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生物及地球科學科

高山青,澗水藍

東港溪流經內埔鄉、萬巒鄉、竹田鄉、潮州鎮、崁頂鄉、萬丹鄉、新園鄉、東港鎮,並由東港大橋出海。東港溪上游(第1.2.3 取水站):pH 值最低,濁度最低,代表溪水乾淨,溶氧量高,懸浮微粒數值小;可見東港溪上游真的很乾淨。因此接近原住民山區的河川較清澈、乾淨。東港溪中游(第4.5.6.7 取水站):pH 值中等、濁度很高、溶氧量低、懸浮微粒中等;而東港溪中游流經的潮州鎮、竹田鄉、萬丹鄉是人口稠密的地區,工廠廢水、民生家庭用水排入溪流中等因素,造成東港溪中游所測出的水質較上游差。東港溪下游(第8.9 取水站):進入出海口,受到海水沖擊,溪流水與海水混合的結果,導致溶氧量很高,相對的懸浮微粒也會提高,海水偏鹼性,東港溪下游的pH 值偏鹼性。

風從哪裡來-從太陽風及日冕拋射物質探討太陽系的磁場

本研究為探討太陽風粒子與日冕拋射物質之振盪性及關聯性,建立太陽風來源的可\r 能模型。研究資料來自NASA 的SOHO衛星資料庫中太陽風粒子及日冕拋射物質觀測記\r 錄,數據計有2000年到2006年太陽風速度、密度資料59434筆及2000年到2005年日冕\r 拋射物質發生位置角、最大角寬度、能量7244筆。經由移動平均濾波法及時序分析,藉由\r 分析振盪週期及關聯性探討,得到三點結論: 一、太陽風及日冕拋射物質均有週期振盪\r 的現象,兩者振盪有一致性。 二、日冕拋射物質現象會直接影響太陽風通量密度變化。 三、\r 太陽風的來源有三種:穩定的弱噴發源、半規律性90度結構的次噴發源及日冕拋射物質\r 所形成的強噴發源。

有鰓乃大-魚鰓構造、表面積計算與鰓蓋運動之觀察

本實驗共解剖31條吳郭魚。魚鰓共有八片鰓瓣,而且鰓區與嘴巴相連通。其中鰓瓣的鰓\r 絲是交換氣體的場所,在顯微鏡下也觀察到鰓絲有血管分布,表面排列眾多突出的鰓小葉,\r 可以增加呼吸的表面積。以平均體重534 公克的吳郭魚來說,八片鰓瓣約含有2516 根鰓絲,\r 每根鰓絲長度平均為1.25 公分,鰓小葉的總數約74 萬個,所構成的魚鰓總表面積可達12 萬\r 平方毫米,相當於A3 紙張大小。魚的鰓蓋運動主要是藉由嘴巴與鰓蓋的交替開閉所產生的\r 壓力變化,造成水往單方向流動,水從嘴巴流入鰓區,然後在鰓區進行氣體交換,接著水從\r 鰓蓋處流出魚體。吳郭魚的鰓蓋運動速率每分鐘平均為66 次,其耗氧速率平均為0.7041(毫\r 克/公斤-小時),其鰓蓋運動速率與耗氧速率會受到溫度、酸鹼度及鹽度的影響而有所差異。

滄海桑田一瞬間

自從我們戶外教學結束以後,對那藏在土裡有著神秘氣息的化石深深著迷,一回到學校便展開一連串深入化石的調查,為了更深層的了解化石,我們便決定到化石保存較多的苗栗白沙屯挖採,一路由海邊爬到山上,並且五十公尺設置一點,紀錄他的高度、方位、角度,順便帶了挖掘器具將化石挖掘出來,並從化石圖鑑找出它們的名稱。接著在藉著水道模擬,推算出當時的流速,可以判斷當時的水流緩慢,沉積顆粒較小,加上沒有大海浪的侵蝕,所以化石保存完整。最後藉由FLASH動畫製作,將整個海岸的變遷,完整的呈現出來。

山海「硬」分家,「鹼值」「垢」麻煩

本次科展我們主要針對自來水硬度做探討,經過網路搜尋多時,硬度的檢測都利用滴定法,但是因滴定藥劑學校沒有,購買也不便宜,所以我們突發奇想,乾脆直接把水煮乾,鍋垢不就產生了,再扣掉空瓶質量,就可以得到鍋垢產量。實驗開始進行後,除了學校自來水與飲水機的水,附近幾個有名的取水點我們也去拿水。最後在老師的二手老車支援下,我們決定擴大研究範圍,由苗栗縣竹南火車站開始,將山線與海線每個火車站的自來水,都取回實驗室,測完酸鹼值後,再煮乾 500mL 的水,看看廣大的苗栗縣與台中縣,自來水硬度大小的狀況,也想知道山海分線後,水的硬度是否也跟著有所不同。

生命中不可承受之「重」--重金屬誘導萌芽的綠豆根部產生

我們觀察重金屬對萌芽後綠豆根與莖的生長,發現銅離子的抑制效果最為顯著,而鋅離\r 子在低濃度下對植株的生長抑制較弱,而影響植株的部位而言,以根部的抑制成效最大;重\r 金屬的處理會抑制過氧化氫?的活性,以Evans blue、DAB 及NBT 染色的結果也印證重金屬\r 的處理後會造成根部細胞過氧化氫及超氧化物陰離子的產生,並造成細胞死亡的情形。

盲目的綠精靈--紅后負蝗的視覺感官之研究

從小時候就一直養昆蟲的我,在一次閱讀有關昆蟲的學術書籍時,得知負蝗對視覺的依賴的現象,以及民俗遊戲——釣蝗。便想利用紅后負蝗(Atractomorpha sinensis)來研究負蝗的視覺感官。我模擬雌負蝗的外型製作了各種不同的誘餌,並測試最容易吸引到雄負蝗的條件,發現雄負蝗最偏愛的是藍色、33 公釐、具有觸角、擺在右前方、距離 5公分的誘餌。再利用雄負蝗最偏愛的誘餌觀察讓雄負蝗選擇誘餌或雌負蝗,也在野地實際釣蝗。若將負蝗遮住眼睛或剪掉觸角,面對正常的負蝗時,也發現會有一定程度的感官依賴。這些紅后負蝗雖然動作敏捷而快速,但依然會為愛情而受騙上鉤,果真是盲目的綠精靈。

「蟻」ㄧ儆百 —小黃家蟻「不要進去費洛蒙」對距離因素的探討

Elva J. H. Robinson, Duncan E. Jackson, Mike Holcombe and Francis L. W. Ratnieks(2005)提出尋找食物的螞蟻會在路徑叉口留下微小的氣味記號,提醒同伴「前方找不到食物」,這些氣味對同伴而言相當於告訴他們不用在花力氣再往前走,由此可知螞蟻除了有正向告知同伴食物方向的費洛蒙外,也有負向的費洛蒙(即「不要進去費洛蒙」)。我們為了更深一步了解其作用機制,決定探討同樣的食物來源下,距離的長短是否影響小黃家蟻將「不要進去費洛蒙」放在距離食物比較遠的通道上,實驗結果發現小黃家蟻的確在此種狀況下將「不要進去費洛蒙」施放告知同伴不要白費力氣再往前走了。

潮起潮落-流水「浯」情

金門,古稱「浯洲、浯島、浯江、浯海、滄浯」;位於福建省東南九龍江口,四面環海,東、南鄰接台灣海峽,西、北與大陸一水之隔。海,是一切的源頭,浪起、浪落,無論是驚濤拍岸,或是搖曳生姿,總是令人著迷,更時看到瘋狗浪捲人入海而喪失生命,更時看見人在海上衝浪充滿著刺激,享受挑戰自然的快感。而水在流動時經常會「偷」點東西,流速慢了,就將東西放下來,久而久之,自然就形成許許多多的沙灘景觀,這美麗的景觀,激發了我們探訪地形的奧妙,深入了解這美麗的「地形」。不同的實驗,不同的觀察,解開一道道的「迷」,從實驗中,又可以了解水是如何的「帶」及「放」的。站在岸邊望著澎湃洶湧的波濤自遙遠滾滾而來,而隨著這些浪潮而來的,不是那一條條的海草,也不是一粒粒的沙子,而是我們好奇的心。

國王的新衣-小紅姬緣椿象的研究

本實驗在以小紅姬緣椿象生活史中的觀察記錄,發現其身體各部長度與齡期的關係 、長短翅型態差異的原因及不同生殖方式為研究主軸。我們改良目測體長估計年齡的測量方式,改用電腦影像測量小紅姬緣椿象的身體各部位長度並加以比較來估計,分析實驗結果後發現小紅姬緣椿象的齡期和各部位長度皆呈現高度相關,經由計算平均值後發現各部位長度隨齡別的增加以 1.2 的比例增加。小紅姬緣椿象的成蟲型態有長翅和短翅二類,我們以五齡若蟲羽化後其成蟲的型態與數量,經長期觀察與統計後發現,長翅和短翅型態實驗比例平均為 5.53:1,但因不同季節有不同的長翅和短翅型態分布比例以適應環境,我們在小紅姬緣椿象生殖實驗中也發現長翅雌蟲的每日平均產卵量約為短翅雌蟲的 1.38 倍(3.73/2.71)。實驗觀察原本我們認為單雌生殖的卵在飼養盒中無法孵化,但是由於實驗中椿象產卵太多飼養盒不夠,我們臨時使用培養皿和保鮮膜放置卵,這個改變使得部分單雌生殖的卵孵化,我們覺得這和報紙中報導關於蟲卵在塑膠密封的彈簧床中孵化一樣(參考資料六),值得再深入研究。