台灣本土生態研習講稿
及勤奮努力。這一切的一切就只是努力的長大、繁衍後代。在此其中也呈現出人類無法做到的分工合作、自我犧牲、無怨無悔的忘我境界。雖然有時會對人類造成某些程度的危害,但牠們同時也是生態環境的一份子,在自然界中扮演著舉足輕重的角色不容我們輕忽。生活在共同的地球上,我們必須體認環境是現實的,只有想辦法去適應它,否則再高等的生物也會被環境所淘汰掉,這就是達爾文進化論中所標榜的「適者生存,不適者滅亡」的天擇理論。
生態學概論
賴伯琦博士
(國家科學委員會 博士後研究員)
何謂生態學?
Eco,源自希臘文oikos,意思是指「家戶研究」的意思。而Economic則是指「家庭生計之研究」,而後引申為「經濟」;Ecology,則是指「居家環境之研究」,而後引申為「生態」。
生態學,便是指研究我們所居住的環境—地球—之內容與其變動的科學。因此,也有人將地球比喻為一個在太空中的有機太空船 (Spaceship Earth)。在太空中,太空船的維生系統是最重要的系統—維持生命的繼續,而地球的維生系統包括:空氣、水、糧食、動力與廢物清理。
自然界中所有的生物各司其職:綠色植物─製造氧氣、使用二氧化碳與太陽能合成食物來源;動物、非綠色植物、其他─使用食物,消耗食物;微生物─分解動植物的軀體與代謝廢物。於此,人的角色為何?
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由於人類活動範圍的擴大,自然地的面積越來越小,使得地球的維生系統受到衝擊。因為人類活動的層面越來越複雜,使得生態學的研究與思潮逐漸由生物的研究擴展至更多的議題。
與生態學研究領域相關的包括:生態學─經濟學;生態學─工程學(復原生態學);生態學─野生動物管理(保育生態學);生態學─分類學(生物多樣性研究);生態學─化學(生態毒理學);生態學─水文學(溼地生態學);生態學─農業學(農業生態學);生態學─哲學(環境倫理學);生態學─文學;生態學─政治學。
由此,可以瞭解到,生態學所探討的內容是十分龐雜而多元,其中,對於自然生態的研究則以「生態系統」為初步瞭解的重要內容。「生態系統」,基本上包含兩個主要的部分:「生態系的結構」與「生態系的功能」。
生態系的結構
生物角色的分類可區分為:生產者─通常為可行光合作用的綠色植物;初級消費者─通常為草食性動物;次級消費者─通常為小型肉食動物;三級消費者─通常為大型肉食動物;分解者─為腐生性動、植物。
各角色間的數量關係,以生產者的數量最大、初級消費者次之、二級消費者再次之、三機消費者再次之、最高級消費者數量最少,由於分解者必須分解所有生物的軀體,所以,數量最大,但不列在角色間的關係中。
有關於生態系統,有下列幾個重要的名詞。
食物鏈:各生物間的角色關係為鏈狀結構
食物網:由於各食物鍊之間交互連結而形成的網狀結構
生態席位 (Niche):依各生物體在其群聚中的角色,也可以說是在棲地環境中的位置與功能性角色。
族群:而由同種生物所形成的生物群落 群聚:是由許多不同物種所構成的生物群
在一個群聚中,不同的族群在環境所生存的條件與扮演的角色,便是生態系統中重要的生態席位。而生態席位的分佈情形,正式生態系統中非常重要的結構。
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生態系統
賴伯琦博士
(國家科學委員會 博士後研究員)
蓋亞(Gaia)假說
James Lovelock(物理科學家)提出。
生物圈是一個自我調節的實體,經由控制化學與物理環境,而具有使我們的地球保持健康的能力。
生物圈是一個高度整合且自行組織的系統控制體,在生態級系中,有二種調控的模式:定點調控─內環境平衡、非定點調控─流動平衡。
體內的平衡包括水分的平衡、養分的平衡、與氣體的平衡,所有的平衡必須維持在一定的範圍中,即為「定點調控」模式。
生態的平衡卻是屬於「非定點調控」模式,其意指為何?
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生態的平衡,可以說是「生態系的功能」之表現過程。
生態系的功能
生態系的功能包括:能量流轉、物質流轉、自然族群的變化過程、及調節維持平衡(平衡,卻非恆定)。
能量的流轉乃是指由太陽能為植物所利用後,透過食物網的傳遞過程。其中,有關能量的流轉,「能量定律」是能量流轉過程中非常重要的現象。
物質的流轉,則是指自然界與生命有關的物質在食物往中流轉的過程。
那些物質為:生命型態者包括碳─澱粉、肝醣、氧─呼吸、氮─蛋白質、硫─組織,而非生命型態者包括礦物質與水。
自然族群因為自然環境的不斷變動,因而有不同的變化過程。 其影響因素包括:食物關係、生命週期、競爭關係、與自然因素。
上述生態系所有功能皆使得生態系的平衡處於非恆定狀態。
這樣非恆定卻平衡生態系統,對人類面對環境問題又有如何的啟示?
校園生態教學
賴伯琦博士
(國家科學委員會 博士後研究員)
以一段影片作為生態課程說明的介紹
影片—「拉拉山國有林自然保護區及插天山自然保留區之動物簡介」 位於台北縣烏來鄉與桃園縣復興鄉交界處。 森林相以台灣山毛櫸純林為特色。 保護區內的動物:
鳥類—紋翼畫眉、白耳畫眉、藍腹鷴、黃嘴角鴞、林雕、黃山雀、赤腹山雀、白喉笑鶇、
茶腹鶳、紅頭山雀、青背山雀、白耳畫眉、冠羽畫眉、繡眼畫眉、白尾鴝、紫嘯鶇、小剪尾、藪鳥、大冠鷲、灰喉山椒鳥。
昆蟲—無霸勾蜓、寬尾鳳蝶、大紫蛺蝶、夸父綠小灰蝶、拉拉山三尾小灰蝶。(幾乎台
灣所有的昆蟲種類都有)
兩生類—斯文豪氏赤蛙、梭德氏赤蛙,、莫氏樹蛙。 爬蟲類—斜鱗蛇、高砂蛇。
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哺乳類—條紋松鼠、台灣黑熊、石虎、山豬、山羌、黃鼠狼、穿山甲、台灣彌猴、白面
鼯鼠。
由影片中的資料,結合生態系統相關的學理分析,形成對特定地區生態系的介紹。
以四張犁國小校園中的動、植物資料為例
瞭解校園內之動、植物
以數位相機拍攝動、植物作為資料記錄
將植物資料區分為真菌類(蕈類)、裸子植物、被子植物 利用植物外型的花、果特徵,查出其名稱
將動物的資料區分為昆蟲、兩生類、爬蟲類、鳥類等 盡可能利用資料查出其名稱
根據所得資料建立各物種於生態系統內的關係,並配合得知之物種特性,呈現校園動植物的生態課程,教學重點:
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校園生態系統之特性
校園內物種於該生態系統內之特質 在校園生態系統中,物種間的關係。
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