民國115年 高考三級 昆蟲 昆蟲生態學
第3題
氣候變遷對昆蟲族群動態與害蟲發生具有深遠影響，亦對農業生態系之 蟲害管理帶來新挑戰。請回答下列問題： 試從昆蟲之發育速率、世代數、地理分布三個面向，論述氣候暖化…
題目
氣候變遷對昆蟲族群動態與害蟲發生具有深遠影響，亦對農業生態系之 蟲害管理帶來新挑戰。請回答下列問題： 試從昆蟲之發育速率、世代數、地理分布三個面向，論述氣候暖化對 農業害蟲族群動態之影響。（7 分） 試說明何謂「有效積溫」（effective accumulated temperature, degree days, DD），並論述其於害蟲發生預測上之應用。（10 分） 若我們想要討論物種在氣候變遷下的分布、發生期的預測、預警，試 舉出可使用的方法與原理。（8 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、發育速率：昆蟲為外溫動物，發育速率與溫度呈非線性關係，暖化使代謝與發育加快、世代時間縮短，但超過最適溫度則發育受阻甚至死亡。若夜間低溫上升，越冬存活率提高，早春族群建立更早，田間害蟲初始密度增加；極端高溫事件則可能造成局部大量死亡，呈現非線性與閾值反應，需以溫度反應曲線整體判讀。
- 二、世代數與地理分布：積溫增加使一年多世代害蟲（如蚜蟲、夜蛾類）世代數增加、化性改變，世代重疊更嚴重，防治窗口難以掌握；分布上呈向高緯度與高海拔擴張，越冬界線北移，原本偶發性害蟲可能成為常發害蟲。惟分布亦受寄主、天敵與降水限制，暖化並非唯一因素，須以多因子觀點討論。
- 三、有效積溫（DD）定義：有效積溫＝Σ（日平均溫度－發育起點溫度 T0），低於 T0 不計，部分模型另設上限溫度 Tmax。公式為 DD＝Σ[(Tmax＋Tmin)/2－T0]，單位為日度（degree-days）。累積至某世代所需總積溫 K 即為發育完成門檻，發育速率與溫度在適溫範圍內呈線性，故可以 K 反推發生期。
- 四、應用與限制：以田間氣象站或網格氣候資料計算積溫，可預測卵孵化、幼蟲高峰與防治適期，並推算世代數。限制包括微氣候差異、T0 與 K 須以定溫試驗求得、高溫抑制與滯育（diapause）未被線性模型涵蓋；若缺乏當地參數，題目資料缺漏時僅能列式而無法得出唯一數值，應以敏感度分析呈現推估範圍。
- 五、分布與預警方法：可用物種分布模型（SDM，如 MaxEnt、CLIMEX、BIOCLIM）結合氣候情境推估潛在分布；以物候模型（phenology model）與積溫法預測發生期；配合遙測、IoT 自動監測、族群動態模型與機器學習進行早期預警。原理為以氣候變數連結生理反應與空間資料，並以集合模型（ensemble model）與不確定性分析提高預警可信度。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。