太平洋低緯度熱帶海域之生物多樣性及生態系統過程，尤其是西太平洋菲律賓海，因距離東亞主要的海洋科學研究國家較遠，過去研究相當少。依據理論生態學及目前少量研究推斷，這個區域不同生態系統間的生物多樣性的歧異度很高，各個生態系統內及彼此之間的交互過程複雜，對海洋之生物地球化學循環扮演重要角色。然而被公認為海洋生物多樣性的重要熱點區域-海底山，近年來也因日趨密集的人類如漁業、礦業等活動及其他因素如全球氣候變遷等的影響，其棲地環境受到嚴重的衝擊，並已進一步造成了其生物多樣性的流失; 有些新物種可能在被發現以前就已滅絕。

此外，近年來海洋生物因誤食廢棄物或被網具纏繞而受傷或死亡的新聞時有所聞，根據Jambeck et al. (2015) 的報告，全球在2010年約有4.8到12.7百萬噸未妥善管理的塑膠廢棄物由陸地進入海洋，但全球的大洋環境卻只有約6.6到35.2千噸的海漂塑膠廢棄物 (Cózar et al., 2014)。這其中巨大的差異，代表了全球海漂塑膠廢棄物的總重竟不到2010年由進入海洋塑膠廢棄物的百分之一或接近千分之一。顯示進入海洋成千上百萬噸的塑膠廢棄物，並沒有停留在海表面；一方面很可能因浪擊、日曬而逐漸分解成塑膠微粒，另一方面可能早已沉降到海底，但兩者皆因採樣困難而無法估計。鑑此，本研究規劃於此低緯度熱帶海域進行大規模長期生態及人為活動對生態系統衝擊之研究。 科學目標：跨食階生物多樣性(Multiple trophic-level biodiversity)跨經緯度調查，以了解以下問題及生態機制：

1 海洋物理、化學過程如何影響各食階生物多樣性
(包括：微生物，浮游植物，浮游動物，魚類等) ；

2 食階間生物多樣性之交互作用；

3 食階生物多樣性如何影響海洋食物網 、生態系統功能、以至於生物地球化學循環。
在海底山生態系統的研究上，我們希望透過多種採樣及影像紀錄技術且系統化的生態調查及分析，能夠驗證海底山生態學上的經典假說，例如:

1) 島嶼生物地理學假說(Island Biogeography hypothesis) - 因地理隔離，海底山(如深海中的島嶼)將具有多量的特有種，各海山間的多樣性變異主要因隔離造成物種置換而形成;

2) 踏腳石假說(Stepping stone hypothesis) - 海山間的地理隔離並不存在，深海生物靠著洋流及自身的運動能力在大環礁及海底山間散佈，物種散佈的起源多樣性較高，多樣性的變異主要因物種嵌套而形成;

3) 生產力促進多樣性假說(Diversity-productivity hypothesis) - 因複雜地形與流場間的交互作用，海底山較相同深度的陸架棲地有較多食物供給導致較高的生物量，因而支持較高的生物多樣性;

4) 棲地歧異度促進多樣性假說 (Diversity-habitat heterogeneity hypothesis) - 海底山的複雜地形提供生物較多棲位，因此海底山及大環礁較同深度陸架環境皆有較高的多樣性;

5) 庇護所假說 (Refuge hypothesis) - 海底山是生物的庇護所，棲息了許多生長速度緩慢，生殖力低，生活史長的生物，透多外溢效應支持周圍陸架或深海平原棲地的生物多樣性，漁業或深海採礦將造成不可逆的生態浩劫。

預計2021年1月上旬由高雄港出發經菲律賓海往帛琉航行，於2021年中旬進入帛琉經濟海域作業，之後向北沿九州-帛琉海脊航行並作業至東經134度41分 北緯11度4分，1月21日凌晨離開帛琉經濟海域往西北方向經菲律賓東方 Benham bank/seamount 海域，完成沿途所進行之生物/非生物(垃圾)、水文資料收集及調查後於2021年1月下旬返回高雄港，全程2508.8 nm ，約略16天。

• 微生物(bacteria and picoeukaryotes)- 包含生物量，群聚結構，多樣性。生物量以流式細胞儀(FlowCytometry)估算；群聚結構及多樣性以高通量定序估算。
• 浮游植物- 包含生物量，群聚結構，多樣性。以浮游生物攝像儀(FlowCAM)估算。
• 浮游動物- 包含生物量，群聚結構，多樣性。以浮游生物掃瞄器(ZooScan)估算。
• 仔稚魚- 包含生物量，群聚結構，多樣性。以顯微鏡分類計數。
• 底棲動物(主要聚焦於魚類水樣之魚類eDNA結合高通量次世代定序技術，採用複合生命條碼技術 (meta-barcoding)算多樣性。
• 海洋垃圾- 海漂垃圾原則在白天航行期間每天觀測2小時進行記錄個數、種類; 若有大片面積的垃圾帶或海草漂流/垃圾或純海草，額外記錄經緯度以及利用相機拍攝照片/錄影。沉降到海底垃圾由底拖網之生物調查活動一併收集及分析。此外我們也會從ROV生態影像中紀錄海底生態系受到人類活動衝擊的證據。
• CTD, 營養鹽，葉綠素，pH，溶氧等環境參數，由負責生地化主題PI+柯佳吟提供

採樣及分析內容：

• eDNA (e-micrbio + e-fish)，每個測站預計採四層深度(表水，ChlaMax，底水，mid-depth between ChlaMax and 底水)。 size fractions: 0.22, 0.45, 20um-200um (filters preserved in liquid nitrogen -20C should be ok); 測站規劃如以下圖表
• 浮游植物以Go-Flo Bottle 採0-200m 四層水混合 (preserved in Lugo’s solution)
• 浮游動物以200um-mesh NorPac net 斜拖，200m depth to surface (preserved in 5% formalin)
• 仔稚魚以 1000um-mesh 1-m ring net 斜拖，200m depth to surface (preserved in 95% alcohol)
• 底棲動物以法式橫桿底拖網 (French Beam Trawl)及底棲動物採集器(Warén Dredge)進行
• 影像分析透過1000 m級ECA H800 水下遙控無人載具所產生包括生物、礦物、底質構造、底拖網軌跡及海洋廢棄物影像將利用免費海洋影像標記軟體 BIIGLE (https://www.biigle.de/)來紀錄及做後續分析。