【課業】環境生態學-期中考準備〈2015年4月/27日新增〉－聞思筆記

環境生態重點整理

壹、名詞解釋

Ø 第一章

u 指數性成長：數量有別於以線性成長，而以幾何成長的人口成長型態。

u 太陽資產：直接或間接來自太陽的能量，如風力、水力、生物質量（吸收太陽能轉換成生物體中的化學能）。

u 自然資產：對人類有用的一切物質和能量，包含空氣、水、土壤、野生動植物、再生能源、非再生能源等等的自然資源。

u 永續生存：指某一個人或社會的生活方式，以使用有限的天然資源，達至某程度上的可持續性。支持者一般會以永續發展作為目標，並實踐在生活方式當中，例如實踐在交通、居住、能源消耗及飲食等。

u 加倍時間(70 定律)：人口加倍時間=70/長百分率。

u 永續產量：指在不縮減自然資本的情況下人們可以利用的產出，例如限制維持著限定的漁獲量，讓漁獲能長久維持一定水準，這限制內的最大漁獲量，即是永續產量。

u 環境退化：人類對環境的不合理開發利用，引起環境系統的結構發生變化，從而導致自我調節能力下降、功能減退的現象。

u 公共財：一種集體消費財，表示一旦這種財貨被提供，任何人都可以均等的享有。

u 生態足跡：為滿足人類需求，直接或間接影響到的自然資源，並以所需使用的土地面積來衡量。

u 點源汙染、非點源汙染：水環境污染問題通常可分為點源污染和非點源污染，點源污染主要包括工業廢水和城市生活污水污染，通常有固定的排污口集中排放，例如煙囪、汽車排氣管、污水管。非點源污染正是相對點源污染而言，是指溶解的和固體的污染物從非特定的地點，在降水（或融雪）沖刷作用下，通過徑流過程而匯入受納水體（包括河流、湖泊、水庫和海灣等）並引起水體的富營養化或其它形式的污染，例如肥料和殺蟲劑的逕流，流入河川或湖泊。美國清潔水法修正案（1997）對非點源污染的定義為：污染物以廣域的、分散的、微量的形式進入地表及地下水體。這裡的微量是指污染物濃度通常較點源污染低，但NPS污染的總負荷卻是非常巨大。

u 污染預防(來源控制)：不去用、替代、少用、重複使用、回收利用。

u 污染清除(排放控制)：不去降低汙染與消耗，在這裡清除了汙染，可能只是讓別的地承受汙染而已，預防勝於治療。（←亂寫的）

u 3P 原則(污染者付費)：Pollution Prevention Pays. 在圖謀區域之發展平衡與改善、均衡城鄉差距時，應注意到對生態與環境所產生的影響，加以考量並予以重視。由為了發展而產生汙染的地區，自行負責環保的責任。

u 深層生態學：1970年代，由奈斯等學者提出，強調我們不應只關注人類健康福址，而要為所有物種保護環境，並應自省人與自然的倫理關係，將生態哲學的觀念，應用於人類倫理中的信念與規範。

Ø 第三章

u 生物體：任何生命的形式。

u 物種：生物分類的基本單位，通常稱外表、行為、基因相近，且能產出有生殖能力的後代者，為同一個物種。

u 種群：在特定時間裡，生活在同一地區，由同種生物所組成的群體。

u 群落：在一定時間裡，生活在同一地區的各種生物種群，相互結合所形成的一種結構單元，其彼此間可相互聯繫、相互制約。

u 生態系：生物與生物、生物與環境之間的相互關係。

u 生態圈：自海平面以下二十公里，至最高的山峰內，生物得以生存的範圍。包含了岩石圈上層、大部份水圈，和較低的大氣層。

u 全球生態體系(水生陸生)：

(1) 水生生物群落：包括海洋生物群落、淡水生物群落。

(2) 陸生生物群落：包括森林、草原、荒漠、苔原。

u 非生物影響因子：

(1)陸域生態系：陽光、溫度、風、緯度、高度、土壤

(2)水域生態系：光穿透力、水流、海流、懸浮固體、溶氧量

u 環境容忍度：生物對於每一種環境因子的適應範圍，有其上限及下限，超過此範圍生物就無法生存。

u 容忍定律：在生態系統中物種的存在、數量及分佈，由物種對物理或化學因子的容忍範圍來決定。

u 限制因子：對生物的生長及分布有決定性影響的因素，又稱主導因子。

u 限制因子定律：限制因子可以影響族群的大小，任何因子過多或過少，即使其它因子都保持在最適當的範圍，也會抑制族群的成長。

u 生產者：主要由光合作用植物和化學自營植營植物組成，有自行製造養份的能力。

u 消費者：得依靠生產者或其它消費者，才得以生存的異營性生物。

u 分解者：將動植物屍體或排泄物分解成其它有機物或無機物，讓一些元素能再次回到大自然的生物。

u 耗氧呼吸：生物體細胞把有機物氧化分解並轉化能量的化學過程。

u 厭氧呼吸：指生物細胞在酶的作用下，對有機碳水化合物進行的不徹底氧化，並產生較少能量的呼吸過程。

u 生物多樣性：含基因多樣性、物種多樣性、生態多樣性、功能多樣性。

u 食物鏈：在生態系中，藉食性關係而串聯起來的一組生物，如稻米、蚱蜢、雉雞、人，食物鏈成單向線狀。食物鏈通常有以下四類：

(1) 捕食性食物鏈：又稱為牧食性食物鏈，是以植物為基礎。其構成形式為植物→草食性動物→肉食性動物。

(2) 碎食性食物鏈：以高等植物之枯枝落葉為基礎，植物碎屑經細菌和真菌作用，再加入微小藻類，被碎食生物所利用。其構成形式為碎食物→碎食生物→小肉食性生物→大肉食性生物。

(3) 寄生性食物鏈：以大動物為基礎，由小動物寄生在大動物身上所構成。如哺乳類→跳蚤→原生動物→細菌→病毒。

(4) 腐生性食物鏈：以腐爛的動植物屍體為基礎。腐爛的動植物屍體被土壤或水中的微生物分解。

u 食物網：在生態系中，許多單向的食物鏈，互相交錯成網狀的構造，這後把整個生態系的群集網羅在一起，稱為食物網。

u 營養層級：

(1) 第一層級：生產者。

(2) 第二層級：初級消費者。

(3) 第三層級：次級消費者。

(4) 第四層級：三級消費者。

u 生物質量(生物量)：指生物體內所有有機物質的乾重，代表營養層中儲藏在有機物中的化學能。

u 能量塔(能量流金字塔)：在能量轉移過程中，由於部分能量用於消化、呼吸和運動，並有一部份的能量會形成熱能消失，故能量愈來愈少，因此能量在食物鏈中，變成金字塔的形式，稱為能量塔、能量金字塔、能量錐體。

u 數目塔：能量塔以生物數目表示者稱為數目塔。數目塔以生物數目表示每一食性層次所繪成的食物塔，稱為數目塔。

u 生態效率：指生態系食物鏈內各個營養級內和之間能量攝取和利用之比率

u 1/10 定律：於能量塔中，每一階層從前者所獲得的能量約為前者所含能量之1/10，剩餘的9/10以熱能形式消失。

u 食物塔：於食物鏈中，生產者的數目或生物量最多，各級消費者的數目或生物量依次遞減，其關係如金字塔般稱為食物塔。於食物塔中，生產者的數目及生物量最多，位於塔的底層，初級消費者位於第二階，最高級消費者位於塔頂，愈近塔頂，其數目及生物量愈少。

u 生物量塔：能量塔以生物量表示者稱為生物量塔。生物量是指特定區域內所有生物的總重量，通常以單位面積中所有生物體的乾重量表示。生物有多少能量依照其有多少身體物質而定，因此，生物量的改變可顯示能量沿食物層次向上改變。以生物量表示每一食性層次所繪成的食物塔，稱為生物量塔。

u 總初級產量：從大氣中或水中的二氧化碳合成有機化合物。它主要是通過光合作用的過程，利用光作為能量來源；但它也是通過化能合成，其使用化學化合物的氧化或還原作為能量來源。

u 淨初級產量：總初級產量扣除生產者本身生產能量時，所消耗的能量，即為淨初級產量。例如在初級生產中，有一部分是被植物自己的呼吸作用消耗了，只有剩下的部分才能用於植物的生長和繁殖，這部分就是「淨初級生產量」。

u 蓋亞假說：蓋亞假說認為地球乃一個單一的生命體，包含地圈、水圈、氣圈，及其中的生物及非生物。地球這個生命體為了生存下去，會努力維持內部的穩定，對於外在或內部的干擾，會從氣候、化學反應等途徑去作抵抗，具有一定程度的調節能力。

u 雛菊世界模型：假設整個地球遍佈著深淺兩色的雛菊，深色雛菊太多就會讓地球越來越熱，淺色雛菊太多就會讓地球越來越冷，而太熱或太冷都會讓雛菊無法生存，所以為了讓生態保持平衡，兩種顏色的雛菊會自行保持一定的比例，而星球的溫度就此穩定。

Ø 第五章

u 沙塵暴：

(1) 在沙源、強風、與不穩定大氣三個條件配合下產生。

(2) 亞洲沙源主要位於35°N~45°N/105°E~80°E 間之沙漠或乾旱地區。

(3) 春季（3~5 月）鋒面系統特別活躍，為亞洲沙塵暴發生頻率最高，強度最大之季節。

(4) 以大氣穩定度條件來看，午後太陽輻射加熱沙源地程度到達最大，大多數沙塵暴都發生在午後至傍晚之間。

(5) 沙塵暴為亞洲沙源地區春季相當活躍天氣現象之一，但伴隨有沙塵長程運輸現象的沙塵暴系統僅佔全年的一小部分。

(6) 沙塵暴強度對並非衝擊台灣地區春季空氣品質之關鍵，反倒是沙塵暴源地以及綜觀天氣條件二者才是決定是否有大量沙塵輸送至台灣地區上空之重要因素。

(7) 沙塵輸送距離和沙塵顆粒大小有密切關係，影響台灣地區之沙塵應多屬於直徑0.05-0.005 ㎜之粉沙為主。

u 聖嬰現象及南方振盪：

(1) 反聖嬰係為聖嬰之相對詞，源自西班牙文，其意為女嬰。兩者均是指在赤道東太平洋區域，海溫及洋流之異常變化的現象。

(2) 聖嬰時期之異常氣候情況可能呈現反常之涼夏或暖冬，但在反聖嬰時期則可能變為加強四季之特性，即是熱夏與寒冬。

(3) 聖嬰與反聖嬰現象大多在夏天開始發展，在冬天達到巔峰，然後逐漸消退，大約可以維持1 年那麼久。

(4) 聖嬰現象對台灣影響不是十分明顯。台灣學界研究發現，聖嬰現象出現後，該年夏天氣溫比較低，接下來的冬天比較暖和，隔年的春雨比較多、夏天氣溫也會比較高，反聖嬰現象出現時則相反。聖嬰年以及威力強大的反聖嬰年的夏天，侵台颱風偏少。

(5) 南方震盪是指東太平洋赤道區域海面溫度和西太平洋赤道區域的海面上氣壓的變動。這兩種變動是相互聯繫的：東太平洋的暖洋階段，即聖嬰年，伴隨著西太平洋的高海面氣壓；東太平洋的變冷階段，即反聖嬰年，伴隨著西太平洋的低海面氣壓。

(6) 南方震盪為聖嬰現象在大氣的對應關係，所謂的「振盪」（oscillation）是指赤道附近太平洋東西處之氣壓變化。

u 龍捲風(tornado)：成因是

(1) 超大胞風暴，常發生於鋒面前緣。

(2) 風切。春天及初夏最多。英國60 個/年，台2 個/年，美>1000 個/年 (1998 年 1424 個)

u 紅潮(黃潮)：

(1) 有害的海藻在海洋盛放(或簡稱 HAB) ，造成了紅潮 (red tide) 或黃潮 (brown tide) ，這些海藻包含了很多種類的生物和藻細胞，由微小的鞭毛蟲，以至原始的青藍色海藻 - 「氰菌」。它們把海水中的氧氣吸收，令海魚缺乏氧氣而大量死亡。

(2) 有些海藻甚至能產生毒素 (toxins)，貝殼類海產 (shellfish) 會吸收了這些毒素貯藏在它們的體內，人們吃後便會中毒或生病。

(3) 紅潮的成因是什麼，科學家們並未能肯定，但他們相信這與河流大量排放出來的肥料、家禽和猪廢料有關。紅潮的形成是由於一種叫做腰鞭毛蟲的海藻大量繁殖。

(4) 一般相信它是自然發生的，並非人為所致。腰鞭毛蟲在特定的海水溫度、含鹽量和養份含量下會大量繁殖。一些科學家認為，氣溫高、少風浪、少雨量、含鹽量下降，以及的營養物增加是引起紅潮的原因。

(5) 紅潮每年導致養魚業損失百萬元以上。紅潮殺死無數的海洋生物，這些海澡黏附在魚腮上，令魚類呼吸困難。同時，海藻會耗用水中大量的氧氣，令水中含氧含下降。而海藻的生命周期十分短，死了的海藻會被海洋中的細菌分解，這過程亦消耗大量的氧氣。以上種種因素令不少魚類因缺氧窒息而死。一些腰鞭毛蟲還會分泌致命的毒素，在紅潮發生時，蛤､貽貝､扇貝和牡蠣等的貝類動物都會染上這些毒素，人們若進食這些受感染的貝類食物，便容易中毒。一些吃海草的魚也會吃腰鞭毛蟲。它們最終會死於體內積累的毒素。其它魚吃了這些受感染的魚也會死亡。有呼吸道疾病的人士應遠離紅潮發生的地方，不應在有紅潮出現的期間吃海鮮。

貳、申論題

Ø 第一章

u 重要環境議題:

(1) 人口成長：從人口問題談環境保護。

a. 生物學家們早已發現：在有限的空間和食物的條件之下，當老鼠族群的數量過度增加，密度過大時，老鼠們會因為所能獲得的食物份量減少，以及過度擁擠，使得攻擊行為增強增多，健康情形變差，生育率下降，死亡率升高，最後導致整個族群的數量下降。類似的現像，其實不只是老鼠，包含人類等所有生物族群的身上都可看見。
b. 在人類的歷史中，人口問題往往是許多政治及社會動亂的根源之一。甚至大部份戰爭的根源，都可說是因為人口過度膨脹，造成資源不足，或無法有效分配的結果。英國學者馬爾薩斯於1798年，就曾經從人口問題的角度，預測英倫三島將因人口持續過度增加，最後因為糧食生產不足而產生重大的危機。雖然，在農藥及肥料的發明與使用下，糧食問題獲得解決，再加上大量移民到美洲的結果，至今並沒有發生嚴重的危機。但是，從全球的角度來看，馬爾薩斯從人口問題所預測的危機，並未因為科學技術的進步而完全解決，反而衍生出更多的問題。以往戰爭、飢荒、疾病…等的發生，使全球人口不致過度膨脹。但是，藉由科技及文明的發展，戰爭成為全球努力消弭的課題，糧食的生產、重大疾病的流行，也都獲得改善。在沒有太多外力抑制之下，人口成長遂一發不可收拾。
c. 在1750年時，全世界只有10億人口，於兩百年後的1950年，才增加到約26億。隨後，卻在短短40年的時間裡增加了一倍，全球於1990年已有53億的人口，在今年(1999年)已突破60億！根據聯合國最新的估計，即使在全球的努力之下，2050年也將達到75億。就台灣而言，根據內政部的統計資料顯示，民國40年台灣地區約800萬人，民國88年約有2200萬人，估計到民國100年時達到2400萬人。在不到50年的時間，人口成長了將近3倍，而且還會持續再增加。
d. 人口的增加，直接造成糧食供給所需土地的增加，對於森林、水、空氣、礦產…等各種自然資源的損耗，以及垃圾、酸雨、農藥、工業廢棄物、放射性核廢料…等人為污染，也都隨之倍增。大量的物種因為棲地遭受人類破壞開發而滅絕、溫室效應造成全球氣候的變遷、臭氧層的破洞…等，都已嚴重威脅到人類與地球上其他生命的生存。透過食物鏈的作用，許多污染物，如農藥、重金屬…等毒性物質，也都直接或間接地反撲到人類的身上，從癌症死亡率不斷升高可知一斑。這些對環境所造成的危害，以及反過來對人類自身生存的危脅，也都將隨著人口持續過度成長而益加嚴重。直到目前為止，技術與文明的進步，都還無法有效的減少人為對環境的破壞。因此，如何有效的減少人口的總量，也就成為環境保護最重要的一個問題，也是維繫人類生存的重要課題之一。在面積狹小，人口密度高居世界第二的台灣，我們更要勇於面對此一問題，才能真正的永續台灣。

(2) 資源使用的增加：

a. 經濟活動一定伴隨著能源、物質的流動，經濟成長，生產的擴張，對資源的需求也增強，對環境利用的依賴愈重。即資源的使用，對自然環境所挖掘使用，及傾棄廢棄物亦愈多。如此，國民生產增加了，但環境素質（Environmental Quality）卻相形降低了。因經濟成長愈快速，對資源的使用愈多，污染（Pollution）愈嚴重。由此，探討經濟活動對環境的影響，即為注視的重點。
b. 資源經濟學（Resource Economics）即研究如何以有限的資源，來使經濟社會獲取現在及未來的最大經濟福利。因為資源可以分為兩大類，即可更生的資源（Replenishable Resource）與不可更生的資源（Non-Replenishable Resource），前者如漁產、林業等，可以由既存的資源繁殖新生。當然，資源的更生，並不一定是自動的，有的可以由投資培植而成，也有可以以停止使用促成，如地力過度使用，停耕可恢復其地力。這些資源由於空間環境或生態的限制，過度使用或誤用，將減少其存量，以致影響未來的生產與消費。反之，若取用量過少，由於其生存空間的擁擠，存量增加至某種程度後，造成資源的浪費。後者如礦產資源，其存量隨著使用量的增加而降低，因此，在某一特定情況（如生產技術）下，有一定的使用極限。
c. 最大的生產，意味著對未來的生產力也應維持，這也正是所謂最大保證收益（Maximum Sustainable Yield）的觀念，因此，如何確保現在及未來的生產為最大，即為資源經濟所強調的重點。就不可更生的資源的使用，最早有赫特林（H. Hotelling）的所謂吃餅模型（Cake-eating Model）。對可更生的資源的模型是動態的，故除考慮既存的資源外，尚須考慮出生率、死亡率及當期的使用量，藉著控制對資源的消費，追求長期社會福利為最高。此最有名的模型有普魯爾德（C. G. Plourde）及史密斯（V. L. Smith）。此外，公有資源（Common Resources or Public Resources）較私有資源（Privately Owned Resources）易被濫用、誤用，如捕鯨業，漁民所關心的是漁獲量，卻少注意漁藏量。因此，若濫捕而造成絕跡，即永遠喪失此資源。

(3) 全球氣候變遷：全球暖化與氣候變遷。

a. 世界氣象組織已確認，2002年已取代2001年，成為氣象史上地表平均溫度第二高的一年；2003年，歷經9年催生的《京都議定書》終於通過生效門檻，於2005年2月生效，溫室氣體排放交易機制業已啟動。於近五年的世界熱門環境新聞中，2005年「京都議定書生效碳交易市場啟動」、「碳排放促海洋酸化海洋生物拉警報」以及「海洋保育不力全球半數珊瑚礁受威脅」等議題的入榜，顯示國人對全球氣候變遷帶來的諸多挑戰─包含氣候異象、賴以維生的水資源變化、生物多樣性浩劫、以及溫室氣體排放控制等議題，最為關切。到了2006年，前三名的國際環境新聞中有兩名與全球變遷相關，分別是第一名「全球暖化持續惡化　代價高昂」與第三名「高爾拍全球暖化紀錄片全球迴響」。以下擷取「全球暖化持續惡化　代價高昂」新聞議題之重點。
b. 美國《國家科學院學報》於2006年9月發表報告表示，全球氣溫上升的情況至少是1萬2千年來所未見的。由於人類頻繁的活動，大氣中最為富藏的二氧化碳(CO2)，以及甲烷(CH4)與氧化亞氮(N2O)等溫室氣體之濃度，使得過去30年間全球暖化的情形愈漸加速。英國皇家學會出版的「史登報告」(Stern Review)為至今針對全球氣候變化最完整詳盡的報告，該報告於2006年10月提出警訊，若不儘速對全球暖化採取行動，所造成的經濟損失可能與兩次世界大戰和經濟大蕭條一樣嚴重，全世界將付出9兆美元的經濟成本，並造成全球經濟萎縮20%。為了減緩全球暖化的速度，小至各國環保人士、大至國際間的合作與協商從未間斷。除了美國前副總統高爾拍攝紀錄片「不願面對的真相」(An Inconvenient Truth)，今年11月4日也全球同步舉行了第二次「對抗全球暖化遊行」(Walk Against Warming)。此外，聯合國氣候高峰會發起在2007年種植10億棵樹的新全球運動。加州則創美國先例，通過溫室效應氣體排放減量法案，預計2020年前減少25%溫室廢氣排放量。台灣方面，行政院已通過「溫室氣體減量法（草案）」，報請立法院審議。這些行動與政策的準備，在在告訴我們，全球暖化的腳步未曾停歇且可能正在加快，若不能儘快採取應對手段，改變造成溫室氣體排放增加的生活方式，全球暖化所帶來的災害可能在不久的將來全面反撲。

(4) 動植物的絕種：

a. 值得注意的是，「環境倫理」雖然儼然已定型成為一門地位穩固的專業學科，然而，其中所跨的領域「倫理」，絕非侷限在狹義的倫理學上，而是廣義的倫理學。所謂廣義的倫理學，所指的其實就是廣義的「價值哲學」。而所謂廣義的價值哲學，就我看來，可以詮釋為廣義的價值學以及廣義的哲學。就此而言，我認為，從政治學或社會學的角度來反省環境問題，並觸及價值議題，都算是環境倫理的探討。但是，如果只是說明某種瀕臨絕種動植物的習性，或只是計算某個地區某物種存活的最低安全數量，而沒有涉及價值的評斷或思考的話，則只能算是生態學或環境科學的探討，而非環境倫理的探討。
b. 相較於波伊曼的《環境倫理》的廣泛議題，辛格的書聚焦於動物的生命權議題。儘管「保育瀕臨絕種的動植物」這個環境倫理的口號在時下十分響亮，然而，就我看來，若非現行法律的強力運作，一般人其實並不關心動物的生命權，更遑論關心動物生命權的倫理道德的理論根源（註五）。就此而論，當保育類動物的生命權都不被一般人重視時，像豬、牛、羊、雞、鴨、鵝這些所謂的「經濟動物」的生命權，更被一般人忽視或者不屑討論。
c. 在教學進度及議題方面，我將環境議題分為兩類：動植物的生存環境問題、人類的居住環境問題。關於前者，我將介紹地質年代、生態系統、瀕臨絕種動植物的保育、國家公園、自然的價值意義、人類如何看待與對待動物、動物的權利等議題。關於後者，我將介紹土地倫理、垃圾污染、河川污染、空氣污染、臭氧層破洞、溫室效應、酸雨等議題。在環保思想上，我將特別介紹李奧帕德（Aldo Leopold）的《沙郡年記》（註九）、瑞秋卡森（Rachel Carson）的《寂靜的春天》（註十）、陳玉峰的《土地倫理與921大震》（註十一）、彼德辛格的《動物解放》（註十二）。
d. 國外的書，像Millidge, Judith (ed.) 1999 Endangered Species, Quantum Books Ltd. 這本印刷精美，附有各種瀕臨絕種動物的彩色圖片及其相關資訊，對許多讀者而言，也許只是茶餘飯後的消遣讀物而已。國內的書，像於幼華主編，（1998），《環境與人》，遠流，亦附有「我國保育類野生動物名錄」（自然環境篇，頁152-162。），讀者的感受可能相去不遠。一般民眾只關心像「野生動物保育法」、「動物保護法」或「國家公園法」這些法規是否會讓他們的行為因觸法而受罰。

(5) 污染：

a. 污染經濟學（Pollution Economics），污染稱為負的資源，表示此類資源愈多，對經濟福利愈為減低。廢物是伴隨生產與消費而產生的，它隨著時間的延續，經濟社會所蓄積的也就愈多。根據簡單的物理定律－物質不滅定律（Energy／Material Balance），一種物質轉換成另一種物質時，如無法完全轉變，必有殘餘物質產生。而廢物蓄積，主要是針對各經濟單位丟棄那些不想要（Unwanted）的殘餘物（Residuals），並藉其自然腐化（Natural Decomposition）或再處理（Re-cycling）而減少此廢物至最低。因為這些廢棄物愈多，污染即愈嚴重；環境素質愈低，經濟福利亦愈為降低。
b. 最早以物質不變定律來研究殘餘物之產生與處理，是西元一九六七年美國西北大學史密斯（F. A. Smith）的博士論文The Economic Theory of Industrial Waste Production and Disposal。而李昂提夫（W. Leontief）也於一九七○年以投入產出模型，就經濟活動的投入與產出，說明並預測殘餘物質的產生及作為政策上之衡量。廢物蓄積與資源經濟學相似，有增加率也有減少率（如自然腐化及再處理），故普魯爾德也以動態模型說明廢物的蓄積與處理，而史密斯（V. L. Smith）也有相似之論著。
c. 環境問題是市場失敗（Market Failure）所產生的，經濟理論常假定經濟單位是理性（Rationality），然由於外在性（Externality）的存在，使得財貨勞務的生產和消費，與環境素質相衝突。如果就當前與未來消費作抉擇時，市場活動總是偏向目前，故為了追求經濟成長，資源加速開採與使用，污染問題亦日益嚴重。因此，為了最近將來的經濟成長，卻犧牲了經濟社會更久遠的生活環境。
d. 環境經濟學研究的焦點，在於如何了解環境、利用環境、兼顧物質與精神感受、追求經濟社會現在及未來的最大福祉。

(6) 貧窮：貧窮問題迫使窮人過度使用潛再再生資源以暫時維生，窮人並長期面臨健康危機及風險的窘境。

u 比較題:

(1) 已開發及開發中國家的比較：

a. 平均壽命：已開發76／開發中65。
b. 1955~2002嬰兒死亡率：已開發減少60%／開發中減少40%。

(2) 經濟發展的優缺點：

a. 優點：平均壽命增加、嬰兒死亡率降低、全球時物產量超過人口成長、飲用水安全、用較少原料做更多東西。
b. 缺點：平均壽命差11年、開發中國家的嬰兒死亡率約為已開發國家的8倍以上、工業化的食物生產可能對環境有害、人口成長及資源使用的增加，造成不永續的環境(動植物絕種、破壞濕地珊瑚礁森林、地下水資源日益枯竭)、73%的地球可居住地為人類活動所佔有，影響到其他野生動物的棲息地、砍伐森林及燃燒化石燃料使全球暖化(農作物、降水分布、動植物生存、海平面上升)、約1/6全球人口生存在貧窮線下(每年低於370美元，約每天收入低於1美元)，1/2的人口每天收入1~3美元、貧富差距過大(平均國民所得10個最有錢國家是10個最窮國家的100倍以上；200個最有錢的人擁有全球一半的財富)。

(3) 全球化優缺點

a. 優點：經濟上，1950~2002的商品級服務的國際貿易量謥5%~16%、1970~2002在3個以上國家運作的跨國企業數從7000~60000；訊息通訊上，5億人(比例1/11)人可上網、上網率95%(已開發)，50%(開發中)
b. 缺點：環境影響上，物種及疾病藉貿易及旅行進行國際間的傳播，長生命期的汙染物傳送(風、降水、洋流、河川)

u 永久性、再生及非再生資源的定義及類別，各類資源使用現況及面臨的問題。(必考)

(1) 永久性資源(Sustainable Yield)：再生能源雖可迅速自然補充再生，但也有耗盡的可能。可以無限次使用且不減少再生能源供給量的最高產量稱為永續(可持續)產量。

(2) 再生資源(Renewable energy)：理論上能取之不盡的天然資源，過程中不會產生汙染物，都是轉化自然界的能量成為能源，並在短時間內(幾年之內，相對於億年以上才能行成的石化燃料)就可以再生。

(3) 非再生資源：在地球上的存量有限。能源資源不能回收、金屬礦物資源可回收、非金屬礦物資源難回收或回收成本過高。

(4) 面臨環境退化和經濟性枯竭，人們對資源的消耗率超過回復能力，資源供給量必將縮減。面對資源減少，人們可以選擇試圖找到更多、回收和重新利用現有的供應、減少浪費、減少使用、嘗試開發替代品、等待數百萬年。積極做法是讓資源取用總量維持在最大永續產量的限度內，維持生態系健康與完整性，並控制使用人數及人口數，或將免費資源改成私人資產。

Ø 第三章

u 昆蟲及微生物在生態系的重要性，為何要感謝它們？

(1)非自營生物(heterotrophs)：非自營生物需要有機養分當作食物的來源，他們是消耗食物的消費者。草食動物(herbivores)直接吃植物或是藻類。在陸地上昆蟲是小的草食動物；在水裡浮游動物(zooplankton)如原生動物(protozoa)，則是最小的草食動物。肉食動物(Carnivores)以其他動物為食；以昆蟲為食的鳥類即為肉食動物，以鳥類為食的老鷹也是。這個例子讓我們發現到存在著初級(primary)消費者（例如昆蟲），次級(secondary)消費者（例如鳥）和三級(tertiary)消費者（例如老鷹）。有時三級消費者被稱為最高肉食動物。雜食動物(omnivores)以植物和動物為食，人類即是。

(2)屑食者 (detritivores)以岩屑為食，岩屑是有機物質分解出來的顆粒。有些蟲以漂浮在海洋中的岩屑為食，蛤蜊則在水底攝取。蚯蚓和甲蟲、白蟻、蛆都是陸棲的屑食者。不會行光合作用的細菌、真菌包括蕈類均為分解者，他們分解死的有機物質和動物的排泄物。分解者扮演了一個非常重要的角色，因為他們會釋放植物體所需要的無機物質，否則植物只能完全仰賴無機物從岩石中崩解之類的物理過程以獲得所需要的無機養分。

u 生物多樣性的意義、重要性及逐漸減少的可能原因。

1. 定義：為生物的多樣性（Biological diversity）的簡稱，最早是指對地球上所有植物、動物、真菌及微生物物種種類的清查。此後，生物多樣性在學術上的定義被擴充及所有生態系中活生物體的變異性，它涵蓋了所有從基因、個體、族群、物種、群集、生態繫到地景等各種層次的生命型式。

2. 重要性：各式各樣的生命相互依賴著複雜、緊密而脆弱的關係，生活在不同形式的人文及自然系統中，也就是人和萬物生生不息在地球的生物圈共榮共存。而生物多樣性本身具有生態與經濟、科學與教育、文化、倫理與美學等價值。

3. 逐漸減少的可能原因：

(1) 棲地破碎化

(2) 過度利用

(3) 全球氣侯變遷

(4) 污染

(5) 外來物種侵襲

(6) 農林業的單一耕作或育種

u 生地化循環：水、碳、氮、磷、硫循環(擇二考)

1. 水循環為水在生物圈中的循環。淡水是從鹽水蒸發而來的。太陽的輻射線使得淡水從海水蒸發，鹽分則遺留下來。蒸發的淡水上升進入大氣層中，受冷再降回到海洋和陸上。水從陸地和海洋蒸發（植物的蒸發為蒸散作用），也從淡水湖蒸發，但因為陸線比海線還高，因此所有的淡水都因為重力的關係而回歸到海洋中。同時，水還存在於不流動的水（湖和池塘）、流動的水（溪流和河流），以及地下水中。當降雨的時候，某些水沈入或滲入地底並使地底含濕量達飽和程度，飽和部分的最高點稱為地下水位或是水位。有時地下水也會位於含水的岩層內會釋放大量的水到井或泉裡。當降雨及融化的雪滲入到土壤中，含水層便獲得補充。在美國有些地方，特別是乾燥區或是南加州，水位已低於含水層到無法再補充的地步，此種情況稱為「地下水礦業」。在這些地區地下水位持續下降，幾年內將連灌溉用水都無法供應。全世界的供水中只有3％的量稱為fresh water，這些水雖然不斷被消耗但也不斷有新的補充，所以稱為可更新的水資源。但當可利用的水來源不足和（或）被污染成無法使用的狀況，淡水就有可能被耗盡。

水循環： (1) evaporation (2) transpiration 蒸散（植物）(3) condensation (4) precipitation (5) infiltration 入滲（降至地面的水流入土壤）(6) percolation 滲透（已存於土壤中，之後再流入下層的土壤和岩層，而形成井水或泉水）(7) runoff地表逕流

2. 碳循環：碳是構成生物體之主要成分。在自然環境中，碳以二氧化碳存於大氣中，以重碳酸鹽存於水中，而以固態碳或化石燃料沉積於地殼。碳循環由綠色植物行光合作用固定大氣中的二氧化碳開始，植物以碳水化合物形式存於植物體內，植物行呼吸作用釋出二氧化碳，重回大氣中。此外，動植物屍體及排泄物經氧化分解而排放出二氧化碳回大自然。非生物性循環，則如化石燃料的燃燒、火災、火山活動等進行碳循環。因人為活動的增加，造成大氣中二氧化碳濃度顯著的增加，因而引發溫室效應的增強。

以下方程式由左至右的方向代表細胞呼吸作用，反向則代表光合作用。這個方程式告訴我們細胞呼吸會釋放光合作用需要的二氧化碳，而光合作用也會釋放出細胞呼吸所需的氧氣。綠色的有機體並不只是製造有機食物和能源給動物，也提供了氧氣給生物圈。因為生產者能行光合作用和呼吸作用，所以它們能獨立於動物世界。在碳的循環裡，陸棲和水生生態系統中的有機體均與大氣層交換二氧化碳。在陸地上，植物從空氣中吸進二氧化碳，並經由光合作用將碳併入自營及非自營生物的食物中。當植物或動物呼吸的時候，一部分的碳便以二氧化碳的方式回復到空氣中。水中的生態系統與大氣間的二氧化碳交換是間接的，空氣中的二氧化碳與水結合形成重碳酸鹽（HCO3-），成為會為自己及非自營生物製造食物的藻類之碳的來源。同樣地，當水中有機體呼吸的時候，他們所呼出的二氧化碳也會變成重碳酸鹽。水中重碳酸鹽的數量與空氣中二氧化碳的數量保持著一個平衡的狀態。除了大氣層之外，活的與死的有機體也是有機碳的可能來源。如果分解失敗，死的殘骸會經歷碳化(carbonification)，此為一個可將他們轉化為煤、油和天然氣的物理過程，我們稱這些儲藏為石化燃料。大部分的石化燃料皆形成於28600到36000萬年前的石碳紀時期(Carboniferous period)，在那時有許多有機物質在尚未腐敗前便被埋葬。另外一個碳的儲藏庫則為飽含碳酸鈣的貝殼。海洋富含有機體，有些極小的有機體和貝殼堆積在海洋地底的沈積物中，石灰石(limestone)即是由這些沈積物經由地質變化而形成的。

碳是生命的基本元素之一，大氣含量0.036%；sink:光合作用、海洋吸收碳水化合物如glucose葡萄糖(C6H12O6)；Source: (a)呼吸作 用，(b).燃燒化石燃料(煤、石油、天然氣)(c).火山爆發，(d).木材砍伐。海洋是二氧化碳的儲存槽：(1)溶解在海洋中，(2)海洋的植物光合作用吸收，(3)與海水反應成碳酸根(CO32-)及碳酸氫根(HCO3-)，當海溫上升，愈多二氧化碳跑至大氣, (4)有些生物會利用碳酸根(CO32-)及碳酸氫根(HCO3-)與鈣離子形成CaCO3，做為海洋生物的外殼或骨骼海洋的沉積物或石灰岩。

二氧化碳與全球暖化的正向回饋：(1)溫度增加，生物質腐化(氧化)速率增加，釋放更多二氧化碳；(2)當海溫上升，愈多二氧化碳跑至大氣。

3. 氮循環：氮是構成蛋白質基本物質。植物利用固氮機制利用大氣中的氮，固氮作用有兩途徑，一是通過閃電等高能固氮形成氨(NH3)和硝酸鹽(NO3-)，另一是由根瘤菌、藍綠藻等微生物生物固氮作用形成氨，供植物利用。氮循環由固氮作用開始，植物自氮及硝酸鹽吸收氮素，合成蛋白質。而後被消費者所利用，將植物蛋白質分解為胺基酸，經硝化作用分解為氨、尿素、尿酸排入土壤中，動植物屍體經分解者（腐生菌）分解後，釋出氨、二氧化碳等進入土壤中，再為植物根部所吸收。若溶於水中則成為銨鹽，經脫硝作用釋出N2於大氣中。氮是空氣中最豐富的元素，由體積上來看佔了78％，但植物仍會因為氮的不足而限制了生長。植物無法直接利用氮，因此需要各種細菌在氮循環中製造可利用的氮給他們

氮氣的固定(Nitrogen gas becomes fixed)：當氮氣被利用並加入有機化合物中時稱為氮氣的固定。水中生態系統有些氰細菌(cyanobacteria)和土壤中的部分細菌都能將氮氣轉化成銨(ammonium)（NH4+）。一些固氮細菌存在於莢果根部的根瘤中，可直接轉化氮氣形成植物可利用的有機化合物。大多數植物無法直接由空氣中固氮，但會從土壤中吸收銨(NH4+ )和硝酸鹽(nitrate) （NO3-）。植物從土壤吸收硝酸鹽之後，會透過酵素轉化成銨並用來製造氨基酸(amino acids)和核酸(nucleic acids)。

氮氣變成硝酸鹽(Nitrogen gas becomes nitrates)：硝化作用(Nitrification)可產生硝酸鹽。當大氣中的宇宙輻射、流星尾、閃電可提供高能量給氮使之與氧發生反應時，氮氣便轉化成硝酸鹽。土壤中的銨經由某些細菌，以兩階段的過程轉化成硝酸鹽。首先，會產生亞硝酸鹽的細菌將銨轉變成亞硝酸鹽(nitrite) （NO2-），接著製造硝酸鹽的細菌將亞硝酸鹽轉變成硝酸鹽(nitrate)。這兩群細菌稱為硝化細菌(nitrifying bacteria)。注意氮循環之中的附屬循環只牽涉到銨、亞硝酸鹽和硝酸鹽。此附屬循環並不需要氮氣。脫硝作用(Denitrification)

Nitrogen cycle (p74)(a)固氮作用：特定細菌將氮轉成氨NH3 (1)土壤及水中的固氮細菌(2)豆科植物的根瘤菌。(b)硝化作用：土壤中的氨經耗氧菌變成亞硝酸根(不能直接吸收)或硝酸根離子(植物可直接吸收)。(c)同化作用：植物吸收後合成含氮的有機物如DNA、氨基酸及蛋白質。動物吃植物或吃草食動物來得到氮。(d)氨化作用：動植物遺體經分解者成氨(NH3)及銨根離子(NH4+)。(e)脫硝作用－植物：NO2-, NO3-N2, N2O；動物：氨(NH3)及銨根離子(NH4+)NO2-, NO3-N2, N2O。是將硝酸鹽轉化成亞硝酸氧化物和氮氣。陸地和水中生態系中都有脫硝細菌。脫硝作用與固氮作用自然地保持某種程度的平衡，但並不完全，因為化學肥料的使用使得有過多的固氮作用發生。

簡單：固氮作用，硝化作用，脫硝作用；複雜：固氮作用，硝化作用，同化作用，氨化作用，硝化作用，脫硝作用。

人類由N2製造化學肥料的活動嚴重地改變氮循環轉換速率。事實上，他們使得固氮速率增長為兩倍。化學肥料包含磷酸鹽，其流進湖和河中會導致藻類與生根水生植物的叢生，其結果便是優養化(eutrophication or overenrichment)的發生。當綠浮泡(green scum)漂浮在水裡或水裡有過多的絲狀藻(filamentous algae)時，湖泊或水庫被磷、氮等物質污染而致藻類急速增殖的情形便愈加地明顯。當藻類死亡，分解者在細胞呼吸的過程中會耗盡所有的氧氣，結果便導致大量的魚類死亡。

Human effects on nitrogen cycle: (a)Burning fuelsNONO2HNO3酸雨; (b)N2O(牲畜廢棄物厭氧氧分解及施肥)溫室效應；(c)農地(1)收成農作物(2)灌溉(3)種作物前對草地及森林的整地，會使表土的氮流失。(d)河川優養化藻類滋生死亡的藻類耗氧分解(1)耗盡水中溶氧量(2)影響其他魚類生存; (e)過多的氮(NO2 and HNO3)造成野草滋生，影響其他植物生長。

4. 磷的循環：在陸地上，岩石的風化作用可使植物從土壤中吸收磷酸根離子(PO4-3與HPO4-2)。有些磷酸鹽會溶進水中生態體系，藻類便在磷酸鹽尚未沈積之前從水中將之吸收。只有當地殼隆起使得沈積岩暴露在外而受到再一次的風化，沈積物中的磷酸鹽才能被利用。磷不會進入空氣中，因此磷的循環稱為沈積循環(sedimentary cycle)。被生產者吸收的磷酸鹽被併入到各種形式的分子中，包括有磷脂(phospholipids)和三磷酸腺甘(ATP)或是會形成DNA和RNA一部份的核甘酸。動物吃食生產者並將某部分的磷酸鹽併入到許久都不會被分解的牙齒、骨頭和貝殼中。所有有機體的死亡和腐爛，以及動物排泄物的分解，都會使得磷酸鹽重新被生產者利用。因為可利用的磷酸鹽通常很快地便被吸收，因此它是生態體系中有限制的養分。有限的養分會限制有機體的生長，因為它是環境中供應短缺的養分。

人類因為開採磷酸鹽礦石來製作化學肥料、動物飼料及清潔劑，而增加了磷酸鹽的供給。有個磷酸鹽礦快被採光的地區位於佛羅里達，坦帕的東方，此處的磷酸鹽礦為1000萬到1500萬年前海洋生物變成化石的遺骸。磷酸鹽礦稍具輻射能，因此開採磷酸鹽礦會為所有有機體帶來健康上的威脅，尤其是採礦的人。陸地上只有部分被適當的開墾，其餘則視土壤蝕失的程度而定。磷酸鹽的釋出是由於化學肥料的使用和家畜飼養場排出的動物糞便，而污水處理廠的排出物也會使附近的水裡增加過多的磷酸鹽，導致優養化的發生。因為磷酸鹽在多數的生態體系當中為有限的養分，因此其比氮更有可能引起優養化的發生。

磷：(a)Source:鳥糞磷酸鹽; (b)Sink: mining採礦肥料土壤

Human effects on phosphorus cycle (p76):(a).miningcommercial inorganic fertilizers and detergents; (b)Reducing the available phosphate in tropical forests by removing trees.(c)Adding excess phosphate to aquatic ecosystems (1)牲畜排泄物的地表逕流(2)農地施肥的地表逕流(3)城市污水.

5. 多數的硫存在岩石及礦物中，如深海沉積物(SO42-)或進入大氣：(1)H2S：無色、劇毒、臭味；來自火山爆發或厭氧分解(2) SO2：無色、毒、來自火山爆發(3) SO42-：硫酸鹽，如硫酸銨，來自海鹽噴發(4)DMS：2甲基硫CH3SCH3，一些海洋藻類可產生，可作為凝結核(5) SO2+O2SO3; SO3+H2OH2SO4 (硫酸)酸雨

22. Human effects on sulfur cycle: (a)Burning coal and oil; (b) Refining sulfur containing petroleum. (c)Convert sulfur-containing metallic ores into free metals such as copper, lead, and zinc releasing sulfur dioxide into the environment. 燃燒含硫燃料、精煉石油過程、治煉金屬

Ø 第五章

u 沙塵暴的形成條件、傳送機制及對經過區域的影響(優劣)

1. 沙塵暴發生需要三個條件配合：沙源、強風、與不穩定大氣。亞洲沙源主要位於35°N~45°N/105°E~80°E 間之沙漠或乾旱地區，包含新疆(南疆塔里木盆地和北疆準格爾盆地)、戈壁、以及黃河河套三個地區，其中塔里木盆地和準格爾盆地主要為沙漠所覆蓋，包括南疆之塔克拉瑪干沙漠和北疆之古爾班通古特沙漠；戈壁除少部分地區為沙漠所覆蓋(如巴丹吉林沙漠和騰格里沙漠)外，則多為沙礫地表；黃河河套則為深厚的細顆粒黃土所覆蓋，因此又有「黃土高原」之稱。由於亞洲沙源在春季時鋒面系統特別活躍，鋒面後強風提供沙塵暴行成有利條件，因此春季（3~5 月）為亞洲沙塵暴發生頻率最高，強度最大之季節。另外若以大氣穩定度條件來看，午後太陽輻射加熱沙源地程度到達最大，因此大多數沙塵暴都發生在午後至傍晚之間。

2. 在新疆地區形成之沙塵暴由於往往位於亞洲地區冷高壓西側，多數屬於滯留型，影響範圍侷限在鄰近地區；但在戈壁和黃河河套形成的沙塵暴，由於經常位於亞洲冷高壓東側，當冷高壓和前緣之鋒面系統往東移動時，常伴隨著冷鋒系統東移而往下游輸送。在戈壁形成的沙塵暴，其沙塵輸送緯度較高，主要影響朝鮮半島、日本、甚至於遠達夏威夷和美洲西岸地區；黃河河套形成的沙塵暴，其沙塵輸送緯度較低，可影響華中、華南、甚至台灣和香港地區。由此可知，沙塵暴強度對並非衝擊台灣地區春季空氣品質之關鍵，反倒是沙塵暴源地以及綜觀天氣條件二者才是決定是否有大量沙塵輸送至台灣地區上空之重要因素。

u 陸域生態系的氣候及生態特徵，及人類對這些生態系的干擾(擇二考)

u 森林Forest：熱帶雨林Tropical forest,亞熱帶常綠闊葉林 Subtropical evergreen forest, 溫帶落葉闊葉林Temperate deciduous forest, 北方針葉林Taiga, coniferous forest

1. 熱帶雨林Tropical forest：

(1)種類組成極為豐富

(2) 群落構造複雜

(3) 喬木的特殊構造；板根，裸芽，喬木葉子全綠大小一致，莖花，多昆蟲傳粉。

(4) 無明顯季節交替

2. 亞熱帶常綠闊葉林Subtropical evergreen forest：

(1) 夏季炎熱多雨、冬季稍寒冷、四季分明

(2) 亞熱帶常綠闊葉林的代表性種類:

樟樹、殼斗科、山茶科、木蘭科

3. 溫帶落葉闊葉林Temperate deciduous forest：