高一第一冊自然景觀帶補充講義

自然景觀帶

第 一 節　生態系統

以地球的生態環境為藍本研發的生態球，是一個封閉的玻璃球，除了陽光可以透進外，與外界完全隔離。內部有海水、小蝦、藻類、細菌、小石頭及空氣，他們在封閉的玻璃球內進行物質循環，自成一個生態系統，儼然就是一個小小地球。

生態系統的意義

生態系統是指生物群落和環境之間，不斷進行物質和能量流動，而聯結成一個統一的整體。

它強調的是，在一定空間範圍內，各種生物之間及各種生物和環境之間，彼此相互依存的關係。自然環境的變動會影響人類的生存，人類和其他生物的活動也會影響或改變自然環境。

環境系統的規模與層次

環境系統的規模有大有小，大的環境系統通常包含許多小系統，小的環境系統也可能包含許多子系統。例如 ，地球是一個大系統，大氣圈是其下的小系統，小系統中又包含季風、焚風、氣旋、反氣旋等許多子系統。大、小環境系統之間，層次分明，彼此相依，整體運作。

環境的干擾與破壞

人類在規模不一、層次有別的大小環境系統中，發展各種產業維生，也對環境系統產生強弱不一的干擾。如果人為干擾程度不大，則人類可以和系統相互依存。例如，在熱帶雨林區從事游耕活動，地表僅需10餘年就可再度自然復育而成新的森林植被和生態系統，且具備原來的森林規模。又如，傳統稻作農業活動把

人、禽畜、作物和環境，共同納為系統運作的因子。在系統中，人類日常生活所需均取之於自然，使用過後，再回歸自然，以致土壤肥力不因長年耕種而枯竭，物質與能量可以循環使用而不致短缺。然而，人為的干擾程度加劇時，如不當開發土地、大肆採伐森林、排放過多

汙染物質等，則容易導致環境發生極大變化，而增加災害發生的頻率。因此，如果環境受到人為強烈的干擾，而造成頻繁的災害，或回復原狀所需的時間，超過人類能夠承受的程度，就是所謂的生態環境破壞。

第 二 節　自然景觀帶

各地不同的氣候、水文、土壤和分布其間的各種生物，在地表上建構出各具特色的生物區系或自然景觀帶。

生物區系與自然景觀帶

在類似的氣候、地形、水文和土壤條件下，會產生相似的植物和動物群落，生態學領域稱為生物區系。在海洋，生物群落在水面下不同的水層活動，區系的水平劃分比較困難。在陸地，生物群落大致成水平分布，區系劃分則比較容易。

生物區系同時具有特殊的生物群落類型和該群落類型分布區域的雙重意義，因此，從地理學的角度出發，生物區系即為地表各異環境中所呈現出來的自然景觀，與自然景觀帶有相同的意義。

自然景觀帶的組成

兩個相鄰的自然景觀帶之間的變化，通常為漸進式的轉化，彼此間並沒有固定或明顯的界線。每個自然景觀帶都有一定的熱量和水分組合，以及有其代表性的植被和土壤類型，更重要的是，都有一種最占優勢的特有景觀。由於植被類型經常是最具優勢的景觀特徵，所以自然景觀帶常以植被類型為名。例如，赤道兩側高溫潮濕，植物高大茂密，土壤以磚紅化土壤為主，而雨林是當地最突出的景觀，故稱熱帶雨林景觀帶。

海洋上的自然景觀帶分區不明顯，陸地上的自然景觀帶則受緯度、海陸分布、地勢高低和人為干擾的影響，而顯得相當複雜。在排除地形和人為影響的情況下，假想大陸的自然景觀帶，大致從赤道向南北兩側呈對稱分布

第 三 節　自然景觀帶的分布與特色

地表上自然景觀帶的實際分布，和緯度高低、距海遠近密切相關。由於各景觀帶內部均同時存在許多規模不一、性質有別的生態系統，彼此交互作用的結果，使地表景觀充滿多樣性。

熱帶雨林景觀帶的分布與特色

由於高溫潮濕，以致動物的排遺或屍體、植物的枯枝敗葉，迅速分解而被植物吸收，營養素主要貯存在植物體，而非土壤中。故本景觀帶雖有生機盎然的天然植被，但磚紅化土壤土質貧瘠，生態系統脆弱，一旦植被遭受破壞，就很難恢復原狀，是亟需保護的地區。

熱帶雨林包括赤道雨林和季風雨林。赤道雨林主要分布於赤道兩側的亞馬孫盆地和剛果盆地；季風雨林主要分布在西非幾內亞灣沿岸和中南半島。



雨林區內年雨量可達2,500毫米，終年高溫，年均溫可達20～30˚C，孕育了最豐富的生物群落。雨林的結構複雜，通常可分為喬木層、灌木層和草本層。喬木層的樹冠可達50～60公尺高，動物在其中有分層棲息及覓食的現象

熱帶莽原景觀帶的分布與特色

熱帶莽原主要分布在熱帶雨林區外緣終年高溫、乾濕季節分明、雨量集中的地區，如東非、巴西高原和中美地峽西岸等地。


莽原區展現的景觀特色是：植物群落以密集高大的草原為主，其間散布稀疏的耐旱矮喬木；動物群落則以牛羚、斑馬等草食性動物數量最多。此帶的養分主要蓄積在動物體中，而非植物體或土壤內。

 東非動物遷徙圖

東非的莽原景觀

因降雨集中夏季，冬季時草食性動物會作長途遷徙，肉食性動物也跟著遷徙，蔚為壯觀。例如，東非國家公園內的動物常隨雨季作規律的遷移

溫帶常綠林、落葉林及灌木林景觀帶的分布與特色

溫帶森林可分為常綠林、落葉林及灌木林。溫帶常綠林主要分布在溫帶較低緯的大陸東岸濕潤的地區。林區的植物群落主要由喬木、灌木和草類組成，藤類植物和附生植物也相當豐富；樹木的高度較雨林低，林冠的成層分布也較不明顯。

溫帶落葉林主要分布在溫帶大陸的東西兩岸四季分明、夏季溫暖多雨、冬季寒冷的地區。如寒帶針葉林以南的北美東部、亞洲東部和歐洲大部分地區。



林區的樹木季相分明，春季新芽勃發，夏季枝繁葉茂，秋季萬葉飄零，冬季枝幹蕭瑟。

溫帶灌木林主要分布在地中海型氣候區，以及一些溫帶草原氣候區較濕潤的邊緣。


地中海型氣候區因夏季高溫少雨，灌木具有深根、厚皮、蠟質小葉的特徵，以減少水分蒸散。

 

地中海型氣候區的栓皮櫟(Cork Oak)，樹皮厚，可減少

水分蒸散，且具有防護乾旱時野火焚燒的功能

溫帶草原景觀帶的分布與特色

草原主要分布在歐 亞大陸、北美洲溫帶區的內陸，以及南美洲東南部和南非東部。

這些地區的降水集中於夏季，年雨量在200～500毫米之間，水分不多，植物群落以多年生、叢結成片的耐旱草類為主，幾乎沒有樹木。草原景觀可因乾旱程度不同而分為濕草原和乾草原。溫帶草原區的養分主要貯存在土壤層中，而非植物體內。當草原被破壞後，土壤的養分在短期內不致受到太大的損失，故草原區的生態系統相對較穩定。目前大部分的草原區，已被開發為商業性穀物農業帶和放牧帶。

寒帶針葉林景觀帶的分布與特色

針葉林主要分布在歐亞大陸和北美洲北部的寒帶地區。這些地區冬季長而寒、多厚雪；夏季短而涼、雨量集中，年雨量可達400毫米以上。針葉林區展現的景觀特色是：樹種相當單純，多常綠窄葉樹，樹幹挺直，樹冠成尖塔狀，是世界工業用木材最重要的產區。由於溫度低，殘枝敗葉分解緩慢，大量枯枝落葉所釋出的有機酸，在冰濕的環境下，造成土壤酸化形成灰化土，因此針葉林帶的土壤並不肥沃。

加拿大西北部的寒帶針葉林景觀

苔原景觀帶的分布與特色

苔原主要分布在歐亞大陸和北美洲針葉林區以北的地區，一些高山森林線的上方也有苔原分布。苔原分布區內降雨不多，年雨量大多低於200毫米，且因日照微弱，所以氣候嚴寒、生長季極短；加以永凍層離地面甚淺，樹根無法穿透永凍層，以致樹木無法生長。區內的植物種類不多，植物群落以苔蘚、地衣為多，其間也散布著耐寒性較強的短草類和矮生灌叢。

沙漠景觀帶的分布與特色

從熱帶到溫帶，沙漠的分布範圍很廣。




各地沙漠的成因與景觀雖不盡相同，但都具有氣候乾旱、年雨量少、雨量變率大及日夜溫差大等特性。區內以無葉多汁的仙人掌、小葉少汁的灌木或是根部很深的猴麵包樹和牧豆樹較為常見。

美國亞利桑納州

 的沙漠植物景觀

為了適應乾旱，沙漠地區的植物景觀具有二項特色。其一，植被分布非常分散、稀疏，根系極為發達，以便能在短暫降雨期間吸收大量水分。枝葉也演化成帶角質的針刺型態，以減少水分蒸散。其二，生命週期短暫──許多沙漠植物的種籽埋藏在沙堆之中，短暫大雨來臨時，即快速發芽、成長、開花、結籽，在雨後地面水分蒸發殆盡之前，匆匆完成其生命週期，種籽隨風飄散在沙礫之中，等待下一次降雨的來臨。

補充

以東非為例

高一第一冊土壤補充資料~全球土壤沃度達頂峰 未來只怕更缺糧

全球土壤沃度達頂峰 未來只怕更缺糧

本報2015年5月13日綜合外電報導，姜唯編譯；蔡麗伶審校

隨城市擴張和人口爆炸，土壤劣化是人類21世紀最迫切的危機之一。權威科學家在《科學》期刊上指出，目前全球土壤肥沃度即將抵達高峰，並開始走下坡，威脅本世紀的全球糧食供給。

土壤顧不好 綠色革命也無能為力

過去半個世紀的「綠色革命」，以化肥栽培密集農業，藉此大幅增加糧食產量；但科學家說，若繼續忽視土壤保育，綠色革命將再也無法供應本世紀持續增加的人口。

現代農業則將野地「馴化」，變成今日最多產的農地。不過這些被馴化的土地很少可以維持馴化前的生產力。科學家指出，1970年至2000年間，都市化的農地面積等同於一個丹麥國土。未來20年內，將有一個蒙古大小的農地──約150萬平方公里──被都市化。

「人類發明農業後，便不斷在改變地球、讓土壤營養循環失衡。由於改變速度緩慢，往往花上兩到三代，人們難以察覺。」

柏克萊大學環境科學家Ronald Amundson指出，土壤是地球的表皮。經年累月的農耕活動加速土壤侵蝕和養分流失，是土壤長期永續生產力的主要威脅。而唯有努力保持目前農地的長期耕作力，才能解決問題。

過度依賴人工化肥 養分應有回收機制

另一個未來糧食安全威脅是人工化肥的使用，尤其是從岩石和礦物提取出的磷和鉀。舉例來說，美國的磷儲藏量只佔全世界總量的1至2％，將在未來20至30年內耗盡。

「這將造成政治上的挑戰和不確定性。摩洛哥將成為全世界最大的磷來源國，接著是中國。這兩個國家將大幅掌握磷的分配。有人認為未來將出現磷的聯合壟斷現象。」Amundson說。

許多加進土壤的養分，包括氮，從土壤釋出後就變成污染物。這些養分應像紙、玻璃、錫罐等資源回收。

「我們應該可以回收加入土壤的化肥。流失的養分可以被捕捉、回收再加回土壤。我們有回收許多養分的技術，但最終決定權在政策制定者手上。」Amundson說。

「這不是科學問題，而是社會問題。」

高一第一冊土壤補充資料~全台農地 土壤正在「慢性自殺」

兩周前插秧的有機米，在盛夏八月的夕陽下閃閃發光，再晚一點可以聽見青蛙上演「交響樂」，這裡是台南官田「友善大地有機農場」，遍地生機盎然。但踩著田埂，走到幾公尺外的田區時，一對夫妻戴著口罩、揹著一大桶除草劑，不斷對田邊茂盛雜草噴灑時，硬生生將畫面拉回現實：這才是台灣絕大多數的農田景色。

農地躺在加護病房

「台灣農地就像躺在加護病房，只剩農藥、化肥兩根呼吸管在維繫生命。」台大農藝系教授郭華仁說，台灣現今以農企業為主流，往往忽略生產之外，糧食安全、生態環境等外部成本，想要落實友善土地，將是一場「觀念的革命」。

郭華仁觀察，在追求產量時，大量使用的化學肥料，造成土壤硬化、微生物死亡，農藥、除草劑更傷害生態，蚯蚓、蜜蜂、青蛙都在消失，全台農地土壤正在「慢性自殺」，有機農業仍原地踏步，民間單位透過草生栽培、生態農法搶救，卻緩不濟急。

有機農業成長緩慢

根據農委會資料，台灣有機農業面積從一九九六年的一五九公頃，年年往上攀升，兩千年突破一千公頃；十年前，二○○四年達到一四二六公頃。轉眼間，二 ○一一年突破五千公頃，二○一二年達五八四九公頃。

雖然看似增加四六○三公頃，約是一百七十七個大安森林公園；但若以台灣耕地面積八十一萬公頃計算，十年來，有機農業成長只是千分之一到千分之七。

農委會指出，現行友善土地政策以有機農業為主，嚴格要求農藥、化肥「不得檢出」；其次則有吉園圃、CAS、產銷履歷，以安全用藥及追溯源頭為目標，各地則輔導農民合理化施肥。

過度嚴苛的「不得檢出」，不符合台灣地理現況，對需要養家活口的農民來說，隔絕鄰田、灌溉水難度高，撐過轉型期更是天方夜譚；當「無毒生產」未獲得政府支持時，生產方式自然以追求產量為目標，成為惡性循環。

農田土壤明顯酸化

從農業試驗所每五到十年的土壤診斷中，二○一一年最新調查資料可見，台灣四十年來農田土壤明顯酸化。

農試所組長郭鴻裕解釋，土壤酸化除工業、開發及酸雨，更指向農田肥料過量使用，酸化的土壤讓微生物多樣性降低，反而使土壤保肥力下降、作物難以生長，農人還會誤以為肥料不夠、加倍施肥，「許多崩壞的土壤，甚至需要好幾輩子來恢復。」也許「好幾輩子」誇大了，但台中新社白毛台葡萄農何明傳，確實費盡心思才讓土壤恢復健康。



葡萄農十年救土壤

廿一年前，何明傳從父親手中接過果園，依前輩做法大量「餵食」化肥，本該是深紫色的葡萄、逐漸呈現淡粉紅色、數量愈漸稀疏；農改場發現土壤酸鹼值竟只有四點三，硬化的土壤、消失的生態不說，農地酸度幾乎等於番茄汁。何明傳轉向草生栽培，嘗試不噴除草劑、減量使用化學肥料，耗時十年終於讓土壤酸鹼值回到中性。

何明傳並非個案，走進苗栗淺山果園，腳下的土壤早已乾枯龜裂，觀樹基金會主任江進富直呼「硬的有如柏油路」。

田間蚯蚓急速減少

國內外近年不斷證實農藥汙染導致蜜蜂消失，台大動物研究所長陳俊宏觀察，農田間蚯蚓正在急速減少。