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第六章生物與環境第三節多樣的生態系六種生態系的降雨量與溫度陸域生態系的初級生產力1.初級生產率：生產者由光合作用產生的能量2.在陸域生態系中，溫度與溼度高的生態系初級生產率很高(如熱帶雨林)；溫度低或溼度低的生態系初級生產率低(如凍原與沙漠)。台灣陸域生態系是北半球生態系分布的縮影台灣的陸域生態系◎因海拔落差大(影響相當於全球緯度差異)，故形成多樣的生態環境高山凍原高山草原針葉林針闊混合林闊葉林熱帶季風林砂丘平地草原農田台灣的孑遺生物1.台灣在地質史上數度與大陸相連，是冰河時期生物南遷的避難所。2.在第四紀(12,000年前)後，海平面上升，台灣與大陸分離，寒溫帶物種向山區退縮3.孑遺生物實例：台灣冷杉、台灣山椒魚、櫻花鉤吻鮭南湖大山-高山凍原生態系凍原生態系(寒原)1.分布：極地附近的高緯度地區台灣海拔3,400m以上山區2.環境特徵：(1)年均溫低於10℃，日夜溫差大(2)表土多碎石，土壤、養分不足(3)生產者種類少，植物生長緩慢3.植物適應方式：玉山薄雪草緊貼地面生長玉山杜鵑葉面有絨毛保溫4.動物適應方式：毛皮、脂肪層、遷徙5.動物：雪山草蜥、酒紅朱雀、高山白腹鼠草原生態系1.類型：熱帶草原-赤道附近，斑馬、羚羊為代表動物溫帶草原-中緯度地區，有野牛等大型動物高山草原-如：台灣海拔3,000m以上山區2.環境特徵：年雨量少(250~750mm)，且分布不均3.特殊適應方式：(1)禾草生長快速，地下部分重量常大於地上部分，地下莖深而廣，能耐動物啃食與野火。(2)大型動物善於奔馳，小型動物則挖洞避敵4.台灣高山草原的代表性生物：植物-玉山箭竹動物-台灣高山田鼠、華南鼬鼠、水鹿針葉林生態系1.分布：北半球高緯度地區台灣2,000~3,500m山區2.環境特徵：(1)年均溫低、降雨少(高山雨量較中海拔少)(2)松、杉、柏等植物，樹冠整齊，終年常綠(3)生物種類、數量不多，群集組成簡單3.植物應方式：葉呈針狀，表面有角質層，氣孔深陷4.台灣針葉林的代表性生物：植物：冷杉、鐵杉動物：台灣黑熊、白面鼯鼠、台灣山椒魚台灣的針闊混合林1.環境特徵：(1)海拔1,800~2,500公尺(2)濕度高，常瀰漫霧氣，又稱為霧林帶(3)針葉樹突出於闊葉樹樹冠層之上，森林結構複雜，生物多樣性高。2.代表性生物：(1)針葉樹-紅檜、扁柏為主(2)闊葉樹-殼斗科植物為主(3)代表性動物-帝雉闊葉林生態系1.分布：溫帶、熱帶地區，台灣500~1,800m山區2.環境特徵：四季分明(1)年雨量750~1250mm，雨量充沛。(2)夏季日照長，溫暖潮濕，蕈類多。(3)冬季落葉，土壤肥沃。3.特殊適應方式：植物冬季落葉（減少水散失與能量的消耗）林底層植物趁早春大樹尚未萌芽時開花結果台灣的闊葉林生態系1.物種多，台灣有3/4的維管束植物分布在此。2.台灣的人口密集，低海拔原始闊葉林多已遭砍伐，被竹、茶、檳榔、相思樹取代。3.代表性生物：植物-楓、樟、楠木、櫟樹…等。動物-深山竹雞、赤腹松鼠、台灣獼猴…等。熱帶雨林1.分布：低緯度地區（熱帶，接近赤道）2.環境特徵：(1)日照充足，降雨豐沛，終年為生長季。(2)植物高大，垂直分層複雜，林底層昏暗。(3)生產力高，生物種類繁多(約占全球1/5)。(4)潮濕高溫，適合微生物生長。動植物遺體分解迅速，土壤貧瘠(元素循環很快)。3.特殊適應方式：(1)附生植物多(蘭花、蕨類)，利於吸收陽光。(2)密林中行動不便，多種動物可在密林中滑翔(3)密林中視線受阻，鳥類與猿類以聲音溝通。熱帶雨林動物鳥類-體色鮮豔，以鳴聲溝通猿猴-以擺盪方式活動，以鳴聲溝通飛蜥-張開飛膜滑行台灣的熱帶季風林1.分布：恆春半島、蘭嶼、綠島2.氣候特徵：(非終年高溫多雨的熱帶雨林)長達半年的季風吹襲限制了森林的高度3.生物特徵：(1)附生植物多，具熱帶雨林植物特徵-幹生花、板根、纏勒現象、支柱根(2)生物種類多，食物網複雜。(3)特有種生物-蘭嶼的椰子蟹、珠光鳳蝶沙漠1.分布：背風面、距海較遠的內陸地區。2.環境特徵：(1)降雨量少（250mm）且分配不均。(2)太陽輻射強烈，日夜溫差大。(3)植物能供養的消費者少，食物網較簡單。3.特殊適應方式：(1)植物根系淺而廣，葉片小或成針狀，表面有蠟質，夜間才打開氣孔呼吸，避免水分散失。(2)植物以種子休眠，降雨後迅速萌發並開花結果。(3)仙人掌的肉質莖肥大，能儲水及行光合作用。(4)鳥類、昆蟲排出尿酸結晶，減少水份散失。(5)許多動物（蜥蜴、蛇）於晨昏覓食，避開烈日。台灣的砂丘生態系(台灣沒有沙漠)1.雲林外傘頂洲、台南七股、墾丁港仔等2.環境特徵：(1)強風、高溫、土壤鹽度高。(2)砂粒的保水性低，穩定性低。3.代表性植物：馬鞍藤、林投、濱刺麥…等(1)具耐旱、耐風、耐鹽等特徵。(2)葉肥厚多汁(儲水)。(3)具橫走蔓延的莖或根(增加抓地力)。4.特殊動物：蟻獅、津田氏大頭竹節蟲。水域生態系1.水域面積占地表75%。水圈中海水占97%，冰原與冰河占2%，河流、湖泊等淡水占1%2.淡水生態系：(鹽度低於0.2%)流動水域-河流與溪流靜止水域-湖泊和池塘3.沼澤生態系：草澤、林澤4.海洋生態系：潮間帶近海區遠洋區流動水域-河流生態系1.環境特徵：(1)植物遮蔽陽光，水流造成浮游植物不易生存(2)能量來源主要來自岸邊的枯枝、落葉。(3)河床、岩石上常有水綿、剛毛藻等附著。2.生物適應方式(1)魚身體呈流線型-櫻花鉤吻鮭、高身鯝魚。(2)貝類及渦蟲分泌黏液，防止被激流沖走。(3)身體扁平-台灣間爬岩鰍、蜉蝣稚蟲。(4)水綿等溪流植物身體柔軟，隨水流飄動。河流分段1.上游環境特徵：水流湍急、侵蝕力強，水溫低，水中溶氧量高代表性生物：櫻花鉤吻鮭、蜉蝣.2.中游環境特徵：流速減緩、砂礫堆積代表性生物：紫嘯鶇、翠鳥、鉛色水鶇.3.下游環境特徵：多沙洲泥地，營養鹽、污染物多，溶氧量低代表性生物：吳郭魚、琵琶鼠、顫蚓(紅蟲).湖泊生態系1.湖泊是有一定深度，不與海洋直接聯繫的水體2.生態功能：提供淡水資源，是許多生物產卵、成長與飲水的場所。3.生物類型：(1)生產者-湖泊中以浮游藻類為主，湖岸有香蒲、蘆葦等大型植物(2)消費者-淡水魚、水鴨、螺、蟹、蚌…(3)因不與其他水體相連，易形成特有種生物如：鴛鴦湖的東亞黑三稜、夢幻湖的水韭沼澤生態系1.區分：內陸-淡水沼澤、河流出海口-河口沼澤2.環境特徵：經常被水淹沒。3.淡水沼澤：(1)因排水不良蓄積而形成。(2)水草腐敗後底部土壤增厚，水域漸漸過渡為陸域，最後消長為新的森林。(3)新竹與宜蘭交界的鴛鴦湖、臺北的七星池。(4)代表性生物：水毛花、台灣萍蓬草、鴛鴦。河口沼澤1.環境特徵：(1)淡水/鹹水交會區，鹽度變化大。(2)受潮汐影響長期積水，土壤中氧氣含量低。(3)營養鹽豐富(自上游沈積)，生產力高。(4)生物種類少，但數量龐大，生物多樣性低。2.依優勢種植物類型區分(1)草澤-一年生草本植物，如：蘆葦、雲林莞草。(2)林澤-溪口林、紅樹林。3.有調節地下水量、減少水患、保護海岸等功能。4.植物體經微生物分解提供大量有機碎屑，成為浮游生物的養分，人為開發會降低海洋生產力。溪口林1.位於流速快的小溪出海口處2.泥沙淤積少，鹽度較低3.代表性植物-穗花棋盤腳、蓮葉桐、黃槿台灣的紅樹林1.紅樹科植物樹皮能提煉單寧，作為紅色染料2.紅樹林植物全球有10個科，55種。3.台灣現存4種，主要分布在西部河口附近(1)水筆仔較耐寒，主要分布於北部(2)欖李、海茄苳、五梨跤(紅海欖)1.地下有橫走的根系，能支持植物體與呼吸。2.特殊的排鹽機制：(1)根能防止鹽分的侵入。(2)葉子具有鹽腺，將鹽分排出。(3)多於的鹽分儲於老葉中，隨落葉排除。3.葉片為肉質厚葉，能保存更多水分，葉子表皮較厚，防止水分散失。4.樹皮含有單寧質，不易腐爛。5.胎生苗：紅樹科植物在母體上萌發，脫離母體後能漂流2~3個月，拓展分布範圍。紅樹林植物的適應方式海洋生態系1.約占地表面積70%，平均深度3700公尺。海溝可深達11000公尺。2.含鹽量3.5%（一公升海水約含35克的鹽）3.潮間帶-高潮線、低潮線之間的區域。4.近海區-低潮線以下，深度200公尺以內(大陸棚)5.遠洋區-水深超過200公尺(又稱：大洋區)(1)透光區：平均深度100公尺，清澈海域達200公尺海平面以下200~1000公尺光線昏暗(2)不透光區：深度1000公尺的區域，無陽光潮間帶1.環境特徵：(1)陽光充足，礦物質、二氧化碳豐富。(2)受到海浪的衝擊，退潮後暴露在空氣中。(3)生產者提供豐富食物，是許多海洋生物產卵場所。2.生物特徵與適應(1)適應間歇性的乾旱(水分、鹽度、溫度劇變)a.大型藻類(如石花菜)具有膠狀物質以保存水分。b.牡蠣、藤壺退潮時緊閉甲殼，螃蟹躲進洞穴。(2)承受海浪沖擊a.石蓴外型扁平而柔軟，基部有附著器。b.笠螺、藤壺等外殼堅硬，能承受海浪的拍打。c.海葵以吸盤，海星用管足吸附在石塊上。海岸生物類型與底質類型密切相關1.沙岸-由沙礫組成，底質不穩，藻類不易附著，有機物少。生物種類少，常見的動物有貝類、蟹類和沙蠶等。2.泥岸-由細泥組成，有機物豐富，適合養殖水產。生物種類少，數量多。常見的動物有西施舌、文蛤、螃蟹和水鳥等。3.岩岸-岩石堅硬，底質穩定，縫隙多，大型藻類易附著，生物種類多，易觀察。4.礁岸-由珊瑚蟲分泌的石灰質，縫隙多。是生物多樣性/生產力最高的水域，常見的動物有螺類、蟹類和海蟑螂等。近海區（潮下帶，水深200m以內）1.環境特徵：(1)海浪小、陽光充足，底部為大陸棚。(2)湧升流與河流帶來的營養物質物豐富，浮游生物大量繁殖，是海洋中生產力最高的地區(3)生物多樣性高，生物數量多，常形成漁場。(4)熱帶海洋淺海地區常形成珊瑚礁2.生物類型：(1)生產者：浮游植物、馬尾藻等(2)消費者：斑節蝦、石斑、紅蟳、沙丁魚…3.許多遠洋區生物的幼體亦在此孕育成長，在此放置人工魚礁可發展為海洋牧場，增加漁獲量珊瑚礁1.珊瑚是狹適應性動物，需溫暖清澈的海水，分布於南、北緯30度以內。2.由珊瑚蟲分泌含碳酸鈣的外骨骼累積所形成。珊瑚可吸收二氧化碳，減緩溫室效應。3.海洋中的珊瑚礁由於孔隙多，生產力高，生物多樣性高，又稱為「海洋的熱帶雨林」。遠洋區1.環境特徵：(1)水深超過200m，範圍廣闊，但營養鹽較缺乏(2)單位生產量低，生物多樣性較低，被喻為「生物學上的沙漠」。2.生物類型(1)主要生產者為浮游植物(如：矽藻)，因範圍遼闊，光合作用產物約占地球總生產量的一半(2)消費者主要為魚類、鯨豚、無脊椎動物(烏賊)3.臺灣東部海域有海水上湧帶來營養鹽，孕育了豐富的魚類資源，如：蘭嶼附近的飛魚。深海區1.環境特徵：(1)低溫、高壓、無乏光線(2)缺乏光合自營生物作為生產者，海底生物以上層落下的生物屍體為食。(3)海底火山噴口附近高溫、水質為酸性。2.生物類型與特徵：(1)生產者：化學自營細菌利用硫化氫、氯化甲烷為生(2)消費者：管蟲、螃蟹、海蚌以細菌為食或與其共生(3)深海生物適應黑暗環境-眼退化、發光。