生物及地球科學科

本研究的主題是探討植物的冠毛與種子傳播的關係，選定校園裡的紫背草和黃鵪菜，目的在了解他們的冠毛長度、與每顆瘦果上的數量、冠毛對瘦果落下時間的影響與冠毛對瘦果被風吹移動距離的關係。結果顯示：黃鵪菜的冠毛數量比紫背草多，長度比紫背草短。除了冠毛數量 15 根的瘦果以外，紫背草不論在何種高度與冠毛數量，落下的時間都比黃鵪菜的瘦果長。除了高度 50cm 外，紫背草和黃鵪菜的冠毛數量越多，落下的時間越長。以電扇吹拂紫背草與黃鵪菜的瘦果，發現黃鵪菜的移動距離較紫背草遠。能讓紫背草移動最遠的冠毛數量為 15 根；黃鵪菜則為 25 根。研究也發現冠毛對於移動不一定都有幫助。

本研究觀察海茄苳四種呼吸根在形態學上的異同，並以顯微鏡觀察四種呼吸根的構造，\r 推論四種呼吸根的功能：出水呼吸根為露出土面吸收大氣中的氣體；纜狀根為支持植物本體\r 及運送由出水呼吸根吸收之氣體至植物本體；支持根為支持植物本體；營養根主要為吸收土\r 壤中的水分及養分。其次觀察海茄苳與其它植物葉片的構造、氣孔數量、氣孔型態、土壤的\r 差異並測量植物二氧化碳產生量，推論海茄苳需要呼吸根的原因為：一、葉片氣孔數量過少，\r 二、生長環境嚴酷不利於吸收養分及空氣，三、呼吸作用率較差。然後觀察海茄苳在不同濃\r 度鹽分的逆境下之泌鹽量、根部生長速率、葉片及根莖形態及存活天數。最後測量葉片表面\r 的導電度、內部電阻值及觀察有無老葉的方式，來推論海濱植物抗鹽分逆境的方法，發現：\r 一、海茄苳、海馬齒、馬氏濱藜可以泌鹽方式排鹽，二、林投、水筆仔等植物可以拒鹽方式\r 排鹽，(3)三、鹽定及海馬齒可以落葉方式排鹽。

長壽山的火成岩屬於約八百萬年前北部中新世角板火山活動期之產物。其玄武岩覆蓋在南莊層的上部，並同時有柱狀玄武岩和塔狀玄武岩這兩種產狀，前者並為全台所獨有；終於在歷經一年後，我們解開了塔狀玄武岩的成因之謎，並發現「差異侵蝕」是主因。強烈的火山活動後，此地即全面進入海進時期，桂竹林層開始沉積，並在火成岩內的氣孔及裂隙形成豐富的次生礦物，其中含二氧化錳的文石只有本地才出產。約民國七十八年前後，此地因屬建築工地而被開挖，目前雖已面目全非，但我們還是盡全力為這塊寶地建立基本檔案，並即將在今年的暑假將它列為三峽免費旅遊公車的一個參觀景點。另外，我們還比較了長壽山和鄰近四個火成岩出產地〈其中三處屬新發現〉的玄武岩及次生礦物。

猶豫寄居蟹(Pagurus dubius)主要分佈在溫帶及熱帶地理海邊，是台灣北部常見的種類。本研究主要是為了探討猶豫寄居蟹(P. dubius)的換殼策略，我們主要以海邊環境的變化及猶豫寄居蟹(P. dubius)的體型來探討，探討這些變因是否影響猶豫寄居蟹(P. dubius)換殼的因素，結果顯示體型1.5公分到2公分的猶豫寄居蟹(P. dubius)換殼機率最高，且牠們多在水深、明亮、空殼數多的條件下換殼，猶豫寄居蟹大部分會選擇比自己體長大1.86倍殼長的螺旋狀貝殼或螺旋狀物品居住，尤其以稜結螺為牠們的最愛。了解猶豫寄居蟹(P. dubius)的換殼策略，可以以此作為參考，做保護猶豫寄居蟹(P. dubius)族群的措施。

小黑蚊又稱黑金剛，被叮咬後的癢痛使大家都深受其苦。小黑蚊不同於蚊子，是\r 屬於雙翅目蛺蠓科之衛生昆蟲。為了找出大戰黑金剛的策略，先利用問卷調查後\r 找出不同方式來對抗小黑蚊。校園中小黑蚊密度調查比較各區域之地理環境結果\r 為：下過雨後出太陽有微風加上著生青苔之壤土處小黑蚊出現數量最多；創意的\r 戰鬥型、炮彈型吸蚊瓶，內裝有糖水加酵母、尿液且加熱至37℃（味道、溫度），\r 有較好的誘捕效果（物理防治）。窄域油，一種安全無毒之礦物油，在稀釋100\r 倍的濃度中會造成蘚苔物理性窒息，有抑制生長之效果（化學防治）。蔓花生是\r 保水力佳、貼地性夠的植物，除了利用它作為校園中水土保持之作物外，也能達\r 到小黑蚊生物防治之效果。

寬腹螳螂、薄翅螳螂及大螳螂棲息環境多為草叢或灌木，常將卵囊產在植物的莖上。前\r 足、翅膀、頭部、胸部與卵囊等型態上的差異，可用來分辨螳螂的種類及性別。螳螂具有雙\r 眼視覺的複眼會隨著光線改變顏色。螳螂大約經過八、九次的蛻皮後，可變有翅成蟲。母蟲\r 齡數比公蟲多一齡，共九齡。齡數的差別可能為了防止近親交配而產生隱性疾病。螳螂多以\r 若蟲及卵的型態越冬。冬末春初及夏末秋初為草原上大螳螂及薄翅螳螂卵囊的孵化高峰期。\r 螳螂一年四季皆可能進行交配，其中夏秋為交配高峰期。交配時間長達兩小時以上或更久。\r 母螳螂一生中可產2－4次卵囊。由生存曲線得知螳螂屬於幼年高死亡型。螳螂常會清潔自己\r 的頭、觸角、步足等部位。螳螂成蟲喜愛的食物有蝶類、蟋蟀等。受威脅時，螳螂會舉起前\r 足靠在胸部兩側，表現出威嚇狀態。本能趨性方面，螳螂具有負趨地性、正趨光性（黃色光\r 最為明顯）。不同的外界光線顏色和環境顏色，對寬腹螳螂體色改變有不同的影響。

黑棘蟻利用成蟲的唾液與末齡幼蟲吐的絲，將樹枝纖維、枯樹葉、沙粒、植物種子等黏合而成紙蟻巢。蟻巢大部分築在靠近地面的灌木枝條間，其外觀形狀略成橢圓形、顏色近黑褐色。冬天黑棘蟻會將族群遷移到地面上可保溫的遮蔽物內，例如不透風的帆布和塑膠袋、枯樹葉和水管內都可見其築巢，巢穴通常不直接接觸陽光。黑棘蟻的社會結構包括卵、幼蟲、蛹、工蟻、雄蟻、蟻后等社會成員。工蟻由卵發育至成蟲約需工蟻需45～60天。黑棘蟻的社會成員各司其職；體型最大的蟻后負責與雄蟻交配及產卵，而且卵通常成堆，由工蟻負責照顧，幼蟲已具有體節，由工蟻負責餵食；雄蟻具有兩對膜翅，負責與蟻后交配。我們從飼養過程中，發現工蟻日常生活的主要活動為清潔身體、到處走動巡邏、覓食和搬屍。我們推測黑棘蟻會分泌訊息費洛蒙來通知同伴特有的訊息。黑棘蟻可以在水中存活數小時並可互相勾結腳產生氣泡，我們也發現雄蟻上的翅膀會阻礙其翻身。我們將從實驗中更瞭解這群與人類生活息息相關的小小朋友。

為進一步探討草本、木本植物氣孔與蒸散作用的差異，我們蒐集資料，且設計實驗加以比較，結果發現草本、木本植物之上下表皮氣孔分佈之數量、大小、型態等，因種類不同而異外，氣孔皆散佈於葉的上或下表皮，呈現非均等分佈，而葉脈處無氣孔，且氣孔顯著小於表皮細胞；草本植物於上表皮偶而可發現氣孔，但分佈數量較下表皮少，且氣孔不一定比木本植物小；木本植物之氣孔僅見於下表皮且會陷到下表皮內，其單位面積分佈密度較草本植物多。葉片越成熟其氣孔分佈數量越多，但老化的葉子則較少；水分蒸散主要由葉的下表皮散失，而環境因子如光度、溫度(含日照時段)、空氣移動速度等對植物蒸散速率皆成正影響；不同植物對色光之反應則各有不同偏好。

本研究利用簡易器材自製實驗裝置，模擬「沿海地區地下水含水層遭海水入侵」的現象，共設計九個實驗來探討海水侵入地下水的相關問題。研究顯示，過度抽取地下水會破壞液壓的平衡狀態，海水將入侵地下水層而造成地下水之污染。而且，海水與淡水之密度差愈小，大量抽取地下水後，淡、鹹水交界面上升愈多，地下水鹽化的程度也愈嚴重。此外，本研究自製之模型及實驗裝置，具有製作簡易、成本低廉、操作安全及結果容易觀察之特點，可應用於國中自然科之教學上。

本研究的目的在於發展一套偵測酵母菌產氣速率的新方法，藉由魚缸恆溫槽、攪拌器與吸量管的組合，除了能在數分鐘內測出產氣速率外，更克服了舊設計產氣速率測量不穩定的缺點。與糖度、酸鹼度、酵母菌數比較，此法對酵母菌活動力偵測有更高敏銳度。在實驗變因上：糖種類、糖濃度、酵母菌重都會對產氣速率造成影響。添加酒精、硝酸銨與亞鈷、亞鎳、銅、鋅離子會終止或減緩產氣，少量 NaOH 則會加快產氣。應用在環境偵測上，也證明了磁場與 CRT 螢幕的輻射對酵母菌產氣影響不大。在酵母菌型態上：產氣初期是以能快速增加個體的出芽無性生殖為主，產氣高峰過後因環境惡化(pH 值最低)，可以看見長尾巴，預備進行接合有性生殖的酵母菌在顯微鏡下出現。