113 高普考高考三級 昆蟲 昆蟲生態學 考古題詳解

核心觀念

本題考查昆蟲生態學的五個基本名詞，重點在於精確界定各概念，並說明它們在族群、群集與生態系研究中的意義。作答時宜交代定義、常見衡量方式，以及容易混淆之處。

解題方法

逐一採用「定義 → 生態學意義 → 常見例子或區辨」的方式說明。名詞題不需推導計算式，但應指出適用的衡量單位或概念關係，避免只做字面翻譯。

(一) Biomass（生物量）

生物量是指某一特定時間與空間範圍內，生物個體或群體所含有機物質的總量，常用來表示族群或群集所累積的物質。生態學上通常以乾重表示，單位如每單位面積的克數（$g/m^2$）；研究水域時也常用每單位體積的生物量。

昆蟲生態研究可測量某樣區內昆蟲的總乾重，或某一物種的總生物量。生物量與個體數不同：個體數相同的兩群昆蟲，若體型不同，生物量可以相差很大。若採濕重，須注意含水量會影響比較結果。

(二) Diapause（滯育）

滯育是昆蟲在特定發育階段出現的、受生理機制調控的發育停滯或延遲狀態，能使昆蟲度過不利季節，並在適當時機恢復發育。常見於卵、幼蟲、蛹或成蟲階段。

滯育通常由日長、溫度等環境訊號預先誘導，並伴隨代謝與生理活動的調整；結束滯育也可能需要特定條件，例如低溫處理。它不同於單純因低溫、乾旱或食物不足造成的暫時性發育遲緩：滯育有較固定的發育程式，且常在環境尚未直接惡化前就受到誘導。

(三) Dominant（優勢種／優勢者）

優勢種是指在群集中相對具有較高影響力的物種；其優勢可依不同指標判定，例如個體數多、生物量大，或對資源利用及群集結構有較強影響。因此，判定「優勢」時應說明所採用的指標與範圍。

在昆蟲群集中，某種昆蟲若個體數或生物量遠高於其他種類，常被稱為優勢種。優勢種不必然是物種數最多的群集，也不等同於「最常見」或「生態功能最重要」；不同採樣方法、季節與環境尺度，也可能得到不同的優勢種判定。

(四) Ecological succession（生態演替）

生態演替是生物群集的物種組成與結構，隨時間在一定環境條件下逐步改變的過程。演替可能由新生或受干擾的棲地開始，伴隨物種遷入、定殖、競爭與環境改變，形成不同的群集階段。

核心觀念

本題考查昆蟲族群在空間中的三種基本分布型態：隨機分布、均勻分布、聚集分布，以及如何用機率分布與樣本的平均數、變異數加以描述和判別。

把棲地劃分成大小相同的樣區，令 $X$ 為任一樣區內的昆蟲數量。以各樣區昆蟲數的平均數 $\bar{x}$ 與變異數 $s^2$ 比較，可用變異數與平均數之比作為離散指數：

理論上，隨機分布符合 $s^2=\bar{x}$；聚集分布的變異數大於平均數；均勻分布的變異數小於平均數。

解題方法：以各型態的機率假設說明

一、隨機分布（random distribution）

若昆蟲在棲地中隨機出現，且個體彼此獨立、各位置被占據的機率相同，則等面積樣區中的個體數可用卜瓦松分布（Poisson distribution）描述：

其中 $\lambda$ 是每個樣區的平均個體數。卜瓦松分布的平均數與變異數相等：

因此隨機分布時 $I\approx 1$。隨機分布不代表個體彼此等距；偶然出現的小群聚仍可能發生。

二、聚集分布（clumped／aggregated distribution）

核心觀念

本題比較兩類生物防治天敵：寄生性天敵與捕食性天敵。此處的「寄生性天敵」主要指昆蟲學中常用的寄生蜂、寄生蠅等寄生者（parasitoid）：其幼期在單一寄主體內或體表發育，最後通常使寄主死亡。這與成蟲期長期取食寄主、但通常不立即致死的典型寄生者不同。

**捕食性天敵（predator）**則是在其生活史中捕食多個獵物，並直接殺死獵物取食的天敵，例如瓢蟲捕食蚜蟲、草蛉幼蟲捕食小型昆蟲。

解題方法

題目要求從「生態學習性、食性及害蟲與天敵關係」比較，適合依序整理三個面向：

1. 生態學習性：比較天敵與害蟲的生活史、活動型態、與獵物或寄主的接觸方式。
2. 食性：比較一生中利用的害蟲個體數、寄主或獵物範圍，以及取食發生在哪個發育階段。
3. 害蟲與天敵關係：比較單一害蟲個體與天敵的關係，以及天敵控制害蟲族群的方式。

這樣作答能直接扣合題目三個提示，也能避免只寫「一個寄生、一個捕食」而未說明生態差異。

比較說明

核心觀念

本題考查昆蟲生態學中的 $r$－$K$ 選擇理論，並要求把生殖與族群特徵，連結到害蟲發生型態及防治策略。

在邏輯斯成長模型中，$r$ 是族群在資源充足、密度低時的內在增長率；$K$ 是環境容納量，即環境長期可支持的族群上限：

$r$ 型生物偏向提高繁殖與擴散能力，擅長利用短暫、變動的環境；$K$ 型生物偏向提高競爭與利用有限資源的能力，族群較常受密度制約而維持在環境容納量附近。這是連續光譜，並非把所有昆蟲絕對分成兩類；同一物種也會因環境條件而呈現不同程度的特徵。

解題方法

依題目要求，從四個面向比較兩類害蟲：生活習性、生長型態、危害特性、防治方法。作答時先說明典型生態特徵，再推導其害蟲管理含意：$r$ 型重點在及早監測、壓低快速增殖與遷入族群；$K$ 型重點在掌握密度制約、棲地與長期累積危害，採持續管理。

$r$ 型害蟲

**生活習性：**通常體型較小、世代時間短、性成熟早、繁殖力高，每代產生許多後代，親代照護少。較能利用新生、受擾動或暫時性的資源，擴散及重新定殖能力強。

**族群增長：**在資源充足、族群密度低時，族群可快速呈指數增長，曲線近似 J 型；繁殖快、世代短，族群數量常出現大幅波動。當資源耗竭、天敵或病原增加等環境阻力上升時，族群增長會受到限制，實際族群不會無限增加。

**危害特性：**常在短時間內迅速增加，容易突然暴發；即使一次防治降低了族群，仍可能因殘存個體繁殖迅速，或外來個體遷入而快速恢復。常見於適應作物田等受擾動環境的害蟲，例如蚜蟲、葉蟎等典型快速繁殖類群。

**防治方法：**採取早期監測與及時處理，避免族群進入快速增長期；配合田間衛生、清除寄主或受害部位、適當輪作與栽培管理，減少繁殖與再侵入來源。

核心觀念

族群調節是指環境因素使昆蟲族群的出生、死亡、遷入或遷出發生變化，進而限制族群密度或使密度回復到某個範圍。分析外在因素時，重點在於因素如何作用，以及作用強度是否隨族群密度改變。

人口學上，族群數量變化可概括為：

其中 $N$ 為族群數量，$B$、$D$、$I$、$E$ 分別為出生、死亡、遷入與遷出。外在因素可藉由改變這些項目影響族群增減。

解題方法：依因素來源與密度依賴性分類

本題要求詳述「外在因素」，宜先界定外在因素是昆蟲個體或族群之外的生物與非生物環境作用，再說明其分類、調節機制及例子。答題時須特別區分：

• 密度依賴因素：作用強度通常隨族群密度上升而增強，具負回饋效果，是維持族群密度的重要調節機制。
• 密度非依賴因素：作用強度不以族群密度為條件，常由天候或災害直接造成族群數量波動；它能限制族群，卻不一定使族群密度回復到固定水平。

一、生物性因素

1. 天敵與寄生者

捕食者、寄生蜂、寄生蠅及病原微生物會增加昆蟲的死亡率。當寄主或獵物密度升高時，天敵容易找到並利用資源，天敵數量也可能隨之增加，使取食或寄生壓力加重，形成密度依賴的負回饋。

例如，寄生蜂對某種鱗翅目幼蟲的寄生率，可能隨幼蟲密度增加而提高；但若天敵反應有時間落差，害蟲族群仍可能先大量上升，之後才因天敵增加而下降。

2. 競爭

同種或異種昆蟲會競爭食物、棲位、產卵場所及其他有限資源。密度升高時，每個個體可取得的資源下降，可能造成發育延遲、個體較小、繁殖力降低、死亡率增加或遷出增加。

同種競爭常呈現密度依賴調節；異種競爭則可能限制特定昆蟲的分布與豐度，也可能因競爭者消失而使族群增加。

3. 病原與疾病

細菌、病毒、真菌、原生生物及線蟲等病原可造成感染與死亡。高密度會增加個體接觸、糞便或病原污染物累積的機會，促進疾病傳播，因此常具有密度依賴性。病原也可透過降低取食、發育與繁殖能力來抑制族群。

4. 食物與資源供應