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民國115年 高考三級 自然保育 生態學收錄考選部官方試題，共 4 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。
題目與答案
自然環境中，非人為的干擾或擾動（disturbance）並不少見，請闡述其對
生態系統及生物多樣性可能帶來的正面功能。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、定義與干擾體制：干擾（disturbance）是指時間上具離散性、會改變資源、基質或物理環境，並使個體、族群或群落結構發生變化的任何事件。評估干擾時，必須以「干擾體制」（disturbance regime）為單位，觀察其頻率、強度、規模、季節性與回復期。自然干擾包括野火、風倒、颱風、洪水、崩塌、凍融、乾旱、草食作用與病蟲害爆發等；這些現象是生態系長期演化所內建的一種常態過程，不能只視為災難。 二、創造棲地異質性與斑塊動態：干擾會在空間上形成大小不一、齡級不同的鑲嵌體（mosaic），改變光照、溫度、水分與基質條件，使地景同時容納演替早期與晚期棲地，提高β多樣性與物種共存機會。森林風倒形成的孔隙（gap）即為林分更新、林下植物與陽性樹種復育的關鍵；河川氾濫則形成沙洲、牛軛湖與漫灘溼地等多樣生育地。 三、抑制競爭排除、維持演替初期物種：中度干擾假說（intermediate disturbance hypothesis, Connell 1978）指出，干擾頻率與強度居中時物種多樣性最高；因干擾不斷打斷優勢種的競爭排除（competitive exclusion），為拓殖快、耐逆性強的先驅種保留生態區位。若完全無干擾，少數競爭力強的物種將壟斷資源，多樣性反而下降。 四、促進養分循環與演化適應：火可將生物量中的碳、氮、磷釋回土壤，並改變pH與養分有效性；洪水帶來泥沙與養分交換；草食動物加速物質周轉。干擾亦為天擇壓力來源，形塑球果需高溫才開裂（serotiny）、厚樹皮、萌蘗能力、耐埋土種子庫與休眠卵等性狀，維持遺傳與性狀多樣性。 五、管理啟示與限制：干擾是否具正面功能，取決於其是否落在自然變動範圍內；人為滅火、棲地破碎化與氣候變遷改變了頻率與強度，會使原本有益的干擾轉為災害（如大規模烈燄火）。保育宜以「維持自然干擾體制」為目標，容許自然火、保留枯立木與老熟林、維持洪氾平原與河川連結，並以監測與調適管理滾動檢討，而非全面抑制干擾。
從地景生態觀點，減少棲地邊緣效應（edge effect）是保護生物多樣性
重點之一。請闡述 「邊緣效應」的主要成因；（10 分）並說明 「邊
緣效應」對棲地與生物多樣性帶來的主要負面影響。（15 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、邊緣效應的定義與結構成因：邊緣效應（edge effect）指棲地邊界因環境條件與生物組成急遽改變，使邊緣帶的物種組成、密度與生態過程明顯不同於內部核心區的現象。主要成因之一是棲地結構不連續，例如森林與農地、道路、草生地交界處，植被高度、鬱閉度、垂直層次與枯落物量突然改變，形成明顯的結構梯度。 二、微氣候與物質流的成因：邊緣帶因側向受光與風侵入，出現光照增加、風速與亂流增大、日溫振幅擴大、相對濕度與土壤水分下降等微氣候梯度（microclimate gradient），其影響深度可達數十公尺。同時，風、水與動物會搬運種子、養分、泥沙、農藥、噪音與光害跨越邊界，形成補助流（subsidy）或汙染流，使邊緣成為物質與能量的交換帶。 三、生物交互作用與地景幾何成因：邊緣帶常聚集邊緣種（edge species）、外來種與廣適應種，並提高掠食者、巢寄生者與人類活動的可及性。地景幾何亦是關鍵：形狀愈不規則、周長面積比（perimeter-area ratio）愈大、棲地塊愈小，邊緣所占比例愈高；人為破碎化使原本連續的內部棲地大量轉變為邊緣棲地。 四、對棲地與生物多樣性的負面影響：邊緣化使核心區（core area）縮減，內部種（interior species）因微氣候乾化、光照與風害增加而消失；面積與周長比上升，亦提高風倒、火災與入侵風險。外來種與邊緣種競爭、掠食與巢寄生（brood parasitism）壓力上升，常使巢成功率下降，形成族群「生態陷阱」（ecological trap），並改變花粉與種子流、削弱族群間基因交流。 五、地景規劃對策與限制：減緩邊緣效應可採緊密圓形或接近方形的大塊保留區、以緩衝帶（buffer zone）與分區（zoning）隔離外部干擾、維持廊道與地景連結、保留粗木質殘體與多層次植被，並在社區推行友善耕作以降低農藥與光害溢流。惟邊緣對部分邊緣種與狩獵性猛禽仍具正面價值，故規劃應先界定目標物種與其所需核心區深度，避免一味追求形狀而犧牲總面積。
請說明 「再野化」（Rewilding）的生態意涵，（10 分）並闡釋 其在保
育上的重要性。（15 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、生態意涵與核心定義：再野化（rewilding）指以恢復生態系自我維持、自我調節能力為目標的保育途徑，強調「過程導向」而非僅維持某一靜態物種組合。Soulé與Noss（1998）提出核心區（cores）、廊道（corridors）、大型掠食者（carnivores）三要素；當代定義則強調三大支柱：營養複雜度（trophic complexity）、擴散與連結（dispersal and connectivity）、自然隨機擾動（stochastic disturbance）。 二、操作類型與尺度：實務上分為被動式再野化（移除人為壓力後讓自然演替接手，如退耕還林、拆除攔河堰）與主動式再野化（再引入關鍵種、大型草食獸或掠食者、重塑水文與火 regime）。另有「更新世再野化」（Pleistocene rewilding）主張引入大型動物替代已滅絕的巨型動物群（megafauna），具高度爭議，須審慎評估外來種風險與基準線漂移（shifting baseline）。 三、保育重要性之一：恢復營養級聯與生態系功能：再野化透過重建食物網與關鍵種作用，恢復由上而下的控制。例如黃石公園狼再引入後，鹿群行為與分布改變， riparian 植被恢復，河岸結構與河狸活動連帶改善；海獺回復則控制海膽、保全藻林（kelp forest）。此類營養級聯（trophic cascade）顯示單一關鍵種可帶動整體功能。 四、保育重要性之二：提升韌性、氣候調適與地景尺度：再野化以大尺度、跨地景為操作單元，透過廊道與核心區逆轉棲地破碎化，維持基因流與物種遷移能力，增進面對氣候變遷的調適潛能；自然水文與火 regime 的恢復亦可降低災害風險。同時，再野化被視為自然解方（nature-based solutions）之一，有助碳吸存、水文調節與生態旅遊等生態系服務。 五、限制與社會面向：再野化面臨大型掠食者與在地畜牧衝突、疾病與基因汙染風險、外來種引入疑慮、土地權屬與法制不足、長期經費與監測能量等挑戰。成功關鍵在於社區共管、補償機制、明確的基準線設定、可量化的監測指標與調適管理（adaptive management），並承認復育為長期、非線性的過程。
請闡述 保險假說（insurance hypothesis）與生態系穩定（ecosystem
stability）的關係，（10 分）並解釋 支持此假說的兩個重要機制。（15 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、保險假說與穩定性的概念：保險假說（insurance hypothesis, Yachi & Loreau 1999）主張生物多樣性可如保險一般，緩衝環境變動與干擾對生態系功能的衝擊，使功能在時間上更穩定。此處的「生態系穩定（ecosystem stability）」包含抵抗力（resistance，受擾時維持功能）、回復力（resilience，受擾後回復速度）與恆定性（constancy，時間上變異小）等面向，須先界定所談的是哪一種穩定。 二、與穩定性的關係：多樣性高意味物種對環境的反應不一，當部分物種受不利條件抑制時，其他物種可補位，使群落總生物量、總生產量或總資源利用的變異係數下降，功能維持在較窄範圍。此即投資組合效應（portfolio effect）：如同分散投資降低風險，物種愈多、反應愈不同步，系統整體波動愈小，但此效果在空間與時間尺度上具依賴性。 三、機制一：反應多樣性與統計平均：反應多樣性（response diversity）指同一功能群內物種對環境變動的反應方式不同（如對乾旱、高溫、病蟲害的敏感度差異）。加上統計平均（statistical averaging）與非同步性（asynchrony），當物種數增加，總量的變異相對降低。若所有物種對干擾同步反應，則多樣性無法提供保險，功能仍會劇烈波動。 四、機制二：功能冗餘與補償動態：功能冗餘（functional redundancy）指多個物種承担相似生態功能，當某物種減少，其功能可由他種承接；配合密度補償（density compensation）與補償性動態（compensatory dynamics），受損物種釋出的資源與空間由他種快速填補，維持功能運作。冗餘並非多餘，而是系統在不確定環境下的緩衝容量。 五、限制與與其他假說之比較：保險效果須以物種具反應多樣性、非同步反應、且干擾未超過系統閾值為前提；面對全新（novel）或大尺度氣候變遷，物種可能同步崩潰而使保險失效。此假說可與鑲嵌假說（rivet hypothesis，每個物種如鉚釘，逐一喪失終致系統解體）及冗餘假說（redundancy hypothesis）相互對照，實務上應以功能性狀、反應多樣性與長期監測資料評估，而非僅以物種數推論穩定。