114 高普考高考三級 自然保育 保育生物學 考古題詳解

核心觀念

本題考查生物多樣性的三個層次，以及人類利用生物資源的方式如何形塑不同文化。三個層次為遺傳多樣性、物種多樣性、生態系多樣性；它們彼此關聯，不能只以物種數量衡量生物多樣性。

解題方法

先依「基因—物種—生態系」由小到大說明定義，再分別指出各層次對族群適應、群落穩定與生態功能的貢獻。最後以具體例子說明：不同地方的生物資源與環境條件，影響人們的生計、飲食、技藝與信仰，因而與文化多樣性相互連結。

三個層次的定義與重要性

一、遺傳多樣性（genetic diversity）

指同一物種不同個體、族群或品系之間，基因、等位基因及其組合的差異。例如臺灣不同族群的臺灣櫻花鉤吻鮭，或不同品種的稻米。

遺傳差異使族群具備面對疾病、氣候變遷或環境變動的不同性狀，增加適應與演化的可能性。遺傳多樣性不足時，近親繁殖與遺傳漂變較容易造成有害基因累積，降低族群存續能力。

二、物種多樣性（species diversity）

指特定區域內物種的種類與各物種相對豐度所呈現的多樣程度。評估時不只看物種數，也要考慮各物種個體數的分布是否均勻。

物種各自具有不同的生態功能，參與授粉、分解、捕食、種子傳播與養分循環等過程。物種多樣性有助於維持群落的生態功能與韌性；若關鍵物種消失，可能引發食物網改變及其他物種的連鎖反應。

三、生態系多樣性（ecosystem diversity）

指一定區域內不同生態系、棲地、群落及其生態過程的多樣程度，例如森林、河川、濕地、草原與珊瑚礁等。

核心觀念

本題考查的是「陸域集水區—河川—河口—海洋」的連續性，以及流域尺度的生態系管理。森林不是與河川分離的上游背景：降雨落在森林集水區後，經由樹冠截留、土壤入滲、地表逕流、地下水補注與溪流輸送，將水、泥砂、養分、有機物及生物帶往下游，最後影響河口與近海生態。

集水區是由地形分水嶺界定、地表水與部分地下水匯流至共同出口的區域。流域內上游土地利用造成的水文與物質變化，會沿河網向下游傳遞；因此，保育及治理應以整個集水區為尺度，而非只管理河道或某一行政區段。

河岸林是沿河川、溪流及水體邊緣分布的植被帶，具有遮蔭、穩定河岸、攔截泥砂與營養鹽、提供枯枝落葉及棲地、連結陸域與水域生態系等功能。河岸林的完整性，不只看是否有樹，也包括植被帶的連續性、寬度、原生植群結構、不同年齡層、與周邊棲地的連結，以及河道自然變動空間是否受到保留。

棲地連通性是生物能在不同棲地間移動、擴散、覓食、繁殖及完成生活史的程度。河流本身是縱向廊道，河岸林可形成陸域與水域間的側向廊道，而支流、洪泛地、濕地及河口則共同構成河網與海陸交界的連結網絡。

解題方法

可依「森林集水區的水文調節 → 河岸林與河川棲地 → 河口及海洋的物質、生物連結 → 人為干擾的連鎖效應 → 管理原則」逐段作答。每一段都交代水量、水質、能量或生物如何移動，再說明干擾如何改變這些過程。

集水區水量收支可用下式概念表示：

其中 $P$ 為降水量，$ET$ 為蒸發散，$Q$ 為流出集水區的逕流量，$\Delta S$ 為土壤、地下水及地表蓄水量的變化。森林植被、土壤孔隙及枯落物會影響入滲、蓄水與蒸散，進而改變洪峰、基流及水溫。此式用來說明水文關係，實際流域仍須依時間尺度及水文條件分析。

作答時，應避免只寫「森林能涵養水源」或「河岸林有助保育」等結論，而要補上作用機制。例如森林覆蓋減少會增加地表逕流與土壤沖蝕；泥砂及附著其上的營養鹽進入河川後，會改變水質、河床與水生生物棲地，並可繼續輸送到河口與近海。

森林集水區與河川的生態關聯

完整森林集水區能透過樹冠截留降雨、枯枝落葉覆蓋地表、根系固土及土壤孔隙蓄水，減緩雨水直接沖刷土壤的速度，增加入滲與地下水補注，調節逕流及河川流量。暴雨期間，較穩定的地表覆蓋可降低土壤流失與洪峰逕流；枯水期間，土壤及地下水釋出則有助維持河川基流。

森林也調節溪流的溫度與水質。樹冠遮蔭可降低日照及水溫；林地的土壤與植被可截留部分泥砂、營養鹽與污染物，降低其直接進入溪流的機會。森林枯落物、枝條及昆蟲則是溪流食物網的重要來源，為水生無脊椎動物及魚類提供能量與食物。

河岸林位於陸域與水域交界，具有承接上游影響及維繫河川棲地的作用。其根系可固定河岸土壤、降低岸坡侵蝕；植被帶可攔截從坡地流入河道的泥砂及部分營養鹽；遮蔭可維持適合水生生物的水溫。落葉、倒木及枯枝進入河道後，形成有機碎屑、庇護空間與水流多樣性，支持分解者、底棲無脊椎動物及魚類。

河岸林亦提供陸域生物沿溪谷移動的廊道，並使陸域昆蟲、植物種子及有機物進入水域。河川則讓魚類及其他水生生物在上、下游及支流間移動。河流縱向連通、河岸林側向連通，以及洪泛地與支流等棲地共同作用，才構成完整的流域生態網絡。

不同人為干擾的影響

森林砍伐、道路開闢及坡地開發會減少植被截留與根系固土，增加地表逕流、土壤沖蝕及崩塌風險。道路切坡、排水設施及施工裸露地也可能形成泥砂輸送通道，使濁度上升、河床淤積及水生棲地品質下降。道路與開發帶同時切割棲地，阻礙陸域生物沿河谷移動。

核心觀念

本題考查保育遺傳學如何支援域外繁殖個體的野放決策。遺傳資訊可用來描述原棲地族群的遺傳多樣性與族群結構、挑選適當的繁殖及野放個體，並評估補入個體對原族群的遺傳效益與風險。目標是保存族群的適應潛力，避免近親繁殖與遺傳變異流失，同時降低不適當基因交流造成的負面影響。

重要指標包括：

• 等位基因豐富度與異型合子度：反映族群內遺傳變異；小族群常因遺傳漂變而逐漸喪失變異。
• 親緣關係與近交程度：協助辨識近親個體及近交風險。
• 族群分化與遺傳結構：判斷域外族群與原棲地族群是否來自相同或相近的遺傳單位。
• 有效族群大小 $N_e$：能實際傳遞基因的族群規模，通常小於普查族群數；$N_e$ 愈小，漂變及近交累積通常愈快。
• 遺傳負荷與適應性變異：評估有害隱性變異累積、疾病抵抗力，以及與棲地環境相關的基因型。

解題方法

依「建立遺傳基線 → 挑選來源與個體 → 設計繁殖及野放 → 監測成效與風險」作答，並同時考慮遺傳、人口學、健康、行為及棲地條件。遺傳資料提供決策依據，但不能取代對野放環境承載量、威脅因子及個體存活能力的評估。

1. 建立基線資料 以原棲地族群及域外繁殖個體的基因型資料，估算遺傳多樣性、親緣關係、族群分化、$N_e$、近交及遺傳負荷。採樣需兼顧不同地點、家系與年齡，避免只分析少數個體而誤判族群狀況。

2. 選擇補充來源與野放個體 優先選擇在遺傳上與目標族群相容、能補充其缺少變異，且適應目標棲地條件的個體。利用親緣分析避免近親交配，並讓繁殖個體對後代的貢獻較均衡，以免少數家系壟斷基因庫。必要時比較不同來源族群，確認是否適合混合。

3. 評估遺傳效益 適當的基因交流可提高異型合子度與遺傳變異，降低近交風險，形成「遺傳拯救」（genetic rescue），進而改善繁殖力、存活率或抗病能力。效益須以後代及野放族群的實際繁殖、存活和遺傳監測確認。

核心觀念

生態廊道是能促進生物在不同棲地斑塊間移動的空間或地景元素。它可以是連續的帶狀棲地，例如河岸林、溪流與海岸綠帶；也可以由一連串「踏腳石」棲地構成，或是為跨越道路等障礙而設置的動物通道。廊道的重點在於提升地景連結性，而非只看地圖上是否存在一條綠帶。

棲地破碎化會使原本連續的棲地分割為較小、較孤立的斑塊，增加邊緣效應與移動阻力，造成族群隔離、局部滅絕風險升高及遺傳多樣性下降。生態廊道的保育理論，主要可由以下觀念說明：

• 島嶼生物地理學：棲地斑塊如同陸地中的島嶼，斑塊面積、隔離程度會影響物種移入、滅絕與物種豐富度。
• 複合族群理論：物種可能分布於多個局部族群；個別斑塊的族群會消失，也可能由其他斑塊的個體重新移入而建立。廊道可促進移入與再殖入，降低整個複合族群消失的風險。
• 族群遺傳與救援效應：個體交流可增加基因流，降低近親繁殖與遺傳漂變，並在小族群衰退時帶來補充個體。
• 景觀生態學：連結程度除了取決於斑塊間的物理距離，也取決於物種能否穿越中間地景。森林物種、濕地物種與水獺所感受到的「阻力」並不相同，因此廊道必須依目標物種及生態系設計。

廊道可能具有通行、棲息、過濾、繁殖或庇護等功能，也可能成為外來種、病原或火災擴散的途徑。因此，廊道的效益須以目標物種的實際移動、存活與族群交流來評估，不能只以廊道已完工作為成功標準。

本題沒有指定需套用特定法條或公式。作答時可從生態理論、規劃設計與案例效益三方面說明；臺灣實務上亦透過國土生態保育綠色網絡建置計畫，辨識保育關鍵區域，推動棲地復育、地景連結、友善生產及生態友善治理工程。

解題方法

依序回答「為何需要廊道、廊道如何發揮作用、實務上如何規劃、臺灣有哪些案例及成效」，能同時涵蓋題目要求的「理論」與「實務」。

實務規劃可分為以下步驟：

1. 盤點棲地與威脅：調查核心棲地、物種分布、移動路徑、路殺熱點、河川阻隔及土地利用情形。
2. 設定目標物種與功能：確認要連結哪些族群、棲地或生態系，以及廊道要提供通行、覓食、繁殖或避難功能。
3. 選擇適地措施：可保護或復育連續棲地、營造踏腳石棲地、改善河岸及水道連結，或設置道路上跨越橋、地下涵洞、圍籬與誘導設施。
4. 改善廊道品質：考量廊道寬度、植被與基質、遮蔽、水源、人為干擾及周邊棲地；道路通道須設在動物會使用的位置，並與防護網等措施配套。
5. 持續監測與調整：以自動相機、足跡或排遺調查、路殺紀錄及族群遺傳資料，評估通道使用、道路死亡是否下降，以及族群間是否有交流，再依結果調整設計與維護方式。

臺灣案例與效益

一、國道 3 號苗栗通霄段石虎生態廊道