112 地方特考四等 環保行政類科 環境科學概要 考古題詳解

核心觀念

土壤有機質是土壤中含碳的有機成分，來源包括枯枝落葉、植物根系與殘體、動物遺體及排泄物，以及微生物的細胞與代謝產物。這些物質進入土壤後，經微生物分解、轉化與腐植化，形成不同分解階段的有機物與較穩定的腐植質。

本題重點有二：一是說明土壤有機質形成的來源與過程；二是依其在酸、鹼溶液中的溶解度，區分腐植質的三大類。

解題方法

作答可先交代有機物如何進入土壤，再說明其分解與腐植化過程：生物殘體經微生物作用，一部分被分解成二氧化碳、水及無機養分，另一部分則轉化、縮合成較穩定的腐植質。接著依酸鹼溶解性列出三類，並用「酸、鹼中的溶解情形」作為分類依據。

腐植質依酸鹼溶解度分為：

核心觀念

本題考查降雨落在已封閉掩埋場後的水文收支與水分移動。封場後，地表覆蓋層會改變降雨的去向；雨水可能成為地表逕流、蒸發或蒸散，也可能穿過覆土進入掩埋體，形成滲出水，甚至向下滲入地下土層。

水量收支可用下式表示：

其中，$P$ 為降雨量，$R$ 為地表逕流量，$ET$ 為蒸發與植物蒸散量，$\Delta S$ 為覆土及廢棄物中的水分儲存變化，$D$ 為向下滲漏量。此式用來整理降雨的各種去向；實際分配比例會受覆蓋層設計、地形、植生、土壤與降雨強度影響。

解題方法：依水流路徑逐項說明

降雨落至封閉掩埋場後，可依「地表、覆土、掩埋體、地下」的順序分析：

1. 地表逕流：未入滲的雨水沿地表流動，匯入排水溝或場外水體。若排水設施不足，可能造成積水、沖蝕或覆蓋層受損。
2. 蒸發與蒸散：部分水分由地表蒸發；若覆土有植生，植物也會吸收水分並經蒸散釋出。
3. 覆土入滲與儲存：部分雨水進入封場覆土，在土壤孔隙中暫時儲存；超過土壤蓄水能力的部分再往下移動。

核心觀念

氮循環描述氮在大氣、土壤、水體及生物之間的轉移與形態轉變。大氣中的氮氣（$N_2$）儲量最大，但多數生物不能直接利用，須經固氮作用轉成氨或銨離子，才能進入生物可利用的氮庫。生物死亡或排泄後，含氮有機物再經氨化作用轉成氨或銨離子，回到土壤或水體。

本題重點是畫出氮的主要儲存庫與轉換途徑，並清楚區分：

• 固氮作用：將大氣中的 $N_2$ 轉為氨（$NH_3$）或銨離子（$NH_4^+$），使氮進入生物可利用的形態。
• 氨化作用：微生物分解生物遺體、排泄物等有機氮，產生 $NH_3$ 或 $NH_4^+$，使有機氮回到無機氮庫。

解題方法：先畫出氮循環，再標示兩項作用

作圖時以「大氣氮氣—無機氮—生物有機氮—分解回到無機氮」為主幹，再補上硝化、同化、反硝化等主要途徑。考場上可用下列示意圖：

 大氣氮氣 N₂
 ↑ ↓
 反硝化作用（NO₃⁻ → N₂） 固氮作用
 ↑ ↓
 硝酸鹽 NO₃⁻ ←硝化作用← 氨／銨 NH₃／NH₄⁺
 ↑ ↑
 └── 硝化作用 ── 亞硝酸鹽 NO₂⁻
 ↑
 │ 氨化作用
 │
植物、微生物同化吸收 有機氮
（NO₃⁻、NH₄⁺） ─────────→ 生物體
 │
 遺體、排泄物、落葉
 └────────→ 有機氮

圖中硝化作用的方向為：$NH_3/NH_4^+ \rightarrow NO_2^- \rightarrow NO_3^-$；反硝化作用則將硝酸鹽還原為氣態氮，返回大氣。植物可吸收硝酸鹽或銨離子，經同化作用形成生物體內的有機氮；動物透過攝食取得氮。

核心觀念

本題在考太陽能與風力發電的基本原理，以及兩者作為再生能源的環境效益與限制。太陽能發電主要利用太陽光照射太陽能電池產生電能；風力發電則利用風帶動風機葉片與發電機將動能轉換為電能。兩者的發電量都受自然條件影響，具有間歇性與變動性。

解題方法

可分別從「能源與環境效益」及「土地、生態與供電限制」切入，逐項比較優點與缺點。作答時應同時指出再生能源可減少燃料使用與發電過程的污染，也要說明其發電仰賴日照或風況，並非隨時都能穩定供電。

太陽能發電

優點：

• 太陽能來源充足且可再生，發電時不需燃燒燃料，運轉階段的空氣污染物與溫室氣體排放低。
• 可設置於屋頂、建築物或既有設施上，分散供電，並可減少部分輸電損失。
• 模組可依需求擴充，運轉時噪音低，維護需求相對單純。

缺點：

• 發電量受日照、季節、天候及晝夜影響，夜間無法發電，陰雨或雲量增加時發電效率也會降低。
• 大規模地面型設施占用土地，若選址不當，可能影響農地利用、景觀與棲地。
• 太陽能模組的製造、運輸及報廢回收仍會消耗資源並產生環境負荷，需妥善處理廢棄模組。
• 為配合發電波動，需搭配儲能、電網調度或其他電源，增加系統整合需求與成本。

風力發電

優點：

核心觀念

本題考「食物鏈」的類型與生物間的營養關係。依生物獲取營養的方式，常將食物鏈分為四種：掠食食物鏈、寄生食物鏈、腐食食物鏈、腐生食物鏈。分類時要看能量與物質如何由營養來源傳遞至利用者；食物鏈彼此交錯，形成食物網。

四種食物鏈的特性

1. 掠食食物鏈 從綠色植物等生產者開始，能量經由草食動物傳至肉食動物。沿途生物通常由體型較小、數量較多的生物，傳至體型較大、數量較少的捕食者。 例：草 → 蝗蟲 → 青蛙 → 蛇 → 鷹。

2. 寄生食物鏈 能量由較大的宿主傳給寄生生物，再傳給寄生在寄生生物上的超寄生生物。與掠食食物鏈的方向不同，寄生者通常比宿主小，且一個宿主可能供多個寄生者利用。 例：樹木 → 寄生植物；或哺乳動物 → 跳蚤 → 寄生於跳蚤的微生物。

3. 腐食食物鏈 以生物遺體、枯枝落葉、排泄物等有機碎屑為起點，由腐食性生物攝食，再傳給其捕食者。腐食者是直接攝食碎屑的動物，例如蚯蚓、馬陸及部分底棲動物。 例：枯葉 → 蚯蚓 → 鳥類。