109 地方特考三等 環保技術 環境科學 考古題詳解

核心觀念與解題方法

本題是名詞解釋題，重點在於掌握五個環境科學概念的定義、作用或判斷基準。作答時可依序說明概念指涉的對象、相關過程或衡量方式，再補上代表性例子；不必只列名詞，也不必延伸成完整申論。

（一）環境負荷（environmental loading）

**定義：**環境負荷是人類活動施加於環境的壓力或輸入量，常以一定時間內排入環境的污染物、溫室氣體、廢棄物或資源消耗量表示。例如工廠排放的二氧化硫量、都市污水排放量，均可視為環境負荷。

環境負荷常以「量」描述，例如每日排放多少公斤污染物；污染物在環境中的濃度，則會受負荷量、環境容量、稀釋及分解等因素影響。因此，環境負荷不等同於環境中的污染濃度，也不等同於污染造成的最終影響。

**解題技巧：**抓住「人為活動對環境造成的壓力或輸入量」這個核心，並用排放或消耗的例子說明，可避免把環境負荷誤寫成污染濃度。

（二）氮循環（nitrogen cycle）

**定義：**氮循環是氮在大氣、生物、土壤及水體之間，經由生物作用與化學作用持續轉換、移動的過程。大氣中的氮氣約占空氣主要成分，但多數生物不能直接利用氮氣，須先轉成可利用的含氮化合物。

主要過程如下：

1. **固氮作用：**固氮微生物、閃電或工業製程將氮氣轉變為氨或其他含氮化合物。
2. **同化作用：**植物吸收銨離子或硝酸根，合成胺基酸、蛋白質等有機含氮物；動物則由攝食取得氮。
3. **氨化作用：**生物遺體及排泄物中的有機氮，經分解轉為氨或銨離子。
4. **硝化作用：**微生物在有氧條件下，將銨離子依序氧化為亞硝酸根、硝酸根。
5. **反硝化作用：**微生物在缺氧條件下，將硝酸根還原成氮氣或其他氣態氮化物，回到大氣。

**解題技巧：**按「氮氣進入生物可利用型態、進入生物體、分解回到無機氮、再返回大氣」的方向記憶；尤其要區分硝化作用（氨轉為硝酸根）與反硝化作用（硝酸根轉為氮氣）。

（三）永續發展（sustainable development）

**定義：**永續發展是滿足當代需求，同時不損及後代滿足其需求能力的發展。此概念強調發展與環境保護並重，也要求兼顧世代內與世代間的公平。

實務上常以三個面向說明：經濟發展、社會公平、環境保護。例如，經濟活動需維持長期發展能力，改善生活與分配公平，並避免資源耗竭、污染累積及生態系退化。

核心觀念

本題考查從「地球圈生態系」整體觀點，說明全球暖化與臭氧層破壞如何影響生物圈及其與大氣圈、水圈、岩石圈之間的作用。作答須涵蓋氣候與環境條件的改變、生物個體與族群反應、生態系結構與功能變化，以及物質循環所受的影響。

地球系統可概分為大氣圈、水圈、岩石圈與生物圈。各圈彼此連結，某一圈的變動會透過能量流動、物質循環及生物交互作用傳遞至其他圈。

「全球暖化」是大氣中溫室氣體增加，使地球系統能量收支改變、平均溫度上升的現象。題目著重其生態效應，不必推導溫室效應公式。

「臭氧層破壞」是平流層臭氧濃度降低，使到達地表的紫外線，尤其是 UV-B 輻射增加。臭氧層原有吸收部分紫外線、保護地表生物的功能；臭氧層變薄會改變生物所受的輻射環境。

解題方法

以「環境因子改變 → 生物反應 → 生態系功能與地球圈影響」的因果鏈作答。兩項議題分開說明，再點出它們的共同結果：改變生產力、生物多樣性、食物網及生物地球化學循環。

全球暖化對地球生態系的影響

1. **氣候與棲地改變：**平均氣溫升高，降水分布、蒸發散與水文條件改變；熱浪、乾旱、強降雨等極端事件增加，使陸域、淡水、海洋及極地生態系承受壓力。海冰與冰河消退，也會改變寒冷地區生物的棲地。

2. **物種分布與生活史改變：**物種可能向高緯度或高海拔遷移，繁殖、遷徙、開花與孵化時序也可能改變。若物種移動能力不足，或依賴的棲地消失，族群量便會下降，局部滅絕風險上升；不同物種反應速度不一，也會造成原有生物交互作用失配。

3. **生態系結構與生物多樣性改變：**原有物種組成、優勢種及群落分布可能改變，食物網關係受到影響。海洋暖化與海洋酸化會對珊瑚及其他海洋生物造成壓力，珊瑚礁受損也會牽動依賴其棲地與食物來源的物種。

核心觀念

本題考查土地開發與環境保育的衝突，以及不同地形原有的生態與水文功能。山坡地具有水源涵養、土壤保持與維繫森林棲地等功能；低窪地常是洪水暫存、地下水補注及濕地生態的重要空間。開發會改變地表覆蓋、地形與排水系統，可能增加災害風險並損及生態系服務。

涉及法規時，以命題當年（民國 109 年）法規為準。相關法規包括《水土保持法》、《環境影響評估法》、《山坡地保育利用條例》及《濕地保育法》；實際開發仍須依開發類型、區位與規模，判斷應適用的許可及環評規定。

解題方法

採「分地形、看功能、推導影響」的方式作答：

1. 先指出山坡地與低窪地原有的環境功能。
2. 說明開發如何改變土地、水文與棲地。
3. 推導對土壤、水資源、生態與災害風險的影響。
4. 最後補充規劃管理與減輕措施，呈現保育與開發並重的觀點。

一、山坡地開發的環境影響

• **水土流失及地質災害增加：**整地、開挖、填方與道路建設會移除植被、擾動土層，降低土壤穩定性；豪雨時容易造成沖蝕、崩塌及土石流，並將泥砂帶入下游河川、水庫或農地。
• **水源涵養與水文調節功能下降：**植被減少、地表硬鋪面增加，會降低雨水入滲與土壤蓄水能力，增加地表逕流及洪峰流量；乾季時基流補注可能減少，水資源調節能力降低。
• **棲地破碎與生物多樣性下降：**道路及建築切割連續森林，造成生物棲地縮小、隔離，妨礙物種移動與繁殖；開發也可能帶來噪音、光害及人為干擾。
• **水質與下游環境受影響：**施工裸露地的泥砂、營建廢水及生活污水可能進入溪流，增加濁度與污染負荷，影響水生生物及下游用水。

二、低窪地開發的環境影響

核心觀念

本題比較兩種春、冬季常見的境外傳輸氣膠：亞洲沙塵是以自然礦物塵粒為主的沙塵暴輸送；城市灰霾則以人為燃燒與工業排放形成的細懸浮微粒為主。作答應依序交代各自的形成條件、源區與輸送路徑，以及粒徑特徵。

粒徑判讀可用空氣中常見的粒徑分類：PM₁₀指空氣動力學直徑小於或等於 $10\,\mu\text{m}$ 的粒子，PM₂.₅則指小於或等於 $2.5\,\mu\text{m}$ 的粒子。沙塵通常較粗，灰霾則以細粒為主；兩者都可能含有部分不同粒徑的粒子。

解題方法

先分辨「源頭是地表揚塵，還是燃燒及工業排放」，再連結形成條件與粒徑。亞洲沙塵須從乾旱、植被稀少的地表受強風揚起說明；城市灰霾則須從污染排放累積，以及氣象條件不利擴散說明。最後補上冬季東北季風與冷氣團活動將大陸氣團輸送至臺灣的背景。

兩種境外污染物比較

核心觀念

溫室效應是大氣中的溫室氣體吸收地表放出的長波輻射，再向各方向放射能量，使地表及低層大氣維持較高溫度的自然過程。水蒸氣、二氧化碳、甲烷、氧化亞氮及臭氧等均具有溫室效應。自然溫室效應使地球適合生物生存；人類燃燒化石燃料、砍伐森林及農牧活動增加溫室氣體濃度，則會加強溫室效應，造成全球暖化與氣候變遷。

本題分別考查：增強溫室效應對全球環境的連鎖影響，以及畜牧沼氣燃燒如何兼顧能源回收與減少暖化效應。

解題方法

第一小題可依「增溫 → 冰雪與海洋變化 → 水文與氣候改變 → 生態與人類社會衝擊」的因果順序作答。除列出環境變化外，應補上其影響，避免只寫現象名稱。

第二小題從沼氣的主要成分甲烷切入：比較甲烷直接逸散與燃燒後轉為二氧化碳的暖化效應，再補充燃燒所回收的熱能或發電效益。

（一）溫室效應對全球環境變遷之影響

人為增加溫室氣體會使大氣截留更多地表長波輻射，造成全球平均氣溫上升，並進一步引發下列變化：

1. 冰雪消融與海平面上升 高山冰河、格陵蘭及南極冰層融化，使海水量增加；海水受熱膨脹也會推升海平面。沿海低窪地區及島嶼因而面臨淹水、海岸侵蝕、鹽水入侵及土地流失風險。

2. 降雨與水文循環改變 氣溫上升會加速蒸發並改變大氣含水量及降雨分布。部分地區可能降雨增加、洪水風險提高；另一些地區則可能乾旱加劇、水資源減少，影響農業灌溉與民生供水。

3. 極端天氣事件與熱危害增加 熱浪可能更頻繁或更強，增加熱傷害與超額死亡風險。降雨型態改變也會加重部分地區的豪雨、洪水及土石流危害；乾燥與高溫則可能提高森林火災風險。極端事件的變化會因地區而異。

4. 海洋環境變化 海洋吸收熱量後升溫，可能造成海水分層加強及海洋生態改變。珊瑚礁容易發生白化；若大氣二氧化碳增加，海洋吸收二氧化碳也會造成酸化，影響珊瑚、貝類及其他需形成碳酸鈣外殼或骨骼的生物。

5. 生態系與物種分布改變 氣候帶移動會使物種棲地向高緯度或高海拔遷移；無法適應或遷移的物種可能減少甚至滅絕。