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生物與環境 【第一節】 族群和群集 在同一時間裡，由特定地域同物種的個體組成的群體叫做族群。族群賴以維生的區域，為其棲地；因此，我們可以用棲地的範圍來界定族群。比方說：陽明山國家公園夢幻湖的臺灣水韭和七家灣溪的櫻花鉤吻鮭 都可以算是一個族群。生態學所說的自然族群通常以自然棲地為單位，而不是以人為劃界為單位。同一物種可以在不同的棲地構成不同的自然族群。　　 估計族群的大小是了解族群特質的第一步。族群的個體數是族群大小的指標之一。有四個因素決定族群的大小，即：出生、死亡、遷入和遷出。一個平衡的族群通常是出生加上遷入的數目，約等於死亡加上遷出的數目。 在同一時期、相同棲地上，多於一個的族群結合而成群集，例如紅樹林群集。這個群集由紅樹林沼澤的各物種所組成，如紅樹林、貝類、螃蟹等。 【第二節】 生物間的交互作用 群集內的物種朝夕相處在一個棲地上，會發生交互作用。不同物種間的交互作用，有的會使族群的大小變大，有的則會使族群大小變小。海葵和寄居蟹的共同生活， 會使兩個族群的大小均變大。牛、羊、鹿等牲畜共棲一草地，利用共同或相似的有限資源，因此物種間彼此競爭；這會使利用共用資源的族群大小都比單獨生活時為小。蛇捕食青蛙，因此捕食者可因獲得適當的食物而使其族群的大小變大，然而被捕食族群的大小則變小。 在一定的區域內，群集及其生活的環境組成生態系。生態系中，若物種甲以物種乙為食物，甲物種便以攝食形態依存於乙物種。在生態系中，因攝食而發生的族群關係，可以歸併為三個主要組成一生產者、消費者和分解者。 藻類和綠色植物是生態系中的生產者。以生產者為食的動物為初級消費者，以初級消費者為食者為二級消費者，其餘依次類推。在這個以食物為基礎的關聯上，少數物種以生物體的屍體為食物，因而執行生態系清除的任務；但大多數生態系中的屍體被扮演分解者角色的微生物所分解。依照物種間攝食的情形，循單一方向將物種由低階兩高階連接起來，便形成一條食物鏈，如玉米一免一狐。結合多於一條的食物鏈，這種物種關聯便交錯如網，是為食物網。 食物鏈 【第三節】 自然界物質的循環與能量的流動 生命世界中的組成，究其根本，由物質和能所構成。生物除了極少數生活在深海外，所需要的能均由太陽供應。來自太陽的能必須經由綠色植物的光合作用所捕捉，才能進入生命世界裡。被捕捉的能只在生命世界中做短暫的停留，然後它又被釋放，離開生命世界。能量在宇宙中不滅。構成生命世界所需要的物質，全取材於地球。物質在地球裡也不滅，只在生物及非生物世界中流轉，舉水為例來說，就可以明自。 水明顯地存在於河、海、湖泊，亦經蒸發而進入大氣。部分植物體可以利用大氣中之水，但大部分的植物體則利用下雨降至地表的水。地表水存在於土壤中，為植物體的根所吸收，然後進入植物體；植物體的蒸散作用，及其遺體經細菌分解的結果，使水離開植物體。動物體用消化器官將水吸收入體內，以進行其代謝活動；而動物體的排泄作用，及其遺體經細菌分解的結果，使水返回水圈。 【第四節】 生態系 能量的流動方式和物質循環的情形，是生態系的特性。生態系的範圍有大有小，下面舉四個常見而易於觀察的生態系，供同學們參考。 　　淡水生態系：這個生態系一般見於湖泊、池塘及河流。湖泊和池塘中，其生產由植物性的浮游生物完成，消費者以魚類為主。典型的河川由高山源頭而下至出海口，可粗分為上游森林區及下游農墾區或都會區。上游森林區的河川其能源主要來自枯枝落葉。枯枝落葉首先為水棲昆蟲利用，繼而其他動物以水棲昆蟲為食，形成河川生態系之食物鏈。河川下游通常經過農墾區及都會區，因此河水可能因有機汙染而缺氧，並不利水生生物之生存。 海洋生態系： 海洋既深且廣，整個生態系可分為兩區：近海區及遠洋區(圖11-8)。近海區通常位於水深不超過200公尺之與陸地連接海區；而遠洋區則在近海區之外，向開放海洋端延伸，水深超過200公尺，甚至達到數千公尺。浮游性的藻類是海洋約主要生產者，小型的節肢動物是主要的初級消費者，魚類則是屬於二、三級消費者。 河□生態系：河口水域由河川及海洋之交會所構成，由陸地來的物質一部分在輸送的途中經分解而為營養鹽，最後被送到這裡。於是，河口水域通常是富營養鹽之地區，物種組成也相當地複雜(圖11-2)。河口地帶受潮水來回，以及河川水量變化的影響，鹽度起伏很大。這裡的生產者包括浮游植物及較大型的水生植物。大部分的生產以殘碎物的形式進入食物網中；殘碎物先為分解者--細菌及菌類--所分解，再為棲息於河口之軟體、節肢動物及魚類所利用。所以河口之食物網極複雜，其基本結構與陸域或典型的海洋生態系不盡相同。 陸域生態系： 在陸域，土壤、氣候、地形決定了扮演生產者角色的植物型態。沙漠中，地面白天很熱，晚上相對地冷，一眼望去，盡是一些耐乾燥的仙人掌類植物。在這種變動幅度較大的環境中，能生存的生物種