114 高普考普通考試 自然保育 生態學概要 考古題詳解

核心觀念

本題考查生物多樣性的空間分布，以及兩種以環境資源為主軸的解釋：生產力假說與能量假說。兩者都預期資源較豐富的環境通常能支持較多物種，但強調的資源面向與適用尺度不同。

• 生產力假說（Productivity Hypothesis）：以初級生產力為核心。初級生產力是生產者透過光合作用或化學合成固定能量、形成有機物的速率。生產力提高，通常會增加可供食物與棲地結構的資源，進而提高環境可容納的族群數量與物種數。
• 能量假說（Energy Hypothesis）：以可利用能量的總量或能量通量為核心，主張較多能量可支撐較大的族群總量，降低小族群滅絕的機率，並讓較多物種共存。其能量來源可包括太陽輻射、溫度條件及食物網中的能量供應；不同研究對能量指標的操作方式不盡相同。

兩種假說在機制上有所重疊：初級生產力會形成食物網可利用的能量，因此常呈正相關；但它們並非同義。生產力著重「有機物生產的速率」，能量假說則著重「可供生物使用的能量及其對族群、滅絕與共存的影響」。

解題方法

作答時依序處理三件事：先分別說明兩個假說的資源概念，再交代資源如何影響物種數，最後比較其空間尺度適用情境。尺度上的關鍵是區分「局部環境能支持多少物種」與「較大區域內能累積多少物種」，並避免把兩個假說簡化成相同的「資源愈多、物種愈多」。

生產力假說的內容與尺度

在局部或小尺度上，較高的初級生產力通常代表更多植物生物量、食物與棲地結構，因而可支持較大的族群及較多的物種。這種關係常用來解釋同一地區內，不同棲地或生產力梯度上的局部物種豐富度差異。

在較大尺度上，若某區域的平均生產力較高，整體可供生物利用的資源可能較多，因而支持更多物種。然而，生產力與物種豐富度不必然呈線性正相關：生產力過高時，少數競爭力強的物種可能排擠其他物種，形成單峰或遞減關係；

核心觀念

本題考查臺灣海岸生態系的棲地類型、地形與底質關係，以及濱海藍碳生態系的判定。作答時應先依海岸地形與底質整理棲地，再依不同海域的氣候、水深與海流，說明各類棲地的大致分布。

濱海藍碳是指沿岸生態系吸收並長期儲存的碳。國際上公認的主要濱海藍碳生態系為紅樹林、潮汐鹽沼（鹽澤）及海草床。其共同特徵是有植被固定碳，且碳可累積於植物體與沉積物中。河口、潟湖、珊瑚礁、藻礁、岩礁及泥沙灘本身並非這項國際分類的主要藍碳類型。

解題方法

可用「海岸地形與底質 → 棲地類型 → 臺灣各區分布 → 藍碳分類」作答：

1. 先按底質和環境條件辨認泥灘、沙灘、岩礁、珊瑚礁、藻礁等棲地。
2. 再補上河口、潟湖、鹽澤、紅樹林及海草床等濕地或植被棲地。
3. 依臺灣海岸與主要離島的地形、海流和水溫，說明這些棲地的分布型態。
4. 最後明確圈出紅樹林、鹽沼與海草床，避免把所有海岸植被或產碳棲地都列為國際公認的主要藍碳生態系。

棲地分布型態

臺灣本島西部與西南部

西部海岸坡度較緩，河川輸砂與潮汐作用顯著，泥沙質海岸、河口、潮間帶泥灘及沙灘分布較多。雲嘉南至高屏一帶可見河口、潟湖、沙洲、泥灘與鹽澤相互交錯的濱海濕地；部分河口及潮間帶有紅樹林。此區的棲地常形成連續或鑲嵌分布的濕地帶，適合底棲生物、魚蝦幼生及水鳥利用。

臺灣本島北部與西北部

北部河口及避風、淤積較穩定的潮間帶可形成泥灘、河口濕地、紅樹林及鹽澤。淡水河口一帶有紅樹林與草澤；桃園沿岸則以藻礁聞名。西北部部分海岸另有礫石灘、沙灘及潮間帶棲地。藻礁由鈣化藻類等生物長期累積形成，具有重要生態價值，但不屬國際公認的主要濱海藍碳類型。

臺灣本島東部

東部海岸受中央山脈緊鄰海岸及海底陡降等地形影響，常見岩岸、礫灘、岩礁及局部珊瑚礁；河口與小型海灣則形成局部沙灘或泥沙底棲地。相較於西部，大片泥灘、鹽澤與紅樹林較少，棲地多呈狹窄、零散分布。

臺灣本島南部與恆春半島

南部及恆春半島水溫較高，珊瑚礁、珊瑚礫與岩礁海岸發達，海灣內亦有沙灘及淺海軟底質環境。小琉球及屏東沿岸具有珊瑚礁等熱帶海岸棲地。海草床多分布於避風、淺水、光照充足且底質適宜的海灣或潮下帶軟底質區，範圍較零散。

主要離島

核心觀念

**生物地球化學（Biogeochemistry）**研究化學元素與化合物如何在生物圈、大氣圈、水圈與岩石圈之間移動、轉化與儲存。它整合生物學、地質學、化學與生態學，關注碳、氮、磷、硫及水等物質如何透過生物作用、化學反應與地質過程循環。

生物地球化學循環是元素或物質在生態系各組成部分間的輸入、移動、轉化、儲存與輸出。其速率與方向會受生物活動、溫度、水分、氧化還原狀態、地形與地質作用影響。氣候變遷會改變這些條件，進而改變循環；循環變化也會透過溫室氣體排放、碳吸收與地表反照率等機制影響氣候，形成雙向作用與回饋。

解題方法

本題可先界定生物地球化學，再以「氣候如何改變循環」及「循環如何回饋氣候」兩方向作答。舉例以碳、氮、水循環為主，並補充海洋與凍土等重要儲庫，便能涵蓋主要作用機制。

生物地球化學循環與氣候變遷的相互關聯

一、碳循環：氣候調節的核心

碳在大氣中的二氧化碳、海洋溶解無機碳、生物體、有機土壤、化石燃料與碳酸鹽岩之間循環。光合作用吸收大氣二氧化碳，呼吸、分解與燃燒則將碳釋回大氣；海洋也透過氣體交換吸收或釋出二氧化碳。

人為燃燒化石燃料、水泥生產及土地利用變遷，使碳由地質或陸域儲庫快速進入大氣，增加溫室效應並造成暖化。反過來，暖化會改變碳循環：

• **陸域生態系：**溫度升高可能加快土壤有機質分解與土壤呼吸，使二氧化碳釋放增加；乾旱、熱浪與森林火災會降低植被碳吸收，並將生物量中的碳釋回大氣。另一方面，在水分、養分與生長季條件適宜時，植物生長與光合作用可能增加，形成碳吸收。
• **凍土與泥炭地：**凍土融化會使原先凍結的有機碳暴露於分解作用；有氧環境主要產生二氧化碳，缺氧環境則可產生甲烷。這些排放又加劇暖化，構成正回饋。
• **海洋：**海水升溫會降低二氧化碳溶解度，削弱海洋吸收大氣二氧化碳的能力；分層增強也可能減少表層與深層水體的混合，改變碳輸送。海洋吸收二氧化碳則會造成海洋酸化，影響鈣化生物及海洋食物網，進而改變生物碳泵。
• **土地利用變遷：**森林砍伐與土壤擾動會使植被及土壤碳庫減少，並改變地表能量、水分與反照率，影響區域乃至全球氣候。

二、氮循環：連結溫室氣體與生態系碳吸收

核心觀念

本題考查海洋生物多樣性的地理與生態成因。物種數量高，常與地理位置、海流交會、環境梯度、棲地種類及生產力有關。臺灣四面環海，海域面積相對不大，但位於西太平洋多個海洋生態系的交界，海洋環境變化豐富，能支持不同生態需求的物種。

題幹所列「單位領海面積物種數」是物種數除以領海面積的比較，並非完整的生物多樣性指數；分析時應說明臺灣物種豐富的生態成因，也要避免把高密度直接等同於整體生態狀況較佳。

解題方法

可從「位置與海流」、「海域環境與棲地」、「物種移動與生產力」三個層次分析，並連結它們如何增加物種來源、棲息空間與生態區位。

臺灣海洋生物多樣性高的原因

一、位於熱帶與亞熱帶交界，兼具南北物種

臺灣南北跨越不同緯度，南部較暖，北部受季節性低溫影響較明顯，形成水溫及季節條件的差異。熱帶、亞熱帶及較偏溫帶的物種都可能在臺灣周邊出現，使海域物種組成更加多樣。

二、位處多個海洋生態系交會處

臺灣位於東海、南海與菲律賓海等海洋生態系的交界，也接近全球海洋生物種類豐富的印度太平洋區域。不同海域的物種可隨海流進入或經過臺灣周邊，形成生態交會帶（ecotone）的效果，增加物種來源與混合機會。

三、海流交會，輸送不同水團與生物

臺灣周邊受黑潮、中國沿岸流及南海水團等影響。黑潮帶來溫暖的外洋水及洄游生物；中國沿岸流在季節變化下影響北部與臺灣海峽水域；南海水團則影響南部海域。