景觀生態研究
生態學期PAST TEST 一、名詞解釋
族群與群落：族群的定義─大自然有許多的生物有些同類會成群聚集在一 起，稱為族群。
群落的定義─在同一個區域裡，有多種族群生活在一起，稱 為群落。
動態平衡：從生態學的科學語言來說，生育地的地理條件初步決定了植物 相的可能，而植物本身與其所改變的地面氣候又雙雙影響動物 相的可能，最後動物的行為回饋影響生育地與其植被，於焉逐 步形成生態學之「動態平衡」。
年降雨量1000mm：一年內的某區域的總降雨量為 1000mm。
二、請舉 熱帶雨林的任五種特徵岀
1.熱帶雨林主要分佈在南北緯 10 度之間的河盆、海島及丘陵，其中以南 美洲亞馬遜河盆地及非洲剛果盆地部分的面積最廣，在東南亞則較為分 散。
2.氣候因子穩定，一年中溫度變化少；雨量豐富，每天降雨，所以無乾雨 季之分。
3.植物種類繁多，而且長得繁茂，森林的層次相當複雜，樹木枝葉茂盛、
高低參差，最高一層可達35 至 60 公尺
4.因為植物多，故花、果實、葉子、樹枝和植物的碎片等，都可以供給動物 當作食物，所以動物的種類很多。
5.因植物食料多是高懸樹上，故動物身體較為細小，且多為動作敏捷的種 類，以方便攀援爬高，或在枝間穿插，如猴子、樹獺、爬蟲類和鳥類等。
三、請舉出紅樹林生長所需要的任五種環境特徵
1.熱帶或亞熱帶的濕熱氣候:最冷月分平均溫度不得低於 20 度，且季節溫差 小於5 度。
2.細粒沖積扇:在三角洲海岸或河口，由細粒坋土及黏土所形成的軟泥土壤，
須含多量的有機腐植質。淤泥地及腐植質土層愈深厚，紅樹林的生長越佳
3.浪靜的海邊:在彎曲的海灘或河口深處，外緣多有天然屏障，故極適合紅 樹林生長。若直接面對強風、濤浪的突出海緣，浪潮會挾走軟泥，沖走幼 苗，紅樹林難以生存。
4.寬廣的潮間帶:在緩坡海邊及寬闊潮間帶，可由泥沙沉積形成寬廣的沖積 扇，且海水不可過深，方可形成寬帶的紅樹林。
5.海水:雖然海水並非紅樹林生長的必要條件，但海水所造成的鹽生環境，
使淡生性植物無法生存，就無法與紅樹林競爭生存空間。淡、海水相混且 水深較淺的河口地帶尤其適合紅樹林生活。
四、人為因素對生態平衡的破壞而導致生態平衡失調的三種原因為何
破壞生態平衡的因素有自然因素和人為因素。自然因素包括水災、旱災、地震 颱風、山崩、海嘯等。由自然因素引起的生態平衡破壞，稱為第一環境問題。
人為因素是生態平衡失調的主要原因。由人為因素引起的生態平衡破壞，稱 為第二環境問題。人為因素造成的第二環境問題具體表現在以下三方面：
1.使環境因素發生改變
一方面人類的生產活動和生活活動產生大量的癈氣、廢水、癈物，不斷排 放到環境中，使環境質量惡化，產生近期或遠期效應，使生態平衡失調或 破壞。另一方面是對自然資源不合理的利用，譬如盲目開荒、濫砍森林、水 面過圍、草原超載等。
2.使生物種類發生改變
在生態系統中，盲目增加一個物種，有可能使生態平衡遭受破壞。例如美 國於1929 年開鑿的運河，把內陸水系與海洋溝通，導致八目鰻進入內陸 水系，使鱒魚年產量由2000 萬㎏減至 5000㎏，嚴重地破壞了水產資源。
在一個生態系統中減少一個物種，也有可能使生態平衡遭受破壞。我國50 年代曾大量捕殺過麻雀，致使一些地區蟲害嚴重。究其原因，就是由於害蟲 的天敵麻雀被捕殺，害蟲失去了自然抑制因素。
3.信息系統的破壞
生物與生物之間彼此靠信息聯繫，才能保持其集群性和正常的繁衍。人為 向環境中施放某種物質，干擾或破壞了生物間的信息聯繫，就有可能使生 態平衡失調或遭受破壞。例如自然界中有許多雌性昆蟲靠分泌釋放性外激素 引誘同種雄性成蟲前來交尾，如果人們向大氣中排放的污染物能與之發生 化學反應，則性外激素就失去了引誘雄蟲的生理活性，結果勢必影響昆蟲 交尾和繁殖，最後導致種群數量下降甚至消失。
五、請由生態的觀點來論述：台灣為何是一個寶島？他的寶藏又有些什麼呢？
台灣為一個北迴歸線橫越的島嶼，擁有熱帶到寒帶的植物相，它曾是 梅花鹿, 黑熊和雲豹的鄉。台灣的面積雖然只有三萬六千平方公里，卻擁有 相當豐富的生物資源，以單位面積的種數而言（亦即物種多樣性），台灣 在維管束植物、蕨類、蝶類、鳥類…等，與世界其他地區同類生物做比較，都 居世界之冠。這樣的事實全要歸功於台灣高溫多雨、海拔差距又大，形成極 多樣的生物棲息環境，同時，台灣島嶼很年輕，自形成以來未曾遭受到冰 河侵襲。
氣候的多樣性是台灣生物多樣性的重要因素。台灣的地理位置適中，位 於歐亞大陸塊的東南側，四周為海洋洋流所環繞，帶來充沛的雨量，形成 溼潤、溫暖的氣候，這是台灣之所以在世界生態系中扮演森林生態系最重要 的基本條件。加上台灣位在氣候分界的北迴歸線上，低海拔即兼有熱帶和亞 熱帶的氣候、東北季風、西南氣流，與大陸冷氣團南下等，這些氣候因素，
造成台灣南北溫度和降雨量的差異，因此形成了各種棲地環境，在其中所 蘊育的生物種類也就有所不同。
而且，台灣的高山峻嶺為台灣創造了極多變的生態環境，帶來了多樣性的 生物種類。台灣地質年紀極輕，山嶺依舊陡峭險峻，北起台北縣南至屏東縣，
全長僅400 公里，但每一縣都是山頭綿延不絕，其中不乏 3000 公尺以上 的高山。隨著海拔高度的變化，生態環境便跟著改變，因此生物種類在垂直 分布上也就有很大的差異。
現在我們將台灣的情況與世界其他地區加以比較，就能更加明白台灣的 生態環境是非常獨特的。在歐洲大陸，阿爾卑斯山雖然有近4800 公尺的高 度，但是因為位在溫帶地區，可供森林植物發育的幅度較台灣小得多，使得 歐洲的森林只能發育到2000 公尺左右，所以生物資源就會較少。而台灣雖 然山脈最高僅近4000 公尺，但因為緯度較低，所以森林界限高達 3600 公尺，隨著海拔高度的變化，幾乎所有北半球從北極圈至赤道所有的森林型 態:由高山寒原到針葉林再到闊葉林，你都能在台灣看得到。換句話說，台灣
的森林種類涵蓋了北半球所有的森林種類，台灣所呈現的森林型態正是北半 球森林的縮影。
另外一個因素是，台灣島從200 萬年前浮出海面至今，經歷過數次的冰 河期都未曾覆冰，也因此為台灣保留了極為珍貴的世界級物種。我們知道冰 河對物種而言是極具毀滅性的，從今天歐洲和北美洲較單調的植物群落應可 略見其威力。
而台灣在冰期時，有些時候是與大陸相連的，當冰河來襲時，台灣就成 了北方生物南遷的避難所。到了一萬多年前最後一次冰河北退時，地球氣溫 回暖，適應冷涼的物種無法在原地生存，只有隨著冰河北退，或是往高山地 區遷移，而台灣高山起伏，部份山地此時又再次成了北方物種的避難所，避 免再一次無路可退的大滅絕。在台灣海拔1800 至 2500 公尺的檜木林帶
（或稱涼溫區針葉林帶），便存在有不少第三紀孓遺物種，如：台灣杉、香 杉、櫻花鉤吻鮭、山椒魚……等，它們的存在都是冰河期一來一退的結果。
由以上的觀點論述，可以顯然發現，台灣是個寶島的這個事實!
進階題
一、請在閱讀「樹頂光陰」剪報後，回答下列問題：
1 試以本篇內容，架構 本區之生態系統岀
生態系統的組元包括：生物與非生物。非生物組元，即是四周的物理環 境，包括空氣、水體及生命所需的各種養分，文中提到的有東北季風、小溪 流、兩百多個太陽日與有雨日…。生物組元方面，可分為三大類，分別是生 產者（producers）─綠樹森林；大葉楠；著生植物、鶴頂蘭…、消費者
（consumers）─猴子；五色鳥；山紅頭；竹雞…及分解者
（decomposers）。
2 是由文中之「雨裡，最歡欣的應是生在樹幹上的植物族群，當葉片收集了雨滴 而雨水沿樹幹向下流淌時，著生植物便有機會暢飲維生之泉了。」說明水循環的 原理與水土保持的意義。
天降雨，雨滴沿樹幹向下流，著生植物因此得到樹幹表面的水分，自 行產生養分，而同時，雨水亦滲入土壤，提供給大樹水分，未被生產者吸 收的水分，將再蒸發於大氣之中，產生一個循環。植物吸收雨水，減少土壤 被沖刷及流失的機會，對於水土保持有著正面的影響。
3 請舉出本生態系統中信息傳遞至少三列
猴子群若來，以低姿態討好牠們；繩結標示 青竹絲夜獵寶座；林間群鳥岀 似乎起了爭執。
生態學TEST
一、請說明為何溫室效應、酸雨及臭氧層破洞；由於其為非生物環境的改變，且 進一步將危害到生物，請舉例說明其之發生對景觀設計可能造成的影響。
溫室效應─溫室效應是指地球大氣層上的一種物理特性。假若沒有大氣層，
地球表面的平均溫度不會是現在合宜的15℃，而是十分低的- 18℃。這溫度上的差別是由於一類名為溫室氣體所引致，這些 氣體吸收紅外線輻射而影響到地球整體的能量平衡。在現況中，
地面和大氣層在整體上吸收太陽輻射後能平衡於釋放紅外線輻 射到太空外。但受到溫室氣體的影響，大氣層吸收紅外線輻射的 份量多過它釋放出到太空外，這使地球表面溫度上升，此過程 可稱為”天然的溫室效應”。但由於人類活動釋放出大量的溫室 氣體，結果讓更多紅外線輻射被折返到地面上，加強了”溫室 效應”的作用。
酸雨─酸雨就是酸性的雨，酸雨的正確名稱應該是「酸性濕沉降」，其實，
帶酸性的污染物是可以有兩種沉降方式的，它們是「濕沉降」及「乾 沉降」，濕沉降是指那些污染物，隨著雨、雪、霧或雹等降水型態而 落到地面，方法是雨滴吸收包含了酸性物質，繼而降下時再沖刷酸 性物質，降到地面；乾沉降則是指沒有水份參與的情況下，帶酸性 物質從空中降下來的方式，通常，大氣中酸性物質可被植被吸附或 重力沉降到地面。一般雨水的pH 值約為 5.6，因此一般是以雨水中 的pH 值小於 5.6 稱為酸雨。pH 值小於 5.6 的雨叫酸雨；pH 值小 於5.6 的雪叫酸雪；在高空或高山上彌漫的霧，pH 值小於 5.6 時叫 酸霧。可是，有些特別情況下，雨水受自然界許多自然現象影響，可 使pH 值變化於 4.9～6.5 之間，因此以 pH 值小於 5.0 作為酸雨比 較可靠。而形成酸雨的化學污染物主要是二氧化硫，而氮氧化物也是 原因之一。這些化學氣體的來源是發電廠、工廠、車輛、船隻和飛機等 等。
臭氧層破洞─臭氧洞的形成主要原因是CFCs（氟氯碳化物）釋放至大氣，所 導致的化學變化。對流層的最上部是「對流層頂」
（Tropopause），對流層頂的高度各地並不相同，會因季節和 緯度而異，以在赤道附近最高，約達18 公里；在高緯度的兩極，
則只有 8 公里，而夏季比冬季時略高。副熱帶地區會產生不連續 的現象，形成「對流層頂缺口」。在這個缺口處，上下層空氣混合 非常強烈，CFCs 等物質便因而進入平流層。CFCs 在工業上應用 廣泛，而且非常安定，生命期長達40-150 年，因此會在大氣中 不斷累積，最後將上升至平流層，在平流層因受到紫外線照射而 分解產生氯原子，活潑的氯原子會與臭氧反應，使臭氧分解消失，
平流層所能接納的氯相當有限，即使大幅降低CFCs 的使用量大 氣也需要一段相當長的時間，才能減緩臭氧的分解。在CFCs 未受 管制之前，全世界每年都要排放大約一百萬噸以上的CFCs，而 這些管制前就被排放到大氣中，總重量約在2000 萬噸的
CFCs，目前大部分仍留在對流層中。CFCs 所以會對臭氧層造成 如此嚴重的破壞，主要關鍵就在其中所含的Cl，科學家估計由 CFCs 所釋出的一個氯原子，只要數個月的時間就能使大約 10 萬 個臭氧分子消失。根據調查顯示，自1978 年開始的十年內，全球 各緯度平流層的臭氧含量降低約 1.2%至 10%不等，南極上空則 是臭氧被破壞最嚴重的地區，甚至在春季期間更會出現所謂的「臭 氧洞」。目前全球臭氧層削減率正以每年2%至 3%的速度在進行，
如果任其發展，在二十一世紀末，平流層臭氧含量將降至目前的 一半以上。
可能產生的影響：
(1)溫室效應對生活的潛在影響 經濟的影響
全球有超過一半人口居住在沿海100 公里的範圍以內，其中大部份住在海港 附近 的城市區域。所以，海平面的顯著上升對沿岸低窪地區及海島會造成嚴重的經濟損 害，例如：加速沿岸沙灘被海水的沖蝕、 地下淡水被上升的海水推向更遠的內陸地 方。
農業的影響
實驗證明在CO2高濃度的環境下，植物會生長得更快速和高大。但是，‘全球變暖
’的結果可會影響大氣環流，繼 而改變全球的雨量分佈與及各大洲表面土壤的含水 量。由於未能清楚了解‘全球變暖’對各地區性氣候的影響，以致對植物生態所 產 生的轉變亦未能確定。
海洋生態的影響
沿岸沼澤地區消失肯定會令魚類，尤其是貝殼類的數量減少。河口水質變鹹可會減 少淡水魚的品種數目，相反該地區海洋魚類的 品種也可能相對增多。至於整體海洋 生態所受的影響仍未能清楚知道。
水循環的影響
全球降雨量可能會增加。但是，地區性降雨量的改變則仍未知道。某些地區可有更多 雨量，但有些地區的雨量可能會減少。此外 ，溫度的提高會增加水份的蒸發，這對 地面上水源的運用帶來壓力。
(2)酸雨對生活的潛在影響
酸性粒子也會沈積在建築物和雕像上，造成侵蝕。例如,建在渥太華的美國 國會大廈一直被大氣中過量的二氧化硫瓦解。石灰岩和大理石跟酸接觸後會轉 變為一種粉碎物質，稱為石膏。此外，橋樑以更快的速度被腐蝕，鐵路工業和 飛機工業同樣的必須花費更多的錢來修補由酸雨造成的損害。酸雨不僅造成了 經濟負擔上的問題，而且也對一般大眾的安全產生危險。舉一個實例，1967 年 俄亥俄河上的橋倒塌，造成46 人死亡。原因為何？由於酸雨的腐蝕。另外，酸 雨也造成暴露在外的雕像受到侵蝕，這造成文化資產的破壞，令許多人擔憂。
酸雨造成最嚴重的影響之一是在森林和土壤。硫酸隨著降雨落到地球而造 成嚴重損害,土壤中的養分也會流失,因此樹木會因為維持生命所必須的鈣和鎂 的流失而枯死。並非所有的二氧化硫都會轉變成硫酸，事實上有一相當的量會 漂浮在大氣中，當最後沈降到地表時，會阻礙葉子的氣孔進行光合作用。研究 顯示當紅雲杉的幼苗被酸鹼值 2.5 到 4.5 的硫酸和硝酸的組合噴灑後，觀察 得知這些幼苗會產生棕色損傷。最後，針葉會減少，同時也發現在酸性高度集 中區域的針葉，生長速度較緩慢，因為在此區針葉凋零的速率大於再生的速率，
光合作用也大受影響。
(3)臭氧破洞對生活的潛在影響
對人體健康的影響，紫外線增加對人類健康有嚴重的危害作用。潛在的 危險包括引發和加劇眼部疾病、皮膚癌和傳染性疾病。實驗証明紫外線會損 傷角膜和眼晶體，如引起白內障、眼球晶體變形等。據分析，平流層臭氧減 少1%，全球白內障的發病率將增加 0.6-0.8%，全世界由於白內障而引起 失明的人數將增加10,000 到 15,000 人﹔如果不對紫外線的增加採取措 施，從現在到2075 年，紫外線輻射的增加將導致大約 1800 萬例白內障 病例的發生。紫外線UV-B 段的增加能明顯地誘發人類常患的三種皮膚疾病 利用動物實驗和人類流行病學的數據資料得到的最新的研究結果顯示，若
臭氧濃度下降10%，非惡性皮膚瘤的發病率將會增加 26%。科學研究也揭 示了UV-B 段紫外線與惡性黑瘤發病率的內在聯系，這種危害對淺膚色的 人群特別是兒童期尤其嚴重﹔人體免疫系統中的一部分存在於皮膚內，使 得免疫系統可直接接觸紫外線照射。人體研究結果也表明暴露於紫外線B 中會抑制免疫反應。已有研究表明，長期暴露於強紫外線的輻射下，會導致 細胞內的DNA 改變，人體免疫系統的機能減退，人體抵抗疾病的能力下降。
這將使許多發展中國家本來就不好的健康狀況更加惡化，大量疾病的發病 率和嚴重程度都會增加，尤其是包括麻疹、水痘、?疹等病毒性疾病，瘧疾 等通過皮膚傳染的寄生虫病，肺結核和麻瘋病等細菌感染以及真菌感染疾 病等。
對陸生植物的影響。臭氧層損耗對植物的危害的機制目前尚不如其對人 體健康的影響清楚，但研究表明，在已經研究過的植物品種中，超過50%
的植物有來自UV-B 的負影響。UV-B 帶來的間接影響，例如植物形態的改 變，植物各部位生物質的分配，各發育階段的時間及二級新陳代謝等可能 跟UV-B 造成的破壞作用同樣大，甚至更為嚴重。
紫外線對水生生態系統也影響巨大。暴露於陽光UV-B 下會影響浮游植 物的定向分布和移動，因而減少這些生物的存活率。研究發現陽光中的UV- B 輻射對魚、蝦、蟹、兩棲動物和其它動物的早期發育階段都有危害作用。最 嚴重的影響是繁殖力下降和幼體發育不全。即使在現有的水平下，陽光紫外 線B 已是限制因子。紫外線 B 的照射量很少量的增加就會導致消費者生物 的顯著減少。
在污染地區如工業和人口稠密的城市，即氮氧化物濃度較高的地區，
UV-B 的增加會促進對流層臭氧和其它相關的氧化劑如過氧化氫（H2 O 2）等的生成，使得一些的城市地區臭氧超標率大大增加。而與這些氧化劑 的直接接觸會對人體健康、陸生植物和室外材料等產生各種不良影響。
