生物及地球科學科

本研究發現：水是地表風化侵蝕的主力，太陽（熱）、空氣其次。乾季，脊邊坡偶見以\r 土指為單位風化崩落，脊坡及蝕溝的風化不明顯。雨時，雨水點濺或水化時，合併表面沖溶，\r 以土指為單位沖擊。\r 實測發現：雨時，蝕溝沖蝕量大於脊邊坡的沖蝕。蝕溝的沖蝕量，在山坡中上段最大。\r 豪大雨時，下段會形成沖積扇。脊坡的沖蝕量最小，豪大雨時有時以較大泥塊崩落。向南脊\r 邊坡，乾季偶見以「泥裂」、「土指」為單位風化崩落。向北坡，乾時更少見風化崩落，雨季\r 沖刷較南坡大。邊坡坡度近50 度有較大的沖蝕力。\r 泥岩侵蝕，由「雨水的衝力」、「泥岩表面的坡度」及「泥岩的風化」交互作用。將來我\r 們朝「雨水的強度」、「雨量的密度」方向繼續再作定量研究。

我們的家附近都有一條美麗河川，為了讓河川永遠美麗，水源源源不斷，後代子孫能以美麗的河川為傲，我們長期利用的水質檢測活動，為家鄉的河川定期做健康檢查及研究，希望做為保護它的重要依據！尖石鄉有七個村莊及 28 個原住民部落，水質代表著家鄉的環境品質，環境保護工作做得好，河川水質自然變好。長期的水質檢測可以讓我們瞭解家鄉的河川及其環境變化，並隨時做好防治污染的因應措施。研究發現，水質長期偏弱酸性，主要與天氣有關，尤其冬天下雨過後酸性變強；山上的溪水水質清澈，濁度低，有時連機器都測不出濁度來（數字呈現 0.0，機器靈敏度不足），但大雨後濁度上升很多，可見水土保持要多加強；尖石山上地勢落差大、水流急，流水所測到的溶氧飽和度高，有時甚至可測到超過 100﹪的情況；夏天氣溫比水溫高，到了冬天寒流來，水溫反而比氣溫高，使溪中魚蝦得以存活。

一般人看到蚊子的反應常是「啪--乎伊係(給他死)」。但雙翅目中有一種很像蚊子的「大蚊」，不但不吸血，還有各式美麗的外貌。希望透過本研究，讓大家瞭解「臺灣大蚊」的生活型態，也讓大家能欣賞這種美麗的動物。本研究的主要內容有：1. 觀察臺灣大蚊的外型及紀錄生命週期。2. 調查汐止大尖山風景區附近臺灣大蚊的分布高度與成蟲出現時節。3. 臺灣大蚊重要器官與習性的觀察探討。

本研究是為了探討竹莖扁蚜（P. bambusicola）之兵蚜的防衛行為，並進一步探討螞蟻與蚜蟲之間互利共生的關係。結果顯示，兵蚜在族群中確實有型態上的不同，造成兵蚜有利於防衛的條件，且發現蚜蟲的防禦不一定需要仰賴螞蟻，除了螞蟻之外，還有部份種類的蚜蟲可藉由階級中的兵蚜來進行防衛，尤其是另一種栓葉安息香的造癭性竹莖扁蚜群，更能夠彰顯兵蚜群體中的作用。

在研究期間，觀察到台灣特有的山棘蟻在辨認敵我的方式與一般螞蟻不同。牠們雖然也會以氣味來辨識同窩的山棘蟻，進而接受牠們回巢，更發現牠們還會利用視覺去辨別敵我：如果入侵螞蟻的體型非常小，山棘蟻就會放過敵蟻；如果體型較大一些但仍然比山棘蟻小，牠們會馬上前去撕咬敵蟻；而跟山棘蟻體型差不多大小的，牠們會以威嚇來驅離；而體型較牠們大的，山棘蟻會趕緊逃跑。一般人對螞蟻的認知是兵蟻和工蟻最有攻擊性，但我發覺處女蟻后攻擊性比工蟻強得多；不過，山棘蟻的攻擊方式也非常特別，如果山棘蟻跟敵蟻糾纏在一起，山棘蟻會捲起來，咬住對方的觸角或六隻腳；還有牠們是少數會利用工具的螞蟻，會趁敵蟻喝水時壓住敵蟻的頭部，使之溺死；另外在此次觀察中，還發現山棘蟻會被八角和酒精的氣味殺死，而且沾上酒精痙攣死亡後，還會傳染給其他螞蟻，這也許是防止螞蟻群落擴大的好方法。

本研究以電子天平、電導度計、PH 儀、鹽分計等儀器，來研究由不同地區所取得的雨水，對於不同建材（石版、紅磚頭、大理石、瓷磚）的腐蝕程度、鐵金屬片的氧化效果，及不同金屬片在不同的食用鹽溶液、不同重量百分濃度，所組成的反應系統之金屬氧化反應及電化學性質。依據所測得的數據，得知以下的結果：各地區雨水的 PH 值以仁武地區最小並達到酸雨標準，其電導度最大，也是最容易造成建材腐蝕及金屬氧化。我們發現建材對於酸雨的抗腐蝕性依序為 瓷磚＞紅磚頭＞石版＞大理石不同食用鹽中，就金屬氧化程度而言，不同金屬中以鐵金屬最大，鋅金屬次之，鋁金屬第三，而銅金屬最小；以加速金屬氧化程度而言，高級精鹽最快，美味鹽次之，無碘鹽第三，而低鈉鹽最慢。

自然與生活科技課程中學習到以力學觀點設計建築物，加上洪水沖斷橋墩的事件頻傳，因而引發我們想設計模型來實驗，探究理想橋墩的動機與行動。經研究後發現：橋墩形狀不平整、迎水面大者，受到水流沖刷力較大；不厚實的橋墩支撐力量分散、易斷裂；迎水面大、造型不流線的橋墩周圍，砂石被掏空的多，侵蝕嚴重，易造成橋墩不穩固而傾倒，橋墩數目越多、越靠近河道中央承受較大的水流沖刷力。因此綜合以上實驗結果我們建議理想橋墩的迎水面及背水面均為流線圓弧造型，最好能以抗侵蝕的金屬保護；而側面要狹窄以減少阻力和侵蝕力；設置橋墩的間距不宜過密、靠近中間的橋墩要更堅固並派人定期察看並適當填補砂石於掏空較多的迎水面區域，以防橋樁裸露、傾倒。

原為台泥採礦道路的佐倉步道，隨礦區廢棄現已規劃成生態步道，成為花蓮市郊登高健行、拜訪自然的絕佳選擇。但是，去年的冬颱過後造成滿目瘡痍，暴露出此處有崩塌、地滑的疑慮。藉由實地的地質調查，分析此處可能造成的地質災害，觀察邊坡的防護工程，尋找需補強改善的地段。步道全長3950 公尺，距入口處約450 公尺與約820 公尺兩處的擋土牆，前者因設計不良而後者因地質敏感有高度崩塌的危險性，需立即改善。此外，整段步道的護坡工程也有設計不當與施工粗糙的問題。建議有關單位加強護坡工程體檢，並於地質敏感區設立警告標示，以維護遊客安全。附帶一提，此處的生態豐富之外，也有珍貴的石灰岩地形，希望有關單位能設立解說牌以增進遊客的地理知識。

南國田字草是一種浮葉性的水生蕨類，匍匐莖細長，橫臥在水中泥土或濕潤土壤裡，葉四枚對生於葉柄頂端，依生長環境不同，可分為水生葉及陸生葉，水生葉又分沉水葉、浮水葉及挺水葉三種。孢子囊群聚集特化成堅硬的孢子囊果，長於葉柄基部，孢子有大、小孢子兩型。四種葉形在氣孔分布密度上有相當的差異，澱粉含量以沉水葉最少。南國田字草陸生葉隨著晝夜交替，具有週期性的睡眠運動，每天葉片開啟的最大角度和閉合時間有一定的時間範圍。黑暗期受光照干擾或連續照光、日夜顛倒，皆影響葉片的開閉時間與速率。

二氧化碳劇增引起的氣候變遷，已對許多陸生動植物的生存造成嚴重的影響，而廣大水\r 域生態系的變化也已開始受到注意。針對此生態系的主要生產者──浮游藻類，我們分別探\r 討了二氧化碳濃度對其生長、光合作用速率及水中pH 值之影響。實驗以透光度推算藻類生\r 長重量、以產氧量評估光合作用速率，並每天測量水中pH 值之變化。研究結果顯示二氧化\r 碳濃度升高只在短期（兩週）內對浮游藻類的生長及光合作用速率有所助益。然而當pH 值\r 持續下降使水溶液過酸時，即可能抑制藻類的生長，光合作用速率也相對降低，最後導致浮\r 游藻類的死亡。如果人類再不控制二氧化碳排放，屆時水中酸度下降到某種程度，即可能會\r 對水域生態產生極大的破壞！