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第51屆--民國100年

牡蠣在環境中對重金屬之吸附及減碳效應探討

本研究利用建功嶼水域與中蘭海域牡蠣養殖區大潮退潮時取地面潮溝水,檢測水中的鋅、銅、六價鉻、鐵之金屬含量,結果發現建功嶼及中蘭海域水中平均鋅的含量為0.11 mg/l,比海洋放流水標準的4 mg/l 低。銅的含量為3.42 mg/l,比海洋放流水標準的2 mg/l 高1.7倍。六價鉻為0.02比海洋放流水標準的總鉻5mg/l 低。鐵的含量則為0.29 mg/l。另由生物學測量發現上述海域每個牡蠣殼平均的日增重為0.045g, 590公克的殼,可封存35.2公克二氧化碳。

龜山島海域怪方蟹幼生存活因子之探討

本研究主要探討平原菟絲子產生適應性早熟的原因,發現當平原菟絲子處在不穩定或養份不足的環境中,吸器的生成個數會明顯減少,並加速開花結果的速率。不同於其他植物的早熟,平原菟絲子結空穗機率明顯較低,顯示其對於不穩定環境的耐受度提高,並提升子代存活機率。平原菟絲子適應性早熟現象發生時,常伴隨著產生自我寄生。相對於一般寄生,自我寄生吸器生成時間較一般寄生長,吸器大小並無顯著差異,然而吸器數量較少,且較為深入宿主。起初推論自我寄生為演化中的缺陷,這樣造成其無節制的寄生,對生存有害。但是經過長期的觀察之後,發現其生長狀況並無受到影響,而是週遭環境不穩定,所促使暫時分解自體本身的養分,以度過考驗。

紅色獵殺—紅娘華的異速生長與覓食方式及棲息偏好的關係

紅娘華是不完全變態的水棲昆蟲,野外觀察,比較大蟲(四齡至成蟲)與小蟲(一齡至三齡)棲息及攝食的位置,發現大蟲會在較深及距岸較遠處覓食,交配會在更深、更遠處。經由測量不同齡期呼吸管、捕捉足及口器的長度並計算異速生長方程式,發現呼吸管是正異速生長;捕捉足及口器均為負異速生長。這個改變和覓食策略與棲息偏好有關。覓食策略中,食物對蝌蚪比較喜好;對振動及氣味(<25cm)皆有感應。棲地選擇,白天為負趨光性,晚上為正趨光性,且停棲在顏色較暗處。隨齡期增加,會偏好水較深處;二齡有群聚性,成蟲無。顯示不同齡期器官異速生長的改變對活動範圍及覓食策略有影響,覓食方式從主動追擊轉為等待,棲息位置由淺水轉為深水。

甜蜜的負荷-負子蟲全記錄

本研究主要記錄負子蟲(Diplonychus rusticus)生活史中各蟲期的形態特徵,也探討其生態棲位與動物行為。野外採集性別比約1:1,從卵經五齡時期到成蟲約需51.8天。成蟲為肉食性動物,且面對不同獵物有不同的取食策略,實驗中發現負子蟲有獨食行為及合作群食行為,其刺吸式口器內的唾液具有麻醉功能。在有雌性環境下,雄性求偶時才有伏動的行為,交配一次產卵一粒,產卵順序:從雄蟲背部翅鞘末端開始,直至小盾板位置。實驗中也發現非親生雄蟲不會有「親養投資」。負子蟲是一種適應力很強(水陸兩棲)的水生昆蟲,若發現有負子蟲死亡的水體,該水體可能屬於重度汙染或表面水體有不透水物質覆蓋。另外,實驗中還觀察到負子蟲大多以成蟲形態越冬,並有假死、挖掘等有趣行為。

魚市的盡頭—東港拖網混獲魚種之探討

下雜魚為非標的對象之漁獲魚種,或雖為標的魚種,但因體型小較無經濟價值,而以低價售予石斑、甲魚、蝦類等養殖業者當作生餌使用之水產生物。由本研究在東港魚市旁所採集到的下雜魚樣本,共鑑得有66科81屬89種魚類,其中包含許多幼魚、小體型的食用魚、深海魚及被台灣魚類資料庫除名的日本新鱗鮋Neocentropogon aeglefinus。此外,對照台灣近海漁業產量由民國70年初期的35萬公噸遞減為近期之15萬公噸,顯示台灣沿近海漁場可能已有過漁的現象。為了台灣漁業之永續經營,我們應積極對沿近海水域作適當之保育,由過去獵捕型之漁業轉型為資源保育型之漁業。

新型汽車無鑰匙系統

「科技」總是來自於人性,為了更便利及更安全,我們使用手機取代汽車防盜器及汽車鑰匙。其使用具藍牙功能並支援Java me或Android 2.x以上系統之手機,利用自行撰寫之程式控制手機藍牙與藍芽模組連線,而間接與單晶片通訊。單晶片接收手機傳送之訊號以控制Lock(防盜啟動)、Unlock(防盜解除)、Trunk(行李箱開啟)及Smart Start(智慧型啟動,其包含電源切換、引擎啟動及熄火控制)。經實車測試,本研究可達到上述之功能。

綠能機--利用回收磁碟機進行小型水力發電之開發研究

2007年根據國際能源總署的統計人類主要能源的供給有83.2%來自燃燒石油及煤碳,而這些化石燃料燃燒過後會釋出大量的二氧化碳造成溫室效應。另一方面,由於科學的日新月異,資訊設備汰舊換新的速度也跟著加速,這些廢棄的資訊設備不僅佔用空間也會因為隨意的丟棄進一步的造成環境污染的情況。因此,我們想利用廢棄的電腦磁碟機與光碟片進行小型水力發電機(以下稱綠能機)的開發,希望藉此推廣,能降低化石燃料的使用減緩地球暖化的速度,以實際的行動來愛護地球。研究發現:一、 葉片數無論是3葉片、4葉片、6葉片、8葉片,當葉片的角度越大時,綠能機所提供的電壓也就隨著角度的增加而逐漸上升。二、 葉片的角度為90o時所產生的電壓均為該葉片組的最大電壓。並且葉片角度為90o的八葉片產生的電壓為4.5伏特,是實驗中的最大電壓。三、 利用電腦磁碟機所製作的小型發電機在三葉片45o時能提供電壓到3V。四、 葉片角度為20o時,綠能機所提供的電壓均為2伏特。五、 上述電力均能有效提供LED燈所需的電力來源。六、 我們將「綠能機」與「橋式整流器」整合在一起,發展成為「綠能機電力儲存模組」,利用這個模組我們不僅能將綠能機所產生的交流電轉變為直流電,更能將綠能機產生的電力儲存起來,讓綠能機白天所產生的電力儲存在充電電池中,並將電力有效的在夜間提供LED燈使用。七、 「綠能供電系統」儲存在充電電池中的電力,可以利用市售「立可充隨身充電器」將充電電池的電力為手機進行充電。讓「綠能供電系統」產生並儲存起來的電力,能多元的利用在其他低電壓需求的電器用品。 結論:實驗證明,利用電腦回收磁碟機所開發的「綠能機」,能產生低電壓電力。因此,颱風季節或雨量豐沛季節我們可以利用這些豐沛的水量進行小型水力發電,所產生的電力可以提供夜間或颱風等多雨的季節LED照明之電力來源。如此,不僅可以減少能源電力的需求,颱風季節停電時也可以增加空間的亮度,以提升夜間活動時的安全。此外,我們將「綠能機」與「綠能機電力儲存模組」結合而成的「綠能供電系統」,不僅可以將「綠能機」所產生的交流電轉換為直流電,進一步的也能夠將電力儲存在充電電池中,讓儲存的電力能夠適時的提供給LED燈作為電力的來源。另外,我們利用市面上販售的”立可充手機隨身充電器”,將「綠能供電系統」儲存在充電電池的電力為手機電池進行充電。表示「綠能供電系統」產生並儲存的電力,能廣泛且多元的使用在許多低電力需求的電器用品中。

條碼識圖—影像式條碼辨識系統

以隨手可得拍攝影像的工具(如手機、數位相機、攝影機、網路攝影機等)及網際網路的便利性,讓使用者能隨時透過書籍條碼影像向遠端資料庫查詢相關的資訊。本次研究以「ISBN書籍條碼」為例,經過條碼影像的擷取、偵測並分割出影像中的條碼、歪斜校正以及辨識後,透過網際網路,從ISBN書籍資料庫中查詢出該書籍的相關資訊,讓我們體驗行動通訊科技所帶來的便利。

「生」「生」不息—本土種石田螺及外來種多稜角螺之生殖生物學

多稜角螺Angulyagra polyzonata為臺灣近期發現的外來種螺類,目前主要分布在屏東縣九如鄉崇蘭新圳。本實驗從生殖生物學探討外來種多稜角螺對本土種石田螺可能造成的影響,發現多稜角螺數量遠大於石田螺數量,兩者最小生殖體長約為16~18 mm,但個體平均懷胎數,多稜角螺卻高於石田螺。多稜角螺雌螺有效生殖個體占族群中的47 %,而石田螺雌螺有效生殖個體占族群中的46 %。相對死亡率累加至有效生殖體長之前,石田螺占族群中的91.82%,多稜角螺占族群中的91.73%。預估下一世代數量及可存活達生殖體長的數量,多稜角螺數量大於石田螺,兩者相差約8倍。從以上的資料可以看出,多稜角螺在生殖潛能上具有相對優勢,且已嚴重影響石田螺的生存空間,對臺灣生態的影響不容忽視。

尋尋「冪」「冪」—連續整數冪次和公式解之簡潔表示法

首先定義:對任意自然數k,(x k)=x(x-1)(x-2)...(x-k+1)/k!。並證明對任意的多項式f(x),若它對所有整數m取整數值f(m),則f(x)=A0+A1(x 1)+A2(x 2)+...+An(x n),其中A0, A1, A2,..., An都是特定的整數值。接著證明:若f(x)=xk,則xk=A1(x 1)+A2(x 2)+...+Am(x m)+...+Ak(x k) ,其中Am=Σ(-1)j(m m-j)(m-j)k ,m=1,2,...,k。在此公式中依次取x=1,2,3,...,n,得Sk(n)=1k+2k+3k+...+nk=A1(n+1 2)+A2(n+1 3)+...+Am(n+1 m+1)+...+Ak(n+1 k+1)為n的k+1次多項式。 且Am=Σ(-1)j(m m-j)=∆mf(0) ,其中∆mf(0),表示f(x)的第m次差分在x=0的值。若將其化成多項式的形式,可得Sk(n)=1k+2k+3k+...+nk=1/(k+1)Σ(k+1 i)Pink+1-i,Pi=Bi(i≠1),P1=B1+1。或 Sk(n)=1/(k+1)Σ(k+1 i)Bi(n+1)k+1-i,其中 為伯努利數列,滿足遞迴式:Σ(k+1 i)Bi=0且B0=1。進一步將Bi的下標改成上標,可得Sk(n)=1k+2k+3k+...+nk=1/(k+1)[(n+1+B)k+1-Bk+1],滿足(1+B)k+1-Bk+1=0,但必須將每個Bi視為相對獨立的數。