114 公務人員升官等薦任 環保行政 環境科學 考古題詳解

核心觀念

本題考查人類為滿足生存與發展需求所從事的生產、消費及土地利用活動，如何透過人口、糧食、能源與環境彼此牽動，形成全球性的環境問題。作答時應分別交代四個面向的成因、污染或資源壓力，以及可能造成的影響，並說明其相互關聯。

題目未涉及特定法條、公式或計算；重點在建立「人口增加—需求擴大—資源消耗與污染增加—環境承載力下降」的因果脈絡。

解題方法

依題目列出的四個面向分段作答，每一段依序說明：

1. 人類活動或污染行為。
2. 對人口、糧食、能源或環境造成的壓力。
3. 導致的全球性問題及其與其他面向的關聯。

不宜只羅列污染種類；應把污染行為與問題成因、後果連結，呈現各面向並非獨立，而是彼此加劇。

四大面向的環境問題

一、人口爆發

醫療、衛生與公共健康改善，使死亡率降低、平均壽命延長；部分地區生育率仍高，因而形成快速的人口成長。人口增加使住宅、交通、用水、糧食與能源需求同步上升，促使都市擴張、土地開發及工業生產增加。

人口集中也使生活污水、垃圾、交通廢氣及工業污染排放量增加。若公共設施與環境治理能力不足，將加重水體污染、空氣污染及廢棄物處理負荷；貧窮、衛生條件不足及資源分配不均，也會使部分人口較容易受到污染與災害影響。

二、糧食危機

人口成長與所得提高推升糧食需求，促使農業擴張及集約化。開墾森林、草原與濕地作為農地或牧場，會破壞棲地並降低生物多樣性；過度耕作與放牧則可能造成土壤侵蝕、地力衰退及土地沙漠化。

為提高產量而大量使用化學肥料及農藥，可能使氮、磷等營養鹽流入水體，引發優養化；農藥殘留與污染也會危害非目標生物及人體健康。灌溉取水過量可能造成地下水位下降、土壤鹽化。加上收穫後損耗、分配不均與消費浪費，糧食生產增加仍不必然消除飢餓問題。氣候變遷及極端天氣亦會影響作物產量，使糧食供應更不穩定。

三、能源問題

核心觀念

本題考查地下水超抽的成因與連鎖災害。所謂超抽，是抽取量長期超過含水層天然補注量，使地下水位持續下降。臺灣西部沿海多為河川沖積形成的平原，地層鬆軟、細粒沉積物多，且部分新生地的地勢高出海平面不多，超抽後容易同時發生地層壓密、海水入侵與淹水。

超抽地下水造成地層下陷的關鍵，是地下水位下降使孔隙水壓降低，土壤顆粒骨架承受的有效應力增加，鬆軟土層因而壓密：

其中，$\sigma'$為有效應力，$\sigma$為總應力，$u$為孔隙水壓。抽水使$u$降低，在總應力近似不變時，$\sigma'$上升，土層壓密並造成地表下陷；細粒土層一旦發生不可逆壓密，即使日後水位回升，也不能完全恢復原有高程與含水層儲水空間。

解題方法

作答時先從「地下水位下降」出發，分別說明它對地層、地下水水質、地表水文與水資源供應的影響，再以臺灣西部沿海的地質和地勢特性，說明災害如何具體呈現。海水入侵是海水進入地下含水層；海水倒灌則是海水由地表進入低窪陸地，兩者路徑不同，宜分開說明。

超抽地下水的四大環境災害

一、地層下陷與地層壓密

地下水位下降、孔隙水壓降低後，鬆軟沉積層承受較大的有效應力而壓密，地表隨之下陷。下陷可能造成房屋、道路、橋梁、管線及排水設施變形損壞，也會使局部地勢低於周邊地區。壓密會減少孔隙與含水層儲水空間，這類損失難以恢復。

二、海水入侵與地下水鹽化

沿海含水層原有淡水與海水的平衡。超抽使陸側地下水位及水頭降低，海水便向陸側推進，或使地下的淡水與海水交界面上升，污染原可利用的淡水含水層與水井。一般概念上，淡水水位每下降約 $1$ 公尺，淡水與海水交界面可上升約 $40$ 公尺，顯示沿海地下水位變化對海水入侵相當敏感。

地下水鹽化會降低飲用、灌溉及養殖用水的品質，也會使土壤鹽分增加，影響作物生長與土地利用。

三、海水倒灌及沿海淹水

地層下陷使沿海地表高程下降，海堤相對高度降低，排水坡度與重力排水能力也會變差。遇到高潮、暴潮、颱風或豪雨時，海水較容易漫越海岸或堤防進入陸地；

核心觀念

本題考查兩種以上環境毒物同時進入人體時，毒物間的聯合作用（combined effects）。判讀重點是比較混合暴露造成的總效應，與各毒物單獨作用效應的關係。常見分類如下：

• 相加作用（additive effect）：合併效應等於各毒物單獨效應的總和。若效應以 $E$ 表示，則 $E_{AB}=E_A+E_B$。
• 協同作用（synergism）：合併效應大於各毒物單獨效應總和，即 $E_{AB}>E_A+E_B$。
• 增強作用（potentiation）：其中一種物質本身在該效應上無明顯毒性，卻使另一種毒物的毒性增加。
• 拮抗作用（antagonism）：合併效應小於各毒物單獨效應的預期總和；若一種毒物降低或抵銷另一種毒物的作用，也屬此類。常見細分包括化學性、生理性、藥物動力學性及受體競爭性拮抗。

解題方法

核心觀念

本題考查聖嬰現象（El Niño）造成的海氣耦合變化，以及熱帶太平洋的海溫、風場與降雨異常如何影響不同地區。聖嬰不是南美洲沿岸單獨發生的暖流，而是赤道中、東太平洋海溫偏暖，並伴隨信風與大氣環流改變的現象。題幹所稱每隔 2～5 年，是概略週期；實際發生間隔並不固定，常以數年為一循環。

正常年份，赤道東風信風將表層暖水推往西太平洋，南美洲西岸則有冷水湧升。聖嬰發生時，信風減弱，暖水向中、東太平洋擴展，南美洲西岸冷水湧升減弱；太平洋東西向海溫梯度及沃克環流也隨之改變。

解題方法

依「太平洋海溫與風場變化 → 對流及降雨區域移動 → 東、西半球代表地區的天氣異常」說明。東、西半球是地理區域的概括分法，實際影響會依聖嬰強度、季節及事件型態而有差異，不能視為每次都完全相同的固定結果。

東、西半球常見異常