1、附件二 台灣多樣的生態系-舉世稱羨（中央研究院生物多樣性研究中心 劉小如、邵廣昭研究員；師大生科系王震哲教授；中興生科系林幸助教授）許多國外的生物學家或生態學家來過台灣後，都對台灣豐富的物種生物多樣性、多樣的棲地環境與生態系非常羨慕，並讚不絕口，而紛紛希望有機會來台灣採集或進行合作研究。的確，台灣島嶼雖小，但由於山高、海深、地形與底質複雜，地理位置優越，不同海流與季風之交會，造就了台灣多樣化的棲地條件。課本上所介紹的各種陸域與海域生態系在台灣幾乎應有盡有。大多數的台灣民眾生活在這塊土地上卻都還不認識、不了解其實台灣之所以被稱為寶島 ，是我們有形形色色的生態環境，造就了台灣傲人的物種多樣性。有些
2、像蘇軾所寫的詩不識廬山真面目，只緣身在此山中 。台灣到底有多少種不同的生態系呢？這些生態系中有哪些特有的動、植物；他們都位在何處？他們彼此間有關連嗎？生態系又是如何運作，如何受到人類的影響而改變。今年七月底開鑼的國科會科學季活動多樣性台灣將為您一一解惑。(一) 多樣的海洋生態系造就了台灣成為海洋生物的王國（中央研究院生物多樣性研究中心 邵廣昭研究員）台灣海洋生物的種類佔了全球總數的 1/10,但相對於台灣的土地面積只有全球的萬分之三不到而言，我們海洋生物多樣性是別人的 400 倍。譬如台灣魚類的種類近 3000 種，約佔全球魚種總數的十分之一。珊瑚礁區最美麗的蝶魚有43 種，是全球各地之冠，故
3、台灣除了蝴蝶王國外，也可稱為蝶魚王國。台灣海洋生物多樣性高，主要是因為台灣具有各種不同的海洋生態系，教科書上有寫的海洋生態系。除了現在海生館新開幕的“世界水域館”中，所展示的昆布林，及極地生態系外，其餘的生態系幾乎一應俱全。如台灣西海岸的沙泥地、河口、紅樹林生態系，各有許多不同的魚種，如黃魚、鯛、沙梭、海鯰、雞魚、比目魚、烏魚、彈塗魚等經濟性食用魚；東海岸的岩礁、圓石生態系也有砂礁混合魚類；南北兩端及各離島的珊瑚礁生態系是潛水旅遊聖地，有上千種美麗的珊瑚礁魚，而東部之珊瑚礁也有零星的分布。南海之東沙則有十分珍貴的環礁(atoll)的珊瑚礁生態系，其中也有海草生態系的分布。東岸不遠外海就是大洋生
4、態系，有不少鯨豚、旗魚、飛魚、鮪、鯖、鯊、鬼頭刀、翻車魚的資源。大洋之下即深海生態系，有許多奇形怪狀鮮為人知的深海魚，如深海魚安 魚康 、巨口魚等。在東北角外海的龜山島甚至發現有罕見的淺海熱泉，龜山島的淺海熱泉孕育了一種特有種之怪方蟹，只靠熱泉燙斃而沉降下來有如飄雪的食物維生更是奇特。較遠的深處也有不需陽光的深海熱泉生態系(hydrothermal vent)。最近在東南部深海還發現可能有釋放甲烷為主的冷泉生態系(cold seep)。深海環境是人類尚未充分探勘的內太空世界，隱藏了許多未知的生物及生命演化的奧秘，等著我們去發掘。在全球六十幾個海洋國家中，只有廿幾國有深海，而台灣是其中之一，十分
5、難能可貴。也難怪許多國外海洋生物學家都希望能有機會來台灣從事深海的合作研究呢。上週中研院應國科會與法國在台協會之委託，在高雄科工館舉辦了一場“台法海洋生物多樣性、永續漁業及淺海養殖” 的研討會中，法國的海洋生物學者在看到台灣有這麼多樣化的海岸棲地、海洋生態系與形形色色的海洋物種，莫不希望能加強與台灣學界交流及合作探勘研究的機會。台灣之所以有如此豐富之海洋生物，主要是因為台灣位在全球海洋生物密度最高的東印度地理區，包括印尼、菲律賓、婆羅洲及新幾內亞等地，又稱珊瑚三角之頂端，周圍有黑潮、中國閩浙沿岸冷水流、南中國水團之流經，也是東海、南海及菲律賓大海洋生態系之交會處，加上台灣四周海岸及海底之底質及
6、地形複雜，棲地及環境因子的多樣性，造就了台灣海洋生物的高歧異度。此外，又因為海流所帶來溫度及鹽度變化大，故使台灣南北的海洋生物的顯著種及海底景觀截然不同，以澎湖南部之東吉及台灣東北部的蘇澳一帶為交會區。總之，各類不同棲地之生物種類組成不同，其間之相互關係及群聚之特色與功能自然大相逕庭，這些多樣化的生態系都有他保存及維護的價值與重要性。(二) 陸域動物生態系台灣何以有這麼高的生物多樣性？（中央研究院生物多樣性研究所 劉小如研究員）台灣民眾對台灣島上特殊的物種或許已經有些認識，但是大家過去比較沒有機會瞭解這些物種同時出現在台灣的理由。本展覽希望能用多樣的並且活潑生動的手法，帶領參觀者瀏覽一下台灣島
7、上生物多樣性，並且對這些物種為什麼能在台灣生存，物種之間的關聯，及這個島上生物多樣性的特點，有比較深刻同時親切的印象。台灣陸地上動物的祖先大部分來自鄰近的亞洲大陸，少數來自東南亞或南洋地帶。在台灣島有高山隆起之後，有些生物因為被孤立在這個島上而形成台灣特有的物種，有些物種在自然擴散的情況下來到台灣，也有不少動物每年定期南北遷徙時會經過台灣，因而會在台灣停留一段或長或短的時間。生物種類之間，以及和環境之間，其實存在著許多微妙的互動。例如台灣中海拔地區色彩鮮豔又容易見到的灰喉山椒鳥、紅頭山雀、和小啄木，平地常見的灰頭鷦鶯等，在大陸上也可以見到；台灣低海拔各地普遍的五色鳥，蘭嶼島上的長尾鳩、紅頭綠鳩
8、等主要是分佈在南洋地帶，至於台灣特有的黑長尾雉、藍腹鷴、栗背林鴝、或平地很容易見到的紫嘯鶇等，已經和分佈在大陸的近親明顯不同，而黑面琵鷺、灰面鵟鷹等則是每年定期造訪的候鳥中最有名的案例。為什麼黑面琵鷺會在曾文溪口聚集而不在淡水河口活動？這顯然和曾文溪口寬廣又不太深的溼地環境、豐富的魚類及其他食物資源、以及當地天敵和人類干擾少有很密切的關係。每一種動物都和黑面琵鷺一樣，生存的地點與數量會受到各地的氣候、地理環境、食物條件、及天敵的影響。本展覽期望能讓觀賞者看見一種動物是否能在一個地方生存，取決於當地植物、食物、及氣候條件。在展場中，觀眾可以看見隨著海拔升高及氣候條件的改變，生物種類與群聚也隨著改
9、變。台灣有這麼高的生物多樣性，是多種因素的因緣際會，不是理所當然就這麼豐富的。本展覽會帶著大家瞭解這些關係，也讓大家看見台灣得天獨厚的生物多樣性資源其實是十分脆弱的，近年人類給環境帶來的改變，已經嚴重影響了許多物種的生存，目前還剩下的資源，需要大家進一步的珍惜。(三) 蝴蝶效應台灣生態系的變遷（台灣師範大學生命科學系 王震哲教授）台灣的經濟生活從 70 年代開始起飛，躍升為 亞洲四小龍 之首，成為全球關注的閃亮一顆星。但是，在經濟發展的同時，生態環境的美麗或醜陋似乎被人們所遺忘。因此，台灣師範大學生命科學系 王震哲教授以電影蝴蝶效應為例。蝴蝶效應是氣象學家洛倫茲 1963 年提出來的。其大意為
10、：一隻南美洲亞馬遜河流域熱帶雨林中的蝴蝶，偶爾搧動幾下翅膀，可能在兩周後引起美國德州一場龍捲風。其原因在於：蝴蝶翅膀的運動，導致其身邊的空氣系統發生變化，並產生了微弱氣流，而微弱氣流的產生又會引起四周空氣或其他系統產生相應的變化，由此引起連鎖反映，最終導致其他系統的極大變化。蝴蝶效應是由於一連串連鎖反應造成無法預期的重大變化。自然界複雜的生態系常包含千百種物種，這些物種彼此之間以食物鍊互相牽連，因此當改變了某一物種或某一環境因子，就會造成一連串的連鎖反應，以柳杉林為例，台灣中海拔山區原本多為天然闊葉樹林，自日據時代起改植為柳杉林。六零年代在溪頭發現大量柳杉樹梢枯黃的現象，經調查研究後發現是松鼠
11、惹的禍，天然闊葉樹林能提供松鼠豐富的食物，但林相改變後松鼠可能因食物短缺，啃食柳杉林的樹皮，而造成樹梢枯死的現象。進一步研究發現除了食物短缺之外，松鼠的數量增加也是強化此一現象的原因。但是松鼠為什麼會增加呢？生態學家推測可能是因松鼠的天敵-老鷹數量減少所致，而老鷹數量減少可能又和早年在農田大量噴灑農藥有關。由於人類對生態系錯綜複雜的交互作用了解極為有限，再無知的狀態下輕易改變生態系的任一因子，而導致不可預測的嚴重後果。棲地的破壞、生物資源的過度利用、水污染、空氣污染以及不當的引入外來種等都會改變原先生態系的平衡。人類位居食物鏈的頂層，因此最終的受害者可能是人類自身，而其嚴重的後果卻可能數年或數
12、十年後才顯現。在特展中，為了讓民眾感受到如電影蝴蝶效應中的劇情，因為人類對於生態的某一因子的變動，而影響了整體的生態系。因此，設計瀉湖生態模式 、 珊瑚生態模式及森林生態模式三個魔幻劇場遊戲，民眾以電動搖桿將所選的物種拋入生態環境中，螢幕將會呈現這物種對於生態環境是正向的或是負向的。若是負向的，畫面就會呈現哭泣表情，透過互動的情境，期能讓民眾瞭解，若是生態環境失調，將會使物種受到全面的破壞，甚至物種的滅絕。(四) 明天過後，生物是否依然多樣（國立中興大學生命科學系林幸助教授）生態系經過長期演化及適應後，生物間存在著相互依賴的關係，包括掠食與被掠食、競爭、共生、寄生、共棲等，形成複雜的食物網絡而
13、互相連結成一體。例如七股潟湖的漁獲生產力非常高，是一般河口的 4 倍，珊瑚礁的 50 倍之多。其原因乃因為藻類生產力高，潟湖水交換良好而使得食物網傳輸效率快，能量才得以迅速地往上層的漁業生物傳輸，而由人所利用。然而正由於生物間環環相扣的關係，只要人類一個行為或動作，就如同亞馬遜河流域的一隻蝴蝶搧動翅膀，可能會掀起密西西比河流域的一場風暴。例如東港大鵬灣在養殖蚵架拆除後所引發的一連串生態系連鎖效應。蚵架拆除後，大鵬灣內浮游藻類與浮游動物變多了，水變濁了。因為上層水域所沉降下來的有機碎屑變多了，底棲動物因底層溶氧降低而變少了。原本因蚵架的人工魚礁效應而聚集的岩礁性魚類數量也變少了。又例如台灣原本有
14、許多天然闊葉林，自日據時代起被改變成人工柳杉林。而柳杉林的鳥類種類比闊葉林少了近 50，數量亦僅有闊葉林的 86。林相改變後松鼠可能因食物短缺，啃食柳杉林的樹尖或剝食樹皮，反而影響林木的生長。明天過後的環境變遷，生物多樣性會如何改變一直是大眾所共同關注的焦點。唯有了解生態系的運作機制與影響後果，我們才能提出因應對策，減緩衝擊，防範於未然。利用生態模式進行模擬是目前最可行的方案。利用生態模式，我們可以知道若進行海岸開發工程而造成沿岸海水濁度升高後，對於牡蠣與多毛類等濾食性生物的影響最大，可使其數量減少 50%以上，對魚類的影響次之，可使其數量減少 20%。此影響甚至會持續到工程結束 1-2 年後
15、方才停止。利用生態模式亦可以預測，在沿岸若人類以 2 倍目前數量的流刺網來抓更多的魚時，亦即是過漁，透過食物網連鎖效應，對於生活於水層間的肉食性魚類影響最大，將會使其數量減少 80%以上。不同生態系間亦如同網際網路般環環相扣，只要其中一種生態系遭到破壞，必然會影響其它生態系。例如珊瑚礁是海洋生態系中物種及基因多樣性最豐富，最具有生態旅遊潛力的地區。然而利用生態模式可以預測，當上游濫墾濫建，水土保持欠佳，大量沉積物隨著大雨洪水流入沿岸珊瑚礁海域時，不但會造成水中濁度升高，沉積物沉降後會使得各類珊瑚礁生物數量大幅減少 30%-50%。若是墾丁地區觀光客湧入，超過遊客承載量而導致營養鹽排入沿岸海域過多時，珊瑚的數量會減少 15%，而浮游藻類與海葵的數量會變多。若是遊客消費了過多來自珊瑚礁區的海鮮時，不但會使得珊瑚礁動物大幅減少，亦會促使大型藻類數量增多 30%以上。而這些人為干擾往往伴隨發生或具有加乘效應，使得珊瑚礁生態系的失衡狀況更加惡化。在展場中，透過潟湖、珊瑚礁與森林等三個生態模式的模擬，可以讓参觀者了解食物網之連動關係，也可以讓參觀者模擬各種情境，了解食物網中牽一髮而動全身之連鎖效應。這也說明生態系是一體的，傳統明星物種之保育往往是不足的，必須要靠保育整個生態系中所有的生物與其賴以維生的環境，也就是劃設保護區，才能達到生物多樣性保育的目標。
