113 高普考高考三級 自然保育 保育生物學 考古題詳解
第 一 題25 分
相較於個體數多的大族群,與其他族群有地理隔離的小族群之滅絕風險較高,請說明小族群在遺傳上可能會面臨什麼樣的問題而增加滅絕風險?試舉 2 個可以挽救小族群遺傳困境的策略。
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核心觀念
本題考查小族群因遺傳變異流失而降低適應力、提高滅絕風險的原因,以及可改善遺傳困境的保育策略。地理隔離會限制個體移入與基因交流,使小族群更容易受到遺傳漂變與近親繁殖影響。
- 遺傳漂變:有限族群中,等位基因頻率因隨機事件而改變;族群越小,改變幅度通常越大,可能使等位基因固定或消失,降低遺傳多樣性。
- 近親繁殖:小族群中親緣相近個體交配的機率較高,增加同型合子比例,使有害隱性等位基因更容易表現,造成繁殖力、存活率或健康狀況下降。
- 有效族群大小:實際參與繁殖、對下一代基因庫有貢獻的個體數,常小於族群總數。遺傳漂變與近親繁殖的影響,取決於有效族群大小,而不只看個體總數。
解題方法
依「族群小且隔離」的條件,先指出基因交流受限,再分別說明兩類遺傳問題:
- 變異流失:小族群的遺傳漂變較強,遺傳多樣性下降,降低面對環境變化、疾病或其他壓力時的適應潛力。
- 近親繁殖與近親衰退:親緣個體較常交配,有害隱性基因較易表現,並可能使繁殖與存活能力降低。族群若因此進一步縮小,遺傳問題又會加劇,形成惡性循環。
策略則針對成因提出:以基因移入補充外來遺傳變異,或以族群管理提高有效族群大小、降低近親繁殖。
遺傳問題與挽救策略
小族群可能面臨的遺傳問題
第 二 題25 分
國土生態綠色網絡(Taiwan Ecological Network)計畫於 2021 年起開始實施「瀕危物種與重要棲地生態服務給付推動方案」。請詳述此方案的實施目的,並論述生態友善給付的主要內容。
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核心觀念
本題考查國土生態綠色網絡計畫如何運用「生態系統服務給付」(Payment for Ecosystem Services, PES),把瀕危物種與重要棲地保育納入農民及在地居民的土地管理行動。核心精神是:生態保育帶來的公共利益由全民共享,保育行動造成的成本則不應只由土地使用者承擔;政府以獎勵給付補償其投入,鼓勵持續採取友善生產、棲地維護及監測通報等作為。
作答時可先說明方案目的,再依「瀕危物種」與「重要棲地」兩大標的整理給付內容,並指出其如何兼顧生態保育與居民生計。
實施目的
- 保全關鍵生態系與棲地:聚焦淺山及平原地區的森林、農田、濕地等生態系,補強保護區以外、與人類生活及生產活動重疊的重要棲地。
- 維護瀕危物種及生物多樣性:鼓勵民眾採取有利於瀕危物種族群與重要棲地的行動,促進物種族群止跌、回升,並維持生態系完整性。
- 提供保育誘因並分擔保育成本:面對友善農法可能增加成本、降低產量,或限制土地利用等情形,以給付作為「生態薪水」,補償保育者所承擔的成本及投入。
- 改善人與野生動物的衝突:透過補償及獎勵,降低居民對瀕危物種出現、活動或造成農損的負面觀感,鼓勵通報及共同保育。
- 促進在地參與及綠網連結:鼓勵農民、地主、社區及地方政府參與棲地管理,發展兼顧生活、生計與保育的措施,建立在地認同,並串聯國土生態保育綠色網絡。
生態友善給付的主要內容
方案內容可分成「瀕危物種生態服務給付」及「重要棲地生態服務給付」兩大類。答題重點在於說明給付的行動與對象;以下列出民國 113 年方案架構下的主要類型。
一、瀕危物種生態服務給付
主要鼓勵農民及社區採取對指定瀕危物種有利的措施,包含:
第 三 題25 分
在自然保護區外的特定區域,識別與建立「其他有效的區域保護措施」(other effective area-based conservation measures,以下簡稱 OECM),被認定為保護全球生物多樣性的有效方式。請定義何謂 OECM,並詳述需對生物多樣性的哪些要素(至少寫出 4 項)進行有效保護的特定區域,才可被認列為 OECM。
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核心觀念
本題考查《生物多樣性公約》第十四屆締約方大會決定 14/8 所採納的 OECM 定義,以及判斷一個區域是否具備實質生物多樣性保育貢獻的要點。以下以命題當年(民國 113 年)的國際框架為準。
OECM 是「其他有效的區域保護措施」(other effective area-based conservation measures)的簡稱,指:
位於保護區以外、具有明確地理界定的區域;該區域受到治理與管理,能對生物多樣性的原地保育產生正面、持續且長期的成果,並兼顧相關生態系功能與服務,以及適用時的文化、精神、社會經濟與其他地方相關價值。
「原地保育」是指在物種及其生態系原有的自然環境中,保育生物多樣性。OECM 的管理目的不一定以生物多樣性保育為主,但必須能實際、持續地帶來生物多樣性保育成果。
解題方法
作答時先寫出 OECM 定義中的四個判斷核心:區域位於保護區以外、具有地理界定、受到治理與管理、能帶來正面且持續的長期原地保育成果。接著列出該區域所保護的重要生物多樣性要素;不必只列四項,將常見類型完整列出更能呈現對判準的掌握。
特定區域可因保護下列生物多樣性要素而具備 OECM 認列價值:
- 稀有、受威脅或瀕危物種的族群或群聚:保育其生存所需的棲地與族群。
- 具代表性的自然生態系:維持具有代表性的自然棲地與生態系。
- 分布範圍狹窄或受限的物種:保護特有種或分布區域有限的物種。
第 四 題25 分
在規劃物種野外族群的保育策略時,估計最小可存活族群(minimum viable population)的大小,可以幫助了解現有族群的滅絕風險。請定義何謂最小可存活族群,試論估計最小可存活族群大小前,需要在保育計畫中收集並獲得哪些族群相關的基礎資料,才能較準確估算?
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核心觀念
最小可存活族群(minimum viable population, MVP)不是適用於所有物種的固定個體數,而是在特定環境、時間範圍與風險標準下,能維持族群存續的最低族群規模。經典定義是:在可預見的人口統計、環境與遺傳隨機變動,以及自然災害影響下,仍有 99% 機率存活 1,000 年的最小隔離族群。實際保育計畫也會依物種世代長度、管理目標與資料條件,另訂存續期間及可接受的滅絕風險。
MVP 通常透過族群存活分析(population viability analysis, PVA)估算:建立反映物種生活史與威脅條件的族群模型,再以模擬或其他量化方法,評估不同起始族群大小在指定期間內的滅絕機率。若以 表示起始族群數、 表示評估期間、 表示該期間滅絕機率,則可將 MVP 表示為:
其中 是保育計畫所設定的可接受滅絕風險。這個結果取決於模型資料、假設、評估期間與風險標準,因此不能把某一研究所得的族群數直接套用到其他物種或地區。
解題方法:估算前應蒐集的族群基礎資料
作答時可依「族群現況、族群變動機制、遺傳與空間條件、外在威脅及資料不確定性」逐項說明。資料須具有足以估計平均值與變異的時間跨度;單一年份的族群數或繁殖資料,通常不足以描述族群面對環境波動時的存續風險。
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族群大小與結構 蒐集現存族群數量、族群趨勢、性別比例,以及年齡或生活史階段結構,例如幼體、亞成體與成體比例。若個體難以直接計數,也應交代調查範圍、方法與族群數估計的不確定性。族群是否由數個亞族群構成、是否存在移入與移出,也會影響模型設定。
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出生、死亡與繁殖資料 估計各年齡或階段的存活率、死亡率、繁殖率、繁殖成功率、性成熟年齡、繁殖頻率、每次產仔或產卵數,以及後代存活率等。這些生命史參數決定族群更新速度;若物種具有明顯的年齡或階段差異,模型也應反映相應的結構。
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族群成長率及其變異 蒐集多年族群數量或指標的時間序列,以估計族群成長率(例如 或 )及其年度變異。除了平均繁殖與存活狀況,也要掌握年度間的好壞波動,並留意繁殖與存活率是否會隨環境條件共同改變。只用平均成長率會忽略不利年份造成的風險。