 年上半年。

參考特生中心於 2007 至 2010 年間在雲林縣斗六丘陵湖山水庫預定地與周邊區域所進行的多年蝙蝠調查結果,亦呈現類似的物種數累加趨勢,即幾乎每年都會有 1-2 種地區新紀錄種蝙蝠的發現 (鄭錫奇等 2010)。也就是說,若要確切得到一個地區相對完整的蝙蝠相,不僅需要運用多樣化的調查方法,而且須按季節持續 進行多年(至少 5 年)的調查始能達成。然而,納悶的 是,雖然我們努力調查多年,除了顯著地增加調查區域內 15 種蝙蝠的新發現紀錄外,迄今仍無發現弘益生態有限公司於 2010 年在同一區域調查所得之高頭蝠 (Scotophilus kuhlii) 分布資料。

與昔日調查資料比較

特生中心 2003 年在宜蘭與花蓮兩縣市進行的蝙蝠類調查,總計發現了 19 種蝙蝠(鄭錫奇與張簡琳玟 2003),然而若只篩選該成果中,沿蘇花公路及兩側延伸海拔 500m 以下區域(因本蘇花改計畫調查範圍低於海拔 500m),則為 12 種;另於 2004 年執行宜蘭縣和花蓮縣野生哺乳類動物及花東地區的翼手目調查,共發現 20 種蝙蝠,而在低於 500m 的區域則僅發現 9 種(鄭錫奇等 2004);而 2006 年進行花蓮縣野生哺乳類動物調查時,於秀林鄉發現了臺灣葉鼻蝠與渡瀨氏鼠耳蝠(現稱赤黑鼠耳蝠)2 種蝙蝠 (鄭錫奇等 2006)。

根據上述文獻所發現的物種與本計畫多年 (2012-2019 年) 的結果比較,同一海拔區域內僅臺灣無尾葉鼻蝠為本計畫迄今尚未有記錄的種類,而本計畫所發現的堀川氏棕蝠、絨山蝠、東方寬耳蝠、寬吻鼠耳蝠、毛翼管鼻蝠、金芒管鼻蝠、 黃胸管鼻蝠、隱姬管鼻蝠及東亞游離尾蝠等 9 種則為昔日文獻未曾記錄的地區新紀錄種。

太魯閣國家公園管理處曾委辦執行「太魯閣國家公園蝙蝠族群動態智慧監控規劃」(謝伯娟與陳宏彰 2016),該計畫同樣採網具捕捉、超音波測錄及棲所探查等 3 種調查方法進行調查,惟其執行範圍(於花蓮縣山區)沿台 8 線中橫公路東段涵蓋園區內低、中、高海拔區域,結果發現 5 科 15 屬 24 種,其中除了分布於中高海拔的臺灣長耳蝠、紅棕鼠耳蝠與姬管鼻蝠外,其他 21 種在本計畫皆有發現。可見台 9 線蘇花公路沿線及周邊範圍的蝙蝠物種多樣性堪稱豐富。

施工初期造成的棲地切割現象 2013。圖/周政翰攝
橋梁施工中棲地變化情形 2014。圖/鄭錫奇攝
橋梁完工後棲地恢復情形 2019。圖/鄭錫奇攝

蝙蝠的季節性遷移行為

由近 8 個年度的調查結果顯示,雖然不同季節發現之種數不盡相同,然而春、夏、秋季為物種出現較多的季節(2018 年春季最多可達 17 種),蝙蝠活動力較低的冬季則相對較少(2015 年最少僅發現 8 種)。雖然至少 15 種蝙蝠四季均可在調查範圍中發現,但部分物種僅於特定季節出現,如黃頸蝠和絨山蝠只零星於春、夏、秋季發現(音頻資料),在冬季則無任何紀錄。

臺灣的蝙蝠會隨著季節的更迭而進行海拔垂直遷徙現象陸續被發現 (鄭錫奇及張簡琳玟 2008;鄭錫奇等 2009),其中以黃胸管鼻蝠最為典型,牠們在溫暖的季節 (如夏季) 通常會在低海拔區域棲息、活動及繁殖育幼,而在冬季時則遷到高海拔超過 3,000m 的山區度冬,年復一年地在不同海拔間遷移。

然而,我們調查捕獲的資料顯示,在 2013 年秋季及 2017 年冬季在花蓮秀林鄉同一樣區 (海拔 120m) 各捕獲 1 隻東方寬耳蝠,這 2 筆資料為該物種目前全臺海拔分布最低紀錄;同樣地於 2014、2017 年冬季及 2019 年秋季分別在花蓮秀林鄉樣區內各捕獲 4 隻、1 隻及 1 隻的寬吻鼠耳蝠雄性個體,此紀錄亦為寬吻鼠耳蝠於臺灣的最低海拔 (120m) 分布資料;另外也於 2015 年秋季及 2018 年度春季於花蓮秀林鄉和平地區的不同樣區內捕獲各 1 隻個體的金芒管鼻蝠。唯一 1 隻毛翼管鼻蝠則在 2016 年秋季以網具捕獲。這些溫暖季節主要分布於中高海拔的物種竟然在冬季時逆向降遷至蘇花改低海拔區域活動,其原因仍不清楚。

冬季時降遷至低海拔區域活動的東方寬耳蝠。圖/周政翰攝

捕捉標放探討時空變動

歷年研究人員以網具捕獲或棲所探查捕撈的個體都會以具號碼的翼標標示個體,並在原地釋放, 之後藉由再捕獲紀錄探討其不同時空下的變動情形。近 8 個年度本計畫總共捕捉標放了 17 種共 580 隻的蝙蝠,其中以臺灣管鼻蝠 219 隻最多,其次為玄彩蝠 (85 隻)、隱姬管鼻蝠 (66隻)、長趾鼠耳蝠 (64 隻)、長尾鼠耳蝠 (36 隻)、赤黑鼠耳蝠 (25 隻)、堀川氏棕蝠 (24 隻)、臺灣小蹄鼻蝠 (22 隻) 等,其餘如臺灣葉鼻蝠、東亞摺翅蝠、黃胸管鼻蝠、寬吻鼠耳蝠、臺灣大蹄鼻蝠、東方寬耳蝠、山家蝠、金芒管鼻蝠及臺灣家蝠之標放個體都少於 10 隻。

標放個體中有 8 種 78 隻陸續再被重複捕捉,最多者為臺灣管鼻蝠 31 隻,其中有 2 隻重複捕捉 4 次,10 隻 3 次,再捕捉間隔時間最長為標放 3 年後於相同樣點再次捕獲。這些重復捕捉資料顯示, 臺灣管鼻蝠對於當地棲地有明顯的棲地重複利用習性,牠們會棲息的處所包括乾枯的香蕉捲葉叢 (周政翰等 2008)、戶外枯木燈罩 (謝伯娟與陳宏彰等 2016)、枯萎的月桃捲葉 (鄭錫奇等 2017) 等。次多者為玄彩蝠,有 22 隻個體被重覆捕捉,有 3 隻捕捉紀錄達 5 次 (次數最多者),其中 1 隻連續 4 年 (2012- 2015) 在相同樣區的新生芭蕉捲葉中被發現,其餘達 4 次者有 4 隻、3 次者 1 隻、2 次者有 13 隻。

換言之,這些玄彩蝠經常出現在捕捉標放的地點或鄰近區域內。根據許家維 (2016) 在臺中烏石坑地區的研究,玄彩蝠對於當地蕉叢棲所及棲息環境有相當程度的依賴性,因此一旦蕉叢大量消失,都將影響玄彩蝠族群的存續。此外,有 4 隻長趾鼠耳蝠在不同年間於相同樣點捕獲,其中間隔年度最長為第一次捕捉標放 (2012年) 後的第 6 年 (2018)(間隔年度最長紀錄)。

另如前述,我們也曾發現臺灣大蹄鼻蝠會連續數年四季中均棲息在同一洞穴中、堀川氏棕蝠會多年重複利用一處橋墩下作為夜間休息處;其他較零星的捕捉標放資料尚包括赤黑鼠耳蝠、長尾鼠耳蝠、隱姬管鼻蝠等亦會經常使用某些棲地與處所 而被重複捕捉。這些現象顯示出蝙蝠對特定棲息地具有相當高的忠誠度 (fidelity)。

蘇花改工程會影響蝙蝠嗎?

由 8 個年度 (2012-2019) 的調查結果顯示,以年間蝙蝠組成而言尚稱穩定,雖然蘇花改不同路段的工程施工時程有別,而不同蝙蝠物種對於棲地工程干擾的反應也可能不一。蘇澳~東澳路段(本計畫北段)共計發現 5 科 10 屬 18 種蝙蝠,南澳~和平路段(中段)5 科 14 屬 22 種蝙蝠,而在和中~大清水路段(南段)則發現 5 科 10 屬 18 種蝙蝠,中段樣區內記錄的種類較多,主要差異為捕捉到一些主要分布於中高海拔山區的物種,如東方寬耳蝠、寬吻鼠耳蝠、毛翼管鼻蝠及金芒管鼻蝠等。

此外,由調查資料較多者之堀川氏棕蝠、長趾鼠耳蝠及山家蝠(視為指標物種)的 監測趨勢顯示,長期而言不同年間物種組成的差異 雖然不明顯,但在短期只要樣區環境發生突然的變化,如工程施作、棲地破壞(如林木大量砍除)、環境汙染(如除草劑或農藥噴灑),或每年的夏、秋季颱風來襲,常會立即反映在蝙蝠類群的調查結果(數量)上。

因此,我們認為天災為自然現象,但人為的工程施作則應儘量縮小範圍,並避免非必要的植被移 除或破壞,因為森林型棲息地對某些蝙蝠(如臺灣管鼻蝠、隱姬管鼻蝠及玄彩蝠等)至關重要,一旦破壞則會嚴重影響其族群存續。事實上,每個物種對生態系都有牠們重要的功能,我們會在工程完成通車後持續瞭解蝙蝠利用棲地與棲所的狀況,咸信對物種的生活史及生態習性更為瞭解後,將可避免或降低人為工程施作對生物的干擾與傷害,以維持當地生物多樣性的豐富,達到與生態保育雙贏的局面。

(表2)2012-2019 年間於蘇花公路改善工程沿線發現之蝙蝠物種及其對應調查方法。圖/《自然保育季刊》第 112 期

後記

本文描述的年度主要為 2012 至 2019 年的調查結果,然而今 (2020) 年仲夏 7 月間研究人員特別在南澳至和平間新選一處樣點,利用網具進行捕捉調查,結果一夜間總計捕獲了 32 隻蝙蝠,其中還包括歷年只有超音波音頻資料的黃頸蝠,捕獲數量竟有 14 隻之多,同時亦捕獲 1 隻華南水鼠耳蝠,為本區域的新紀錄種,令人意外又驚喜。

這種結果除了直接證實以往僅利用音頻辨識發現的黃頸蝠的確存在蘇花公路沿線環境中外,更使得本計畫在蘇花公路沿線多年的蝙蝠調查紀錄(22 種)再添 1 種而達 5 科 14 屬 23 種,占臺灣本島食蟲性蝙蝠物種數之 72%,顯 示自然環境豐富而多樣的蘇花公路沿線所孕育的蝙蝠資源確實是多樣而特殊,值得我們持續瞭解並積極保育。

常活動於溪流環境的黃頸蝠。圖/周政翰攝

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自然保育季刊為推廣性刊物,以推廣自然教育為宗旨,收錄相關之資源調查研究、保育政策、經營管理及生態教育等成果,希望傳達自然科普知識並和大家一起關注自然!

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台灣蝙蝠知多少?沿著蘇花公路,探尋豐富的蝙蝠多樣性(上)——蘇花改特輯(二)
自然保育季刊_96
・2021/05/14 ・5490字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 605 ・十年級

  • 本文轉載自特有生物研究保育中心,《自然保育季刊》第 112 期
  • 作者 / 鄭錫奇|行政院農業委員會特有生物研究保育中心研究員兼主任秘書、陳宏彰|行政院農業委員會特有生物研究保育中心計畫助理、周政翰|台灣蝙蝠學會理事

一條安全回家的路

政府呼應民意、承諾積極改善蘇花公路行車路況,給國人一條安全回家的路,交通部公路總局蘇花公路改善工程處(下簡稱蘇改處)歷時 9 年的努力,全長約 38.8km 的「台 9 線蘇花公路山區路段改善工程」(下簡稱蘇花改)終於在 2020 年 1 月 6 日全線通車。此工程包括 8 座隧道、許多橋梁與部分路堤, 總經費新臺幣 551 億元。

蘇花公路傍山依海堪稱臺灣最美公路。圖/周政翰攝

所謂「蘇花改」是指改善原蘇花公路蘇澳到東澳、南澳到和平、和中到大清水部分山區的險峻路段,完工後蘇花公路大幅縮短 18.65km,在兼具行車安全與舒適之餘,往返宜蘭與花蓮之間於正常時刻可省下逾 1 小時的行車時間。

蘇改處在執行改善工程之初,即依據蘇花改主要環評決議事項,於 2010 年 11 月 10 日以行政協助委託行政院農業委員會特有生物研究保育中心(下簡稱特生中心)執行「台 9 線蘇花公路山區路段改善計畫(蘇澳~東澳、南澳~和平、和中~大清水)施工中暨營運階段指標生物研究計畫」,總計畫包含了 10 項子計畫,其中一項為「翼手目動物研究調查計畫」

近年政府進行重大建設時日益重視工程對環境及生物多樣性的影響評估,蝙蝠類因其物種繁多、族群數量龐大、食性獨特、活動範圍廣泛且對環境變化敏感,其生存棲地品質攸關族群存續狀況,因此相當適合作為反應環境變化的類群。雖然行政院環保署於 2011 年 7 月修訂公告的「動物生態評估技術規範」始增列蝙蝠類群於陸域哺乳動物調查與監測中,但蘇改處仍超前部署,規劃在台 9 線蘇花改道路施工範圍及周邊區域進行全線的翼手目(蝙蝠類)調查,藉以評估該類群是否會受到蘇花改工程的影響,並探討如何藉由所得資料降低工程衝擊,以保有在未來完工後復原的潛力。因此,讓我們有幸一探蘇花公路沿線的蝙蝠多樣性。

常見棲息在涵洞中的台灣小蹄鼻蝠。圖/鄭錫奇攝

神奇的飛行哺乳類

世界上已知的蝙蝠種類超過 1,400 種 (Simmons 2019),除了南、北極地外,幾乎廣泛分布在每個地區。蝙蝠是唯一具飛行能力的哺乳動物,生存在地球上至少已有 5,200 萬年 (Simmons et al. 2008),迄今演化出高度多樣性的物種與許多特殊的生存本領,除了飛行能力(雙翼)外,尚有變溫調節生理(休眠與冬眠)機制、多數以超音波偵測 (概分定頻 CF 與調頻 FM 型式)搜尋與覓食,以及生殖生理調適(授精、著床或發育延遲)等。

研究得知,蝙蝠在生存的生態系中扮演維繫平衡與穩定發展的角色,尤其藉由食性所提供的重要生態功能,包括抑制昆蟲 (insect suppression,如農業害蟲)、傳播種子 (seed dispersal)、傳花授粉 (pollination) 等 (Justin et al . 2014)。族群數量龐大的蝙蝠對人類農作物的經濟收成有顯著的影響,Bea 等人 (2013) 研究發現當食蟲性蝙蝠和鳥類存在於農作區取食昆蟲,人類所種植的作物可可亞樹 (cacao trees) 收成可增加達 31%。

臺灣蝙蝠知多少?

臺灣蝙蝠最早的紀錄為知名博物學者史溫侯 (Robert Swinhoe) 在 1862 年對游離尾蝠及一種鼠耳蝠的描述。之後歷經歐、美及日本等諸多學者的努力,至 1950 年代已 大致建立了 19 種臺灣蝙蝠的名錄資料 (陳兼善 1956)。

當地常見物種之一台灣管鼻蝠。圖/鄭錫奇攝

近代另一波臺灣蝙蝠物種的採集與分類研究則由日本學者吉行端子 (M. Yoshiyuki) 在 1991 年發表了臺灣長耳蝠 (Plecotus taivanus) 開啟,隨著調查器材與研究技術的精進,許多臺灣的新種、新紀錄種或分類地位再確認種陸續被釐清發表,譬如長相特殊的管鼻蝠屬 (Murina spp.) 類群 (Kuo et al. 2006、2009)、離島馬祖的臺灣新紀錄種灰伏翼 (Hypsugo pulveratus)(張簡琳玟等 2013)、物種繁多的鼠耳蝠類群 (Myotis spp.)(Csorba et al. 2014; Ruedi et al. 2015)、喜隱棲在芭蕉捲葉的玄彩蝠 (Kuo et al. 2017),以及分布於金門地區的新紀錄種大足鼠耳蝠 (Myotis pilosus)(周政翰等 2019),使得臺灣地區(含金門、馬祖離島)的蝙蝠物種達 37 種。根據「野生動物保育法」之陸域保育類野生動物名錄,臺灣的蝙蝠有兩種列名保育類,即瀕臨絕種的臺灣狐蝠 (Pteropus dasymallus formosus) 和珍貴稀有的臺灣無尾葉鼻蝠 (Coelops frithii formosanus)(林務局 2019)。

當地常見物種之一長趾鼠耳蝠。圖/周政翰攝

而由特生中心出版的《2017 臺灣陸域哺乳類紅皮書名錄》,則將臺灣狐蝠列屬國家極度瀕危 (nationally critically endangered, NCR) 等級、霜毛蝠 (Vespertilio sinensis) 列為國家瀕危 (nationally endangered, NEN) 等級,臺灣無尾葉鼻蝠及金黃鼠耳蝠 (Myotis formosus flavus) 則列為國家易危 (nationally vulnerable, NVU) 等級,為需要特別關注與保育的物種 (鄭錫奇等 2017)。

當地常見物種之一山家蝠。圖/周政翰攝

蘇花公路蝙蝠資料有限

當我們回顧蘇花公路沿線有關蝙蝠的文獻時, 發現當地蝙蝠相關的調查資料極其有限。相關報告多為環評報告,諸如「國道東部公路蘇澳花蓮段工程規劃環境影響說明書」(1998)、「國道東部公路蘇澳花蓮段環境影響差異分析暨環境現況差異分析及對策檢討報告」(2006) 等報告書,均僅記錄東亞家蝠 1 種;弘益生態有限公司於 2010 年執行撰寫的 「台 9 線蘇花公路山區路段改善計畫生態環境調查報告書」中則列有 3 科 7 屬 7 種蝙蝠,包括臺灣葉鼻蝠、臺灣大蹄鼻蝠、臺灣小蹄鼻蝠、東亞家蝠、高頭蝠、黃頸蝠及摺翅蝠(現稱東亞摺翅蝠)。

2011 年則有「理新礦業之台濟採字第 5061 號申請核定及變更核定礦業用地環境影響說明書」,曾於花蓮縣壽豐鄉荖腦山北方之山谷(屬木瓜山事業區第 97 林班地)進行探勘,並無發現任何蝙蝠;福邦工程顧問有限公司 (2011) 進行嘉新水泥股份有限公司台濟採字 第 5454 號礦區申請核定及變更核定礦業用地計畫和平礦場開發計畫時,針對花蓮縣秀林鄉和平村,以及宜蘭縣南澳鄉與花蓮縣秀林鄉交界之和平溪 (大濁 水溪) 中、下游北岸山麓開發案進行生態調查時,亦僅列出東亞家蝠 1 種蝙蝠。

若擴大地理尺度,特生中心研究人員曾在 2003-2004 年間於宜蘭縣和花蓮縣進行哺乳類動物資源調查,累積發現了至少 4 科 12 屬 20 種蝙蝠 (鄭錫奇與張簡琳玟 2003,鄭錫奇等 2004),然而該調查報告中樣點所涵蓋的海拔範圍及棲地型態相當廣泛,而台 9 線蘇花公路山區路段大致侷限在海拔 500m 以下的場域,因此實際有多少蝙蝠物種及族群在此區段棲息、活動或棲住在哪裡?以及與當地棲地型態的相關性?均所知有限。

花蓮一處坑道臺灣葉鼻蝠於六月間產仔育幼。圖/周政翰攝

運用多樣的調查方法

研究人員在台 9 線蘇花公路沿線及山區路段改善施工範圍選定適當的調查樣區(暨樣線或樣點), 並視工程施工進度、天候因素、地形地貌變動等實際狀況調整。為完整收集蝙蝠類資料,我們以網具捕捉、超音波回聲測錄辨種及棲所勘查等 3 種方法進行調查(參考鄭錫奇與周政翰 2009)。

由 2012 至 2019 年度總共在蘇花公路沿線及周邊勘查了 58 個樣區,並選擇其中 53 處設置調查樣區,包括 31 處適合架設網具 (豎琴網為主) 以捕捉夜間活動的蝙蝠、 23 處適合進行超音波的測錄調查,以及 15 個蝙蝠潛在棲所之探查樣區;部分樣區在架網捕捉蝙蝠的 同時亦進行超音波測錄。每個年度按冬季 (12-2 月)、春季 (3-5 月)、夏季 (6-8 月)、秋季 (9-11 月) 來區分為 4 個季節,每季進行 2 次調查。除 2012 年冬季因計畫期程未進行調查外,總計完成了 8 個年度共 31 季的調查工作。

豐碩的調查成果

近 8 個(2012-2019)年度的調查時程,我們總共發現 5 科 14 屬 22 種蝙蝠,包括蹄鼻蝠科 2 種(臺灣大蹄鼻蝠和臺灣小蹄鼻蝠)、葉鼻蝠科 1 種(臺灣葉鼻蝠)、蝙蝠科 17 種(黃頸蝠、堀川氏棕蝠、絨山蝠、東方寬耳蝠、東亞家蝠、山家蝠、臺灣家蝠、寬吻鼠耳蝠、赤黑鼠耳蝠、長趾鼠耳蝠、長尾鼠耳蝠、毛翼管鼻蝠、金芒管鼻蝠、黃胸管鼻蝠、臺灣管鼻蝠、隱姬管鼻蝠及玄彩蝠)、摺翅蝠科 1 種(東亞摺翅蝠),以及游離尾蝠科的東亞游離尾蝠,種類約占 臺灣本島食蟲性蝙蝠(以 32 種計)的 68.75%;其中屬於臺灣特有種者有臺灣大蹄鼻蝠、臺灣小蹄鼻蝠、 黃頸蝠、寬吻鼠耳蝠、長趾鼠耳蝠、黃胸管鼻蝠、 臺灣管鼻蝠及隱姬管鼻蝠等 8 種,臺灣特有亞種者 有臺灣葉鼻蝠及堀川氏棕蝠 2 種(表 1)。

當地常見物種之一隱姬管鼻蝠。圖/鄭錫奇攝
(表1) 2012-2019 年台 9 線蘇花公路沿線與周邊區域翼手目(蝙蝠)類調查結果學名對照表。
註:至 2019 年止共計 5 科 14 屬 22 種。學名及特有性參考鄭錫奇等 (2017) 及 Wilson and Mittermeier (2019), 其中山家蝠及臺灣家蝠之學名按吳建廷 (2007)。 ◎:臺灣特有種 ○:臺灣特有亞種 ?:特有性未確認。圖/《自然保育季刊》第 112 期

不同調查方法的結果有異

不同的調查方法所獲得的調查結果不盡相同。歷年由網具共捕獲 16 種 568 隻次的蝙蝠,分屬 4 科 11 屬,其中數量最多者為臺灣管鼻蝠(271 隻次),其次為隱姬管鼻蝠(80 隻次)和長趾鼠耳蝠(68 隻次),而臺灣小蹄鼻蝠、臺灣葉鼻蝠、赤黑鼠耳 蝠、長尾鼠耳蝠及玄彩蝠則有 25-38 隻次之捕捉紀錄,至於東亞摺翅蝠、黃胸管鼻蝠、寬吻鼠耳蝠、 金芒管鼻蝠、東方寬耳蝠、山家蝠、臺灣家蝠、毛翼管鼻蝠等則都在 10 隻次以下,相對較少。

冬季時降遷至低海拔區域活動的東方寬耳蝠。圖/周政翰攝

由超音波測錄辨種法獲得至少有 17 種蝙蝠在當地活動的資料,其中有效音頻數較多者依序為長趾鼠耳蝠(9,168 筆)、山家蝠(8,481 筆)、堀川氏棕蝠(4,874 筆)及東亞家蝠(1,344 筆),而赤黑鼠耳蝠、 長尾鼠耳蝠、臺灣葉鼻蝠、臺灣小蹄鼻蝠、臺灣大蹄鼻蝠、東亞游離尾蝠、絨山蝠、東亞摺翅蝠及臺灣管鼻蝠等亦有數百筆之多,至於黃頸蝠、臺灣家蝠、玄彩蝠及隱姬管鼻蝠等物種則在 20 筆以下,相對少了很多。

偶而可發現的赤黑鼠耳蝠毛色亮麗。圖/鄭錫奇攝

部分物種似乎廣泛分布在台 9 線蘇花公路沿線與周邊區域,但我們僅發現 7 種蝙蝠的棲所,包括喜歡住在洞穴、隧道、涵洞等處的臺灣大蹄鼻蝠、臺灣小蹄鼻蝠、臺灣葉鼻蝠、長趾鼠耳蝠及東亞摺翅蝠,夜間會暫棲在橋墩下的堀川氏棕蝠、臺灣小蹄鼻蝠和臺灣葉鼻蝠,以及偏好棲息在新鮮芭蕉捲葉中的玄彩蝠;其中為確定種類而進行捕撈及標放者有 136 隻次蝙蝠,包括玄彩蝠 88 隻次、堀川氏棕蝠 37 隻次、臺灣大蹄鼻蝠 9 隻次,以及各僅 1 隻次的臺灣葉鼻蝠和長趾鼠耳蝠。

偏好獨居的臺灣大蹄鼻蝠。圖/鄭錫奇攝

完整資料需多種調查方法

棲息於一處橋墩下夜間棲所的堀川氏棕蝠。圖/周政翰攝

綜合上述 3 種調查方法而獲得的 22 種蝙蝠中, 多數種類可同時由網具捕捉及超音波發現,然而黃頸蝠、堀川氏棕蝠、絨山蝠、東亞家蝠及東亞游離尾蝠等 5 種僅藉由超音波測錄辨種得知,並無網具捕捉紀錄,其中僅堀川氏棕蝠曾被發現其夜間棲息處所(橋墩下)而捕撈確認;於東方寬耳蝠、 寬吻鼠耳蝠、毛翼管鼻蝠、金芒管鼻蝠及黃胸管鼻蝠等 5 種則無測得超音波資料,乃由網具直接捕獲發現。

罕見的毛翼管鼻蝠。圖/鄭錫奇攝
春末夏初在低海拔生殖的黃胸管鼻蝠母子。圖/周政翰攝

此外,比較網具捕捉及超音波測錄辨種所得到的優勢物種亦有顯著不同:捕捉調查以臺灣管鼻蝠、隱姬管鼻蝠及長趾鼠耳蝠為數量較多的優勢種,而在超音波測錄則顯示出長趾鼠耳蝠、山家蝠、堀川氏棕蝠及東亞家蝠為活躍種類。其中長趾鼠耳蝠在兩種調查方法皆能有效記錄,然而管鼻蝠類(如臺灣管鼻蝠與隱姬管鼻蝠等)的超音波相對微弱,需在短距離內始能測得,而玄彩蝠音頻甚高(最高可達 280kHz,為臺灣蝙蝠超音波最高者),其往往不易被一般的超音波偵測器(如 Anabat 系統)所錄到。

超音波回聲測錄辨種法—蝙蝠超音波偵測器。圖/鄭錫奇攝

因此,若單純只採用超音波回聲測錄辨種法調查,可能就無法確切掌握部分物種 的存在;相對的,許多偏好高空或空曠區域飛行覓食的蝙蝠種類(如堀川氏棕蝠、絨山蝠、東亞游離尾蝠或家蝠類群)則不易靠網具捕捉發現,就必須依賴超音波測錄調查輔助證實其存在的證據。

接著閱讀:台灣蝙蝠知多少?沿著蘇花公路,探尋豐富的蝙蝠多樣性(下)——蘇花改特輯(二)

自然保育季刊_96
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