115 高普考高考三級 自然保育 生態學 考古題詳解

核心觀念

本題考查自然干擾（natural disturbance）在生態系中的正面作用。干擾是指在一定時間與空間尺度內，造成生態系統、生物群聚或族群結構改變的事件，例如森林火災、洪水、颱風、乾旱、火山活動及動物造成的啃食或踩踏。干擾不必然等同於生態破壞；其影響取決於干擾的頻率、強度、規模、持續時間，以及生物群聚的適應與恢復能力。

解題方法

題目要求闡述「正面功能」，可依「棲地與資源—群聚與多樣性—生態系運作—演替與恢復」的脈絡作答，並說明正面效果成立的條件。自然干擾通常不是愈強或愈頻繁愈好，而是在特定干擾型態與強度下，有助於維持生態系的異質性、更新與韌性。

自然干擾的正面功能

1. 創造棲地與提高環境異質性 洪水可形成河道、沙洲與濕地；森林火災或颱風可產生林窗、枯木及不同林齡的植群斑塊。這些環境差異提供不同物種所需的繁殖、覓食、躲藏與棲息場所，增加棲地多樣性。

2. 促進資源釋出與再循環 洪水將水分、沉積物與養分帶入河漫地；火災使部分有機物分解或燃燒，促使養分回到土壤。枯木分解亦能供應養分，並成為真菌、昆蟲及其他生物的資源。干擾因而能改變資源的分布與可利用性，促進生態系物質循環。

3. 促進族群更新與生態演替 干擾可移除部分老化、受病害或競爭力較弱的個體，形成更新空間，使幼苗與先驅物種得以建立。其後不同物種依序定殖，推動生態演替，維持生態系的更新與發展。

核心觀念

**邊緣效應（edge effect）**是指棲地邊界及其鄰近地帶，因與周圍環境接觸而產生的環境條件、生態過程與生物組成變化；這些變化可由邊界向棲地內部延伸一段距離。邊緣並非只有一條線，而是具有一定寬度的過渡帶，其影響深度會因棲地類型、邊界對比程度及物種特性而異。

本題重點是說明：棲地被切割後，邊界增加且受到周圍環境影響，進而改變棲地內部條件、群聚組成與生態交互作用，對依賴核心棲地的物種造成不利影響。

解題方法

作答可分成兩層：

1. 成因：由「地景結構改變」切入，說明棲地破碎化如何增加邊界，再交代邊界造成物質與能量交流、微氣候改變，以及生物跨界活動和交互作用。
2. 負面影響：依序從「棲地品質、群聚組成、物種交互作用、族群與基因」說明，展現邊緣效應如何由局部環境變化延伸至生物多樣性及保育結果。

（一）邊緣效應的主要成因（10 分）

1. 棲地破碎化增加邊界比例

道路、農地、聚落、伐採或其他土地利用改變，會使連續棲地縮小、分割成較小的斑塊。棲地斑塊越小、形狀越不規則，通常邊界相對於內部面積的比例越高，受周圍環境影響的面積也隨之增加。

2. 邊界兩側環境差異造成環境梯度

邊界兩側若在植被結構、土地利用或環境條件上差異明顯，便會形成由邊界向棲地內部延伸的梯度。例如森林鄰接開闊農地時，光照、溫度、風速與濕度會在森林邊緣與內部之間出現差異。邊界對比越大，環境變化通常越明顯。

3. 能量與物質跨越邊界流動

邊界會影響光線、風、水分、熱量及有機物的傳輸。森林邊緣較容易受到日照、風及外來水分條件影響，改變林內蒸散、土壤含水量、逕流與養分循環。鄰近人為環境時，污染物、噪音、人為光源或外來物種也可能進入棲地。

4. 生物跨界移動及生態交互作用改變

邊界使不同棲地的物種與資源接近，改變捕食、競爭、寄生、傳粉及種子散播等交互作用。例如周邊環境中的掠食者、巢寄生者或競爭者進入棲地，會增加部分內部物種所受的生物壓力。邊界也可能使生物更容易接觸外部資源或人為干擾。

5. 人為活動在邊界集中

棲地邊緣常鄰近道路、農地或聚落，因此較容易受到人為採集、遊憩、交通、噪音、污染、火災及寵物或家畜進入等干擾。這些壓力可直接改變邊緣環境，也會沿邊界向棲地內部擴散。

（二）邊緣效應對棲地與生物多樣性的主要負面影響（15 分）

1. 棲地微氣候與品質改變

邊緣地帶通常較易受到日照與風的影響，可能出現溫度升高、濕度降低、風速增加及土壤水分減少等變化。乾燥與風害可能增加樹木受損或死亡，並使原有的陰濕、穩定微棲地縮減。

（一）「再野化」的生態意涵

核心觀念

再野化（rewilding）是針對受人為干擾、退化或生態功能失衡的環境，透過恢復自然過程與生物間的交互作用，使生態系逐步恢復自我調節能力、韌性與生物多樣性的保育及生態復育策略。

其重點不只是增加某些物種或劃設保護區，而是讓生態系的關鍵過程重新運作，並降低持續密集的人為管理，使自然過程能主導生態系的變化。再野化也不等於回到某一個固定的「原始自然」狀態；生態系會隨時間與環境變動而演替。

生態內涵與作法

1. 恢復自然過程：恢復自然演替、火、洪水、放牧、捕食、種子傳播及養分循環等過程，使生態系不再完全依賴人為維護。
2. 重建食物網與營養階層：恢復或補足生產者、草食者、捕食者等營養階層，重建食物網的複雜度。
3. 恢復關鍵物種的生態功能：視生態與社會條件，重新引入原生物種，或採取合宜方式補足缺失的功能。例如大型草食動物可藉取食、踩踏與排遺改變植被結構及養分分布；頂級捕食者可調節獵物數量與行為，進而引發營養級連鎖效應。
4. 擴大空間尺度與連結性：維持足夠的棲地面積及棲地間連通，讓物種能移動、擴散與交換基因。
5. 以自我維持為方向：復育初期可進行棲地改善、移除威脅或物種復育；長期則以生態系能自行維持、僅需最低程度管理為目標。

解題方法

本小題宜先給出「恢復自然過程、重建生態功能、促進自我維持」的整體定義，再以食物網、關鍵物種、棲地連結及管理強度說明具體生態內涵。如此可凸顯再野化的核心是恢復生態系功能與動態，而非單純增加物種數量。

（二）再野化在保育上的重要性

保育效益

1. 促進生物多樣性復原：恢復棲地條件、食物網及物種互動，可增加物種存續所需資源與生態位，協助受威脅物種及其他伴生物種恢復。

（一）保險假說與生態系穩定的關係

核心觀念

保險假說（insurance hypothesis）由 Yachi 與 Loreau 提出，說明生物多樣性如何在環境條件變動時，維持生態系功能。物種對氣候、資源或干擾的反應不同；當某些物種在特定環境下減少或功能下降時，其他物種可能增加或維持功能，補上缺口。物種多樣性因此像一種「生物保險」，降低環境變動對整體生態系功能的衝擊。

生態系穩定性可從多個面向衡量，例如生態系功能的時間變異、抵抗環境變動的能力，以及受擾後恢復的能力。保險假說主要強調：多樣性可降低生態系整體功能的時間變異，並有助於維持生產力等功能；它不表示每個物種的族群都更穩定，也不保證生態系的所有穩定性面向都同步提高。

若以各物種對某項功能的貢獻表示，生態系總功能可寫為 $F(t)=\sum_{i=1}^{S} f_i(t)$。當物種對環境變動的反應不同、彼此不同步時，個別物種功能的增減可互相抵銷，使總功能的變異下降。總功能的變異可表示為：

物種間共變異數愈低，尤其呈負值時，總功能變異通常愈小，生態系功能也較穩定。

解題方法

本題分兩步作答：先說明多樣性如何在環境波動下維持生態系功能；再指出造成這種穩定效果的機制。作答時要把「物種個別反應」與「群落或生態系整體功能」分開：單一物種可能大幅波動，但只要其他物種能補償，總功能仍可相對穩定。

（二）支持保險假說的兩個重要機制

機制一：反應多樣性與補償動態