课本-生物(生物与环境)

第5章生物与环境

5-1族群与群集

5-2生物间的互动关系5-3生态系

5-4生态系的类型

架构表

生物與環境

族群與

群集

生物間的

互動關係

生態系

生態系的類型

森林生態系

草原生態系

沙漠生態系

臺灣的陸域生態系

淡水生態系

河口生態系

海洋生態系

族群

群集

估算族群個體數

族群大小變化

●掠食●寄生●共生

●競爭●生物防治

影響生態系

的環境因子

影響生態系

的生物因子

能量流動

物質循環

陸域生態系

水域生態系

陽光、空氣、水、溫度

生產者、消費者、分解者

食物鏈、食物網、能量塔

水循環、碳循環、氮循環

看我的左勾拳、右勾拳！别看这

只螃蟹面露凶光，还备有拳套，

牠可是仅有“1厘米”大小的拳

击蟹，而那拳套可是另外一种生

物─海葵喔！因为拳击蟹体

型袖珍，所以才需要用螯夹着海

葵御敌；而海葵也可以随着移

动，找寻更多的食物。自然界并

非只存在着捕食、竞争的残酷环

境，不同物种竟可以相互帮忙，

也值得我们人类学习借镜。

5-1族群与群集

5-1纲要

族群

栖地

负荷量

群集

图5-1黑面琵鹭

a 黑面琵鹭个体

2012年8月6日，人类将最新式的探测车─好奇号送到火星，探测与分析火星环境及生物是否存在的证据。目前所知火星仍是一片死寂，而地球却是欣欣向荣，原因何在？这是因为地球能提供生物生存所需的各种条件，在不同环境中所孕育出的生物种类不尽相同，多数生物必须与其他生物共同生活，并且形成族群、群集与生态系等不同层次的组成，进而影响地球生态的稳定。

1族群

环境中，可单独利用资源以维持生存的生物体称为个体，而同一时期、生活在同一地区的所有同种生物个体，称为族群，该族群生存的地区为其栖地，例如：每年来台湾曾文溪口过冬的黑面琵鹭为一个族群，而曾文溪口的七股溼地即为其生活的栖地（图5-1）。

b 黑面琵鹭族群

要研究一个族群，需先了解族群的个体数。当族群个体数少时，可直接计数得知；而族群的个体数量过多时，通常不容易直接计算，且族群个体的分布及移动也会影响计算的结果，因此，科学家常采用各种不同的估算方法来得知族群的概略个体数。

环境的资源有限，所以族群不可能无限制的增大，一个环境所能供养某一族群的最大数量，就是该环境对此种生物的负荷量。若个体的数量超过负荷量时，会加剧个体间的竞争，以减少族群的个体数。影响族群大小的因素有出生、死亡、迁入和迁出，当个体出生与迁入的数目总和，大于个体死亡与迁出的数目总和时，个体的数目就会增加，族群变大；反之，当个体的数目减少后，族群就会变小（图5-2）。

c 黑面琵鹭栖地（七股溼地）图5-2族群大小变化曲线模式图出生＋迁入＞死亡＋迁出

出生＋迁入≒死亡＋迁出

出生＋迁入＜死亡＋迁出

2群集

同时期生活在同一栖地上的所有族群称为群

集，例如：位于曾文溪口的七股溼地群集是由海茄

苳、弹涂鱼、招潮蟹、白鹭鸶、黑面琵鹭、东方环

颈鴴（）、高跷鴴与里海燕鸥等族群所组成（图

5-3）。

图5-3七股溼地的群集

活动5-1族群个体数的调查

目的：利用直接计数法、样区法与捉放法估计黑棋的数目，进而了解估算族群个体数的方法。

器材

■围棋一副■纸签12张■有盖的塑胶杯（约700mL）1个

■方形盒盖或浅盘（约A3大小）1个

活动说明：

1. 直接计数法：直接计算族群的个体数。适合调查分布于较小区域且不会快速移动的生物。

2. 样区法：将大样区画分为若干面积相同的小样区，随机选取数个小样区，计算每区中个体的数目，求其平均值，依比例推估大样区中族群的个体数。适合估计难以直接计数、分布在较大区域中的族群个体数。

3. 捉放法：先捕捉并标记族群中的部分个体，释回原族群一段时间后，再捕捉同一族群中的部分个体，计算其中有标记的个体数，再依比例推估原族群的个体数。适合调查不易直接计数且会移动的动物。

步骤：

一、样区法

●将方形盒盖内画分为若

干面积相等的小样区，并分别给予编号1～12。●在塑胶杯中装入约1/3

杯黑棋，再将杯中的黑

棋散布于方形盒盖内。

●将纸签分别写上小样

区编号1～12，第一

次随机抽取1张，点

数抽中的小样区内黑

棋的数目，记录第一

次数值（a1）。

黑棋只能在原处点

数，不能移动或取

出。

●第二次随机抽取3张，分别点数抽中

的小样区内黑棋的数目，求出3个小样区内黑棋数的平均值（a2）。●利用下列公式计算两次黑棋总数目

的估计值。

第一次估计值（A1）＝a1×12

第二次估计值（A2）＝a2×12

黑棋只能在原处点数，不能移动或取出。完成步骤●后，将方形盒盖中的黑棋全部放回原塑胶杯内备用。

二、捉放法

●由装有黑棋的塑胶杯中取出30颗黑棋，另取30颗白棋代表作记号的黑棋，放入塑胶杯。

● 加盖后充分摇动，使棋子混合均匀。 ● 从杯中随意抓取一些棋子（取样），计数取样的黑棋与白棋的数目，计数后的棋子再放回杯

中。重复步骤●～●一次。

● 依下列公式分别计算二次黑棋总数目的估计值（B 1、B 2）。

1230B B 放入白棋總數（）黑棋總數的估計值（或）＝取樣中白棋數目

取樣的棋子數目（黑棋＋白棋）

完成步骤●

后，将杯内30颗白棋取出，再将实验前取出的30颗黑棋放回杯内备用。 三、直接计数法

将杯中所有的棋子取出，直接计数黑棋的实际总数（C ）。

问题与讨论：

1. 样区法中，理论上取样的小样区数目愈多，估计值与实际总数愈接近。比较A 1与A 2，何者较接近黑棋的实际总数（C ）？与理论是否相符？如果不符合，可能的原因为何？

2. 捉放法中，估计值B 1与B 2是否相同？可能原因为何？

3. 如果想要调查池塘中吴郭鱼的数量，应采用何种方法较适合？为什么？