釣魚人為什麼專挑黎明和黃昏?
― 太陽下山後,海裡會展開地球上規模最大的「大遷徙」
釣魚界流傳一句話:「清晨和傍晚的 Mazume 時段魚最會上鉤。」(Mazume 是日文釣魚用語,指日出前後與日落前後的昏暗時段。)這不是迷信。天色一暗,海裡的小生物就會一起浮到淺處。而且昏暗的時刻,對獵食的魚來說也特別有利。
清晨 5 點,天還很黑,堤防上已經排了好幾位釣客。這個地方白天幾乎釣不到魚,但天空才剛泛白,到處就有釣竿彎了下來。
可是太陽升高以後,剛才的熱鬧像是沒發生過一樣,一下子安靜了。到了傍晚,同樣的情形又會再來一次。
老練的釣客把這段時間稱為「Mazume」,並配合這個時段出海。魚為什麼像戴著手錶一樣,一到黎明和黃昏就騷動起來呢?
原因大致有兩個
小小的浮游生物白天躲在黑暗的深處,夜裡才浮到淺處。牠們移動的「必經之路」,剛好在黎明和黃昏經過淺層。
光線急遽變化時,被追的小魚視力和魚群的防衛都來不及應變。對大型魚來說,這正是絕佳的狩獵時機。
這兩件事疊在一起,餌料和追著牠們的魚就都會在淺處最活躍。而釣客的釣竿搆得到的,正是這個淺處。
海裡每天都在上演「大遷徙」
海裡漂著無數小到幾乎看不見的蝦類和水蚤類生物,統稱為動物性浮游生物。白天牠們沉在幾十公尺到幾百公尺深的地方,因為待在明亮的淺水,會馬上被靠眼睛找獵物的魚發現、吃掉。
可是太陽一下山,牠們就一起浮上來,因為淺處有許多可以當餌料的植物性浮游生物。接近天亮時,牠們又會回到深處。這種每天的上下移動,據說是地球上規模最大的動物遷徙。
那麼,浮游生物是靠什麼訊號行動的呢?最主要的線索被認為是「亮度」。海中的光線越深越弱,浮游生物會一直待在對自己來說安全的昏暗深度。請看圖 1。天空變暗之後,這個「同樣昏暗的深度」就會往上移。
餌料浮上來,吃餌料的小魚也跟著上來;捕食小魚的大魚,又跟在後面。在黃昏的海裡,這條「吃與被吃」的隊伍就這樣整串往淺處推進。到了黎明,這支隊伍返回深處的途中,會再一次經過淺層。
1940 年代,人們發現船上的聲納會在海中途映出一層會反射聲音的「假海底」。而且這一層夜裡會上升到淺處,早上又沉回深處。後來發現,真面目是數量龐大、會上下移動的小生物群。
昏暗的時刻,為什麼對獵食者有利?
第二個原因在於生物的「眼睛」。魚的眼睛有兩套看東西的機制,一套用在明亮處,一套用在昏暗處。黃昏和黎明亮度急遽變化,被認為正是這兩套機制來不及切換的時刻。
白天,小魚會結成大群,靠眼睛看同伴的動作來保護自己。但天色一暗,魚群的動作就不容易整齊。另一方面,許多大型捕食魚的眼睛,被認為在昏暗的光線下也容易發現獵物。而且從下往上看,小魚正背對著還很亮的水面,會變成一個黑色的影子。
有研究從傍晚到夜裡觀察珊瑚礁魚類,報告指出捕食魚的攻擊特別集中在黃昏和黎明。白天活動的魚回到藏身處、夜行性的魚出來活動,這段「交接時間」似乎讓防守出現了空隙。釣客憑經驗知道的「Mazume 時段會上鉤」,其實就是正好在這個狩獵時間把餌丟進了水裡。
老練的釣客也說「陰天時,Mazume 時段會持續很久」。這是因為天空本來就暗,即使在白天,「等暗深度」也不會太深。另外也有觀察指出,滿月的明亮夜晚,浮游生物不會完全浮到水面。
總結
黎明和黃昏魚特別好釣,是因為隨著天空亮度改變,海裡的餌料群會上下大遷徙。再加上昏暗時刻,被追的小魚防守鬆懈,對獵食者有利。釣客的經驗法則,說中了每天發生兩次的海中大遷徙,以及狩獵的時間。
海裡的生物看的不是時鐘,而是「暗度」。
所謂 Mazume 時段,就是那條暗度的分界線上升到釣竿搆得到的深度的時刻。
漁夫如何從海鳥群判斷魚的位置,請看「漁夫為什麼光看海鳥群,就知道魚在哪裡?」;大浪為什麼會成群而來,請看「磯釣高手為什麼在下竿前,先看一陣子海?」。海中的光為什麼最後只剩藍色,也歡迎看「海水為什麼是藍色的?」。
- 準備一個透明杯子,以及一張寫了黑字的白紙。把紙墊在杯底下方。
- 在水裡一滴一滴加入牛奶並攪拌,再從正上方看那些字。把水的深度加倍,比較字變得多難看見。
- 傍晚能去海邊或池塘的人,請在日落前後各 30 分鐘左右觀察水面,數數小魚跳出水面的次數會隨時間怎麼變化。
深度加倍,到達的光不是只剩一半。例如在「剩一半光」的深度再加倍,只剩一半的一半(4 分之 1)。這就是光隨著深度「按比例」減弱的意思。在水邊觀察時,請待在腳下安全的地方,並在天黑前結束。
想知道更多的人 ― 名詞・算式・與課本的連結明確標示從國中自然科到大學專業課程,各是哪個程度的內容
- 國中國中自然科學到的範圍
- 高中高中「生物」「物理」學到的範圍
- 高中+高中的進階內容,或課本專欄的內容
- 大學高中不會教、屬於大學專業課程(海洋生態學・水中光學)的內容
- 研究連大學也不當作「定論」來教、研究者目前正在調查的話題
國中名詞:這個現象是有名字的
- 日週期垂直遷移:浮游生物等在一天之中,在深處與淺處之間往返。多半是「夜裡在淺處,白天在深處」。
- Mazume(間詰):釣魚用語,指日出前後與日落前後的昏暗時段。
- 食物鏈:植物性浮游生物→動物性浮游生物→小魚→大魚,這種「吃與被吃」的連結。
國中高中用算式確認:天空變暗,魚群會上升幾公尺?
海中的光每前進 1 m,就以「相同比例」減弱。把這個性質寫成算式,就能算出天空變暗時,「等暗深度」會上升多少。
| 用符號寫 | I = I₀ × e−K z 、 由此得 Δz = ln( I₀ ÷ I₀′ ) ÷ K |
| 用文字寫 | 魚群上升的距離 = 「天空亮度變成幾分之一」的自然對數 ÷ 光的減弱係數 |
| 這個算式的來源 | 水每前進 1 m,會以相同比例吸收、散射光,這是朗伯-比爾定律。假設浮游生物「總是待在同樣昏暗的深度」,就會得到上面的算式。 |
| I | 深度 z 處的亮度 |
| I₀ | 水面正下方的亮度(與天空亮度成正比) |
| K | 光的減弱程度(消光係數)。單位是 1/m |
| z, Δz | 深度及其變化。單位是 m |
| 光的減弱程度(沿岸較清澈海水的參考值) | K = 0.1 /m 左右 |
| 從日落到天空夠暗為止的亮度變化 | 據說約變成 100 分之 1 以下 |
| 100 的自然對數 | 約 4.6 |
| 白天魚群所在的深度(這次計算的假設) | 70 m |
| 魚群上升的距離 | 4.6 ÷ 0.1 = 46 m |
| 黃昏後魚群所在的深度 | 70 − 46 = 24 m |
| 前進 1 m 後剩下的光(0.1 的指數) | 約 0.9(每次約減弱一成) |
| 天空再暗 10 倍(合計變成 1000 分之 1)時,額外上升的距離 | 2.3 ÷ 0.1 = 23 m |
天空亮度只要變成 100 分之 1,「等暗深度」就會上升約 46 m。亮度變化了幾十倍,深度卻只是「加減」而已,這是這個算式的特點。所以在日落前後的幾十分鐘內,魚群會一口氣上升到接近淺灘的地方。圖 1 的滑桿也是依照這個算式在動。
高中高中+為什麼要特地每天移動?
高中植物性浮游生物要行光合作用,所以聚集在光線到得了的淺層。對動物性浮游生物來說,淺層餌料多,但白天也容易被靠眼睛獵食的魚發現,是危險的地方。「只在夜裡到淺層覓食」,被解釋為同時兼顧餌料和安全的行為。
高中+魚的視網膜上,有在明亮處運作的錐細胞,和在昏暗處運作的桿細胞。多數魚會隨著亮度,讓視網膜細胞本身的位置移動來切換,據說這要花幾十分鐘。黃昏時亮度的急遽變化,就是和這個切換速度在賽跑。
大學水中光學與「等亮度面」
在海洋學中,光的衰減用漫射衰減係數表示,並以朗伯-比爾定律的形式處理。把亮度相同的深度連起來的面,稱為等照度面,動物性浮游生物的移動有多大程度循著這個面,一直是研究的題目。移動的意義(躲避捕食假說),以及對把海中碳帶往深處的「生物幫浦」的貢獻,都整理在日週期垂直遷移的綜述論文中。用聲納看得到的移動層,稱為深海散射層。
📖 算式的推導與更進一步的內容:朗伯-比爾定律(維基百科日文版) / 動物性浮游生物日週期垂直遷移的綜述(Hays 2003)
研究目前還沒完全弄清楚的事
- 牠們真的只看「亮度」嗎? 有人指出,亮度變化的快慢、生理時鐘、水溫、餌料量,也可能是訊號。
- 光幾乎照不到的北極冬天,移動仍持續。 有報告指出,在太陽不升起的季節,牠們也配合月光或微弱的曙光移動,目前正在研究牠們能感受到多微弱的光。
- Mazume 時段魚上鉤的原因比例。 餌料的移動,與捕食魚眼睛的優勢,各自占多少,被認為會因魚種和地點而異,目前還沒有整理清楚。
換句話說,這篇文章的內容也是「以目前所知範圍所做的說明」。釣客的經驗法則,也許比科學更早知道了一部分答案。
與課本的連結(依程度)
| 程度 | 科目・單元 | 本文的哪一部分 |
|---|---|---|
| 國中 | 自然科:生物之間的關係(食物鏈) | 追著餌料、整串隊伍一起上來的說明 |
| 高中 | 生物:生態系與光合作用、動物的行為 | 淺層植物性浮游生物較多的原因 |
| 高中+ | 生物:視覺細胞(錐細胞與桿細胞) | 昏暗時刻獵食者占優勢的說明 |
| 大學 | 海洋生態學・水中光學 | 朗伯-比爾定律與等照度面 |
| 研究 | 動物性浮游生物的行為研究 | 移動的訊號,以及極夜的移動 |
| ― | 與生活的連結 | 選擇釣魚時間、陰天的漁獲 |
- Hays, G. C. (2003) A review of the adaptive significance and ecosystem consequences of zooplankton diel vertical migrations. Hydrobiologia 503
- Hobson, E. S. (1972) Activity of Hawaiian reef fishes during the evening and morning transitions between daylight and darkness. Fishery Bulletin 70
- Kirk, J. T. O. Light and Photosynthesis in Aquatic Ecosystems. Cambridge University Press
- 維基百科日文版(ウィキペディア)「ランベルト・ベールの法則」(朗伯-比爾定律)
※本文是寫給一般讀者的科學解說。文中的數值是用來理解原理的參考值與概算。光的減弱程度和魚群的深度,會因海域、季節、生物種類而有很大差異。釣魚或在水邊觀察時,請留意天氣和腳下,不要進入禁止進入的地方。