第三章 生物與環境
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1 個體與族群
一、個體與族群的意義： 個體 (1)個體是獨立的生命單位，各個個體都有維持生命的構造以進行各自的 生命現象，例如：牧場裡的一頭牛、森林裡的一株蝴蝶蘭 (2)任何生物個體都不能單獨生活。 族群 (1)族群是指在特定時間內，佔據某一空間的一群同種生物個體。族群有大 有小，例如： 紅樹林的林地上的清白招潮蟹成千上萬，族群非常龐大 中央山脈裡的臺灣黑熊族群非常小，甚至瀕臨絕種 2.當提及族群時，必含有『時間』和『空間』二項因素： 近三十年來（時間因素）臺灣中央山脈內（空間因素）的帝雉族群 可能已經瀕臨絕種。 大霸尖山山麓（空間因素）的玉山杜鵑族群，自雪霸國家公園成立 以來（時間因素）已顯著增加。 二、個體和族群的比較： 比較 個體 族群 特徵 單一的生命體 生命世界的基本單位 組成族群的基本單位 由許多的同種個體組成 探討演化及生態的基本單位 組成群集的基本單位 壽命 有限 例如：招潮蟹的個體有一定 壽命 無限 例如：沼澤區數十年後，仍可看到招 潮蟹 對環境適應力 有限 適應力較好。因族群中的個體有不同 的適應能力；環境改變時，適應力強 者仍可存活，可提高物種的延續力。 覓食防禦能力 較弱 較優，因個體間可互相合作。 三、個體組成族群之利弊： 益處 (1)保護作用：蜂群可保持蜂巢溫暖，森林可抗強風雨雪。 (2)利於生殖：族群內配對的機會增加。 (3)利於分工：螞蟻、蜜蜂，行社會化分工生活。 害處 種內競爭：同種生物競爭→食物、空間、配偶。試題範例 1.下列何者為一個族群？ 甲：一個蟻窩的螞蟻 乙：珊瑚礁上的石蓴 丙：池塘裡的浮游藻類 丁：庭院裡的黃花酢醬草 戊：手上的細菌。 (A)甲乙丙 (B)甲乙丁 (C)乙丙丁 (D)乙丁戊 【91 學測】 【答案】(B)丙：池塘裡具有多種浮游藻類，是由多種族群構成群落（群集）。 戊：手上具有多種細菌，是由多種族群構成群落（群集）。
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2 個體生存曲線
一、個體生存曲線：（生存曲線） 平均壽命 各種動物都有不同的生命期，通常以平均壽命來表示： (1)人的平均壽命：75～85 歲 (2)狗的平均壽命：8～15 歲 (3)蟬的幼蟲期長達十多年，但成蟲僅有數小時至數十天的壽命 生存曲線 1.各種動物的死亡率和年齡有一定關係→各種動物各年齡的生存機率各 不相同 2.生存曲線：存活率隨年齡百分比而變化的曲線 (1)以特定時間內族群中每千個個體中的生存個體（‰）為縱座標 (2)以該動物最高年齡者的壽命期（%）為橫座標 3.生存曲線的應用→有利於研究動物保育、生物資源利用管理 類型 外凸型 人類因對幼體的保護非常周密，又因醫藥衛生發達，使絕大 多數個體都能生存到其生命期的晚年 中間型 鳥類對幼體也有周密的照顧，生存曲線的內凹程度較小 內凹型 牡蠣幼年的存活率很低，但一旦成長而固著於海底岩石上之 後的存活率就很高 二、生存曲線的類型與比較： 生存曲線 A.外凸型 B.中間型 C.內凹型 特 性 幼年期之死亡率很低 各年齡層之死亡率相近 幼年期之死亡率很高 育幼行為 有周密之育幼護幼行為 無育幼護幼行為 生殖潛能 較小（產卵數少） 較大（產卵數多） 代表種類 人類 海鷗 知更鳥、牡蠣、魚類試題範例 2.右圖為甲、乙和丙三種生物的生存曲線，圖中橫軸為年齡百分比，該種生物之最 大年齡設為100%。根據圖示，下列哪些敘述正確？（應選三項） (A)乙生物在各年齡死亡機率差異不大 (B)丙生物 在成年期之同種競爭對手最少 (C)一年生草本植 物之生存曲線與甲曲線最為類似 (D)此種生存曲 線圖可作為資源管理及物種保育之參考 (E)丙生 物中當年齡百分比為75%時，整體仍有約一半以 上之個體存活 【97 學測】 【答案】(A)(D)(E) 【詳解】甲－內凹型，乙－中間型，丙－外凸型。(B)甲生物在成年期之同種競爭對 手最少 (C)一年生草本植物之生存曲線與丙曲線最為類似。
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3 族群密度
一、影響族群大小的因素： 影響族群大小的因素 出生率、死亡率、遷入率、遷出率、 環境負荷力（食物、生存空間） 最低存活族群個體數 最低存活族群個體數：維持族群延續所需的最低個體數 個體數太少→失去交配繁殖機會→將會造成絕種 成長的族群 （出生＋遷入）＞（死亡＋遷出）→成長的族群、個體數增加 穩定的族群 （出生＋遷入）＝（死亡＋遷出）→穩定的族群、個體數不變 衰退的族群 （出生＋遷入）＜（死亡＋遷出）→衰退的族群、個體數減少二、族群密度： 意義 族群密度D＝SN單位空間個體數 重要性 為研究族群問題，首先要知道『族群密度』（特定時間及空間內的個體 數） 三、族群密度變化率： 重要性 當某一特定地區的族群密度隨時間發生變動時，以變化率表示變動情形。 意義 R 族群密度變化率，ΔD 族群密度差數，ΔT 時間差數 族群密度變化率R＝ T D ＝ 1 2 1 2 T T D D 特點 R＞0→族群密度增加 R＜0→族群密度變小 舉例 1965～1970 年：R＝ 1965 1970 10 6 ＝ 5 4 ＝－0.8（每百平方公尺減少 0.8 株） 1970～1975 年：R＝ 1970 1975 6 4 ＝ 5 2 ＝－0.4（每百平方公尺減少 0.4 株） 減少率有緩和趨勢 四、生物分佈： A.均勻分佈 B.任意分佈 C.叢生分佈 稻田、果園、竹林 河口泥地之東方環頸鴴 海邊之藤壺、牡蠣
試題範例 1.下列有關族群的敘述，何者正確？ 【91 學測】 (A)不同族群的年齡結構大致相同 (B)估算一族群的出生率及死亡率，即可決定 族群大小和密度 (C)在一閉鎖環境中的族群，其大小和密度最終會維持在一穩定 狀態 (D)在自然開放環境中，族群密度會受生物因素及非生物因素影響而波動 【答案】(D) 【詳解】(A)不同的族群具有不同的年齡結構 (B)影響族群大小及密度的因素：出生 率、死亡率、遷入率、遷出率、食物、生存空間… (C)在閉鎖環境中，因養分 消耗及代謝廢物增加，族群最終將趨於滅亡。
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族群成長曲線 族群成長曲線 族群內的個體數目隨時間而變化的曲線 S 型族群成長曲線 S 型族群成長曲線：典型的族群成長曲線 (1)適應期：初入新環境需要時間來適應環境→族群成長緩慢 (2)對數期：適應環境後，發揮生殖潛能→族群成長加速 (3)減速期：環境阻力增加→族群成長速率漸減 (4)平衡期：個體數達環境最大負荷量→族群成長速率維持一 定 J 型族群成長曲線 J 型成長曲線：理論上細菌的族群成長曲線 試題範例 4.若有一外來種生物在一新棲地成功立足並建立族群，則下列何者最可能是此外來 種入侵初期的個體數與時間的關係圖？ 【94指考】【答案】(D)外來種入侵初期的個體數較少，但在成功立足並建立族群後其個體數快 速增加。 甲：耳草履蟲，乙：尾草履蟲，圖(一)分開培養，圖(二)混合培養
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5 族群的變化
一、影響族群大小的因素： 生物因素 (1)掠食：雪兔增加→山貓增加→雪兔減少→山貓減少→雪兔增加 (2)競爭：耳草履蟲、尾草履蟲→均以細菌為食物（耳草履蟲較佔優 勢） 非生物因素 (1)營養物 有機物→動物（消費者）的營養物 無機鹽→植物（生產者）的營養物 (2)氣候 冬季→三斑家蚊幾乎絕跡 (3)空間 固著性的動物→需要空間小（例如：海葵、珊瑚） 移動性的動物→需要空間大（例如：箭豬、獼猴） 鐵籠中的老鼠 ∵過度繁殖→個體活動空間變小 ∴幼體→出生率降低≒0，死亡率升高≒100% 二、環境中的族群變化： 開放環境 個體可以自由遷出遷入→可與外界交換物質和能量 →易維持動態平衡 隔離環境 例如：水缸中的熱帶魚 個體不能自由遷出遷入→但仍可與外界交換物質和能量 閉鎖環境 例如：培養基中的細菌、封閉試管中的酵母菌、矽藻→無遷出遷入 (1)養分消耗、(2)代謝廢物累積→族群最終滅亡▲培養基中細菌數量的變化 ▲培養液中矽藻的數量變化 三、族群的波動：（必須經過長時間觀察） 1.規律的族群波動： 氣候規律變化 氣候規律變化→蛙族群的規律波動 掠食關係 掠食關係→山貓與雪兔的族群波動 （大約以10 年為週期做相當規律的增減） 食物量與掠食者 食物量（箭竹嫩葉、箭竹筍）、掠食者（華南鼬鼠） →臺灣高山田鼠的族群密度呈現夏秋高而冬春低的週期性波動 (1)夏季：箭竹進入發筍期 →田鼠因食物豐富而體力大增 →田鼠較能逃過華南鼬鼠的掠食 →田鼠死亡率降低（田鼠在夏秋季保持相當高的族群密度） (2)冬季：箭竹幾乎停止生長 →田鼠因食物短缺而體力衰弱→田鼠易被華南鼬鼠所捕食 →田鼠族群密度降低（田鼠在冬春季僅保有很低的族群密 度） ▲掠食關係的族群波動 2.不規律的族群波動： 環境突發遽變 環境突發遽變（火山爆發、地震）→族群變小、物種滅絕 優養化 水中氮磷過多（優養化） →藻類過度繁殖→水中溶氧降低→魚蝦貝類數目減少
四、族群的平衡與穩定： 最大負荷力 最大負荷力：一地區所能容納某一物種的最大數量（環境負荷量） (1)當生物族群在適應的環境時，首先會有急速成長的現象，直到該 環境所能負荷的數量為止→受限於食物、水源、生存空間、掠食者 (2)當族群成長超過環境負荷量→族群停止增長而減低其族群密度 (3)當族群密度減至環境負荷量以下→族群又會開始成長、族群密度回 升 動態的平衡 (1)族群＜最大負荷力→個體數增加 (2)族群＞最大負荷力→個體數減少 平衡消失 環境改變、新物種加入→平衡消失 例如：濫墾→馬兜鈴減少→蘭嶼珠光鳳蝶瀕臨絕種 試題範例 5.X、Y 兩種微藻分別在錐形瓶中培養時(如圖甲)，其數量隨時間隻變化如圖乙，而 當混和在同一個錐形瓶中培養時(如圖丙)，其數量隨時間隻變化如圖丁。則在混 和培養時，兩者之關係如何？若X 生物非微藻而為一種草履蟲，則在混合培養 時，兩者之關係又如何？ 【96 學測】
【答案】(A)X 微藻與 Y 微藻均為自營生物，兩者競爭水中的無機鹽；草履蟲為異營 生物，草履蟲掠食微藻。
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6 生物間的交互作用
一、掠食：（掠食關係為生物間最常見的互動關係） 掠食者 掠食者為捕殺活的動物為食的消費者（掠食者可視為獵物的天敵） (1)掠食者可除去被掠食者的老弱傷殘個體 (2)掠食者可降低被掠食者間彼此爭奪食物和空間的情形 (3)部分掠食者會變為清除者：（有時很難區分掠食者或清除者） 例如：臺灣高山草原的華南鼬鼠（黃鼠狼）捕食野兔、森鼠、田鼠， 但也會爭食死亡動物的屍體 被掠食者 被掠食者所捕食的動物（亦被稱為獵物） 天敵 掠食者可視為獵物的天敵： (1)穿山甲捕食白蟻→穿山甲為白蟻的天敵 穿山甲可控制白蟻族群→使白蟻不會過度繁殖→維持生態平衡 (2)老鷹捕食松鼠→老鷹為松鼠的天敵 老鷹可控制松鼠族群→使松鼠不會過度繁殖→維持生態平衡 清除者 (1)清除者為專吃動物屍體或植物碎屑的動物例如：非洲土狼和禿鷹吃動物屍體 馬陸和招潮蟹撿拾植物碎屑 (2)部分清除者會變為掠食者： 例如：非洲土狼會主動攻擊傷重或病重垂死的斑馬、或落單的幼獸 二、寄生： 寄生物 居住在其他種類的生物體內外而吸收其生活所需物質的生物 宿主 宿主（寄主、被寄生者）：為寄生物提供養分 寄生關係 (1)蛔蟲、絛蟲：寄生於人體的小腸 (2)菟絲子、水晶蘭（寄生性植物，不行光合作用）：吸取植物之營養 (3)寄生蜂：以尾部的長產卵管刺入蝴蝶的卵或幼蟲體內 (4)黴菌：植物體常有許多黴菌寄生 (5)冬蟲夏草：子囊菌寄生於鱗翅目蝙蝠蛾之幼蟲 (6)微生物體內也會有更小的寄生性微生物：細菌體內有噬菌體寄生 三、互利共生：（生活在一起的兩種生物彼此互有利益） 地衣 地衣＝藻類（生產者）＋真菌（消費者） (1)藻類：可行光合作用製造養分。藻類體小纖弱，埋在菌絲裡可以受到 保護。 (2)真菌：依賴藻類所製造的養分維生，供應藻類所需的水分和無機鹽。 根瘤 (1)根瘤菌：可行固氮作用→可供應豆科植物所需氮素 (2)豆科植物：可供應根瘤菌所需養分 白蟻 (1)鞭毛蟲由白蟻獲得所需之營養和棲所。 (2)白蟻利用鞭毛蟲所分泌的纖維素酶，才能分解木屑而獲得養分。 (3)若將白蟻和鞭毛蟲分離→雙方都不能生存 四、片利共生：（一方受利，另一方無利亦無害、無顯著利害關係） 魚 鮣 魚（印首魚）頭上有橢圓形的吸盤→吸附在鯊魚、鯨、海龜的腹面而 鮣 隨之迴游 (1) 魚至少獲得二項利益：鮣 省力→不必消耗體力就能到處迴游 營養→可撿食分享鯊魚吃剩的食物 (2) 魚對鯊魚、鯨、海龜等並未造成影響鮣 藤壺 附在鯨、螃蟹的身上 山蘇 山蘇（蕨類）、蘭花：附在大樹上→獲得較多的陽光 五、競爭： 競爭 同種或異種生物競爭食物、空間、交配機會→失敗者會死亡或失去繁殖
機會 (1)為食物而競爭： 大赤鼯鼠、白面鼯鼠→爭食嫩葉 斑龜、淡水螺→吃食同一種水草 (2)為棲所而競爭： 八哥、灰椋鳥→都能利用青背山雀所鑿出的樹洞做窩 相剋作用 (1)孟宗竹、胡桃、五節芒：分泌植物鹼、類黃素→抑制它種植物生長 (2)真菌和細菌產生抗生素→抑制其他細菌生長 六、外來種： 外來種 福壽螺、非洲大蝸牛、吳郭魚、大肚魚、熱帶魚、秞小蜂、布袋蓮、馬櫻丹、 巴西烏龜、紅毛猩猩、松材線蟲、紅火蟻…… 特性 (1)適應力較弱的外來種： 得不到適合的棲所和充足的食物→結果會餓死、被排拒、被加害而致 死 (2)適應力較強的外來種： 放生環境與原棲地環境的生態環境相似、缺乏天敵 →與本土生物競爭→威脅本土物種、可能使本土物種滅絕 試題範例 6.生物間的互動關係有掠食、寄生、共生、競爭等。下列選項中，哪些敘述是錯誤或 較不符合生態平衡、自然保育、永續環境及人類生存之利益？ (A)農業上可利用病蟲害的天敵來進行生物防治 (B)應該禁止任何外來種生物(含 生物防治的生物)的引進 (C)一起生活的生物間常會競爭生存空間、食物、水及陽 光 (D)掠食、寄生、競爭等將造成生態系中能量流轉的不平衡 (E)根瘤菌與豆科植 物行互利共生，在植物根部進行固氮作用 【96 學測】 【答案】(B)(D) 【詳解】(B)供作生物防治的外來種生物可允許引進 (D)生物間的互動關係可維持能 量流轉與生態平衡。
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7 群集的消長
一、消長：（演替） 消長的特性 群集中的生物種類或物種結構，隨時間和環境不同而發生改變 (1)漸進、緩慢、連續、不可逆的改變過程→不易劃定出界限(2)隨著時間變化而演替的一系列群集→其出現的先後有一定的順序 消長的成因 (1)自然因素：火災、水災、火山爆發、地殼變動…… (2)人為因素：伐木開墾、闢林築路…… (3)生物群集本身對棲地的影響 二、新生地的消長過程：（初級消長） 消長過程 （先驅種）地衣→蘚苔類→草原→灌木林→喬木林→森林（巔峰群 集）(1)在消長初期→物種更替十分頻繁 (2)消長過程中： 先驅植物的生長代謝→使土壤層逐漸增厚、變肥沃→更適合其他植物 生長 (3)消長進行一段時間後： 群集內的物種增加→生物多樣性變大 物種取代的速率逐漸降低→逐漸形成生物多樣性較大的穩定群集 先驅種 先驅種：在消長開始之初，首先出現的生物族群 (1)生活史短、生殖潛能大、分佈範圍廣、散佈快 (2)能夠適應強光照射及較大的高低溫範圍 (3)可以在缺氮和其他礦物質的不毛之地中生存 先驅群集 由先驅種組成的群集，生物種類較少、物種組成較不穩定 巔峰群集 巔峰群集：（極相，不再進行明顯的消長） (1)巔峰群集的物種結構、能量流轉和交互作用，均達到平衡且穩定的 狀態 (2)形成巔峰群集的條件：空間夠大、雨水充沛 例如臺灣的原始森林： 組織結構嚴密穩定、垂直分層現象複雜 棲所種類和組成物種較多、生物多樣性較大 組成物種間的交互作用比較複雜→較能忍受環境因子的輕微變化 三、先驅群集與巔峰群集： 比較 生物種類 穩定性 生物量 生物個體 生活史 生殖潛能 舉例 先驅群集 少 低 小 小 短 大 地衣 巔峰群集 多 高 大 大 長 小 原始森林 四、消長的種類： 區分 舉例 消長開始時 變化 形成巔峰群集 初級消長（較少見） 新生地的消長 裸岩區的消長 尚無土壤和生物 較慢 需時較長
次級消長（較常見） 高山火災後、 廢耕地的消長 已有土壤和生物、 植物地下莖或種子 較快 需時較短 試題範例 7.下表為某森林於大火前後，森林中哺乳類、鳥類及爬蟲類物種數目的統計結果。試 根據表中的資料，回答下列問題： (1)根據表中的資料，下列哪些敘述正確？（應選二項） (A)此森林之優勢種為爬蟲類 (B)森林大火後此森林生態系之物種歧異度下降 (C)此森林遭逢火災後僅需 8 年即可恢復為巔峰群落 (D)此森林爬蟲類之數量， 在遭逢火災8 年後，已回復至火災前數量之 2/3 (E)與哺乳類及鳥類相比較，爬 蟲類之物種歧異度，無論在森林大火前或大火4 年後都是最高 (2)此森林生態系呈現何種變化？（應選二項） (A)此生態系呈現初級消長現象 (B)此生態系呈現次級消長現象 (C)森林大火後 各類物種增加的主要原因均為外來種移入 (D)此生態系中哺乳類、鳥類及爬蟲 類皆呈現年變動現象 (E)森林大火後物種增加之原因，主要為高溫誘發基因突 變所造成 【97 學測】 【答案】(1)(B)(E) (2)(B)(C) 【詳解】(1)(A)自然界中的群集通常以其所含有的優勢種植物來稱呼 (B)此森林遭逢 火災後8 年，哺乳類、鳥類和爬蟲類的物種數目，均未回復到火災前的 物種數目，此森林尚未恢復為巔峰群落 (D)此森林爬蟲類之物種數目 （而非數量），在遭逢火災8 年後，已回復至火災前物種數目之 2/3。 (2)(A)(D)森林大火後，此生態系呈現次級消長現象 (E)森林大火後物種增 加之原因，主要為外來種移入和原生種遷回。
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8 生態系
一、生態系：（生物群集＋無機環境） 可大可小 生態系可大可小、自然形成或人工營造→能量流轉和物質循環的系統 自我調節 食物網愈複雜→易維持動態平衡 生態地位 每種生物各自擁有其獨特的生態地位→無法由他種生物取代(1)草食性動物：昆蟲吃樹葉、麻雀吃植物果實、蝴蝶採花蜜…… →它們的生態地位都各不相同 (2)不同森林分層中的不同種鳥類：分別在不同高度棲息、活動、覓食 →不同種鳥類都各有其獨特的生態地位 限制 無機環境條件和生物條件的雙重限制 →某些生物通常只能生存在某些特殊的地區→形成特殊的生態系 二、影響生態系的非生物因子： 太陽輻射能(1)生物圈的能量主要來自太陽輻射能。 (2)太陽輻射能的強弱，會影響藻類與植物的生長和動物的活動。 溫度 (1)大多數生物不能忍受激烈的溫度改變。 (2)寒帶的生物種類不同於熱帶的生物種類。 大氣 (1)二氧化碳供植物行光合作用，氧氣供生物行呼吸作用。 (2)氮氣供部分微生物（念珠藻和根瘤菌）行固氮作用（N2→NH3）。 水 所有生物都需要水，但是地球表面的水分佈不均勻，而影響植物群集 的種類。例如：溫帶地區 (1)年雨量在 750 公厘以上→形成森林群集 (2)年雨量在 250～750 公厘→形成草原群集 (3)年雨量在 250 公厘以下→形成沙漠群集 土壤 (1)土壤是由岩石受風化作用產生的各種土粒與腐植質混合而成。 (2)土壤含有水分、空氣、礦物質和微生物，是供給植物生存與動物棲息 的場所。 三、生態系的連續性：（無明顯界限） 時間的連續性 時間的連續性：消長（生態系中群集的連續性變化） 空間的連續性 空間的連續性：（兩個生態系的群集彼此交錯重疊） (1)河口→河川與海洋生態系的交會區 (2)混生林→針葉林和闊葉林生態系的交會區 空間的連續性 (3)生態系中的生物、物質、能量 →會流轉到另一個相鄰的生態系、或相隔很遠的生態系 ex.高山上施用的農藥和肥料→會隨降雨而進入河流、湖泊、海洋 四、生態平衡： 生態平衡 (1)組成生態系的群集達到穩定狀態→形成巔峰群集 (2)各種生物族群彼此間與環境因素之間達到動態的平衡 (3)物種多樣性、生物量、生產量→均達到最大
(4)生物族群間的食性關係（食物網）→較複雜 (5)對外界環境的輕微變動或擾亂 →較能忍受和調適（有自我調節能力） 交互作用 (1)生活在同一個生態系內的各種生物彼此相互影響，生物與環境 之間的交互作用非常密切→影響生物的分佈、生活型態、生物的演 化 (2)植物的分佈受到緯度、地形、高度、陽光、土壤、雨量等因素的限 制 (3)動物依賴植物提供食物和棲所→動物分佈因有關的植物分佈而 不同 試題範例 8.下列有關於生態系的敘述，何者正確？ (A)以空間而言，相鄰兩生態系之間一般不具有連續性 (B)一個生態系含生產者、 消費者、分解者等生物及無機環境 (C)食物網愈複雜，自我調節能力就越小，生 態平衡也越不易維持 (D)一穩定的生態系中，各種生物間，以及生物與環境間呈 靜態的平衡 【91 學測補考】 【答案】(B) 【詳解】(A)生態系在空間和時間上皆具有連續性 (C)(D)食物網愈複雜→生態系的自 我調節能力愈強，愈容易維持平衡穩定（動態的平衡）。
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9 生態系中的生物
一、自營生物：（生產者，自行合成有機物） 光合自營 綠色植物、藻類、光合細菌： (1)都具有葉綠素，能利用太陽輻射能（光能）進行光合作用，將無機 物（CO2和H2O）合成有機物（醣類）。 (2)光合作用的產物為醣類，在生物體內可轉化為蛋白質、脂質等，以共 同構成體質，所以醣類可說是生物體的基本物質。 (3)就整個生命世界而言，綠色植物和藻類生產的各種生物所需的營養 物，所以被稱為『生產者』。 化學自營 化學合成細菌：氧化無機物獲得化學能（ex.硫細菌、硝化菌、亞硝化 菌） 二、異營生物：（養分直接或間接來自生產者）消費者 無論草食性或肉食性動物，都直接或間接依賴綠色植物而生活，由植 物體獲得生活所需的能源和物質，所以動物被稱為『消費者』： (1)初級消費者→草食性、以植物為食的動物（例如：梅花鹿、山羊、斑 馬、牛羚、昆蟲、囓齒類） (2)次級消費者→肉食性（例如：獅子、土狼、老鼠、蛙、帝雉、狐） (3)三級消費者→肉食性（例如：貓頭鷹、華南鼬鼠、臺灣雲豹、大冠鷲、 帝雉、蛇） (4)雜食性動物→雜食性動物的捕食範圍大，在食物網中兼具初級和次 級、甚至三級以上消費者的地位（例如：獼猴、山豬、臺灣黑熊） 清除者 腐食性，專吃動物屍體或植物碎屑的消費者： (1)土狼、禿鷹、蛆→吃動物屍體。 (2)蚯蚓、馬陸、招潮蟹→吃植物碎屑。 分解者 真菌、腐生細菌→促進物質循環 (1)微生物分佈於地球上各個角落，能分解動物的排泄物以及動植物的 遺體，以獲得生活所需的能量和構成體質所需的物質。 (2)就整個生命世界而言，這些微生物將有機物分解成無機物，所以被 稱為『分解者』。 (3)生命世界和無生命世界的橋樑＝生產者＋分解者 三、食性關係： 食性關係 (1)任何生物皆不可能單獨生活，都會受到其他種類生物以及環境中各 種因素的影響，這些影響的關係稱為交互作用，其中最顯著的關 係，應該就是『食性關係』。 (2)食性的改變： 食性隨季節改變：麻雀（夏季吃昆蟲，秋冬季吃植物） 食性隨年齡改變：蝌蚪吃水藻，青蛙吃昆蟲 食物鏈 生命世界中的食性關係，可以用『食物鏈』來表示： (1)食物鏈的起始端為生產者，依次為初級、次級、三級、四級消費者。 (2)食物鏈中的箭頭表示能量的流轉方向，因為食物中含有動物生活所 需的能源和物質；因此，世物的交互作用也就是能量的流轉和物質 的循環。 食物網 在任何生態環境中，動植物之間的食性關係並非都是一條單純的線性 關係，多條複雜交錯的食物鏈組成『食物網』。
試題範例 9.依食物鏈的觀念判斷，「螳螂捕蟬，黃雀在後」、「鷸蚌相爭，漁翁得利」及「狡兔 死，走狗烹」這三則成語中出現的動物，有幾種是屬於二級消費者的動物？ (A)5 種 (B)6 種 (C)7 種 (D)8 種 【92 學測】 【答案】(A)二級消費者：螳螂、黃雀、鷸、漁翁、狗。
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10 能量的流轉
一、能量的流轉：（單向傳遞→不能循環） ATP ATP（三磷酸腺苷）：生物體內的直接供能物質 光合作用 植物行光合作用：吸收光能→轉變為化學能（儲存於葡萄糖） 呼吸作用 動物行呼吸作用：分解葡萄糖→產生能量（儲存於ATP） 十分之一定律 (1)僅有 10%能量傳遞至另一營養階層的生物，其餘 90%能量在各級 食物階層的層層傳遞過程中，以熱能形式散失損耗 (2)自然界中的食物鏈大多只維持四或五個營養階層。 (3)人口過多而糧食不足的國家（例如：印度、部分非洲國家）：大 多直接以綠色植物為食，縮短食物鏈，提高能量在生命世界中的 利用效率。 二、生物塔：（生態塔） 1.生物塔的底部為生產者，上部為各級消費者→▲下寬上窄，形如金字塔 2.能量塔表示能量在生態系內層層轉移中，逐層散失的情形 (1)能量塔 能量隨著食物鏈在營養階層逐層遞減的現象有如金字塔： 越低營養階層保有越多能量，越高營養階層保有越少能量 (2)生物量塔 生物量隨著食物鏈在營養階層逐層遞減的現象有如金字塔：越低營養階層的生物量越大，越高營養階層的生物量越少 (3)數塔 生物數量隨著食物鏈在營養階層逐層遞減的現象有如金字塔： 越低營養階層的生物數量越多，越高營養階層的生物數量越少 試題範例 10.研究人員在甲、乙兩個不同的生態系調查後，發現兩個生態系的生產者總能量相 同，甲生態系只有初級和2 級消費者，乙生態系則有初級、2 級、3 級和 4 級消費 者。如果其他的因素都一樣，則下列何項敘述正確？ (A)甲、乙兩個生態系消費者的總能量都小於生產者的總能量 (B)甲生態系的消費 者總能量小於生產者的總能量，但乙生態系則相反 (C)甲生態系的消費者總能量 大於乙生態系的消費者總能量 (D)乙生態系的消費者總能量大於甲生態系的消費 者總能量 (E)甲、乙兩個生態系的消費者總能量相等 【92 指考】 【答案】(A)(C) 【詳解】(B)甲、乙兩個生態系消費者的總能量都小於生產者的總能量 (D)(E)甲生態 系的消費者總能量大於乙生態系的消費者總能量
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11 元素循環
一、碳循環： 1.植物吸收 CO2經由光合作用構成各種含碳化合物以組成生物體。 (1)空氣中的 CO2→由葉部的氣孔進入植物體 (2)岩石中的碳酸鹽→溶於水中而被植物根部吸收 2.草食性消費者取食生產者→含碳化合物進入消費者體內。 3.無論生產者或消費者都需氧化含碳化合物→獲得生活所需之能量。 此時碳元素又以 CO2的狀態，經動物的呼吸器官或植物葉部的氣孔而重返自然 環境。（C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O）4.動植物在死亡後會留下含碳量豐富的遺體。
細菌、黴菌和蕈類等真菌，會分解動植物的遺體或排泄物以維持生活，並將其中 的碳釋放出來。
5.火山爆發和燃燒作用也可釋放出碳元素。 二、氮循環： 1.蛋白質是構成生物體質最主要的有機化合物，氮是構成蛋白質和核酸不可或缺 的元素。 2.大氣中雖有 78%的游離氮，但一般生物都無法直接利用。 例如：人體在行呼吸運動時，吸入肺臟內的氮還是原封不動的呼出體外。 3.固氮作用： (1)雷電能將空氣中一些游離的氮轉變成含氮化合物。 (2)土壤中的固氮桿菌和藍綠藻（念珠藻），可以將空氣中的氮轉化為氨。 (3)生活在豆科植物植物根部的根瘤菌，將土壤空隙中的氮轉化為氨，以供豆科 植物合成蛋白質之用。 4.植物體內的氮元素來自土壤： (1)植物吸收 NH4＋和NO3－→合成蛋白質、核酸 (2)土壤中的微生物分解生物的排泄物和生物遺體中的蛋白質以獲得生活所需 的能量，同時也產生一些簡單的含氮化合物（氨）。 (3)在有氧的條件下，硝化細菌將銨鹽轉變為硝酸鹽。 N2固氮菌NH3溶於水NH4＋亞硝化菌NO2－硝化菌NO3－ 5.當土壤淹水或缺氧時，硝化細菌無法將銨鹽轉變為硝酸鹽。 脫氮菌會將銨鹽和硝酸鹽分解成氮氣釋放回大氣中。 動植物遺體、排泄物腐生菌NH3脫氮菌N2 試題範例 11.氮是生物生存不可或缺的元素之一。下列有關氮循環的敘述，哪些正確？ (A)植物主要從土壤獲得氮元素 (B)固氮細菌可協助動物吸收氮 (C)根瘤菌可協助 植物排除含氮廢物 (D)若沒有微生物，氮循環就無法完成 (E)大氣中的游離氮含 量極高，多數生物可藉擴散作用直接利用 【94 指考】 【答案】(A)(D) 【詳解】(B)固氮細菌可協助植物吸收氮 (C)根瘤菌可協助植物吸收氮 (E)大多數生 物不能直接利用大氣中游離的氮。
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12 陸域生態系的特徵
一、寒原： 環境特性 分佈於高緯度、高海拔地區年均溫：－15～－5℃，氣候酷寒，不適合人類生活 年雨量：100～1000 公厘 植物 地衣（馴鹿苔）、蘚苔類、矮小的禾本科、莎草科、灌木： 生長後迅速開花、根莖芽行無性繁殖 動物 馴鹿、北極熊、雪兔：具有很厚的毛皮和脂肪層 二、沙漠： 環境特性 分佈於內陸、背風面山區，年雨量250 公厘以下，晝夜溫差大 年均溫：(1)溫帶沙漠：－6～18℃，(2)熱帶沙漠：18～30℃ 生活環境惡劣，生物多樣性很低，生態系脆弱，不適合人類生活 植物 豆科、仙人掌科： 葉呈針狀，根系發達、分佈廣，莖肥厚、可儲水，氣孔於夜間開放 動物 白天不活動、穴居，減少水分散失：排泄尿酸或濃尿，尿量稀少 爬蟲類（蜥蜴、蛇）具有鱗片，節肢動物（蠍,蜘蛛,昆蟲）有外骨骼 三、草原： 環境特性 分佈於中緯度（溫帶）地區，年均溫－6～20℃，適合人類生活 年雨量250～750 公厘，世界糧食主要產地 植物 菊科、禾本科等一年生草本植物： 根系深、分佈廣，乾季藉種子休眠 動物 善於奔跑：兔、斑馬、羚羊、野牛、獅子、獵豹 四、針葉林： 環境特性 分佈於高緯度、高海拔地區，年均溫－6～3℃，不適合人類生活 年雨量750～3750 公厘，木材產量佔全球 1/2，針葉落地需 7 年才分解 植物 分層簡單，優勢種為裸子植物（松、杉）：針狀葉終年常綠，氣孔下陷 動物 昆蟲、鳥類、交喙鳥、麋鹿、熊：藉冬眠度過寒冬 五、落葉林： 環境特性 分佈於中緯度（溫帶）地區，年均溫3～20℃，適合人類生活 年雨量750～1500 公厘，四季的氣溫變化明顯，樹葉落地 1 年可分解 植物 分層明顯，夏季光合作用旺盛，優勢種為落葉性闊葉樹（楓、槭、橡） 底層為草本植物 動物 動物種類多：昆蟲、鳥類、鹿、熊、狐、松鼠 六、熱帶雨林： 環境特性 分佈於低緯度（熱帶）地區，年均溫20～30℃，日夜溫差小，氣候穩定 年雨量2500～4500 公厘，溼度 80%以上，樹葉落地 6 週即可分解， 不適合人類生活
植物 生物種類最多，數量最豐富，植物分層複雜： 上層以高大的常綠闊葉樹為優勢種：有板根植物、棕櫚科、附生植物 下層為濃密的灌木、蕨類、草本植物 動物 長臂猿、鼯鼠、飛蜥、樹蛙，昆蟲和鳥類特多 試題範例 12.下圖甲～己為六種不同生態系的年平均溫度和年平均雨量的概略資料，請以代 號回答下列問題： (1)何者可表示溫帶草原生態系？ (2)何者可表示沙漠生態系？ (3)何者可表示森林生態系？ (4)何者的緯度最低而溼度最高？ (5)何者可表示兩極地區及高山寒原之生態系？ 【答案】(1)戊 (2)甲 (3)丙丁己 (4)丙 (5)乙。 【詳解】甲－沙漠，乙－寒原，丙－熱帶雨林，丁－針葉林，戊－草原， 己－落葉林。
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13 臺灣的陸域生態系
一、高山寒原： 環境特性 分佈於3400 公尺以上：南湖大山、玉山、雪山、大霸尖山 山高坡陡、表土薄弱，雨量少、溫度低（年均溫＜10℃）， 冰封期＞4 個月，生物量很低 植物 僅有少數耐旱、耐寒的地衣、蘚苔類、矮小草本植物生長： 莖根埋在地下、莖有刺以防被採食，葉小以減少水分散失，葉面具有絨毛或鱗片以保溫 動物 昆蟲、蜜蜂、蝴蝶、酒紅朱雀、金翼白眉、高山白腹鼠、華南鼬鼠 二、高山草原： 環境特性 分佈於3000 公尺以上：中央山脈、玉山山脈、雪山山脈 山高坡陡、表土薄弱，雨量少、溫度低，日夜溫差大 植物 僅有少數耐旱、耐寒的矮小草本植物、小灌木，夏季枝葉茂密、冬季稀 疏： (1)高山芒→背風坡、向陽乾燥區 (2)箭竹（玉山箭竹）→迎風坡、凹谷、山稜線附近 (3)玉山龍膽、高山白株樹、玉山杜鵑→夾雜生長在箭竹叢中 動物 虎甲蟲、雪山草蜥、蝗蟲、蜘蛛、華南鼬鼠、高山田鼠 三、針葉林： 環境特性 分布於2500～3300 公尺，年均溫低，冬季很少超過 10℃ 植物 高海拔→冷杉、玉山箭竹、蘚苔類 低海拔→臺灣雲杉、鐵杉、蕨類、蘚苔類 動物 岩鷚、白面鼯鼠、臺灣山椒魚、臺灣黑熊、昆蟲 四、針闊葉混合林： 環境特性 分布於1800～2500 公尺，例如：阿里山、拉拉山、太平山 溼度高，形成霧林 植物 樹冠層參差不齊，灌木、草本植物 針葉樹→紅檜、扁柏、二葉松 闊葉樹→牛樟、九芎 動物 帝雉、長鬃山羊、水鹿、白面鼯鼠、臺灣黑熊、臺灣山椒魚 五、闊葉林： 環境特性 分佈於500~1800 公尺，氣候溫暖潮濕 植物 四季常綠：樟科、殼斗科、杜鵑花科、竹林、杉林、附生植物、蕨類 相思樹為海拔500 公尺的優勢種 動物 臺灣獼猴、松鼠、森鼠、齧齒類、昆蟲、蝴蝶、鳥類、藍腹鷴 六、熱帶季風林： 環境特性 分佈於恆春半島、蘭嶼、綠島，年均溫25℃，年雨量＞3000 公厘 夏季多雨、冬季乾燥
植物 (1)海岸植物：棋盤腳、蓮葉桐、茄苳 (2)內陸植物：相思樹、白匏子、野桐、楓香、九芎、榕屬植物、板根植物 （銀葉樹、欖仁） (3)附生植物：蝴蝶蘭、鳥巢蕨、藤本植物 動物 赤腹松鼠、鼯鼠、綠繡眼、白頭翁 森林底層：馬陸、蜥蜴、蛇、昆蟲 蘭嶼特有種：椰子蟹、珠光黃裳鳳蝶 七、平地草原： 環境特性 分佈於沿海之矮坡地，季節風很大，雨量並不豐沛，雨季集中於夏秋 恆春半島的旭海大草原為臺灣目前僅存的低地草原 植物 矮小匍伏地表生長的禾本科耐旱雜草： 狗牙根、狗尾草、五節芒、蒺藜草、牛筋草、兩耳草、狼尾草、竹節草 動物 草食性昆蟲：蝗蟲 草食性動物：農民放牧的水牛、山羊 肉食性動物：蜥蜴、牛背鷺 八、砂丘： 環境特性 雨水少、海風吹襲、土壤少、砂粒多、水分保持力差 分佈於臨海之沖積平原，例如：雲林外傘頂洲、臺北鹽寮、宜蘭竹安、恆 春海口的風吹砂 植物 耐旱、耐鹽、耐砂的植物： (1)葉肥厚：瓊麻、文珠蘭 (2)莖有不定根：馬鞍藤 (3)葉革質：林投 (4)海埔姜、濱刺麥、無根藤 動物 動物種類少：蜥蜴、鳥類、昆蟲、蜘蛛、蟻獅
試題範例 13.下列有關於臺灣森林生態系的敘述，何者正確？ (A)臺灣地處亞熱帶，故低海拔森林皆為熱帶雨林 (B)臺灣闊葉林中動植物種類繁 多，但物種歧異度很小 (C)臺灣 3000 公尺以上的高海拔森林為針葉與闊葉混合林 (D)臺灣 1000～2000 公尺的中低海拔森林主要是樟科與殼斗科為主的闊葉林 【91 學測】 【答案】(D) 【詳解】(A)臺灣低海拔地區大多已開發而無原始林，僅墾丁及綠島、蘭嶼具有熱帶 季風林；臺灣無熱帶雨林 (B)臺灣的物種歧異度很大 (C)臺灣 3000 公尺以 上的高海拔地區已無闊葉林，僅見針葉林、高山草原或高山寒原。
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14 靜止水域─湖泊與池塘生態系
一、湖泊生態系： 環境特性 (1)光線無法穿透至湖底 (2)不同湖泊→不同的生態系： 火成岩區的湖泊（酸性）：大屯山夢幻湖、中國東北的天池 變質岩區的湖泊（鹼性）：宜蘭的翠峰湖 沉積岩區的湖泊（鹼性）：酸鹼緩衝能力最強 內陸乾燥區（鹹水湖）：只有少數生物生存（鹽蝦、藍綠藻） (3)臺灣面積小、海拔高度變化大 內陸湖泊較少：七彩湖、大鬼湖、小鬼湖、南仁湖 雨水夾帶有機物質流入湖內→湖內滋生豐富的浮游生物(4)若湖水中的磷酸鹽、硝酸鹽過高→易造成優養化 植物 (1)湖岸邊植物：水稗、金銀蓮、睡蓮 (2)湖中常有水生植物： 水質佳→綠藻和矽藻較多 水質差→藍綠藻較多 (3)陽明山夢幻湖：臺灣水韭（屬於水生蕨類） 動物 動物種類多，體型較大： (1)水鳥、過境的候鳥棲息於湖邊 (2)水中：淡水魚、蝦、蟹、螺、水棲昆蟲、大肚魚、龍蝨 (3)水底：微生物、分解者 二、池塘生態系： 環境特性 光線可穿透至水底 植物 沉水植物、大型藻類 水質佳→綠藻和矽藻較多 水質差→藍綠藻較多 動物 動物種類較少，體型較小 水中：淡水魚、蝦、蟹、螺 水底：微生物、分解者 試題範例 14.下圖為「池塘生態系」的示意圖，試依據圖示回答下列問題： (1)在這個池塘生態系中，那一個階層生物的「所有個體總質量最大」？ (A)浮游生物 (B)肉食性小動物 (C)食小魚的魚類 (D)細菌和黴菌 (2)若池水受殺蟲劑污染，則那一個階層的生 物，體內所累積殺蟲劑的濃度最高？ (A)浮游生物 (B)肉食性小動物 (C)食小魚的 魚類 (D)細菌和黴菌 (3)在此生態系中的生產者為何？ (A)浮游植物 (B)浮游動物 (C)細菌和黴菌 (D) 草食性小動物 (E)肉食性小動物 【答案】(1)(A) (2)(C) (3)(A)。 【詳解】(1)(3)浮游生物包括浮游植物（生產者）和浮游動物，其中浮游植物的生物 總質量最大 (2)食小魚的魚類為最高級的消費者，體內累積殺蟲劑的濃度
最高。
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15 流動水域─溪流生態系
溪流生態系： 臺灣的溪流 (1)臺灣本島共有百餘條大小溪流： 夏季（雨季）溪流的水量較多，冬季（乾季）溪流的水量較少 (2)臺灣地勢陡峭→溪流的水流很急→流經之處多造成急湍或瀑布 (3)臺灣溪流從源頭到河口： 生態環境與生物群集的分佈有很大的差異→呈連續性的漸進變化 溪流的動物 (1)石蠶蛾、蜉蝣幼蟲→體扁平，生長於石塊下方→以避免被水沖走 (2)螺、渦蟲→分泌黏液→附在石塊表面或下方→以避免被水沖走 (3)魚體呈流線形，游泳力強，吻部呈鉤狀→有助於在水中游動和攝 食 (4)臺灣纓口鰍、臺灣間爬岩鰍、臺東間爬岩鰍、埔里中華爬岩鰍 →身體扁平，胸鰭和腹鰭沿體側擴張→吸附在岩石上 養分的來源 河岸兩側的枯枝落葉→提供動物的食物來源 一、溪流的上游： 環境特性 河床坡度大、河面窄、水流較急、含氧量高、水溫較低、水質偏鹼性、營養 鹽少、兩岸植物茂密（遮掉大部分的陽光） 植物 浮游生物較不易生長 植物體內組織柔軟、隨波漂動、有附著性（貼伏於溪中岩石上） 動物 需氧量較高、耐低溫的小動物：水棲昆蟲（水蠆）、渦蟲、蝦（長臂 蝦）、蟹（澤蟹）、蛙（斯文豪氏赤蛙、台北樹蛙）、溪魚、櫻花鉤吻鮭 各種水鳥（紫嘯鶇、翠鳥、鉛色水鶇） 二、溪流的中游： 環境特性 河面逐漸變寬、坡度變緩、含氧減少，水質偏酸性、陽光較充足、水溫較 高，無機鹽增加、來自於上游及岸上的有機物增多 →有助於藻類生長、浮游生物豐富 植物 小型的浮游藻類 動物 水蛭、顫蚓、水棲昆蟲、水鳥，蜉蝣、溪魚、溪蝦數量多於上游 (1)溪流中的動物：具有流線型的體型，以減少水流的阻力、以利在急流 中活動，例如：溪哥、鯉魚、鯝魚（苦花） (2)溪底的動物：具有固著身體的構造，ex.臺東間爬岩鰍三、溪流的下游： 環境特性 地形平坦、流速漸慢、含氧量更少、有機物和無機物增加 臺灣西部海岸：溪流入海的出口處，常造成泥沙淤積 →形成河口沼澤地、孕育紅樹林 植物 有根的水生藻類 動物 吳郭魚、羅漢魚 試題範例 15.某班學生到烏來山區進行溪流生態系調查，下列那些敘述是正確的？ (A)在溪流中用浮游生物網可撈到大量的浮游生物 (B)此處溪流中的魚類，一般需 氧量較高 (C)溪流水中的有機質含量較平地河川低 (D)渦蟲往往停棲在石塊的迎 水面 (E)水棲昆蟲以浮游生物為食 【答案】(B)(C) 【詳解】(A)(E)溪流的水流速快，浮游生物不易生存 (D)渦蟲通常棲居於石塊下方。
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16 河口生態系
一、河口生態系： 河口生態系 (1)河流攜帶的有機物質在河口沉積→構成泥沙灘地、肥沃的河口沼澤 地，無機鹽和有機物質含量多、水中氧氣含量較少 (2)海水潮汐漲落的影響→水中鹽度變化大、水溫變化大 (3)臺灣西部海岸有很多河口沼澤地→多屬於林澤 溪流流速慢→河口淤積較多、鹽度較高→較易形成紅樹林 溪流流速快→河口淤積較少、鹽度較低→較易形成溪口林 (4)淡水河、大肚溪、濁水溪、曾文溪的河口沼澤 →底棲生物及魚貝類的棲所，部分候鳥來臺過冬的主要棲息地 (5)僅具特殊適應能力的生物才能生存，生物種類不多，但數量特別多 草澤 蘭陽溪口： 主要植物為一年生的草本植物：茳茳鹹草、蘆葦、香蒲、水燭 林澤 主要植物為紅樹林植物： (1)紅樹林：水筆仔、海茄苳、五梨跤、欖李 (2)溪口林：穗花棋盤腳、黃槿動物 河口的動物大多攝食動植物遺體的碎屑： 招潮蟹、彈塗魚、玉黍螺、沙蠶、鷸、雁鴨、鴴 螃蟹 螃蟹為河口沼澤的優勢動物，過著半陸生的生活方式 (1)擅長挖洞→混合底層和表層之間的土質、水質和氣體 →加速海岸底質中的物質交換 (2)攝食有機碎屑、清除生物遺體 →和分解者共同促進自然界的能量流轉和物質循環 二、紅樹林： 分佈 南北緯25°之間（熱帶和亞熱帶的河口或海岸沼澤區） (1)沼澤軟泥沒有空隙可容納一般植物根部呼吸所需的氧氣 (2)潮汐變化→周圍海水的鹽度、各種環境因素的變化都很大 (3)一般植物無法生長→耐鹽性極佳的紅樹林植物成為優勢種 臺灣西部海岸：潮間帶有寬闊的河口淺灘，土壤底質的有機養分含量豐 富 →適合紅樹林的發育和生長 種類 全球共55 種紅樹林植物 特徵 樹皮和果實皆含單寧酸（丹寧酸）→樹皮呈紅色，可提煉紅色染料 支持根 (1)攔截泥沙→獲得河川帶來的有機碎屑、儲存有機養分 (2)固定作用→防止被潮流沖走，保持土壤、減少流失 (3)穩定河口生態系→提供底棲生物良好棲所 呼吸根 使紅樹林浸泡在潮濕的土中不致於缺氧 胎生苗 (1)果實成熟後不會立即脫落→種子在果實中發育 (2)由果實下方長出幼苗→幼苗繼續留在母株上吸收母株的養分 (3)幼苗發育到適當的程度才脫離母株 插入軟泥中發育為新植株 靠水流傳播→能在泥沼中很快發育為新植株 (4)並非所有紅樹林植物都有胎生苗，例如：海茄苳和欖李不形成胎生苗 三、臺灣的紅樹林： 水筆仔 (紅樹科) 臺灣北部 關渡、竹圍 有胎生苗 北從淡水、南到屏東都有分佈： 在北部常形成優勢種純林， 南部則呈塊狀分佈的混生林 海茄苳 (馬鞭草科) 嘉義好美寮 屏東東港 葉背面密生絨毛→防止水分散失 樹皮呈灰白色，莖向外長出呼吸根 五梨跤 嘉義布袋 有胎生苗 樹幹向下長出大量的氣根，並分枝深入地下
(紅樹科) 臺南四草 成為支持根。五梨跤的胎生苗長於水筆仔胎生 苗 欖李 (使君子科) 臺南四草 氣根常呈屈膝根的形狀， 花是很好的蜜源植物 1.紅茄苳、細蕊紅樹→已絕種 2.水筆仔：耐寒、分佈廣、數量最多→臺灣紅樹林中適應力最強的優勢種 3.五梨跤和欖李：較不耐寒→僅分佈於嘉義以南，在臺南附近沿海最多 試題範例 16.下列哪幾項為紅樹林植物對河口環境的適應特徵？ (A)支持根的形成 (B)胎苗富含單寧 (C)果實可靠鳥類傳播 (D)葉片厚質化 (E)葉 緣特殊的排水構造 【92 指考】 【答案】(A)(B)(D) 【詳解】(C)紅樹林植物的果實藉水分漂流散播 (E)紅樹林植物的葉緣具有特殊的排 鹽構造（鹽腺）。
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17 海洋生態系
一、海洋生態系： 1.地球上的海洋雖是相連互通 →在不同海域的海水中，生物的種類和分佈則有很大的差異 2.同區的生物種類常隨著海水深度的不同而異 (1)浮游生物→多半分佈於近水面的透光區 (2)游泳動物→在不同深度的海水中活動 (3)底棲生物→在靠近海底的地方生活 3.臺灣四面環海，海岸線長達一千公里： 海岸地質差異→各海岸有明顯不同的生物相二、沿岸區：（面積佔10%，但生物種類佔 90%以上） 有充足的陽光，海水較溫暖，豐富的礦物質、營養物和CO2 →浮游植物的生長旺盛，可孕育許多的原生動物、甲殼類、烏賊、各種魚類 泥岸 臺灣西南沿海 生物種類少、數量多 沙岸 臺灣北部 白沙灣、福隆 海灘底質貧瘠， 除了螃蟹之外，其他動植物種類少 岩岸 臺灣北部野柳、 東北部、東部 生產者→大型藻類 觀察海洋生物的最佳地點 礁岸 恆春半島、蘭嶼 生物種類最多，生產力最高 (1)礁石的空隙多且複雜→可提供海中生物良好的棲所 →生物量非常豐富 (2)退潮後→可見到大群寄居蟹、海蟑螂、平鋪在礁石上 的各種藻類 (3)動物很多： 青螺、笠螺→吸附在石縫裡 海膽→用硬棘撐住洞壁、躲在凹洞內 海葵、石鱉、藤壺、牡蠣→僅貼在礁石上 三、大陸棚： 環境特性 低潮線以下～水深200 公尺以內，沒有漲退潮現象→海浪的影響很小 生活環境較穩定，動植物種類多，生物量豐富 生物種類和數量皆多於潮間帶
植物 浮游藻類（上層）→矽藻、綠藻 大型藻類（底層）→昆布、馬尾藻 動物 海綿動物、腔腸動物、節肢動物、棘皮動物、魚類 臺灣西南沿海，冬季→烏魚 蘭嶼附近，夏季→飛魚 花蓮沿海→鯨豚 四、遠洋區： 1.透光區： 環境特性 水面下～水深200 公尺以內 離陸地甚遠，缺乏河流所帶下來的有機物質 →缺乏含氮、含磷、含鉀的化合物 →遠洋區的生物種類少、無法大量繁殖 →物種多樣性和生物量都很低 植物 浮游藻類→以矽藻最多 動物 浮游動物→小型甲殼類、原生動物 烏賊、魚類、鬚鯨→攝食浮游動物 大型魚類、鯊、齒鯨 2.深海區：（無光區） 環境特性 大陸斜坡～深海平原間、200 公尺以下的深海 缺乏光線，溫度低，水壓大，不適合一般生物生存 →無綠色植物，僅有少數具特殊適應構造的深海動物 動物 深海魚類有發光器→攝食、尋覓配偶 蝦蟹、魚類→體呈白色、眼退化 深海熱泉 深海熱泉生態系： 細菌和管蟲共生 →細菌利用硫化氫（化學能）→合成有機物（化學自營） 試題範例
17.某海洋生態系中的甲、乙、丙和丁四物種，其 族群大小與海水深度的關係如右圖。根據圖 示資料，下列哪一選項正確？ (A)甲物種的族群大小與海水深度呈正相關， 應是藤壺 (B)乙物種的分佈從淺海到深海都 有，故海水壓力應是影響該物種族群大小的 主要因素 (C)若甲～丁四物種中包括藻類， 則丙物種最可能為藻類 (D)丁物種的族群最 小，且主要分佈在深海區，應是一種會行自營生活的魚類 【97 學測】 【答案】(C) 【詳解】(A)藤壺攝食浮游藻類，藤壺和浮游藻類的族群大小與海水深度呈負相關 (B)海水壓力不是影響乙物種族群大小的主要因素 (D)丁物種為底棲生物， 主要是行異營生活的魚類或其他動物。
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18 潮間帶、珊瑚礁
一、潮間帶的環境條件： 潮間帶是指介於高潮線和低潮線之間的區域，潮水漲退使生物每天有二次必須 露出水面 →生物必須有特殊的構造和機能才能適應這種劇烈變化的環境 二、潮間帶的生物： 1.藻類：(1)綠藻（石蓴）含膠質→可吸收並儲存大量的水分 (2)褐藻（馬尾藻）：堅韌柔軟易彎曲→便於隨波逐浪而不致折斷 有氣囊→利於漂浮水面 2.水筆仔： (1)表面：厚角質層→防止水分散失 (2)鹽腺：葉緣的特殊排鹽構造→排除過多鹽分 (3)春天長新葉（對生）→五月開花（白花）→八九月果實成熟（圓錐形） →10～11 月胎生苗開始生長→半年後胎生苗成熟落下 3.螺貝類： (1)藤壺、貽貝、牡蠣：具有可緊閉的外殼→減少水分散失 (2)海葵：雖不具外殼，但有堅韌的革質體表→可對抗波浪的衝 (3)玉黍螺、青螺：刮食岩層表面的微生物，，具有單一外殼和革質薄片→可蓋 住殼口以減少水分散失4.彈塗魚： (1)眼睛位於身體背面，靠近頭頂位置；鱗片退化，皮膚黏滑可呼吸。 (2)胸鰭基部肌肉發達，可彈跳、撐身體爬行；腹鰭左右癒合成吸盤狀。 5.招潮蟹： (1)雄招潮蟹的大螯腳可吸引雌性，小螯腳用於進食；雌招潮蟹的二隻螯腳皆 細小。 (2)離水時，鰓室中的水移至口器，將水打成泡沫，使空氣的氧溶於泡沫中， 泡沫再流回鰓室供給呼吸。 6.鳥類：攝食沙蠶、貝類、小魚，在在沼澤區地面築巢。 三、珊瑚的種類： 區分 石珊瑚 軟珊瑚 分類 六放珊瑚亞綱（6 隻觸手） 八放珊瑚亞綱 （8 隻觸手） 造礁珊瑚 非造礁珊瑚 外骨骼 石灰質較多且堅硬 石灰質較少 具鈣質骨針 （不具石灰質外骨骼） 分佈 水深＜100 公尺 水深＞100 公尺 較深海底 特徵 生長較快 體內有藻類共生 水溫高、海水混濁 →共生藻類消失 →珊瑚白化 生長較慢 紅珊瑚→可作首飾 不會形成珊瑚礁 四、珊瑚礁： 分布 珊瑚礁分佈於南北緯30°之間→海水溫度 25～29℃ 臺灣的珊瑚礁：分佈於澎湖、墾丁、臺東的沿海地帶，約有200 種珊瑚 特性 生物種類多，生產力高→被稱為『海洋的熱帶雨林』、『海洋的綠洲』 生物 海綿、熱帶魚、海蝦、海蟹、海貝、海藻、棘皮動物等 功能 (1)生產力高：動植物種類多。 (2)調節氣候：吸收二氧化碳→合成外骨骼→降低溫室效應。 (3)生物棲所。 危機 (1)目前已有 10%珊瑚礁遭破壞→有 70%珊瑚礁面臨被破壞危機
(2)若不保護珊瑚礁→20～30 年內可能完全消失 (3)聯合國曾訂 1997 年為『國際珊瑚礁年』→號召全人類共同保護珊瑚礁 五、珊瑚礁魚類的多樣性：（珊瑚礁魚類25000 種→佔世界魚種 3/5） 1.臺灣北部：800 種→類似中國大陸沿岸的亞熱帶魚類 2.墾丁南灣、小琉球、蘭嶼、綠島：1500 種→類似菲律賓的珊瑚礁魚類 同科魚類→棲所不同 不同魚類→食物不同 同棲所魚類→交替活動 小丑魚→與海葵共生 雀鯛→與鹿角珊瑚共生 海鰻、石斑→吃小魚 裂唇魚→吃魚體外寄生蟲 齒鯛魚→吃珊瑚的水螅體 日行性→蝶魚、雀鯛 夜行性→天竺雕、 黑帶棘鱗魚 試題範例 18.下列敘述有關於珊瑚礁生態系的敘述，何者正確？ (A)造礁珊瑚可分為石珊瑚和軟珊瑚 (B)石珊瑚是屬於群體生活的動物 (C)石珊 瑚體外包有石灰質的外骨骼 (D)珊瑚通常僅生長於亞熱帶海域 (E)珊瑚礁具有調節氣候和降低溫室效應的功能 (F)海水溫度升高可能會造成珊 瑚白化 (G)珊瑚白化是因為珊瑚的體細胞色素遭到破壞所致 【答案】(B)(C)(E)(F) 【詳解】(A)軟珊瑚不屬於造礁珊瑚 (D)珊瑚通常生長於熱帶和亞熱帶海域 (G)珊瑚 白化是因為水溫升高造成共生藻類死亡所致。
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19 討論─外來種對臺灣生態的影響
一、外來種的定義： 外來種進入以往未曾分佈的新地區，自由繁殖、不斷擴張，而成為永久性定居 物種，此物種稱為外來種，亦稱為入侵種。 二、外來種對生態系的影響： 1.外來種入侵後，由於缺乏天敵，族群數量不斷增加。 2.外來種掠食或寄生，破壞入侵地的食物網，影響入侵地的生態系結構及功能， 造成入侵地原生物種的數量減少、瀕臨滅絕。 三、對臺灣生態影響較大的10 種外來種： 入侵紅火蟻、緬甸小鼠、布袋蓮、中國梨木蝨、蘇鐵白輪盾介殼蟲、河殼菜蛤、小花蔓澤蘭、多線南蜥、松材線蟲、福壽螺。 試題範例 19.多年前一種生長快速的藤本植物自日本引進美國，植株一天可蔓延 30 公分，而 且無論在河邊、樹上、電線桿、房屋或山丘都可以生長，人們想使用殺蟲劑來防 治，但又考慮到污染水源的問題。近年來，有人由這種植物萃取澱粉，以應用在 飲料、糖果、或草藥的製造，目前其產量還供不應求。此外，它還可用來造紙，具 有相當的經濟價值。這種藤本植物在美國的情況，與下列哪一種生物在臺灣的情 況最相近？ (A)臺東蘇鐵 (B)黑面琵鷺 (C)非洲大蝸牛 (D)臺灣鯛(吳郭魚) 【96 學測】 【答案】(D)吳郭魚為外來種；人工養殖的高經濟價值吳郭魚被稱為『臺灣鯛』。
