生命科學

面積與距離對島嶼生物多樣性的影響（Island Biogeography）-下
台北縣天主教聖心女子高級中學生物科許家榕老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

（B）距離效應：島嶼的物種來源通常是大陸或其他島嶼。所以越靠近種源的島嶼會有較高的遷入率，也因此往往有更多的物種。距離種源遙遠的島嶼則有較低的遷入率，而且平衡時往往維持較少的物種。所以，隔離度越高的島嶼，通常有比較低的物種遷入率。

上圖中我們暫不考慮島嶼面積的大小，而考慮島嶼與種源的距離遠近。曲線表示物種拓殖島嶼的速率，曲線皆由左至右下降，表示拓殖初期因為還有許多未被使用、等待被使用的生態區位(niches)，當來自種源的快速散播者快來到這個島嶼，物種拓殖率居高的情況下，使生態區位很容易就被填滿了。

面積與距離對島嶼生物多樣性的影響（Island Biogeography）-上
台北縣天主教聖心女子高級中學生物科許家榕老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

依據MacArthur和 Wilson的「島嶼生物地理學」（island biogeography）理論，島嶼的生物多樣性主要取決於物種(1)拓殖率(colonization rate) (2)滅絕率(extinction rate) 所達平衡點。

影響島嶼生物多樣性的效應如下：面積效應（area effect）、距離效應（distant effect）、邊緣效應（edge effect）、連結效應（connection effect）、排擠效應(crowding effect)。以下簡述物種拓殖和滅絕率與面積效應（area effect）、距離效應（distant effect）之關係。

（A）面積效應：物種拓殖島嶼後的滅絕率受到面積大小的影響。較大的島嶼中物種的棲地面積更大，且有較多種類的物種棲地，所以較多物種遷入後使棲地異質化，將會成功地增加物種數量。

另外，較大面積的島嶼還可降低物種因為偶發事件而發生的滅絕，使滅絕率較低。因此，往往大面積島嶼將會比小面積島嶼有更多的物種。

在上圖中，我們暫不考慮島嶼與種源的距離遠近，在此圖中我們只比較不同面積大小的島嶼。曲線表示大面積島嶼和小面積島嶼的物種滅絕率，曲線皆由右至左下降，表示物種數量越多，滅絕率越高，反之，則滅絕率越低。

第六次生物大滅絕(The Sixth Mass Extinction)-下
桃園縣立幸福國中自然與生活科技領域陳美如老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

珊瑚礁是海洋中最美的生態系，它提供食物、維繫海洋物種多樣性、提供觀光資源並保護海岸，而全球暖化、海洋酸化、過漁與來自陸地的汙染，使全球珊瑚礁生態系快速衰退並消失，截至2008年，全世界已有19%的珊瑚礁死亡；15%嚴重受威脅，可能在未來10-20年間消失；20%在受威脅狀態，可能在20-40年間消失。

由於開發造成棲地零碎化，會使物種消失的速度雪上霜，一旦棲地縮小，生物族群縮小，遺傳多樣性的降低，弱化族群內生物的健康和適應能力，族群的崩潰的時程就可能近在眼前；加上人類基因改造生物的快速擴張，整個地球生物基因庫的結構汲汲可危。

第六次生物大滅絕(The Sixth Mass Extinction)-上
桃園縣立幸福國中自然與生活科技領域陳美如老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

哈佛大學生物學家E.O. Wilson在1993年曾提醒世人：”地球每年約喪失3萬個物種(species)”，其他報告估計現今地球每小時喪失3個物種，使得許多生物學家開始警覺到生物多樣性(biodiversity)的危機：地球史上第六次生物大滅絕已經悄然展開了，且其嚴重程度遠超過E.O. Wilson所估計，物種以自然滅絕50~100倍的速度消失中。

過去地球曾經發生過五次大滅絕事件，但其性質和現今完全不同。過去的生物大滅絕主要肇因於自然事件，如：氣候變遷、隕石撞擊地球、地殼變動、火山爆發…等因素，在短時間內即摧毀地球生態，使大量生物滅絕，並結束一個地質年代。

墾丁珊瑚礁生態系（Coral Reef Ecosystem）劣化-下
國立苗栗高級中學生物科郭美貞老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

加上全球氣候變遷的影響，珊瑚礁資源狀態屢受衝擊，2009年颱風侵襲對墾丁海域珊瑚礁造成重大破壞，使得恆春半島西岸及南灣西岸的珊瑚覆蓋率大幅降低，尤其是莫拉克颱風之後湧入的大量泥沙沈積物及養殖場溢出的魚類，對於當地海洋生態的衝擊，可能需要相當長的時間才可復原。

墾丁地區每年吸引了無數的遊客，特別是在假日短暫時間內湧入大批人潮，眾多遊客造訪不僅帶來垃圾與有機廢水，因應遊客「吃海鮮」需求的漁獲行為，更是對珊瑚礁魚類生態造成很大的衝擊。墾丁珊瑚礁中體型較大的指標魚類(包括：大型鸚哥魚及隆頭魚)，及其他具經濟價值的魚類和無脊椎動物 (如：龍蝦、硨渠貝) 的豐度都非常低。

另外，若和全球其他珊瑚礁生態系比較，墾丁南灣海域單位面積的魚類生物量、魚類生物量的比例，以及漁獲生物的平均營養階層都低於其他珊瑚礁，顯示墾丁南灣海域不但魚的數量少，魚的體型也小。然而南灣珊瑚礁生態系的總漁獲量卻仍高於其他珊瑚礁。

這些研究結果都證實墾丁珊瑚礁生態系已明顯有過度漁撈（過漁）現象。

入侵種(Alien Invasive Species)及外來種(Alien Species)對生態的影響-下
台北市私立天主教達人女子高級中學生物科陳雅慧老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

外來入侵種所造成的危害中，大致可歸類為以下幾種：
1.掠食：指外來入侵種直接以當地原生物種為食，使的原生物種數量降低或甚至消失。例如關島因軍事運輸意外引進褐樹蛇，造成當地有9種原生鳥類滅絕。台灣目前有牛蛙(Rana catesbeiana)會捕食本土的拉都希赤蛙(Rana latouchtii)，造成本土蛙類生存的壓力。

2.競爭與排擠：當外來入侵種生態習性與新生態環境中的物種相近時，便會發生競爭及排擠的效應，也可能使的競爭物種數量減少或滅絕。例如北美原生東知更鳥(Eastern Bluebird)因外來歐洲椋鳥(European Staling)取代其對巢洞的利用而降低族群量。台灣引進泰國八哥(Acridotheres grandis)、家八哥(Acridotheres tristis)，嚴重威脅到台灣八哥(Acridotheres cristatellus)的生存；外來象草(Pennisetum purpureum)與台灣原生的五節芒(Miscanthus floridulus)造成競爭等。

入侵種(Alien Invasive Species)及外來種(Alien Species)對生態的影響-上
台北市私立天主教達人女子高級中學生物科陳雅慧老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

生物均有其擴散或遷徙的本能，原本在自然界中就會不斷改變其分佈的範圍，但這些移動或擴散會受到環境因子及地理屏障的限制，例如溫度、鹽度及雨量的變化，或是難以橫跨的大洋、高山。所以生物原本有其自然分佈的界線，也因這些自然隔離的存在，生物得以在獨特的環境中各自演化，形成今天地球上繽紛的生物多樣性(biodiversity)。但由於今日人類頻繁的活動與交通的便利，使得許多隔離已漸漸消失，生物常因人類無意或蓄意的攜帶，而成為外來種(alien species)或外來入侵種(alien invasive species)，對全球的生態造成莫大的影響。

根據國際自然及自然資源保育聯盟(International Union for the Conservation of Naturel and Natural Resources，IUCN))在2000年公布的『避免外來種入侵導致生物多樣性喪失的指導方針』中的定義，所謂的外來種是指『一物種、亞種乃至於更低的分類群，並包含該物種可能存活與繁殖的任何一部份，出現於其自然分佈疆界及可擴散範圍之外』。而外來入侵種則是指『已於自然或半自然生態環境中建立一穩定族群並可能進而威脅原生生物多樣性者』。