全國中小學科展

高中組

外來種植物在次級演替過程所扮演角色之探討

高中基礎生物中有關生物間的交互作用,提及生態失衡的內容中,曾介紹「外來種」對於本土生物可能產生的影響,所謂「外來種」即是群集中原先不存在,但因人為引進的物種,如本島農田常見的福壽螺和溪流、池塘常見的吳郭魚等。通常外來種欠缺天敵或競爭者的制衡,往往過度繁殖,為當地的生態環境帶來衝擊,致使生態失去平衡,甚至導致原有物種滅絕。如吳郭魚引進台灣後,即迅速在各溪流、池塘等淡水水域中繁衍。現在不但成為本島河川下游和池塘的優勢魚種,更在競爭的效應下,導致本省原產的鯽魚數量大幅下降而有了滅絕的危機。同樣的競爭效應也發生在外來的福壽螺和本地的田螺上(施,1999)。外來植物的例子則如布袋蓮,在淡水水域中,因無其他植物或動物天敵的制衡,造成許多本土水生植物生育地因其入侵,頓時失去生存空間。 \r 「次級演替」是指生物群集在受到干擾之後的變化過程,一般常見的人為干擾方式主要為火燒、噴藥、刈除、踩踏等。 \r 大黍 ( Panicum maximum Jacq),又名天竺草,原產於熱帶非洲。1908年自菲律賓引進台灣( 許,1975 ),做為牧草和水土保持植物。張和蔡(1974)以及廖(1989)均曾進行過大黍之水土保持試驗,確實有一定的成效。大花鬼針草進入台灣的時間普遍認為應是在清朝時,民間交流過程中意外引進,確實時間並不可考。 \r 據前人研究,大黍在雨季時火燒後會快速萌蘗;且自從引進台灣後,更因其侵略性極強 , 在台灣中、南部地區大量滋生,現已取代芒屬植物( Miscanthus spp. )之地位,並在中部地區坡地形成草原景觀。而以殺草劑之噴施可有效的抑制大黍之生長。鬼針草傳播方式主要以動物媒介為主,在演替早期通常也是屬於優勢植物,因此本實驗由實際的勘查、測量與記錄,藉以了解大黍、鬼針草等外來植物於演替過程中,其與本土植物的競爭情形做一初步探討。\r

嘉義八掌溪牛稠溪河床泥沙沈積作用調查

地球科學是一新開辦的學科,本校自始即很重視它的教學,增購教學設備來改進教學效果,因此同學們也漸漸的發生了濃厚的學習興趣,尤其師長們常常以鄉土教材為例,加強教學並利學生的野外實習, 66 年本校同學以八掌溪的河水污染, 67 年以嘉南平原的士壤蒸發作用,相繼獲得全國科展的第二名,此一系列的鄉土研究,啟發了我們的研究興趣,本作品即是針對河床泥牛稠溪源自大坑、塘湖(900m),於竹崎進入谷地平原,在民雄南測的牛稠埔進入下游平原,經月眉、朴子,於東石龜仔港入海,全長 7IKm ,平均比降 1 / 79 。其氣候條件與八掌溪相似,枯、洪現象極為明顯,洪水期的流量是1100m 3/ sec而枯水期的流量只有0.2m 2/sec,因牛稠溪的人為建設較少,河床泥沙堆積可能較有規律性,因此,本作品即以該兩河川的堆積現象,相互比較其差異性。以便求得平均流速與泥沙粒徑的相關性,以及對水利健設的影響。

超級注射筒 — 噬菌體

克雷伯氏肺炎桿菌是引起社區型肝膿瘍主要感染源,其莢膜型與致病力密切關。這些克雷伯肺炎桿菌可能源自病人本身,亦可能來自家禽之排抴物。研究現,克雷伯肺炎桿菌可以存在雞的排泄物中,雞排泄物及附近環境汙水內的噬菌體可以殺死並抑制感染雞隻身上分離的沙門氏桿菌和大腸桿菌。這些異性的噬菌體可以用來當作雞隻感染這些細菌治療的方法之一。本實驗包括了自雞糞內分出克雷伯氏肺炎桿菌以及自雞糞及市場雞攤旁之汙水分離出特異性之噬菌體。從十九個市場的雞糞和八個汙水檢體共分離出四株非人類常見之血清莢膜型克雷伯肺炎桿菌和十二株特異性的噬菌體。這些分離出之特異性噬菌體可提供日後作為克雷伯氏桿菌感染雞隻治療之用途。

血清素對甲殼類 X ─器官血竇腺分泌升血糖因子之調節作用

X ─ 器官血竇腺( X- organ/ sinus gland )是甲殼類動物眼柄裡一個重要的神經內分必系統。1製造,分泌數種荷爾蒙調節許多生理機制,如生殖腺發育、體色改變、蛻殼、醣類代謝、滲透調節等。2-3X ─器官是一群神經分泌細胞的細胞核周體( perikaryon ) ,負責合成荷爾蒙。這些荷爾蒙經由神經細胞的軸突運送到軸突末端貯存起來。血竇腺是這些神經分泌細胞腫大的軸突末端(圖一,二)。在分泌訊息刺激下,貯存的荷爾蒙從血竇腺被釋放至緊鄰的血竇,經由循環系統運輸到被調節的目標組織。 甲殼類的眼柄裡含有升血糖因子( hypeglycemic factor )股早是由Abramowitz 等人在五十幾年前所提出。他們發現螃蟹( Libinia emarginata )的眼柄萃取液有升高血糖的作用。4在這之後大量的研究投注在了解升血糖因子(後來被命名為甲殼類升血糖荷爾蒙, crustacean hypegIycemic hormone )的生理功能。3-5根據這些研究,甲殼類升血糖荷爾蒙最主要的生理功能是藉由影響醣原移動來調節醣類代謝。許多的組織都受甲殼類升血糖荷爾蒙的影響調節。譬如肌肉、肝胰臟、生殖腺的醣類代謝都曾被證實受甲殼類升血糖荷爾蒙(或眼柄萃取液)的影響。6-9

土石流的流動之謎

土石流對南投山區居民是個夢魘。本主旨在探討土石流中不同粒徑粒石的流動現象、破壞範圍、與分佈形狀,及渠道長度、含水量、含泥量多寡對其影響與成因。研究中以堆積遠近表破壞力強弱。大粒徑隨流動而上升至土石混合體上方,小粒徑下降成為軸承;當混合體含水量越高,現象越顯著。流動渠道越長時,大石跳上混合體的高度越高,堆積距渠道出口越遠,大、小石的差距越大,表破壞力越懸殊;堆積形狀呈放射扇形。不同粒石在個別、混合、加水、加水與高領土的實驗設計中,其顆粒分布的改變,與力及能量交互作用有關,而受固體對剪切力的分散程度比水來得大的因素影響甚巨。土石流流動中,地質材料互撞,粒徑越大,剪切力與分散力越大,易集中於堆積表面與前端,且此運動過程,處持續變形狀態。顆粒流的特性在整治時應列為重要考量。

低頻振動對冰冷凝氣泡分佈之研究

本研究探討在水凝冰過程中,加入一低頻振動,探討其氣泡聚集在特定點成團的現象。首先改變水中溶氣量,以探討氣泡成因;並改變水量,推測其流動性質的影響性;利用照相觀測氣泡生成過程,推測氣泡聚集成團的原因。實驗方法以喇叭作振動器,施加不同頻率振動冷凝時50mm鋁管中的水,待其固化後觀察不同頻率時的氣泡分佈狀況。結果顯示,在頻率10-40Hz中,頻率越高時,氣泡團間間距越小。而在不同的水量進行實驗時,發現在水量過多或過少時,都不容易觀察出生成氣泡之現象,且水量佔管體積35%時氣泡聚集最明顯。推測可能是因為水裝太滿時液體無法流動所導致。以照相觀測凝冰過程,發現節點會比較早結冰,故氣泡不平均現象是因駐波場導致結冰順序改變間接造成。

弦歌不輟—用圓駐波振盪模式探討彈性模數

行為動機:鐘鳴繚繞,弦歌不輟,探究其奧秘,發現是金屬圈形成圓駐波,不停交織而成。初試啼聲:彈性鋼弦半徑愈小的弦,剛性愈大;共振頻率愈高,波速也就隨之增大。進階認知:彈性線材依其長短、斷面形狀、材質及負荷之分佈,而有不同彈性模數。不能自拔:不同振盪模式,對彈性線材也有不同的彈性行為,進而了解金屬的機械性質。爐火純青:從實驗設計,數據分析及統計,測得環狀鋼弦用圓駐波振盪模式的彈性模數。

洗乾坤污穢:好聽水看山─\n談「空氣污染的檢驗與防治」

每天上下學,常望著「滿街生煙」的馬路興嘆,又看到行道樹生長在煙塵之中,不禁引發了我們的疑惑:空氣污染對植物的影響究竟有多大?因此我們設計了空氣污染對植物影響的實驗,又從實驗中發起了我們對整個空氣污染的問題之興趣,因而我們又設計了此一連串的實驗。 另外,在寒假期間,我們到環保局進行檢驗空氣及污染物的防止消除實驗,得而完成全部實驗。

海水的滲透

1.近年來沿海地帶,由於地下水的大量抽取,常造成海水侵入地下岩層中,污染地下水。為瞭解砂層紋徑與海水滲透的關係,而作本試驗。2.因高中地球科學課程所學有限,無法作詳細精確的試驗,僅作簡單的砂層粒徑與海水滲透速度的關係。

家庭廢水中細菌繁殖之探討

在家裡溫習功課時,偶而陣陣微風飄來撲鼻的惡臭,使我感到非常的驚訝。搬來這新建的公寓只不過一、二個月而已,一切都是新的,怎麼水溝這麼快就發臭了,于是我去請教老師。老師說:「這是細菌的傑作,妳若有興趣可邀幾位同學利用實驗方式求得更進一步的答案。」