
IYBSSD@TAIWAN 「科學X永續」列車
臺灣以蝴蝶王國Butterfly kingdom的稱呼著稱,主要是體現在種類多、特有種多,以及數量豐富。
昔日暢銷全球的臺灣蝴蝶工藝品(杯墊)
科 普 知 識
臺灣以蝴蝶王國Butterfly kingdom的稱呼著稱,主要是體現在種類多、特有種多,以及數量豐富,目前已記錄的種類有429種,特有種估計占1/7至1/8。20世紀70年代曾興起以蝴蝶當工藝品原料的年代,製作成貼畫、桌布、杯墊等產品外銷,估計最多時年輸出量達5億隻,可見產量之豐。由於這些工藝外銷世界各國,因此讓臺灣以蝴蝶資源豐富聞名於世。
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2. 福蝶特展帝王斑蝶是世界上最著名的遷移性蝴蝶,蔚為奇觀。牠的數量在1980年估計達一千萬隻,但近年因氣候劇變等因素,數量減少99%以上,IUCN已將牠列為瀕危物種。臺灣的著名的紫斑蝶遷移也有類似的數量減少情形,應當關注。
帝王斑蝶
圖/徐堉峰攝科 普 知 識
帝王斑蝶(monarch butterfly)是世界上最著名的遷移性蝴蝶,秋季從北美各地大規模向南遷移至加州沿岸及墨西哥過冬,春天北上繁殖,數量龐大,蔚為奇觀。族群數量在1980年估計達一千萬隻,但近年因氣候劇變、棲地喪失及農藥等因素,帝王斑蝶數量減少99%以上,國際保育聯盟IUCN已將牠列入紅皮書瀕危物種名單,美國和加拿大有許多研究單位和NGO致力牠的保育及復育。臺灣的紫斑蝶也有類似的遷移現象,形成知名的「紫蝶幽谷」奇景,近年也有族群量顯著減少的趨勢,應當重視、關注。
全球暖化現象及極端氣候使臺灣的山地森林受到嚴重威脅,在臺灣尤以有動植物諾亞方舟之稱的臺灣水青岡森林為甚。氣候模擬研究發現13年內其適生面積將僅剩本世紀初的一半,棲息其中的珍稀昆蟲將有滅絕危機。
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隨著全球暖化現象及極端氣候加劇,溫帶森林受到嚴重威脅。臺灣也不例外,臺灣多山,超過3000米的高山山峰有一百座以上,原本是後冰期東亞重要的陸域動植物避難所,所以雖然是亞熱帶島嶼,中高海拔山地卻擁有廣袤的溫帶性森林。然而,氣候變異已經使這些森林開始走向衰敗,近年進行的一項氣候模擬研究使用105個氣候因子對全台13種重要森林類型作分析,發現其中有5種森林類型將遭遇負面影響,其中有動植物諾亞方舟之稱的臺灣水青岡森林更是受衝擊最嚴重者,預計再過13年,水青岡適生面積將僅剩本世紀初的一半,到本世紀末則將僅剩7%。針對臺灣水青岡植食性昆蟲所作的調查已發現140種昆蟲,其中約1/5是專食種,牠們不可避免將因水青岡森林大幅縮減而滅絕,包括夸父璀灰蝶、雲霧裳蛾、聖女裳蛾等珍稀物種。
森林的重要性可以從熱帶雨林看出來,它只佔地球表面積6%,擁有的物種數佔了全球物種數一半。它的淨初及生產量也是全球所有陸域生態系中最高的。森林正快速消失,聯合國糧食及農業組織報告每年約有1千萬公頃遭砍伐。
熱帶森林及沼澤是生產力很高的生態系
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森林的重要性可以從眾人熟知的熱帶雨林看出來。首先,熱帶雨林面積只佔地球表面積6%,但是棲息其中的物種數據估計佔了全球物種數一半。此外,若以淨初及生產量(NPP,Net primary productivity,指太陽能量轉換為植物組織的量,單位為g/m2/年)為指標,熱帶雨林是全球所有陸域生態系中最高的,NPP數值達到每年2000,水域生態系中僅有珊瑚礁生態系可以與之比肩。然而,森林正快速消失中,從2010年起,每年世界上森林減少面積約為4百7十萬公頃,近年情形更形惡化,聯合國糧食及農業組織報告每年約有1千萬公頃遭砍伐,顯著影響全球氣候,保護森林成為當今要務。
蝴蝶是陸域生態系重要環境指標類群之一,牠們的種類和數量變化可以告訴我們環境良痞程度。
蝴蝶的種類和數量變化被認為是良好的環境指標
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蝴蝶的生命週期短,因此對環境變化反應迅速。牠們有限的傳播能力、幼蟲食物植物的專一性以及對天氣和氣候的密切依賴使許多蝴蝶物種對細微的環境變化很敏感。最近的研究表明,在環境惡化時,蝴蝶比鳥類和植物衰退得更快,因此是合適的環境變化指標。與大多數其他昆蟲類群相比,蝴蝶資料最齊全,分類得最清楚,而且識別與鑑定較容易,並且已有充足的生態學和生活史數據。由於昆蟲佔陸地野生動物的最大比例(超過 50% 的物種),因此我們評估昆蟲群體的命運以監測生物多樣性的整體狀況至關重要。蝴蝶是典型的昆蟲,其種類及數量變化更有可能反映其他昆蟲類群的變化,從而最能反映整體生物多樣性在環境變化裡的改變。
臺東蘇鐵林裡的稀有蝴蝶因外來蘇鐵引進,變身成害蟲了!
蘇鐵綺灰蝶
圖/徐堉峰攝科 普 知 識
外來種的移入可能引發許多問題,包括與原生種競爭棲地與資源、掠食原生物種、改變生態結構等,情形嚴重時可造成原生物種族群量萎縮,甚至滅絕。如果移入的外來生物與原生生物屬於同一物種,但屬於不同亞種或變種,可能產生雜交造成遺傳滲漏,使某些基因遭選汰消失,影響物種演化進程。外來種進入引發負面影響的案例很多,如沙氏變色蜥、綠鬣蜥、埃及聖䴉、福壽螺、小盾鱧(魚虎)等大家都耳熟能詳。蘇鐵綺灰蝶是一宗特殊案例,牠原本在臺灣是分布侷限在臺東的稀有種蝴蝶,以原生的臺東蘇鐵為寄主,蝴蝶和植物間生態關係及物候平衡,兩者穩定生存,但後來外來種蘇鐵作為園藝觀賞植物引進,大量種植後打破這個平衡,使蘇鐵綺灰蝶變身成害蟲,和另一種害蟲「蘇鐵白輪盾介殼蟲」聯手侵害,使原生蘇鐵林在低海拔棲地嚴重消亡。這是外來種改變原生生態系結構,對原生物種的生存造成壓力的好例子。臺灣的蘇鐵綺灰蝶變成害蟲後不但全臺現蹤,更已北上侵入日本南部為害,成為日本人眼中的「外來害蟲」。
蝴蝶王國的危機: 各種棲地都有蝴蝶滅絕或瀕危,連有「華萊士蝶」之稱的單點藍灰蝶也不例外。
已滅絕的臺灣最大型紫斑蝶:大紫斑蝶
科 普 知 識
臺灣的蝴蝶資源雖然舉世聞名,卻有一些種類已經消失無蹤。長期沒能觀察到的種類,可能就此被科學界判斷已經滅絕。目前被認為已經在臺灣滅絕的原生蝴蝶有大紫斑蝶、單點藍灰蝶、罕波眼蝶及熱帶蘭灰蝶。大紫斑蝶是世界上最大型的紫斑蝶,臺灣的特有亞種被認為是紫色紋最美的亞種之一。牠的棲息地主要是熱帶紅樹林,可能是南部沿海開發造成牠的絕滅。單點藍灰蝶是「動物地理學之父」華萊士根據英國外交官兼動物學家羅伯特斯文豪從「打狗」(高雄)採集的標本命名的草原性蝴蝶,原本棲息在中南部低地,消失的主因恐怕是西部平原的農業開發及城市擴張。罕波眼蝶是棲息在低地開闊草原的蝴蝶,往昔的族群在大屯山山系南麓的北投、士林一帶的丘陵地,消失的原因可能是臺北都會區擴張,使山坡地棲地消失。熱帶蘭灰蝶以闊葉林中的蘭花為寄主植物,野生蘭遭大量採摘可能是牠消聲匿跡的緣由。林務局近年來進行的蝶類紅皮書計畫評估為極危(CR)的有3種:黃鳳蝶、截脈絹粉蝶及夸父璀灰蝶;瀕危(EN)有5種:角翅黃蝶、臺灣脈弄蝶、南方燕藍灰蝶、大紫蛺蝶及波紋黛眼蝶。這8種蝴蝶當中,黃鳳蝶及截脈絹粉蝶棲息在中海拔開闊山坡地; 夸父璀灰蝶及大紫蛺蝶棲息在山地森林。角翅黃蝶及南方燕藍灰蝶是低海拔草原性蝴蝶。臺灣脈弄蝶及波紋黛眼蝶則棲息在低海拔森林。已滅絕或有滅絕危機的蝴蝶包括各種不同棲地物種的事實說明陸域環境破壞及惡化是整體性的,環境保護必須作全面性考慮。
臺灣保育類蝴蝶包括大紫蛺蝶、臺灣寬尾鳳蝶、曙鳳蝶、黃裳鳳蝶、珠光裳鳳蝶五種。
臺灣寬尾鳳蝶
圖/黃行七攝曙鳳蝶
圖/呂晟智攝科 普 知 識
台灣的保育類包括依《野生動物保育法》 公告之保育類野生動物,可分為「瀕臨絕種」、「珍貴稀有」及「其他應予保育」之野生動物等三個保育等級,內容涵蓋臺灣境內及境外之物種。其中陸域物種由行政院農業委員會公告,海域物種由海洋委員會公告。植物物種則有農委會依《文化資產保存法》公告之自然紀念物,當中包括珍貴稀有植物。臺灣保育類蝴蝶包括大紫蛺蝶、臺灣寬尾鳳蝶、曙鳳蝶、黃裳鳳蝶、珠光裳鳳蝶五種,其中的臺灣寬尾鳳蝶及曙鳳蝶是臺灣的特有物種。寬尾鳳蝶類以後翅有寬大並有兩條翅脈貫穿的寬大尾突著稱於世,僅分布在臺灣及中國大陸南部,近年的研究發現這類蝴蝶起源自美洲,是在遠古時代經白令海地峽遷移到亞洲來的,見證遠古時代的跨洲長距離遷移事件。曙鳳蝶是臺灣中高海拔特有的美麗種類,牠的幼蟲能耐低溫,在冬季雪地裡照樣取食發育,不像其他種鳳蝶以蛹態休眠過冬。大紫蛺蝶、黃裳鳳蝶及珠光裳鳳蝶雖然不是臺灣特有種,但是牠們近年數量減少,加上因大型而色彩鮮豔,有採集壓力,因此也列為保育類在法律上給予有效的保護地位。除了自身受到保護外,保育類動植物往往可以作為「旗艦物種」,發揮「護傘效應」保護其棲地裡其他較不起眼,但生存也受到威脅的物種。
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蜂群衰竭失調症(Colony Collapse Disorder,CCD)是大批蜂巢內的工蜂突然消失,造成蜜蜂生態崩解的現象,造成農產欠收、牧業凋零,最終可能導致許多植物無法傳宗接代而消失,依賴這些植物而活的動物也終將走上滅絕之路。
蜜蜂訪花
圖/徐堉峰攝科 普 知 識
蜂群衰竭失調症(英語:Colony Collapse Disorder,縮寫:CCD),是大批蜂巢內的工蜂突然消失,蜂群大量死亡,造成蜜蜂生態崩解的現像。於2006年末在美國首次將這個現象命名為CCD。估計有約25%養飼的蜂群於2006至2007年間消失;在加拿大魁北克省則估計有約40%的蜂群消失。如果蜜蜂真的從地球上消失,人類會怎樣呢?首先,我們便沒有蜂蜜可食用;餐桌上只剩下靠風力傳播花粉的米、麥類等穀物;牛肉的產量也會銳少,因為牧草多是靠蜜蜂授粉的。影響可能會擴大到整個生態系,而當植物無法傳宗接代而消失時,依賴這些植物而活的動物也終將滅絕。造成蜂群衰竭失調症的原因目前認為主要是由殺蟲劑(尤其是益達胺)及蜜蜂寄生蟲(如東方蜂微粒子蟲)引起。如果不注意控制蜂群衰竭失調症,造成的食物減產及陸域生態系破壞恐怕會高於戰爭所帶來的災害。
蝴蝶相冊
曙鳳蝶 Atrophaneura horishana
黃裳鳳蝶 Troides aeacus kaguya
珠光裳鳳蝶 Troides magellanus sonani
黃鳳蝶 Papilio machaon schantungensis
臺灣寬尾鳳蝶 Papilio maraho
臺灣脈弄蝶 Praethoressa horishana
截脈絹粉蝶 Aporia gigantea cheni
角翅黃蝶 Eurema laeta punctissima
夸父璀灰蝶 Sibataniozephyrus kuafui
熱帶蘭灰蝶 Hypolycaena othona
南方燕藍灰蝶 Everes lacturnus rileyi
大紫斑蝶 Euploea phaenareta juvia
異紋紫斑蝶 Euploea mulciber barsine
圓翅紫斑蝶 Euploea eunice hobsoni
雙標紫斑蝶 Euploea sylvester swinhoei
小紫斑蝶 Euploea tulliolus koxinga
藍點紫斑蝶 Euploea midamus
幻紫斑蝶 Euploea core amymone
白列紫斑蝶 Euploea camaralzeman cratis
大紫蛺蝶 Sasakia charonda formosana
永澤蛇眼蝶 Minois nagasawae
玉山幽眼蝶 Zophoessa niitakana
波紋黛眼蝶 Lethe rohria daemoniaca
罕波眼蝶 Ypthima norma
「科學X永續」列車科學內容專業諮詢團隊
|俯仰之間,萬物相惜|
Harmony with nature
陳育霖 國立臺灣師範大學 物理學系/師資培育學院
邱美虹 國立臺灣師範大學 科學教育研究所
許正一 國立臺灣大學 農業化學系
于宏燦 國立臺灣大學 生命科學系/CASE-科學教育發展中心
賴亦德 國立臺灣大學 CASE-科學教育發展中心
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|地球是人類的太空船|
Treasure Spaceship Earth
趙奕姼 社團法人中國化學會
張一知 國立臺灣師範大學 化學系
陳竹亭 國立臺灣大學 化學系
賴以威 國立臺灣師範大學 電機工程學系/數學教育中心
詹瀅潔 國立臺灣大學 土木工程學系
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|守護變遷下的海洋與森林|
We for the ocean & the forest
林卉婷 國立臺灣大學 海洋研究所
徐堉峰 國立臺灣師範大學 生命科學系
許瑛玿 國立臺灣師範大學 科學教育研究所
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|凡走過必留下碳足跡|
Every Step Leaves a C Footprint
賈至達 國立臺灣師範大學 物理學系
張四立 國立臺北大學 自然資源與環境管理研究所
陳冠勛 國立臺灣師範大學 長期社會生態核心觀測站規劃辦公室
侯彥宇 國立臺灣師範大學 長期社會生態核心觀測站規劃辦公室
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|歐兔(O2)行銷推廣組|
黃琴扉 國立高雄師範大學 科學教育暨環境教育研究所
鄭夢慈 國立彰化師範大學 生物學系
「科學X永續」列車美術設計團隊
|流寓工作室|
張致中設計師 / 周明誼設計師 / 賴慧珈設計師
「科學X永續」列車網頁遊戲設計
幻鼎數位科技有限公司
指導單位
國家科學及技術委員會
IYBSSD@
國立臺灣師範大學、國科會自然科學及永續研究推展中心、國立成功大學、台灣物理學會、中國化學會
特別感謝
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