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第49屆--民國98年

「嘴」大「顎」極,飢要擇食-水蠆覓食策略探討

本實驗主要目的是以行為生態學的觀點來探討烏點晏蜓(Anax guttatus)水蠆的攻擊發動之條件,以及面對獵物採取的捕食策略。本實驗結果發現,水蠆發動攻擊的起因與獵物的大小及距離均呈負相關。而發動攻擊的範圍多在下唇顎所及之處,支持水蠆為伏擊型獵食者(sit andwaiting predator)。面對不同大小獵物時會有所選擇,因為極小或極大的獵物難以捕食,且在捕獵大獵物會消耗較多時間成本,所以水蠆會在獵食風險(失敗、受傷、時間成本)及獲益(能量)之間取得平衡。當水蠆面對獵物密度高低不同的環境,會因水蠆體型大小出現積極、保守、消極的不同策略。綜合以上實驗結果,水蠆在捕食行為上能做最適的權衡(trade off),選擇以最低的風險與成本獲得最高能量,為生態中最佳捕食者之一。

樹上忍者-棉桿竹節蟲的生態研究

棉桿竹節蟲屬於幼年高死亡型。四季皆有成蟲出現,以春夏季最多,冬季最少。若蟲時身體環節有7 節,至5 齡起變為8 或9 節,節數不同是隨機而定。屬不完全變態,大約經過6 次的蛻皮後,若蟲可長出翅膀變成蟲。若蟲成長期平均為65 天,成蟲可活60 天以上。竹節蟲的複眼會隨著光線改變顏色。有清潔行為,具有負趨地性、有趨光性但不明顯。常見的防禦機制有雙臂舉起呈威嚇狀,或由胸前背板放出人蔘味,以及吐出微黃泡泡。光線顏色對體色變化有影響,綠光與藍光會使軀幹與步足的體色趨褐色,軀幹上斑點更為突起、明顯。但不同溫度對體色沒有影響。若蟲步足與觸角有再生的能力,但成蟲則無。雄性的成蟲,體長比母蟲小,腹部第十體節部分有突起。

灰灰,遠離我吧之靜電板擦研究

本研究是為了改善擦黑板時粉灰任意飄散的情形,在使用一般板擦擦黑板時,粉灰累積到一定的量,會開始掉落而飄散到空氣中,影響使用者的健康,有鑑於此,改善此情形是本實驗的目標。「擦黑板時,如果能增加板擦的吸附能力,可以減少飄散在空氣中的粉灰」,為本組之最大目的。起初我們找了許多方法,而最後以靜電原理設計裝置,在不破壞板擦原型的前提下,利用電線導引靜電於板擦上。經過多次實驗證實,將裝置裝於板擦後,其吸附粉灰的量有明顯增加,確立了靜電板擦之可行性,達到了本組之目的。

救你命-火災快速逃生機

92 年8 月間蘆洲市大囍市發生火災,不到五分鐘火勢快速竄燒。但先前已有住戶受不了烈火高溫,試圖用自家的緩降機逃生,卻因不熟悉使用方式,摔落地面。原本是協助民眾逃生的緩降機,卻造成人員傷亡。緩降機使用目的是希望在第一時間逃離災難現場,保障人民的生命安全,但大多數的人不熟悉使用方法、放置場所,造成使用上的困難。目前的緩降機設計上、使用費時、使用步驟複雜、佔用陽台空間,使用者無安全感等原因,造成民眾無法於第一時間自救。本研究將緩降機的使用方法修正,讓大家使用起來更加輕鬆便利,增加使用安全性,讓使用者不需等待別人的救援,便能在第一時間內搶救自己的生命,減輕災害的嚴重性,降低人員傷亡,拯救更多的生命。

「雨」出驚人-水資源的研究

為什麼台灣的年降雨量遠遠高於世界降雨的平均,台灣卻還是排列在缺水國家的行列中,究竟問題出在什麼地方呢?本實驗主要便是在探究山坡坡度與降水量、泥沙淤積間的關係,以及在不同溫度及溼度的環境下,水分的蒸發情形。我們發現坡度15度時,土壤含水量最多。其原因可能是坡度較厚、流失的水量少所致。而在蒸發的實驗中,溫度愈高、溼度越低時的蒸發速率愈大。此外我們查詢了許多關於台灣水資源的資料,並將研究結果套入資料中換算。石門水庫每年蒸發掉將近1331萬立方公尺的水量,而台灣每年蒸發掉將近283.5立方公里的水量。

油燃而生─回鍋油變生質柴油

原油能源短缺,因此尋求替代能源又能兼具環保的議題便成為熱門的話題,而生質柴油便是主角之一。我們便想利用廢棄的回鍋油來製備生質柴油。 整個實驗的過程我們發現未使用過的油及回鍋油在製備上的溫度、催化鹼的用量及油:醇的體積比有些許的不同。未使用的油溫度盡量控制在65℃,催化鹼濃度以0.5~1%最佳,油:醇的體積比則為1:3;回鍋油的溫度也是在65℃,催化鹼濃度為1~1.5%,油:醇體積比為1:4,而此兩種類型的油加熱時間都是控制在1小時會得到最佳的產率及良率。最後我們嘗試利用日常生活裡的酒精、乾燥劑(成份為CaO)當催化劑將回鍋油製備成生質柴油,最後實際讓柴油引擎運轉也收到不錯的效果,且排氣污染程度也小於高級柴油。

日本菟絲子與平原菟絲子寄生現象之觀察

菟絲子屬於高等寄生植物,危害農業作物,其特殊的寄生方式與其他綠色自營性植物非常大的差異,具有特殊的科學研究價值。菟絲子會產生特殊的吸器(haustorium)侵入寄主體內奪取生活所需的養分及水分。本研究經由現場調查、斷莖及種子培養台灣近年來中部地區頗為猖獗的日本菟絲子(Custuta japonica Choisy var. japonica)與平原菟絲子(Custuta campestris Yunck.)以瞭解其生活史,發現極為獨特的自體寄生及重複寄生現象,日本菟絲子主要是由斷莖傳播;平原菟絲子主要由種子傳播。使用石蠟切片發現兩種菟絲子都會產生特殊的一群分生細胞,稱為刷狀細胞侵入寄主組織連通至寄主維管束奪取寄主水分及養分。

興達港地區氣象觀測

本研究主要在了解興達港地區的天氣變化,透過學校百葉箱,乾溼球溫度計、雨量筒、風向風速器、記錄表、電腦、記錄板等儀器,每天固定在上午9 時20 分觀測記錄百葉箱內儀下,測算水汽凝成水珠的速度的實驗,藉著校園氣象站累計的資料並經過Excel 軟體分析,研究本區2008 年10 月至2009 年2 月的天氣,我們發現從氣溫、氣壓及相對溼度間的變化和天氣關係發現:該天最高、最低溫差越大,相對溼度通常較低,氣壓較高,天氣多為晴天。當天最高、最低溫差越小、氣壓就小,相對溼度就較大天狀況多陰天或有霧。但願我們的研究能拋磚引玉,提供大家進一步研究小區域氣象的風氣及培養關心氣象與地方生活環境的態度。

破除主婦的迷思~清洗蔬菜誰最行

本研究探討有效清洗蔬菜上農藥殘留量的方法,文獻中檢測農藥的方法有『生物法』、『化學法』及『生化法』三種,前兩種方法對我們來說都有不方便的地方,故選擇快速又能檢測出市面上大多數農藥殘留量的『生化法』。但『生化法』需配合昂貴的分光比色儀,因此我們利用計算機上的太陽能光電池、LED、三用電表及保特瓶,成功地設計出一台能『量化』水溶液顏色差異的裝置,我們稱它為『光電池比色儀』。利用『光電池比色儀』檢測樣品1 分鐘,測出的數值我們稱它為V_Lux(Volt Illumination ),當DV_Lux 越小,抑制率越大,表示農藥殘留量越多;反之,越少。最後比較多種清洗小白菜的方法,結果發現『用流動的清水洗3 分鐘』效果最好,破除了多數主婦的迷思。

帽子戲法-台灣四種鳳仙花花朵構造與授粉昆蟲之觀察

:台灣共有四種鳳仙花科植物,棣慕華鳳仙花;黃花鳳仙花;紫花鳳仙花為特有種,另一為入侵種的非洲鳳仙花。台灣原生的鳳仙花花朵形成圓筒形並具有長花距,雄蕊聯合形成帽子將雌蕊蓋住以防止自花授粉,白天主要授粉者皆為黃色熊蜂(Bombusflavescens F. Smith),花朵套袋以及自花授粉發現黃花、紫花鳳仙花皆無法結果,對於授粉蜂具有高度依賴性,棣慕華鳳仙花則具有很高的自花授粉能力,對授粉蜂的依賴性較黃花、紫花鳳仙花為低。三種鳳仙花花朵長度、寬度與花距長度皆與黃色熊蜂體長、體寬及口器長度高度相關,推測台灣三種鳳仙花經長期演化,形成授粉高度專一化的現象。非洲鳳仙花花朵平展並具花距,可提供大型昆蟲停留。雄蕊同樣聯合將雌蕊蓋住以防止自花授粉,經套袋隔絕授粉者發現對於對於授粉昆蟲具有高度依賴性,授粉昆蟲隨海拔高度、地區而有所不同,其授粉昆蟲非常多樣,具有較高的環境適應性。