113 年 國立臺灣大學生態演化研究所《生態學(A)》
第 1 題
- Which of the following combinations of geo-climate region and the corresponding prevailing terrestrial biome is realistic?
(A) Boreal desert.
(B) Mediterranean woodland.
(C) Temperate savanna.
(D) Tropical tundra.
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此題考查地理氣候區域與主要陸域生物群落(biome)之間的對應關係。我們需要判斷哪個選項的組合是符合生態學原理的。
(A) 寒帶沙漠(Boreal desert):寒帶(Boreal)地區通常是指高緯度地區,氣候較為寒冷,具有較長的冬季。沙漠則是以極度乾燥為主要特徵。寒帶地區雖然可能寒冷,但若要形成沙漠,通常需要極低的降水量,這與一般對寒帶森林(如針葉林)的認知有所不同。極端寒冷且乾燥的地區可能存在,但「寒帶沙漠」並非一個典型的、廣泛認可的生物群落組合。
(B) 地中海型林地(Mediterranean woodland):地中海型氣候的特徵是夏季炎熱乾燥,冬季溫和濕潤。這種氣候條件非常適合生長常綠硬葉林(chaparral)、灌木叢以及稀疏的林地。
第 2 題
- Which of the following descriptions regarding the chemical conditions in aquatic biomes is correct?
(A) The salinity is more variable in the open ocean than in the intertidal zone.
(B) Low phosphorus and low nutrients are signatures of eutrophic lakes.
(C) Aquatic organisms that require high oxygen level to survive often inhabit the downstream of rivers.
(D) Coral reefs and kelp beds occur where the water is rich of dissolved oxygen.
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此題考查水域生態系統(aquatic biomes)的化學條件描述是否正確。
(A) 鹽度的變異性:開放海域(open ocean)的鹽度相對穩定,受到的影響較小。而潮間帶(intertidal zone)則受到潮汐漲落、蒸發、淡水注入(如河流入海口)等多種因素影響,鹽度變化較大。因此,潮間帶的鹽度變異性通常比開放海域大。此敘述是錯誤的。
(B) 貧營養湖泊的特徵:優養化(eutrophic)湖泊是指營養鹽(如磷、氮)含量極高,導致藻類大量繁殖,進而消耗水中氧氣,對水生生物造成危害。低磷和低營養是貧營養(oligotrophic)湖泊的特徵,而非優養化湖泊。此敘述是錯誤的。
第 3 題
- Menghuan Lake (夢幻湖) is a natural lake within Yangmingshan National Park, Taiwan. It locates at a height of 870 m above sea
level, and it is rather shallow—with averaged < 1 m water depth. Which of the following scenarios is unlikely for this lake?
(A) While walking along the lake shore, you spot some Isoetes taiwanensis (台灣水韭) which is an aquatic herbaceous plant.
(B) During the night, the calls of the frog Kurixalus idiootocus (面天樹蛙) break the silence.
(C) You tried to find big carnivorous fish, as big as around 80 cm long, in the lake. But you could not find anything as such.
(D) Due to its closeness to the nearby volcanos, the microbiome living in the lake is mostly composed of species adapted to high
environmental pH.
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此題考查對台灣陽明山夢幻湖(Menghuan Lake)生態環境的理解,以及特定生物和環境條件的合理性判斷。夢幻湖位於陽明山國家公園,海拔約 870 公尺,水深較淺(平均 < 1 公尺)。
(A) 台灣水韭(Isoetes taiwanensis)的出現:台灣水韭是一種水生草本植物,生長在水體中。夢幻湖是個湖泊,且水深淺,非常適合水生植物生長。台灣水韭是台灣特有的物種,在適合的生境中出現是合理的。因此,這個情況是可能的。
(B) 面天樹蛙(Kurixalus idiootocus)的叫聲:面天樹蛙是台灣常見的樹蛙,常棲息在低海拔至中海拔的山區,尤其喜歡有水域的環境。夢幻湖位於海拔 870 公尺,屬於其棲息範圍,且夜晚是蛙類鳴叫繁殖的活躍時間。因此,在夢幻湖聽到面天樹蛙的叫聲是可能的。
第 4 題
- You sampled a species of bacteria from the field and brought it back to the lab, then cultured it under different temperature
settings. You subsequently recorded the population growth rates of this bacterium. Which of the following figures is the most
unlikely one generated from your records?
A
temperature
B
temperature
C
temperature
Growth rate
D
temperature
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核心觀念
細菌的生長速率會受溫度影響。低於適溫時,升溫通常會加快酵素反應與代謝;超過適溫後,高溫會影響蛋白質與細胞功能,使生長速率下降。因此,跨越適溫範圍的生長曲線通常呈單峰形:先上升,再下降。
解題方法
依序比較圖中不同溫度下的生長速率。判斷重點是:圖形是否能對應細菌在某段溫度範圍內逐漸接近適溫,或逐漸偏離適溫。若同一菌種在中間溫度生長差,卻在較低與較高溫度都生長良好,就不符合一般的單峰溫度反應。
選項分析
第 5 題
- As regards water regulation, which of the following statement is correct?
(A) An animal's internal water generally reflects a balance between ingested or absorbed water and the water loss due to
evaporation or various body secretions.
(B) It feels cool when wind blows, thus wind generally decreases water evaporation from creatures.
(C) In extremely dry and hot habitats, like deserts, plants tend to have many big flat leaves to shade themselves so as to minimize
water evaporation.
(D) Fish live in the water and thus require no water regulation mechanism to survive.
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此題考查動物和植物的滲透調節(water regulation)機制。
(A) 內部水分平衡:動物體內的總水量是透過攝入(飲水、食物中的水分)或吸收(皮膚)而來,並透過蒸發(呼吸、皮膚蒸散)、排泄(尿液、糞便)、分泌物(汗液、唾液)等方式流失。因此,動物的內部水分通常是一個動態平衡的結果,即攝入/吸收的水量與流失的水量之間達到平衡。此敘述是正確的。
(B) 風與蒸發的關係:風吹拂時,會加速空氣流動,帶走皮膚表面的水汽,降低局部濕度,從而促進水的蒸發。因此,風通常會增加而非減少生物體的蒸發失水。感覺涼爽是因為蒸發帶走了熱量,這恰恰說明蒸發速率加快。
第 6 題
- As regards the energy sources for living, which of the following trophic types has not yet been discovered on earth?
(A) Chemosynthetic autotrophic fungi
(B) Heterotrophic plants
(C) Photosynthetic autotrophic protists
(D) Chemosynthetic autotrophic archaea
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此題考查生態系統中的能量來源與生產者類型,特別是尋找地球上尚未發現的營養類型。
(A) 化能合成自營真菌(Chemosynthetic autotrophic fungi):真菌(Fungi)主要是異營生物(heterotrophs),牠們透過分解有機物獲取能量。雖然有些真菌可能與其他生物形成共生關係,但「化能合成自營」是指利用無機化學反應釋放的能量來合成有機物。目前已知真菌不屬於化能自營生物。化能合成作用主要存在於細菌和古菌(Archaea)中。因此,化能合成自營真菌是尚未發現的。
(B) 異營植物(Heterotrophic plants):大多數植物是通過光合作用進行自營生產的。然而,確實存在一些異營植物,例如寄生植物(如菟絲子、蛇菰)或腐生植物(如某些蘭花),牠們無法進行光合作用,而是從其他生物(寄主或腐爛的有機物)獲取養分和能
第 7 題
- Which of the following combinations of term and corresponding definition and/or function is correct?
(A) Countershading: a mechanism to keep the heat in an organism's body.
(B) Countercurrent: a body color pattern that make an organism less visually detectable.
(C) Carrying capacity: the maximum population of a species that a given (eco)system can sustain.
(D) Camouflage: an individual that leaves its original home range.
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此題考查生態學與生物學的術語及其定義的配對。
(A) Countershading(反蔭庇):這是一種動物的保護色,通常指身體的腹面顏色較淺,背面顏色較深。這種顏色模式有助於在光照從上方來的環境中,使動物融入背景,不易被捕食者發現。它與保持體熱(keeping heat in)無關,保持體熱通常與保暖、脂肪層、毛髮等有關。因此,此配對是錯誤的。
(B) Countercurrent(逆流):逆流交換系統(countercurrent exchange system)是一種生理機制,常見於血管中,利用兩種流體(如血液)沿相反方向流動,最大化熱量或物質的交換效率。例如,在鳥類或哺乳類的腳部,逆流熱交換有助於減少熱量散失;在魚類的鰓部,逆流交換有助於氧氣的吸收。
第 8 題
- Which of the following terms is describing intraspecific ecological relationships/phenomena?
(A) Damuth's law
(B) Hamilton's rule
(C) Batesian mimicry
(D) Müllerian mimicry
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此題考查生態學術語,判斷哪個術語描述的是「種內(intraspecific)生態關係或現象」。種內關係是指同一物種個體之間的互動,例如競爭、合作、親代撫育等。
(A) Damuth's law(達穆特定律):達穆特定律描述的是哺乳動物的種群密度與其身體大小之間的關係。通常,體型越大的哺乳動物,其種群密度越低。這是一個描述種群特徵的定律,與種內個體間的互動關係(如競爭)有關,但它本身不是直接描述種內互動的術語,而是描述種群密度與體型的量化關係。
(B) Hamilton's rule(漢密頓法則):漢密頓法則()是演化生物學中解釋親緣選擇(kin selection)和利他行為(altruism)的理論。它描述了在什麼條件下,一個個體會表現出對親緣個體的利他行為。
第 9 題
- In an imaginary scenario, there is a fish species living in ponds, and individuals living in the same pond are more or less
genetically related. When predation risk is high in the environment, the fish tends to form fewer breeding groups, each has one
bright-colored male who copulates with a harem of females, while many other not-so-bright males stay around and help protect the
eggs of the former. On the other hand, when predation risk is low in the environment, the fish tend to form many more smaller
breeding groups, again with one bright-colored male but only with two to four females, and with no male helpers. It is known that
the gender determination of this fish is chromosomal, and the male fish can adjust their body color during development. With this
given scenario, which of the following statements is incorrect?
(A) There may be a trade-off between mate attraction vs. predator avoidance for the male fish.
(B) There may be a trade-off between direct fitness vs. indirect fitness for the male fish.
(C) There may be a trade-off between being a male vs. a female for this fish.
(D) We shall expect to see higher level of inbreeding in the populations that have been sharing a pond with more predators for a
long time.
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核心觀念
本題整合了性擇、捕食風險、親族選擇、有效族群大小與近親繁殖,以及性別配置等觀念。
- 性擇與捕食風險:雄魚鮮豔體色能提高吸引雌魚的機會,卻也可能增加被捕食者發現的風險。
- 直接適存度與間接適存度:直接適存度來自個體自身繁殖;間接適存度則來自協助親屬繁殖,並藉由親屬傳遞共享基因。
- 有效繁殖者數與近親繁殖:若能繁殖的群體或個體減少,基因庫較容易受少數親代影響,有效族群大小可能下降,近親交配風險也可能升高。
- 性別配置:生物的性別配置涉及個體以雄性或雌性身分繁殖所能獲得的適存度。本題明確指出性別由染色體決定,發育期間可調整的是體色,並未指出魚能改變性別。
解題方法
先把高、低捕食風險下的差異,對應到各選項所談的演化概念:
高捕食風險時,繁殖群體較少,鮮豔雄魚與多隻雌魚繁殖,其他雄魚留下協助保護卵;低捕食風險時,繁殖群體較多且規模較小,沒有雄性幫手。接著檢查每個選項是否能從題幹描述推出。
關鍵判斷在於區分「能調整體色」與「能改變性別」:前者是發育期間的表型可塑性,不能據此推論後者。
選項分析
第 10 題
- Which of the following is not a mechanism changing allele frequencies in a population?
(A) Being at Hardy-Weinberg equilibrium
(B) Immigrants' joining
(C) Genetic drift
(D) Natural selection
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此題考查演化學中的基本概念,判斷哪個選項不是改變族群等位基因頻率(allele frequency)的機制。等位基因頻率的改變是族群演化的定義。
(A) Hardy-Weinberg equilibrium(哈温平衡):哈温平衡描述的是在沒有演化壓力(如突變、遷移、選擇、漂變、無性繁殖)的情況下,族群的等位基因頻率和基因型頻率保持恆定的狀態。因此,「處於哈温平衡」意味著等位基因頻率沒有改變。這是沒有演化發生的狀態。
(B) Immigrants' joining(移民的加入):移民(或稱基因流,gene flow)是指個體從一個族群遷移到另一個族群,並在此繁殖。
第 11 題
- In terms of the small-scaled spacing between individuals within a population, which of the following statements/reasonings is
sensible?
(A) Clumped distribution may be shaped by interactions among individuals, but not interactions between individuals and the local
environment.
(B) Random distribution is a strong indication of direct competition among individuals.
(C) Regularly-spaced plant individuals may reflect that they are competing for resource, possibly the water and nutrients coming
from the soil.
(D) The pattern of such small-scaled spacing is life-long fixed for any given species.
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此題考查族群空間分布格局(spatial distribution patterns)及其成因。族群分布格局主要有三種類型:聚集分布(clumped)、隨機分布(random)和規則分布(regular/uniform)。
(A) 聚集分布的成因:聚集分布是指個體傾向於聚集在某些區域,形成團塊狀。這種分布模式通常是由於資源的聚集性(如水源、食物)、社會性行為(如群居、繁殖群體)或個體擴散能力的限制(如種子在母株附近散播)所致。這些因素都涉及個體之間的互動(如社會性)或個體與環境的互動(如資源分布)。因此,聲稱聚集分布「不受個體與局部環境互動影響」是錯誤的。
(B) 隨機分布的成因:隨機分布是指個體在空間中的位置是獨立於其他個體的位置的,相當於在一個均勻的環境中隨機撒播種子或個體。這種分布通常發生在環境資源均勻分布,且個體之間沒有明顯的吸引或排斥力的情況下。
第 12 題
- Which of the following is not a necessary condition for natural selection of a trait?
(A) Inheritance of the trait
(B) Variation of the trait across individuals
(C) Association of the trait's value to varying fitness
(D) Ongoing gene mutation
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此題考查自然選擇(natural selection)的必要條件。自然選擇是演化的一個主要驅動力,其發生需要滿足以下幾個基本條件:
- 變異(Variation):族群中必須存在某種特徵(性狀)的個體差異。如果所有個體的該特徵都相同,則無法進行選擇。
- 遺傳(Inheritance):這些差異必須是可遺傳的,即能從親代傳遞給子代。如果差異是由環境因素引起,或者無法遺傳,那麼自然選擇就無法改變族群的遺傳組成。
- 差異性選擇(Differential selection / Fitness differences):具有不同特徵值的個體,在生存和繁殖(適應度,fitness)上必須存在差異。也就是說,某些特徵值會比其他特徵值更有利於個體的生存和繁殖。
現在我們來分析選項:
(A) Inheritance of the trait(性狀的遺傳):這是自然選擇的必要條件。
第 13 題
- Which of the following figures correctly demonstrates the population dynamics under logistic growth: ?
A
N
0
K
B
N
0
Time
0
K
C
N
0
Time
0
K
D
N
0
Time
0
Time
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此題考查邏輯斯諦成長模型(logistic growth model)的族群動態圖示。邏輯斯諦成長模型描述的是一個族群在有限資源環境下的增長過程,其數學表達式為 ,其中 是族群數量, 是時間, 是內在增長率, 是環境負載量(carrying capacity)。
該模型的特點是:
- 當族群數量 很小(遠小於 )時, 接近 0,。此時族群近似指數增長。
- 隨著 接近 , 接近 1, 接近 0, 接近 0。族群增長趨於停止。
- 當 時,,族群數量達到穩定。
第 14 題
- Which of the following ecological process cannot promote species coexistence?
(A) Character displacement
(B) Bird species feeding at different parts of the tree canopy
(C) Species being checked by their host-specific natural enemy
(D) Each species consuming more of the competitor's limiting resource
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此題考查促進物種共存(species coexistence)的生態過程。物種共存意味著不同物種能在同一生態系統中長期共同存在。
(A) Character displacement(特徵位移):特徵位移是指當兩個相似的物種競爭同一資源時,牠們的形態、生理或行為特徵會發生演化差異,以減少資源競爭。例如,喙的長度改變,以利用不同的食物大小。這種特徵差異可以減少種間競爭,從而促進物種共存。因此,這可以促進共存。
(B) 鳥類在樹冠不同區域覓食:這是一種資源劃分(resource partitioning)的例子。不同的鳥類利用同一棵樹的不同部分(樹冠的不同層次、樹皮、葉片等)獲取食物,這樣可以減少牠們之間的直接競爭,使多種鳥類能在同一區域共存。因此,這可以促進共存。
第 15 題
- ______ is the term used to describe the scenario when species negatively impact each other indirectly by sharing a
common predator; ______ is the term used to describe the scenario when competing species impact each other directly (e.g.,
aggressively defend their use of resources by causing harm to each other).
(A) Exploitative competition; apparent competition
(B) Exploitative competition; interference competition
(C) Apparent competition; interference competition
(D) Interference competition; apparent competition
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此題考查兩種不同的種間互動類型:間接影響(indirect impact)和直接影響(direct impact)。
第一空:描述「物種間間接互相影響,因為牠們共享一個共同的捕食者」。當兩個物種(獵物 A 和獵物 B)都成為同一個捕食者(P)的獵物時,如果 A 的數量增加,會吸引更多 P 來捕食,這可能導致 P 捕食更多 A,也可能導致 P 捕食更多 B(如果 P 的捕食行為是隨機的或 P 優先捕食 B)。反之,如果 B 的數量增加,P 的總捕食量增加,可能會導致 P 捕食更多 A。這種透過共同捕食者而產生的種間負面影響,稱為「表觀競爭(Apparent competition)」。
第二空:描述「競爭物種直接互相影響(例如,透過攻擊對方來積極爭奪資源的使用權)」。當物種之間直接發生衝突,例如透過打鬥、追逐、分泌化學物質驅趕對方來爭奪資源時,這種競爭稱為「干擾性競爭(Interference competition)」。
第 16 題
- Two plant species, N₁ (black) and N₂ (grey), are competing for a shared abiotic resource in a stable environment (e.g., nitrogen
level, following a chemostat dynamics). The relationship between nitrogen level and their per capita growth rate are given in the
following figure. Can you predict the winner of competition?
Per capita growth rate
0.04-
0.02-
0.00
0.000 0.025 0.050 0.075 0.100
Resource level
(A) N₁ (black) will win competition
(B) N₁ and N₂ can coexist as the lines cross
(C) N₂ (grey) will win competition
(D) Depends on which species arrived first
Species
N1
N2
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此題考查兩個物種在共享資源下的競爭結果,以及如何根據其單位個體生長速率(per capita growth rate)與資源水平的關係來預測競爭的勝者。圖中顯示了兩種植物 N₁(黑色線)和 N₂(灰色線)的單位個體生長速率隨資源水平(如氮水平)變化的曲線。 chemostat 是一種實驗裝置,可以維持穩定的資源水平,模擬穩定的環境。
預測競爭勝者的原則是:在穩定的環境中,能夠在最低資源水平下維持生存和正增長的物種,將會贏得競爭。也就是說,該物種的單位個體生長速率曲線與資源軸的交點( 的點)越低,表示它能在越低的資源水平下生存。
從圖中觀察:
- N₁ (black line): 該曲線在資源水平約為 0.075 時與橫軸(生長速率為 0)相交。這意味著當氮水平低於 0.075 時,N₁ 的單位個體生長速率為負,種群將衰退;當氮水平高於 0.075 時,N₁ 的單位個體生長速率為正。
- N₂ (grey line): 該曲線在資源水平約為 0.025 時與橫軸(生長速率為 0)相交。這意味著當氮水平低於 0.025 時,N₂ 的單位個體生長速率為負,種群將衰退;當氮水平高於 0.025 時,N₂ 的單位個體生長速率為正。
比較兩者的最低生存資源水平:
N₁ 需要約 0.075 的氮水平才能維持零增長。
N₂ 需要約 0.025 的氮水平才能維持零增長。
第 17 題
- Suppose we observed that there are two species of mosses that live on a huge rock, species 1 was mostly observed on the top of
the rock and species 2 was observed on the lower part of the rock. When we removed species 2, species 1 tends to grow over
the whole rock; alternatively, when we remove species 1, species 2 still only grows on the lower part. What would you conclude from
this observation?
(A) Species 1 has a larger realized niche compared to species 2
(B) Species 1 has a larger fundamental niche compared to species 2
(C) Species 1 has a smaller fundamental niche compared to species 2
(D) Species 1 outcompetes species 2 on the lower part of the rock
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此題考查生態學中的「生態位(niche)」概念,特別是「基本生態位(fundamental niche)」和「實際生態位(realized niche)」的區別,以及物種間的競爭關係。
基本生態位(Fundamental niche):是指一個物種在沒有生物交互作用(如競爭、捕食)的情況下,其能生存和繁殖的所有環境條件的總和。
實際生態位(Realized niche):是指在存在生物交互作用的情況下,物種實際佔據的生態位,通常比基本生態位小。
實驗觀察:
- 自然狀態:物種 1 主要分布在岩石頂部,物種 2 主要分布在岩石下部。
- 移除物種 2:物種 1 擴展到整個岩石(包括下部)。
- 移除物種 1:物種 2 仍然只分布在岩石下部。
分析:
- 從觀察 2 可知,當沒有物種 2 的競爭時,物種 1 能夠擴展到整個岩石。這表明物種 1 在物理環境(如陽光、水分、溫度等)上,能夠適應岩石的頂部和下部。因此,物種 1 的基本生態位(可能涵蓋整個岩石)比牠實際佔據的生態位(僅頂部)要大。
- 從觀察 3 可知,當沒有物種 1 的競爭時,物種 2 仍然只分布在岩石下部。這表明物種 2 可能無法在岩石頂部生存或繁殖,即使沒有物種 1 的競爭。這意味著物種 2 的基本生態位可能就是岩石的下部,或者至少不包括頂部。
現在來看選項:
(A) 物種 1 的實際生態位比物種 2 大:
在自然狀態下,物種 1 佔據頂部,物種 2 佔據下部。從空間分布來看,牠們的實際生態位似乎差不多大(都是岩石的一部分)。但如果考慮到物種 1 移除物種 2 後能擴展到整個岩石,這說明物種 1 的實際生態位(僅頂部)比牠的基本生態位(整個岩石)小,而物種 2 的實際生態位(僅下部)也可能比其基本生態位小,但牠的基本生態位可能就沒有那麼廣。
移除物種 2 後,物種 1 擴展到整個岩石,這表明物種 1 的基本生態位確實涵蓋了整個岩石。
移除物種 1 後,物種 2 仍局限於下部,這表明物種 2 的基本生態位可能就沒有涵蓋頂部,或者在頂部牠無法與其他因素(如陽光、乾燥度)競爭。
因此,物種 1 的實際生態位(僅頂部)確實比物種 2 的實際生態位(僅下部)要小,因為物種 1 在沒有競爭者時能擴展到整個岩石,而物種 2 即使沒有競爭者也無法擴展到頂部。所以,物種 1 的實際生態位(頂部)是其基本生態位(整個岩石)的一個子集,而物種 2 的實際生態位(下部)也是其基本生態位(可能就是下部)的一個子集。
如果物種 1 的實際生態位是頂部,物種 2 的實際生態位是下部,那麼哪個更大,取決於頂部和下部的相對面積。
第 18 題
- Based on the stress gradient hypothesis, how would the focal plant individual respond when we remove its surrounding
neighbors under a stressful versus a benign (stress-free) environment?
(A) Grow worse in the stressful environment and grow better in the benign environment
(B) Grow better in the stressful environment and grow worse in the benign environment
(C) Grow worse in both environment
(D) Grow better in both environment
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此題考查「壓力梯度假說(stress gradient hypothesis)」。該假說探討的是在不同環境壓力下,生物個體之間互利或有害關係的變化。
壓力梯度假說的核心觀點是:
- 在「壓力大」(stressful)的環境中,生物個體承受較大的生存壓力(如乾旱、貧瘠、極端溫度)。在這種環境下,個體之間的「互利關係」(facilitation)更容易發生和顯著,因為鄰居的遮蔽、水分或養分的提供,對處於壓力下的個體生存至關重要。同時,競爭(competition)的影響相對減弱,因為資源可能並非極度匱乏,或者生物體的生長受到極大限制,競爭的強度降低。
- 在「壓力小」(benign)或無壓力(stress-free)的環境中,生物個體承受較小的生存壓力。在這種環境下,資源(如陽光、養分、水分)通常更豐富,個體之間的「競爭」變得更加激烈,因為每個個體都試圖最大化其資源獲取。
第 19 題
- Which of the following statements about the concept of ecological succession is most accurate?
(A) A series of gradual changes in the species composition of a community after a disturbance, following a strictly deterministic
path with each stage predictably leading to the next
(B) Early successional stages are typically characterized by high species diversity and stability, while late successional stages have
lower diversity
(C) In forests, early successional stages often have fast-growing, opportunistic species, whereas late successional stages often have
by slower-growing, shade-tolerant species
(D) Both early and late successional stages are dominated by similar species types, with changes occurring primarily in the physical
structure of the habitat
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此題考查生態演替(ecological succession)的概念。生態演替是指生態系統在經歷干擾後,物種組成隨時間發生系統性變化的過程。
(A) 演替路徑的確定性:生態演替通常被認為具有一定的方向性,但「嚴格確定性」和「每個階段可預測地導向下一階段」的描述過於絕對。演替路徑會受到初始條件、隨機事件(如物種的傳播和定殖)、環境波動等因素的影響,可能有多種可能的演替路徑(multiple pathways)。因此,這種「嚴格確定性」的說法是不準確的。
(B) 早期和晚期演替階段的多樣性與穩定性:早期演替階段(early successional stages)通常由先驅物種(pioneer species)主導,這些物種適應於開闊、光照充足、資源豐富但可能不穩定的環境,物種多樣性可能較高。晚期演替階段(late successional stages),即頂級群落(climax community),通常物種多樣性達到最高,且相對穩定。
第 20 題
- Which of the following statement about the figure below is correct?
Number of species with that
many individuals
20
15
10
5
0
2
4
8 16 32 64 128 256 512
Number of individuals per species
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核心觀念
本題考的是 Preston species-abundance distribution(Preston 物種豐度分布)。橫軸為每個物種的個體數,且以 的倍數呈現,通常採對數尺度;縱軸則是具有該豐度的物種數。
許多群聚的物種豐度分布在對數尺度下近似常態分布,因此整體呈現鐘形曲線:
其中 表示第 個物種的個體數。
解題方法
判斷各選項是否正確:
- 先辨認圖形類型:橫軸是「每物種的個體數」,縱軸是「具有該個體數的物種數」,不是物種排名。
- 依 Preston 理論,物種豐度的對數值近似常態分布。
- 判斷增加採樣量時,主要會發現原本未被偵測到的稀有物種,因此應增加左尾,而非右尾。
選項分析
(A) 錯誤。
圖中 至 個體數區間的物種數,不能直接判定為 10 個;而且此圖是以豐度級距統計物種數,不能將曲線上的單一高度直接解讀成「恰有 10 個物種介於 32 與 64 個體」。
第 21 題
- In an aquatic ecosystem, the introduction of a top predator leads to a decrease in the herbivorous fish population, which in turn
results in an increase in algae biomass. This scenario best exemplifies which ecological concept?
(A) Bottom-up control, as the increase in algae indicates a greater availability of nutrients
(B) Trophic cascade, as the top predator causes indirect effects at lower trophic levels
(C) Competitive exclusion, as the top predator outcompetes the herbivorous fish
(D) Mutualism, as the increase in algae benefits both the top predator and the herbivorous fish
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此題考查生態系統中的能量流動和控制機制,特別是頂級捕食者引入後對整個食物網的影響。
情境描述:
- 引入頂級捕食者(top predator)。
- 導致草食性魚類(herbivorous fish)數量減少。
- 進而導致藻類生物量(algae biomass)增加。
分析各選項:
(A) Bottom-up control(由下而上的控制):由下而上的控制是指生態系統的生產力(如生產者的數量和品質)決定了其上層營養級的數量。例如,藻類數量的增加(由於草食性魚類減少)是由於營養鹽的增加,進而支持更多藻類。然而,這個情境的起始點是「引入頂級捕食者」,而不是營養水平的改變。雖然藻類增加可能與營養有關,但這個過程是由頂級捕食者驅動的。
(B) Trophic cascade(營養級聯):營養級聯是指在食物鏈中,頂級捕食者對其下方一個或多個營養級的數量或行為產生間接影響,這種影響可以傳遞到更低的營養級。在這個情境中:
第 22 題
- Packer & Clay (2002; Nature) conducted an experiment where they collected soil from two different locations (i.e., close and far
from parent trees) to test the Janzen-Connell hypothesis.
Using those soils, they planted seedlings at either low or high density and added either unsterilized or sterilized soil in a full
factorial design. They obtained the following figure. Which of the following interpretation is most accurate given their experimental
design and results?
Seedling survival (%)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
Close
..
Low density
High density
Sterilized
Unsterilized
Far
Distance to parent
(A) Comparing the sterilized and unsterilized treatments shows the effects of seedling density
(B) When planted in low densities, there is a strong effect of distance from parent tree
(C) Under high planting density, the effect of soil microbes is stronger when closer to parents
(D) Sterilizing the soil generally result in lower seedling survival
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核心觀念
本題考查 Janzen–Connell 假說與因子實驗的判讀。此假說指出,親株附近的土壤病原菌等生物因子,可能降低同種幼苗的存活;若幼苗密度高,幼苗受到土壤微生物影響的程度可能更明顯。
實驗同時操弄三個因子:幼苗與親株的距離(近、遠)、種植密度(低、高),以及土壤處理(滅菌、未滅菌)。判讀土壤微生物的效果時,應在相同距離、相同密度下比較滅菌與未滅菌土壤的存活率。
解題方法
先依圖例辨認線條與符號:空心方形代表低密度,實心圓代表高密度;實線代表滅菌土壤,點線代表未滅菌土壤。
接著固定密度與距離,比較實線和點線的差距:
- 高密度、靠近親株:滅菌土壤的存活率約為 ,未滅菌土壤約為 ,差距很大。
- 高密度、遠離親株:滅菌與未滅菌土壤的存活率都約在 左右,差距很小。
第 23 題
- All following factors will impact the measurement of alpha and beta diversity within a meta-community. Which one will
increase alpha diversity but decrease beta diversity, and therefor has a different effect compared to the other three?
(A) More uneven distribution in relative abundance within the community
(B) Higher gamma diversity
(C) Species' spatial distribution being more clumped
(D) Smaller survey plot area
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核心觀念
本題考查群聚多樣性(community diversity)的三個層次:
- α 多樣性(alpha diversity):單一樣區或群聚內的物種多樣性。
- β 多樣性(beta diversity):不同樣區或群聚之間的物種組成差異,反映物種替換(turnover)程度。
- γ 多樣性(gamma diversity):整個 meta-community 或區域尺度的總物種多樣性。
常用的乘法分割關係為:
因此,在區域物種庫增加且新增物種能分布至各局部群聚、使局部群聚組成更相似的情況下,α 多樣性上升,而 β 多樣性相對下降。
解題方法
逐一判斷各因素對局部群聚物種數與群聚間差異的影響:
- 是否增加單一群聚內的多樣性?
- 是否增加不同群聚之間的物種替換或差異?
- 再與題目要求的「α 增加、β 減少」比較。
選項分析
(A)群聚內相對豐度分布更不均勻
相對豐度越不均勻,表示少數優勢種占據大部分個體,其他物種變得稀少。以 Shannon diversity 為例:
當相對豐度分布由均勻變得不均勻時, 會下降,因此 α 多樣性通常降低,而不是增加。此選項不符合題目條件。
(B)γ 多樣性較高
第 24 題
- The "filtering" metaphor plays a crucial role in shaping the species composition of ecological communities. Which statement
best describes the concept of these filtering processes?
(A) Both environmental and biotic filtering are processes that select for species with specific predatory traits, leading to
communities dominated by top predators
(B) Biotic filtering can be further classified into competition filtering, predation filtering, and mutualism filtering
(C) Environmental filtering is random processes where community composition is determined by chance events like colonization or
extinction
(D) Environmental filtering involves the selection of species that can tolerate or thrive under certain abiotic conditions, whereas
biotic filtering involves species interactions that further refine community composition
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核心觀念
「過濾」(filtering)是群落組成形成的概念:不同環境條件與物種間交互作用,會使某些物種較能建立或持續存在,另一些物種則較難存活或繁殖。
- 環境過濾:由非生物條件篩選物種,例如溫度、水分、土壤酸鹼度、鹽度與光照。能耐受或適應當地條件的物種,較容易進入並留在群落中。
- 生物過濾:由物種間交互作用進一步影響群落組成,例如競爭、捕食、寄生與互利共生。這些作用會改變物種能否共存及其相對豐度。
解題方法
先辨認題目所問的是兩類過濾的核心定義,再檢查選項是否正確區分其作用來源:環境過濾看非生物條件,生物過濾看物種交互作用。能清楚說明這項區分的選項最符合題意。
選項分析
- **(A) 錯誤。**環境過濾與生物過濾都不只選出具有捕食特徵的物種。環境過濾依據的是物種對非生物條件的耐受性;
第 25 題
- In the context of mutualistic symbiotic relationships, "cheaters" are sometimes observed. Which of the following best describes
this phenomenon?
(A) Cheaters are species that always benefit from mutualistic relationships, while their partners suffer significant harm, thus
converting the interaction into parasitism
(B) Cheaters refer to individuals or species that benefit from the relationship without providing the reciprocal benefit to their partner,
potentially destabilizing the mutualism
(C) Cheating in mutualism specifically refers to the scenario where both partners try to outcompete each other, leading to the
breakdown of the symbiotic relationship
(D) The term 'cheaters' in mutualism refers to external species that invade and disrupt the symbiotic relationship for their own
benefit
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此題考查互利共生(mutualism)關係中的「搭便車者」或「作弊者」(cheaters)現象。搭便車者是指在互利共生關係中,一方或雙方個體沒有完全履行其應盡的義務,卻仍然從關係中獲得好處。
(A) 搭便車者總是使夥伴遭受嚴重傷害,將互動轉變為寄生:
如果搭便車者總是讓夥伴遭受嚴重傷害,那麼這就不是互利共生,而是寄生(parasitism)或掠奪(predation)。搭便車者是利用互利共生的機制,但並不一定導致嚴重的傷害,關鍵在於「沒有提供對等的利益」。此敘述錯誤。
(B) 搭便車者從關係中獲益,但不提供對等的利益給夥伴,可能破壞互利共生:
這個描述準確地定義了搭便車者。
第 26 題
- Use the following diagram of a hypothetical food web to answer the question. The arrows represent the transfer of energy
between the various trophic levels.
B
E
Which letter represents an organism that could only be a primary consumer?
(A) A
(B) B
(C) C
(D) D
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核心觀念
食物網中的箭頭表示能量流動方向,即由被取食者指向取食者:
初級消費者只取食生產者,因此判斷「只能是初級消費者」的生物,必須符合:
- 有來自生產者的能量箭頭;
- 沒有取食其他消費者;
- 自身可被更高營養階層取食。
解題方法
由圖可判讀:
- 位於食物網較低階層,代表生產者。
- 的能量來源只有 ,因此 只取食生產者,是初級消費者。
- 同時可將能量傳給 與 ,表示自身可被較高營養階層取食,但這不會改變其初級消費者身分。
因此符合「只能是初級消費者」的是 。
第 27 題
- According to the nonequilibrium model of community diversity,
(A) community structure remains stable in the absence of interspecific competition
(B) communities are assemblages of closely linked species that are permanently changed by disturbance
(C) interspecific interactions induce changes in community composition over time
(D) communities are constantly changing after being influenced by disturbances
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此題考查「非平衡模型(Nonequilibrium model)」對群落多樣性的解釋。傳統的頂級群落模型(climax community model)認為,在沒有干擾的情況下,群落會演替到一個穩定、多樣化的頂級狀態。而非平衡模型則強調干擾(disturbance)和種間互動(interspecific interactions)在塑造群落結構和維持多樣性中的重要作用。
(A) 在缺乏種間競爭時,群落結構保持穩定:
非平衡模型認為,種間互動(包括競爭)是動態變化的重要驅動力。即使沒有競爭,其他因素(如捕食、干擾)也可能導致群落結構不穩定。而且,非平衡模型強調的是干擾和互動導致的「不穩定性」,而不是穩定性。此敘述不符合非平衡模型。
(B) 群落是緊密聯繫且受干擾後永久改變的物種集合:
非平衡模型認為群落結構是動態變化的,而非「永久改變」。干擾會導致群落結構改變,但群落可能在下一次干擾來臨前進入一個新的動態平衡狀態,或者發生進一步的演替。群落是「集合」,但「永久改變」過於絕對。
(C) 種間互動隨時間誘導群落組成的變化:
非平衡模型認為,種間互動(如競爭、捕食、寄生)是持續發生的,並且這些互動會不斷地影響物種的相對豐度、分布和演化,從而導致群落組成的動態變化。這與非平衡模型的核心思想一致。
(D) 受干擾影響後,群落不斷變化:
非平衡模型強調干擾是群落動態的重要因素。干擾會打斷演替過程,創造新的機會,引入新的物種,改變物種間的競爭關係,從而導致群落結構的持續變化。這也是非平衡模型的重要觀點。
第 28 題
- The feeding relationships among the species in a community determine the community's
(A) secondary succession.
(B) ecological niche.
(C) species richness.
(D) trophic structure.
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此題考查群落結構的組成要素。餵食關係(feeding relationships)是指群落中不同物種之間如何互相捕食或被捕食,以及牠們在能量流動中的位置。
(A) Secondary succession(次級演替):次級演替是指在原有生態系統被干擾(如火災、砍伐)後,物種組成隨時間發生變化的過程。餵食關係是群落結構的一部分,但它不是演替過程本身。
(B) Ecological niche(生態位):生態位是指一個物種在生態系統中所扮演的角色,包括牠的棲息地、食物、活動時間、與其他物種的互動等。
第 29 題
- Regarding the global carbon cycle, which is the largest active terrestrial carbon pool?
(A) Soil
(B) Forest
(C) Grassland
(D) Tundra
(E) Rock
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此題考查全球碳循環中,陸地上活躍的碳庫(active terrestrial carbon pool)的大小。活躍的碳庫是指碳能夠在較短時間尺度內(年、十年、百年)被交換和循環的儲存庫。
(A) Soil(土壤):土壤是陸地上儲存碳的重要庫,其中包含大量的有機質。土壤碳庫的大小與植被類型、氣候、土壤類型等因素有關。在全球尺度上,土壤碳庫的總量非常巨大,並且碳在土壤中的分解和積累是一個活躍的過程。
(B) Forest(森林):森林是陸地上重要的碳儲存庫,主要以生物量(樹木、植被)的形式儲存碳。熱帶雨林、溫帶森林和北方森林都儲存了大量的碳。森林的生產和分解也是活躍的碳交換過程。
(C) Grassland(草原):草原也儲存碳,主要以草本植物的生物量和土壤有機質的形式。其碳儲量通常低於森林,但範圍廣泛。
(D) Tundra(苔原):苔原地區由於氣溫低、分解速率慢,土壤中有機質積累較多,因此也具有相當大的碳儲量,尤其是在永久凍土中。
(E) Rock(岩石):岩石中的碳(如碳酸鹽岩)是地球上最大的碳儲庫,但這些碳的交換速率非常緩慢,通常以地質時間尺度(百萬年)進行,因此不被認為是「活躍的」碳庫。
比較土壤、森林、草原、苔原。
全球土壤碳儲量約為 1500-2400 PgC(Petagrams of Carbon)。
全球森林生物量碳儲量約為 450-600 PgC。
全球草原和灌木叢生物量碳儲量約為 30-50 PgC。
第 30 題
- Which of the following outcomes is caused by excessive nutrient runoff into aquatic ecosystems?
(A) depletion of ozone layer
(B) acid precipitation
(C) biological magnification
(D) eutrophication
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此題考查過量營養鹽(nutrient runoff)流入水域生態系統所導致的結果。
(A) Ozone layer depletion(臭氧層耗損):臭氧層耗損主要是由於人類排放的氯氟烴(CFCs)等化學物質。營養鹽流入與臭氧層耗損無關。
(B) Acid precipitation(酸雨):酸雨是由於大氣中的污染物(如二氧化硫、氮氧化物)與水結合形成酸性物質降落。營養鹽流入水體與大氣污染無關。
第 31 題
- The main cause of the increase in the amount of carbon dioxide in Earth's atmosphere over the past 150 years is
(A) increased worldwide primary production
(B) an increase in the amount of infrared radiation absorbed by the atmosphere
(C) the burning of larger amounts of wood and fossil fuels
(D) additional respiration by the rapidly growing human population
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此題考查過去 150 年來地球大氣中二氧化碳(CO₂)增加的主要原因。
(A) Increased worldwide primary production(全球初級生產力增加):初級生產力(如植物的光合作用)會吸收大氣中的 CO₂。如果初級生產力增加,反而會從大氣中移除 CO₂,有助於降低 CO₂ 濃度,而不是增加。
(B) An increase in the amount of infrared radiation absorbed by the atmosphere(大氣吸收的紅外輻射增加):大氣吸收的紅外輻射增加,這是溫室效應的結果,而不是 CO₂ 增加的原因。CO₂ 是一種溫室氣體,它能吸收紅外輻射,導致大氣變暖。CO₂ 濃度的增加是導致吸收更多紅外輻射的原因,反之則不然。
第 32 題
- Why do logged tropical rain forest soils typically have nutrient-poor soils?
(A) Tropical bedrock contains little phosphorous.
(B) Logging results in soil temperatures that are lethal to nitrogen-fixing bacteria.
(C) Most of the nutrients in the ecosystem are removed in the harvested timber.
(D) The cation exchange capacity of the soil is reversed as a result of logging.
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此題考查熱帶雨林砍伐後土壤養分貧瘠的原因。熱帶雨林生態系統的特點是生物量高,養分循環非常快速和高效,大部分養分儲存在植被中,而不是土壤裡。
(A) Tropical bedrock contains little phosphorous(熱帶基岩含磷量低):雖然磷是某些地區的限制性營養素,但這並非普遍適用於所有熱帶雨林,也不是砍伐後土壤養分貧瘠的主要原因。許多熱帶土壤本身就可能養分較少,但雨林生態系統的高效養分循環彌補了這一點。
(B) Logging results in soil temperatures that are lethal to nitrogen-fixing bacteria(砍伐導致土壤溫度升高,對固氮菌致命):砍伐雨林確實會導致土壤溫度升高,這可能會影響土壤微生物。然而,固氮菌(nitrogen-fixing bacteria)本身並非土壤養分貧瘠的唯一或主要原因,且牠們對溫度的耐受範圍也較廣。更重要的是,砍伐後養分流失是更直接的原因。
第 33 題
- Of the following statements about protected areas that have been established to preserve biodiversity, which one is NOT
correct?
(A) About 25% of Earth's land area is now protected.
(B) National parks are one of many types of protected areas.
(C) Management of a protected area should be coordinated with management of the land surrounding the area.
(D) It is especially important to protect biodiversity hot spots.
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此題考查關於保護區(protected areas)以保護生物多樣性的說法,找出其中不正確的一項。
(A) 地球約 25% 的陸地面積受到保護:根據國際自然保護聯盟(IUCN)的數據和多個保護組織的報告,截至近年,全球受保護的陸地面積比例已接近或超過 17%,而海洋保護區的比例也在增加。25% 是一個較高的數字,但並非完全不可能,尤其如果考慮到不同等級的保護區。然而,這個數據每年都在變化。根據 2020 年的數據,全球陸地保護面積約為 17%,海洋約為 7%。25% 可能是一個目標或包含了一些非 IUCN 定義的區域。但這句話本身是否「不正確」需要進一步驗證。
(B) 國家公園是眾多保護區類型之一:這是正確的。保護區有多種類型,包括國家公園、自然保護區、野生動物保護區、自然保護地、生物圈保護區等,由不同層級的政府或組織管理,保護目標和強度各異。國家公園是其中一種常見且重要的類型。
(C) 保護區的管理應與周邊地區的管理協調:這是正確的。保護區的有效性不僅取決於其內部管理,還與周邊地區的土地利用、生態廊道、人類活動等密切相關。保護區外部的壓力(如污染、棲息地破碎化)會影響保護區內部。因此,協調管理(landscape-level management)對於保護區的長期成功至關重要。
第 34 題
- Which of the following is a generally accurate statement about the current research regarding forest fragmentation?
(A) Fragmented forests promote biodiversity because they result in the combination of forest-edge species and forest-interior
species.
(B) In fragmented forests, the number of forested-adapted species tend to decline and the number of edge species tend to increase.
(C) Fragmented forests are the goal of conservation biologists who design wildlife reserves.
(D) The disturbance of timber extraction causes the species diversity to increase because of the new habitats created.
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此題考查森林破碎化(forest fragmentation)研究的現狀和普遍結論。森林破碎化是指大片連續的森林被分割成較小的、孤立的林地斑塊。
(A) 破碎化森林因結合了林緣和林內物種而促進生物多樣性:
雖然森林破碎化確實會增加林緣(edge habitat)的面積,從而可能增加依賴林緣環境的物種數量,但同時也會減少林內(interior habitat)的面積,導致依賴林內環境的物種(通常是敏感物種)數量下降。對於許多物種而言,破碎化會導致棲息地喪失和孤立,反而降低了生物多樣性,特別是對於那些需要大面積連續棲息地的物種。因此,聲稱破碎化「促進」生物多樣性,是因為「結合了」兩類物種,這種說法過於簡化且可能不準確,因為總體棲息地減少和孤立效應往往是負面的。
(B) 在破碎化的森林中,適應林地的物種數量趨於下降,而林緣物種數量趨於增加:
這是森林破碎化研究中一個普遍觀察到的現象。隨著森林被分割,連續的林內棲息地面積減少,而林緣(通常是森林與農業用地、道路等非森林區域的交界處)的面積增加。許多對林內環境敏感的物種(如某些鳥類、哺乳動物)無法適應林緣環境的光照、溫度、濕度變化以及較高的捕食壓力,其數量因此下降。
第 35 題
- What are the consequences if decomposers are removed from the carbon cycle?
(A) CO2 levels in the atmosphere increase.
(B) Primary consumers are not able to consume as many producers.
(C) The burning of wood and fossil fuels increases.
(D) Fewer carbon compounds are broken down.
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核心觀念
分解者(decomposers)包括細菌、真菌等,主要功能是分解死亡生物與排遺中的有機碳化合物,並透過分解者呼吸作用將部分碳以 形式釋放回大氣,同時促進養分回到生態系中供生產者利用。
碳循環中的重要過程可概括為:
若分解者消失,死亡有機物與排遺無法有效分解,碳會滯留在枯枝落葉、遺骸與土壤有機物中,養分循環也會中斷。
解題方法
判斷各選項是否為分解者消失後的直接或間接結果:
- 分解作用是否減少?
- 分解者呼吸作用是否仍能釋放 ?
- 生產者能否持續取得養分並維持初級生產?
- 選項所述的燃燒是否是分解者消失必然造成的結果?
選項分析
(A) CO₂ levels in the atmosphere increase.
錯誤。分解者進行分解者呼吸作用時,會將有機碳轉化為 。分解者被移除後,這條 釋放途徑會減弱,因此大氣中的 不會因分解者消失而增加;在其他條件不變下,反而可能下降。
第 36 題
- Agricultural lands frequently require nutrient augmentation because
(A) nitrogen-fixing bacteria are not as plentiful in agricultural soils because of the use of pesticides
(B) the nutrients that become the biomass of plants are not cycled back to the soil on lands where they are harvested
(C) land that is available for agriculture tends to be nutrient-poor
(D) cultivation of agricultural land inhibits the decomposition of organic matter
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此題考查農業用地(agricultural lands)為何經常需要額外補充養分(nutrient augmentation)。
(A) 農田土壤中固氮菌數量較少,因使用殺蟲劑:
雖然殺蟲劑可能對土壤微生物(包括固氮菌)產生負面影響,但這並非農業用地需要額外補充養分的「主要」或「普遍」原因。許多農田養分缺乏是更根本的問題。
(B) 植物生物量中的養分收穫後未循環回土壤:
這是農業用地需要補充養分的最主要原因之一。在自然生態系統中,當植物死亡後,分解者會將其生物量中的養分分解並歸還給土壤。然而,在農業生產中,作物(植物生物量)被收穫並移出農田,這意味著養分(如氮、磷、鉀)也隨之被移除,無法在當地進行有效的循環。為了維持作物生長,必須額外施肥(補充養分)。
(C) 可供農業使用的土地往往養分貧瘠:
這也是一個重要原因。許多肥沃的土地已被開發利用,而剩餘的可供農業使用的土地,例如邊緣土地、乾旱地區等,可能本身就養分貧瘠。因此,需要額外施肥來提高生產力。
第 37 題
- Which of the following has the greatest effect on the rate of chemical cycling within an ecosystem?
(A) the ecosystem's rate of primary production
(B) the secondary production efficiency of the ecosystem's consumers
(C) the rate of decomposition in the ecosystem
(D) the trophic efficiency of the ecosystem
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此題考查影響生態系統化學循環速率的主要因素。化學循環(chemical cycling),也稱為生物地球化學循環(biogeochemical cycles),是指元素(如碳、氮、磷)在生物、地質和化學過程之間不斷循環的過程。
(A) Ecosystem's rate of primary production(生態系統的初級生產速率):初級生產(如光合作用)是將無機物轉化為有機物的過程,它將元素從無機庫(如大氣 CO₂、土壤養分)轉移到有機庫(生物量)。初級生產速率影響元素的「轉化」速率,但不是化學循環的「整體」速率,尤其是養分從有機物回到無機物的過程。
(B) Secondary production efficiency of consumers(消費者的次級生產效率):次級生產效率是指消費者將攝取的有機物轉化為自身生物量的效率。
第 38 題
- Which of the following factors could cause the largest increase in the effective population size of a species?
(A) an increased number of males
(B) an increase in the total population size
(C) an increase in the number of breeding males and females
(D) an increased number of females
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核心觀念
本題考查有效族群大小(effective population size, )與實際參與繁殖之雄、雌個體數量的關係。
有效族群大小不是單純的總族群數量,而是指在遺傳漂變強度上,等同於某一理想族群的繁殖個體數。對於具有雌雄兩性、且雄雌繁殖數量不一定相等的族群,常用公式為:
其中:
- :參與繁殖的雄性數量
- :參與繁殖的雌性數量
當雄、雌數量相等時, 最大;性別比例越偏斜, 越小。
解題方法
判斷各選項是否能有效增加 ,關鍵在於:
- 增加的個體是否實際參與繁殖。
- 是否能同時改善雄、雌繁殖個體的數量與性別比例。
- 是否只是增加不繁殖的個體。
由公式可知, 與 都會影響 。若只增加單一性別,另一性別仍會成為限制因素;若同時增加繁殖雄性與繁殖雌性,則能直接擴大繁殖族群,並維持較平衡的性別比例,因此對 的提升最有效。
選項分析
(A) an increased number of males
單獨增加雄性數量,只有在雄性原本嚴重不足時才有明顯效果。當雄性數量已經不少、雌性成為限制因素時,繼續增加雄性會使性別比例更加偏斜, 的提升幅度有限。
因此,單獨增加雄性不是最有效的因素。
第 39 題
- Which of the following threats to biodiversity is targeted at specific species rather than groups of species?
(A) introduced species
(B) habitat destruction
(C) increased levels of atmospheric carbon dioxide, a cause of global warming
(D) overharvesting
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此題考查對生物多樣性威脅的理解,判斷哪個威脅是針對「特定物種」而非「物種群體」。
(A) Introduced species(入侵物種):入侵物種的影響通常是廣泛的,牠們可能與本地物種競爭、捕食本地物種、傳播疾病,或者改變棲地,對整個生態系統或多個物種群體造成威脅。雖然牠們可能對某些特定物種造成毀滅性打擊,但其影響範圍通常是多方面的。
(B) Habitat destruction(棲地破壞):棲地破壞(如森林砍伐、濕地填埋、草原開墾)會直接導致依賴該棲地的物種失去生存空間,對依賴該棲地的整個物種群體(例如,特定棲地類型的動植物)造成威脅。其影響範圍通常是區域性的,影響多個物種。
(C) **Increased levels of atmospheric carbon dioxide, a cause of global warming(大氣二氧化碳濃度升高,導
第 40 題
- Which of the following observations provides the best evidence of a biodiversity crisis?
(A) the incursion of a non-native species
(B) increasing pollution levels
(C) high rate of extinction
(D) climate change
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此題考查什麼是生物多樣性危機(biodiversity crisis)的最佳證據。生物多樣性危機是指物種滅絕速率異常升高,導致地球生物多樣性迅速喪失的現象。
(A) Incursion of a non-native species(非本地物種的入侵):入侵物種是生物多樣性喪失的一個原因,牠們可能對本地物種造成威脅,但入侵本身不直接等同於生物多樣性危機。
(B) Increasing pollution levels(污染水平增加):污染是導致物種滅絕和生物多樣性下降的原因之一,但污染水平的增加本身不是生物多樣性危機的直接證據,而是其潛在原因之一。
第 41 題
- Global warming is a phenomenon in which global temperate is increasing because of increasing greenhouse gas concentrations
in the atmosphere. Scientists believe that the Earth can tolerate X-Y degree Celsius temperature increase before it passes the point
of no return and moves into a positive feedback loop. "X-Y" should be
(A) 1-2
(B) 3-4
(C) 5-6
(D) 7-8
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核心觀念
本題考的是全球暖化的「氣候臨界點(tipping point)」與正回饋作用。
溫室氣體濃度增加會使大氣攔截更多地表放出的長波輻射,造成地球能量收支失衡:
當全球平均溫度上升超過一定範圍,冰帽融化、海冰減少、永久凍土融解等現象會啟動正回饋:
- 冰雪反照率正回饋:冰雪減少,地表反照率降低,吸收更多太陽輻射,進一步升溫。
- 永久凍土正回饋:永久凍土融解,釋放二氧化碳與甲烷,增加溫室效應。
- 水蒸氣正回饋:溫度升高使蒸發增加,水蒸氣增加後又強化溫室效應。
- 森林與海洋碳匯減弱:高溫與乾旱使生態系吸收碳的能力下降,甚至轉為碳排放來源。
這些作用形成:
一旦進入強烈正回饋,氣候系統便可能跨越難以逆轉的臨界點。
解題方法
本題不需計算,直接判斷全球暖化的風險門檻。依研究所入學考試常見的生態學與全球變遷教材,地球在全球平均溫度上升約 至 時,便可能接近重要氣候臨界點;超過此範圍後,正回饋與不可逆變化的風險顯著增加。
因此:
第 42 題
- Which of the following is primarily responsible for limiting the number of trophic levels in most ecosystems?
(A) Many primary and higher-order consumers are opportunistic feeders.
(B) Decomposers compete with higher-order consumers for nutrients and energy.
(C) Nutrient cycling rates tend to be limited by decomposition.
(D) Energy transfer between trophic levels is usually less than 20 percent efficient.
登入後即可作答並保存紀錄。
此題考查限制生態系統中營養級(trophic levels)數量的主要因素。生態系統的營養級通常不會超過 4-5 個,主要原因是能量的傳遞效率。
(A) Many primary and higher-order consumers are opportunistic feeders(許多初級和高級消費者是機會主義者):機會主義覓食行為(opportunistic feeding)是指生物會利用牠們能獲得的任何食物來源。這雖然影響食物網的複雜性,但不是直接限制營養級數量的根本原因。
(B) Decomposers compete with higher-order consumers for nutrients and energy(分解者與高級消費者競爭養分和能量):分解者主要分解死亡的有機物,釋放養分,而高級消費者則以其他生物為食。牠們的資源來源和作用機制不同,雖然在某些情況下可能存在間接的資源競爭,但這不是限制營養級數量的主要因素。
第 43 題
43-48. Based on the given values, please complete the below life table of a species (questions 43-46, each blank 1pt), then draw its
survivorship curve (question 47) and answer question 48 (questions 47-48, 2pt each).
Age (years) | Num. of survivors at the
beginning of each year | Number of deaths during the
year
---|---|---
0-1 | 1000 | 927
1-2 | (43) | 63
2-3 | 10 | (44)
3-4 | (45) | 1
4-5 | 2 | (46)
5-6 | 1 | 1
On the answer sheet, draw the survivorship curve with the coordinates below (47).
Number of survivors
1000-
100-
10-
1
0
1
2
3
4
5
6
Age (year)
Following the above, this kind of survivorship curve is typical for (48) -selected animals in terms of r/K life-history
strategy.
登入後即可作答並保存紀錄。
此題考查生命表(life table)的計算、存活曲線(survivorship curve)的繪製,以及 r/K 選型的判斷。
首先,我們需要根據生命表中的數據來計算缺失的部分。生命表的基本關係是:
期初存活數 = 期末存活數 + 當期死亡數
期末存活數 = 下一期期初存活數
當期死亡數 = 期初存活數 - 期末存活數
計算 (43):
期初存活數 (1-2歲) = 期末存活數 (0-1歲) = 1-2歲期間的期初存活數。
生命表的結構是:
Age (years) | Num. of survivors at the beginning of each year | Number of deaths during the year |
|---|---|---|
| 0-1 | 1000 | 927 |
| 1-2 | (43) | 63 |
| 2-3 | 10 | (44) |
| 3-4 | (45) | 1 |
| 4-5 | 2 | (46) |
| 5-6 | 1 | 1 |
從 0-1 歲的數據可知,期初存活 1000 人,死亡 927 人,那麼 1-2 歲的期初存活數應該是 1000 - 927 = 73 人。
所以,(43) = 73。
計算 (44):
2-3 歲期間的期初存活數是 10。
1-2 歲期間的期初存活數是 (43) = 73。
2-3 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (2-3歲) - 期末存活數 (2-3歲)。
期末存活數 (2-3歲) = 期初存活數 (3-4歲) = (45)。
所以,(44) = 10 - (45)。
我們需要先計算 (45)。
計算 (45):
3-4 歲期間的期初存活數是 (45)。
2-3 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (2-3歲) - 期初存活數 (3-4歲)
= 10 - (45)。
同時,已知 3-4 歲期間的死亡數是 1。
所以,(44) = 10 - (45)。
我們還知道:
4-5 歲的期初存活數是 2。
3-4 歲期間的死亡數是 1。
所以,期初存活數 (3-4歲) - 期末存活數 (3-4歲) = 1。
(45) - 2 = 1。
因此,(45) = 2 + 1 = 3。
現在可以計算 (44) 了:
(44) = 10 - (45) = 10 - 3 = 7。
計算 (46):
4-5 歲期間的期初存活數是 2。
4-5 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (4-5歲) - 期末存活數 (4-5歲)。
期末存活數 (4-5歲) = 期初存活數 (5-6歲) = 1。
所以,(46) = 2 - 1 = 1。
總結計算結果:
(43) = 73
(44) = 7
(45) = 3
(46) = 1
生命表填寫完整:
| Age (years) | Num. of survivors at the beginning of each year | Number of deaths during the year |
|---|---|---|
| 0-1 | 1000 | 927 |
| 1-2 | 73 | 63 |
| 2-3 | 10 | 7 |
第 49 題
49-52. A predator's functional response describes how per predator consumption rate varies with prey availability. The
commonly-used ones are Holling type-I, type-II, and type-III. Please draw the classic shape of the Holling type-II and type-III
functional response. On the answer sheet, draw a plot with the coordinates below (i.e., x-axis is "prey availability" and y-axis is
"predation rate per predator") and sketch the shape of the functional response. Then, name one biological mechanism that cause the
functional response to have the specific shape. (4 questions, 2 points each)
(49)
Holling type-II functional response
Predation rate per predator
Prey availability
Biological mechanism: (50)
(51)
Holling type-III functional response
Predation rate per artifact
Prey availability
Biological mechanism: (52)
登入後即可作答並保存紀錄。
此題考查 Holling 功能反應(Holling's functional response)的類型 II 和類型 III 的圖形以及其背後生物學機制。功能反應描述了捕食者單位時間內對獵物的捕食率如何隨獵物數量的變化而變化。
Holling type-II functional response (49 & 50):
圖形 (49):
Holling type-II 功能反應曲線的特點是:
- 在獵物數量(prey availability)較低時,捕食率(predation rate per predator)隨獵物數量增加而增加,但增加的速率逐漸減慢。
- 隨著獵物數量進一步增加,捕食率趨於一個飽和值(asymptotic maximum),不再隨獵物數量增加而增加。
- 這條曲線呈現一個「S」形,但起始點在原點,且逐漸趨於水平。
在圖上繪製時,橫軸為 Prey availability,縱軸為 Predation rate per predator。曲線從原點開始,上升,然後逐漸變平,趨近於一條水平漸近線。
生物學機制 (50):
Holling type-II 反應的主要限制因素是捕食者本身的處理時間(handling time)。處理時間包括:搜尋獵物、捕捉、殺死、取食以及休息恢復的時間。
- 當獵物數量很少時,捕食者有足夠的時間去尋找和處理每一個獵物,因此捕食率主要取決於獵物數量的多少。
- 當獵物數量增加時,捕食者花費在尋找獵物上的時間減少,但牠們用於捕捉、殺死、取食和休息的時間是有限的。隨著獵物數量的增加,捕食者會越來越多地處於「忙碌」狀態,牠們能處理的獵物數量接近牠們的生理極限,即處理時間成為主要限制因素。
- 因此,捕食率達到飽和,不再隨獵物數量增加而增加。
Holling type-III functional response (51 & 52):
圖形 (51):
Holling type-III 功能反應曲線的特點是:
- 在獵物數量非常低時,捕食率相對較低。
- 隨著獵物數量增加,捕食率迅速增加。
- 當獵物數量達到一定水平後,捕食率趨於飽和,不再隨獵物數量增加而增加。
第 43 題
43-48. Based on the given values, please complete the below life table of a species (questions 43-46, each blank 1pt), then draw its
survivorship curve (question 47) and answer question 48 (questions 47-48, 2pt each).
Age (years) | Num. of survivors at the
beginning of each year | Number of deaths during the
year
---|---|---
0-1 | 1000 | 927
1-2 | (43) | 63
2-3 | 10 | (44)
3-4 | (45) | 1
4-5 | 2 | (46)
5-6 | 1 | 1
On the answer sheet, draw the survivorship curve with the coordinates below (47).
Number of survivors
1000-
100-
10-
1
0
1
2
3
4
5
6
Age (year)
Following the above, this kind of survivorship curve is typical for (48) -selected animals in terms of r/K life-history
strategy.
登入後即可作答並保存紀錄。
此題考查生命表(life table)的計算、存活曲線(survivorship curve)的繪製,以及 r/K 選型的判斷。
首先,我們需要根據生命表中的數據來計算缺失的部分。生命表的基本關係是:
期初存活數 = 期末存活數 + 當期死亡數
期末存活數 = 下一期期初存活數
當期死亡數 = 期初存活數 - 期末存活數
計算 (43):
期初存活數 (1-2歲) = 期末存活數 (0-1歲) = 1-2歲期間的期初存活數。
生命表的結構是:
Age (years) | Num. of survivors at the beginning of each year | Number of deaths during the year |
|---|---|---|
| 0-1 | 1000 | 927 |
| 1-2 | (43) | 63 |
| 2-3 | 10 | (44) |
| 3-4 | (45) | 1 |
| 4-5 | 2 | (46) |
| 5-6 | 1 | 1 |
從 0-1 歲的數據可知,期初存活 1000 人,死亡 927 人,那麼 1-2 歲的期初存活數應該是 1000 - 927 = 73 人。
所以,(43) = 73。
計算 (44):
2-3 歲期間的期初存活數是 10。
1-2 歲期間的期初存活數是 (43) = 73。
2-3 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (2-3歲) - 期末存活數 (2-3歲)。
期末存活數 (2-3歲) = 期初存活數 (3-4歲) = (45)。
所以,(44) = 10 - (45)。
我們需要先計算 (45)。
計算 (45):
3-4 歲期間的期初存活數是 (45)。
2-3 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (2-3歲) - 期初存活數 (3-4歲)
= 10 - (45)。
同時,已知 3-4 歲期間的死亡數是 1。
所以,(44) = 10 - (45)。
我們還知道:
4-5 歲的期初存活數是 2。
3-4 歲期間的死亡數是 1。
所以,期初存活數 (3-4歲) - 期末存活數 (3-4歲) = 1。
(45) - 2 = 1。
因此,(45) = 2 + 1 = 3。
現在可以計算 (44) 了:
(44) = 10 - (45) = 10 - 3 = 7。
計算 (46):
4-5 歲期間的期初存活數是 2。
4-5 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (4-5歲) - 期末存活數 (4-5歲)。
期末存活數 (4-5歲) = 期初存活數 (5-6歲) = 1。
所以,(46) = 2 - 1 = 1。
總結計算結果:
(43) = 73
(44) = 7
(45) = 3
(46) = 1
生命表填寫完整:
| Age (years) | Num. of survivors at the beginning of each year | Number of deaths during the year |
|---|---|---|
| 0-1 | 1000 | 927 |
| 1-2 | 73 | 63 |
| 2-3 | 10 | 7 |
第 44 題
43-48. Based on the given values, please complete the below life table of a species (questions 43-46, each blank 1pt), then draw its
survivorship curve (question 47) and answer question 48 (questions 47-48, 2pt each).
Age (years) | Num. of survivors at the
beginning of each year | Number of deaths during the
year
---|---|---
0-1 | 1000 | 927
1-2 | (43) | 63
2-3 | 10 | (44)
3-4 | (45) | 1
4-5 | 2 | (46)
5-6 | 1 | 1
On the answer sheet, draw the survivorship curve with the coordinates below (47).
Number of survivors
1000-
100-
10-
1
0
1
2
3
4
5
6
Age (year)
Following the above, this kind of survivorship curve is typical for (48) -selected animals in terms of r/K life-history
strategy.
登入後即可作答並保存紀錄。
此題考查生命表(life table)的計算、存活曲線(survivorship curve)的繪製,以及 r/K 選型的判斷。
首先,我們需要根據生命表中的數據來計算缺失的部分。生命表的基本關係是:
期初存活數 = 期末存活數 + 當期死亡數
期末存活數 = 下一期期初存活數
當期死亡數 = 期初存活數 - 期末存活數
計算 (43):
期初存活數 (1-2歲) = 期末存活數 (0-1歲) = 1-2歲期間的期初存活數。
生命表的結構是:
Age (years) | Num. of survivors at the beginning of each year | Number of deaths during the year |
|---|---|---|
| 0-1 | 1000 | 927 |
| 1-2 | (43) | 63 |
| 2-3 | 10 | (44) |
| 3-4 | (45) | 1 |
| 4-5 | 2 | (46) |
| 5-6 | 1 | 1 |
從 0-1 歲的數據可知,期初存活 1000 人,死亡 927 人,那麼 1-2 歲的期初存活數應該是 1000 - 927 = 73 人。
所以,(43) = 73。
計算 (44):
2-3 歲期間的期初存活數是 10。
1-2 歲期間的期初存活數是 (43) = 73。
2-3 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (2-3歲) - 期末存活數 (2-3歲)。
期末存活數 (2-3歲) = 期初存活數 (3-4歲) = (45)。
所以,(44) = 10 - (45)。
我們需要先計算 (45)。
計算 (45):
3-4 歲期間的期初存活數是 (45)。
2-3 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (2-3歲) - 期初存活數 (3-4歲)
= 10 - (45)。
同時,已知 3-4 歲期間的死亡數是 1。
所以,(44) = 10 - (45)。
我們還知道:
4-5 歲的期初存活數是 2。
3-4 歲期間的死亡數是 1。
所以,期初存活數 (3-4歲) - 期末存活數 (3-4歲) = 1。
(45) - 2 = 1。
因此,(45) = 2 + 1 = 3。
現在可以計算 (44) 了:
(44) = 10 - (45) = 10 - 3 = 7。
計算 (46):
4-5 歲期間的期初存活數是 2。
4-5 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (4-5歲) - 期末存活數 (4-5歲)。
期末存活數 (4-5歲) = 期初存活數 (5-6歲) = 1。
所以,(46) = 2 - 1 = 1。
總結計算結果:
(43) = 73
(44) = 7
(45) = 3
(46) = 1
生命表填寫完整:
| Age (years) | Num. of survivors at the beginning of each year | Number of deaths during the year |
|---|---|---|
| 0-1 | 1000 | 927 |
| 1-2 | 73 | 63 |
| 2-3 | 10 | 7 |
第 45 題
43-48. Based on the given values, please complete the below life table of a species (questions 43-46, each blank 1pt), then draw its
survivorship curve (question 47) and answer question 48 (questions 47-48, 2pt each).
Age (years) | Num. of survivors at the
beginning of each year | Number of deaths during the
year
---|---|---
0-1 | 1000 | 927
1-2 | (43) | 63
2-3 | 10 | (44)
3-4 | (45) | 1
4-5 | 2 | (46)
5-6 | 1 | 1
On the answer sheet, draw the survivorship curve with the coordinates below (47).
Number of survivors
1000-
100-
10-
1
0
1
2
3
4
5
6
Age (year)
Following the above, this kind of survivorship curve is typical for (48) -selected animals in terms of r/K life-history
strategy.
登入後即可作答並保存紀錄。
此題考查生命表(life table)的計算、存活曲線(survivorship curve)的繪製,以及 r/K 選型的判斷。
首先,我們需要根據生命表中的數據來計算缺失的部分。生命表的基本關係是:
期初存活數 = 期末存活數 + 當期死亡數
期末存活數 = 下一期期初存活數
當期死亡數 = 期初存活數 - 期末存活數
計算 (43):
期初存活數 (1-2歲) = 期末存活數 (0-1歲) = 1-2歲期間的期初存活數。
生命表的結構是:
Age (years) | Num. of survivors at the beginning of each year | Number of deaths during the year |
|---|---|---|
| 0-1 | 1000 | 927 |
| 1-2 | (43) | 63 |
| 2-3 | 10 | (44) |
| 3-4 | (45) | 1 |
| 4-5 | 2 | (46) |
| 5-6 | 1 | 1 |
從 0-1 歲的數據可知,期初存活 1000 人,死亡 927 人,那麼 1-2 歲的期初存活數應該是 1000 - 927 = 73 人。
所以,(43) = 73。
計算 (44):
2-3 歲期間的期初存活數是 10。
1-2 歲期間的期初存活數是 (43) = 73。
2-3 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (2-3歲) - 期末存活數 (2-3歲)。
期末存活數 (2-3歲) = 期初存活數 (3-4歲) = (45)。
所以,(44) = 10 - (45)。
我們需要先計算 (45)。
計算 (45):
3-4 歲期間的期初存活數是 (45)。
2-3 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (2-3歲) - 期初存活數 (3-4歲)
= 10 - (45)。
同時,已知 3-4 歲期間的死亡數是 1。
所以,(44) = 10 - (45)。
我們還知道:
4-5 歲的期初存活數是 2。
3-4 歲期間的死亡數是 1。
所以,期初存活數 (3-4歲) - 期末存活數 (3-4歲) = 1。
(45) - 2 = 1。
因此,(45) = 2 + 1 = 3。
現在可以計算 (44) 了:
(44) = 10 - (45) = 10 - 3 = 7。
計算 (46):
4-5 歲期間的期初存活數是 2。
4-5 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (4-5歲) - 期末存活數 (4-5歲)。
期末存活數 (4-5歲) = 期初存活數 (5-6歲) = 1。
所以,(46) = 2 - 1 = 1。
總結計算結果:
(43) = 73
(44) = 7
(45) = 3
(46) = 1
生命表填寫完整:
| Age (years) | Num. of survivors at the beginning of each year | Number of deaths during the year |
|---|---|---|
| 0-1 | 1000 | 927 |
| 1-2 | 73 | 63 |
| 2-3 | 10 | 7 |
第 46 題
43-48. Based on the given values, please complete the below life table of a species (questions 43-46, each blank 1pt), then draw its
survivorship curve (question 47) and answer question 48 (questions 47-48, 2pt each).
Age (years) | Num. of survivors at the
beginning of each year | Number of deaths during the
year
---|---|---
0-1 | 1000 | 927
1-2 | (43) | 63
2-3 | 10 | (44)
3-4 | (45) | 1
4-5 | 2 | (46)
5-6 | 1 | 1
On the answer sheet, draw the survivorship curve with the coordinates below (47).
Number of survivors
1000-
100-
10-
1
0
1
2
3
4
5
6
Age (year)
Following the above, this kind of survivorship curve is typical for (48) -selected animals in terms of r/K life-history
strategy.
登入後即可作答並保存紀錄。
此題考查生命表(life table)的計算、存活曲線(survivorship curve)的繪製,以及 r/K 選型的判斷。
首先,我們需要根據生命表中的數據來計算缺失的部分。生命表的基本關係是:
期初存活數 = 期末存活數 + 當期死亡數
期末存活數 = 下一期期初存活數
當期死亡數 = 期初存活數 - 期末存活數
計算 (43):
期初存活數 (1-2歲) = 期末存活數 (0-1歲) = 1-2歲期間的期初存活數。
生命表的結構是:
Age (years) | Num. of survivors at the beginning of each year | Number of deaths during the year |
|---|---|---|
| 0-1 | 1000 | 927 |
| 1-2 | (43) | 63 |
| 2-3 | 10 | (44) |
| 3-4 | (45) | 1 |
| 4-5 | 2 | (46) |
| 5-6 | 1 | 1 |
從 0-1 歲的數據可知,期初存活 1000 人,死亡 927 人,那麼 1-2 歲的期初存活數應該是 1000 - 927 = 73 人。
所以,(43) = 73。
計算 (44):
2-3 歲期間的期初存活數是 10。
1-2 歲期間的期初存活數是 (43) = 73。
2-3 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (2-3歲) - 期末存活數 (2-3歲)。
期末存活數 (2-3歲) = 期初存活數 (3-4歲) = (45)。
所以,(44) = 10 - (45)。
我們需要先計算 (45)。
計算 (45):
3-4 歲期間的期初存活數是 (45)。
2-3 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (2-3歲) - 期初存活數 (3-4歲)
= 10 - (45)。
同時,已知 3-4 歲期間的死亡數是 1。
所以,(44) = 10 - (45)。
我們還知道:
4-5 歲的期初存活數是 2。
3-4 歲期間的死亡數是 1。
所以,期初存活數 (3-4歲) - 期末存活數 (3-4歲) = 1。
(45) - 2 = 1。
因此,(45) = 2 + 1 = 3。
現在可以計算 (44) 了:
(44) = 10 - (45) = 10 - 3 = 7。
計算 (46):
4-5 歲期間的期初存活數是 2。
4-5 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (4-5歲) - 期末存活數 (4-5歲)。
期末存活數 (4-5歲) = 期初存活數 (5-6歲) = 1。
所以,(46) = 2 - 1 = 1。
總結計算結果:
(43) = 73
(44) = 7
(45) = 3
(46) = 1
生命表填寫完整:
| Age (years) | Num. of survivors at the beginning of each year | Number of deaths during the year |
|---|---|---|
| 0-1 | 1000 | 927 |
| 1-2 | 73 | 63 |
| 2-3 | 10 | 7 |
第 47 題
43-48. Based on the given values, please complete the below life table of a species (questions 43-46, each blank 1pt), then draw its
survivorship curve (question 47) and answer question 48 (questions 47-48, 2pt each).
Age (years) | Num. of survivors at the
beginning of each year | Number of deaths during the
year
---|---|---
0-1 | 1000 | 927
1-2 | (43) | 63
2-3 | 10 | (44)
3-4 | (45) | 1
4-5 | 2 | (46)
5-6 | 1 | 1
On the answer sheet, draw the survivorship curve with the coordinates below (47).
Number of survivors
1000-
100-
10-
1
0
1
2
3
4
5
6
Age (year)
Following the above, this kind of survivorship curve is typical for (48) -selected animals in terms of r/K life-history
strategy.
登入後即可作答並保存紀錄。
此題考查生命表(life table)的計算、存活曲線(survivorship curve)的繪製,以及 r/K 選型的判斷。
首先,我們需要根據生命表中的數據來計算缺失的部分。生命表的基本關係是:
期初存活數 = 期末存活數 + 當期死亡數
期末存活數 = 下一期期初存活數
當期死亡數 = 期初存活數 - 期末存活數
計算 (43):
期初存活數 (1-2歲) = 期末存活數 (0-1歲) = 1-2歲期間的期初存活數。
生命表的結構是:
Age (years) | Num. of survivors at the beginning of each year | Number of deaths during the year |
|---|---|---|
| 0-1 | 1000 | 927 |
| 1-2 | (43) | 63 |
| 2-3 | 10 | (44) |
| 3-4 | (45) | 1 |
| 4-5 | 2 | (46) |
| 5-6 | 1 | 1 |
從 0-1 歲的數據可知,期初存活 1000 人,死亡 927 人,那麼 1-2 歲的期初存活數應該是 1000 - 927 = 73 人。
所以,(43) = 73。
計算 (44):
2-3 歲期間的期初存活數是 10。
1-2 歲期間的期初存活數是 (43) = 73。
2-3 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (2-3歲) - 期末存活數 (2-3歲)。
期末存活數 (2-3歲) = 期初存活數 (3-4歲) = (45)。
所以,(44) = 10 - (45)。
我們需要先計算 (45)。
計算 (45):
3-4 歲期間的期初存活數是 (45)。
2-3 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (2-3歲) - 期初存活數 (3-4歲)
= 10 - (45)。
同時,已知 3-4 歲期間的死亡數是 1。
所以,(44) = 10 - (45)。
我們還知道:
4-5 歲的期初存活數是 2。
3-4 歲期間的死亡數是 1。
所以,期初存活數 (3-4歲) - 期末存活數 (3-4歲) = 1。
(45) - 2 = 1。
因此,(45) = 2 + 1 = 3。
現在可以計算 (44) 了:
(44) = 10 - (45) = 10 - 3 = 7。
計算 (46):
4-5 歲期間的期初存活數是 2。
4-5 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (4-5歲) - 期末存活數 (4-5歲)。
期末存活數 (4-5歲) = 期初存活數 (5-6歲) = 1。
所以,(46) = 2 - 1 = 1。
總結計算結果:
(43) = 73
(44) = 7
(45) = 3
(46) = 1
生命表填寫完整:
| Age (years) | Num. of survivors at the beginning of each year | Number of deaths during the year |
|---|---|---|
| 0-1 | 1000 | 927 |
| 1-2 | 73 | 63 |
| 2-3 | 10 | 7 |
第 48 題
43-48. Based on the given values, please complete the below life table of a species (questions 43-46, each blank 1pt), then draw its
survivorship curve (question 47) and answer question 48 (questions 47-48, 2pt each).
Age (years) | Num. of survivors at the
beginning of each year | Number of deaths during the
year
---|---|---
0-1 | 1000 | 927
1-2 | (43) | 63
2-3 | 10 | (44)
3-4 | (45) | 1
4-5 | 2 | (46)
5-6 | 1 | 1
On the answer sheet, draw the survivorship curve with the coordinates below (47).
Number of survivors
1000-
100-
10-
1
0
1
2
3
4
5
6
Age (year)
Following the above, this kind of survivorship curve is typical for (48) -selected animals in terms of r/K life-history
strategy.
登入後即可作答並保存紀錄。
此題考查生命表(life table)的計算、存活曲線(survivorship curve)的繪製,以及 r/K 選型的判斷。
首先,我們需要根據生命表中的數據來計算缺失的部分。生命表的基本關係是:
期初存活數 = 期末存活數 + 當期死亡數
期末存活數 = 下一期期初存活數
當期死亡數 = 期初存活數 - 期末存活數
計算 (43):
期初存活數 (1-2歲) = 期末存活數 (0-1歲) = 1-2歲期間的期初存活數。
生命表的結構是:
Age (years) | Num. of survivors at the beginning of each year | Number of deaths during the year |
|---|---|---|
| 0-1 | 1000 | 927 |
| 1-2 | (43) | 63 |
| 2-3 | 10 | (44) |
| 3-4 | (45) | 1 |
| 4-5 | 2 | (46) |
| 5-6 | 1 | 1 |
從 0-1 歲的數據可知,期初存活 1000 人,死亡 927 人,那麼 1-2 歲的期初存活數應該是 1000 - 927 = 73 人。
所以,(43) = 73。
計算 (44):
2-3 歲期間的期初存活數是 10。
1-2 歲期間的期初存活數是 (43) = 73。
2-3 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (2-3歲) - 期末存活數 (2-3歲)。
期末存活數 (2-3歲) = 期初存活數 (3-4歲) = (45)。
所以,(44) = 10 - (45)。
我們需要先計算 (45)。
計算 (45):
3-4 歲期間的期初存活數是 (45)。
2-3 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (2-3歲) - 期初存活數 (3-4歲)
= 10 - (45)。
同時,已知 3-4 歲期間的死亡數是 1。
所以,(44) = 10 - (45)。
我們還知道:
4-5 歲的期初存活數是 2。
3-4 歲期間的死亡數是 1。
所以,期初存活數 (3-4歲) - 期末存活數 (3-4歲) = 1。
(45) - 2 = 1。
因此,(45) = 2 + 1 = 3。
現在可以計算 (44) 了:
(44) = 10 - (45) = 10 - 3 = 7。
計算 (46):
4-5 歲期間的期初存活數是 2。
4-5 歲期間的死亡數 = 期初存活數 (4-5歲) - 期末存活數 (4-5歲)。
期末存活數 (4-5歲) = 期初存活數 (5-6歲) = 1。
所以,(46) = 2 - 1 = 1。
總結計算結果:
(43) = 73
(44) = 7
(45) = 3
(46) = 1
生命表填寫完整:
| Age (years) | Num. of survivors at the beginning of each year | Number of deaths during the year |
|---|---|---|
| 0-1 | 1000 | 927 |
| 1-2 | 73 | 63 |
| 2-3 | 10 | 7 |
第 49 題
49-52. A predator's functional response describes how per predator consumption rate varies with prey availability. The
commonly-used ones are Holling type-I, type-II, and type-III. Please draw the classic shape of the Holling type-II and type-III
functional response. On the answer sheet, draw a plot with the coordinates below (i.e., x-axis is "prey availability" and y-axis is
"predation rate per predator") and sketch the shape of the functional response. Then, name one biological mechanism that cause the
functional response to have the specific shape. (4 questions, 2 points each)
(49)
Holling type-II functional response
Predation rate per predator
Prey availability
Biological mechanism: (50)
(51)
Holling type-III functional response
Predation rate per artifact
Prey availability
Biological mechanism: (52)
登入後即可作答並保存紀錄。
此題考查 Holling 功能反應(Holling's functional response)的類型 II 和類型 III 的圖形以及其背後生物學機制。功能反應描述了捕食者單位時間內對獵物的捕食率如何隨獵物數量的變化而變化。
Holling type-II functional response (49 & 50):
圖形 (49):
Holling type-II 功能反應曲線的特點是:
- 在獵物數量(prey availability)較低時,捕食率(predation rate per predator)隨獵物數量增加而增加,但增加的速率逐漸減慢。
- 隨著獵物數量進一步增加,捕食率趨於一個飽和值(asymptotic maximum),不再隨獵物數量增加而增加。
- 這條曲線呈現一個「S」形,但起始點在原點,且逐漸趨於水平。
在圖上繪製時,橫軸為 Prey availability,縱軸為 Predation rate per predator。曲線從原點開始,上升,然後逐漸變平,趨近於一條水平漸近線。
生物學機制 (50):
Holling type-II 反應的主要限制因素是捕食者本身的處理時間(handling time)。處理時間包括:搜尋獵物、捕捉、殺死、取食以及休息恢復的時間。
- 當獵物數量很少時,捕食者有足夠的時間去尋找和處理每一個獵物,因此捕食率主要取決於獵物數量的多少。
- 當獵物數量增加時,捕食者花費在尋找獵物上的時間減少,但牠們用於捕捉、殺死、取食和休息的時間是有限的。隨著獵物數量的增加,捕食者會越來越多地處於「忙碌」狀態,牠們能處理的獵物數量接近牠們的生理極限,即處理時間成為主要限制因素。
- 因此,捕食率達到飽和,不再隨獵物數量增加而增加。
Holling type-III functional response (51 & 52):
圖形 (51):
Holling type-III 功能反應曲線的特點是:
- 在獵物數量非常低時,捕食率相對較低。
- 隨著獵物數量增加,捕食率迅速增加。
- 當獵物數量達到一定水平後,捕食率趨於飽和,不再隨獵物數量增加而增加。
第 50 題
49-52. A predator's functional response describes how per predator consumption rate varies with prey availability. The
commonly-used ones are Holling type-I, type-II, and type-III. Please draw the classic shape of the Holling type-II and type-III
functional response. On the answer sheet, draw a plot with the coordinates below (i.e., x-axis is "prey availability" and y-axis is
"predation rate per predator") and sketch the shape of the functional response. Then, name one biological mechanism that cause the
functional response to have the specific shape. (4 questions, 2 points each)
(49)
Holling type-II functional response
Predation rate per predator
Prey availability
Biological mechanism: (50)
(51)
Holling type-III functional response
Predation rate per artifact
Prey availability
Biological mechanism: (52)
登入後即可作答並保存紀錄。
此題考查 Holling 功能反應(Holling's functional response)的類型 II 和類型 III 的圖形以及其背後生物學機制。功能反應描述了捕食者單位時間內對獵物的捕食率如何隨獵物數量的變化而變化。
Holling type-II functional response (49 & 50):
圖形 (49):
Holling type-II 功能反應曲線的特點是:
- 在獵物數量(prey availability)較低時,捕食率(predation rate per predator)隨獵物數量增加而增加,但增加的速率逐漸減慢。
- 隨著獵物數量進一步增加,捕食率趨於一個飽和值(asymptotic maximum),不再隨獵物數量增加而增加。
- 這條曲線呈現一個「S」形,但起始點在原點,且逐漸趨於水平。
在圖上繪製時,橫軸為 Prey availability,縱軸為 Predation rate per predator。曲線從原點開始,上升,然後逐漸變平,趨近於一條水平漸近線。
生物學機制 (50):
Holling type-II 反應的主要限制因素是捕食者本身的處理時間(handling time)。處理時間包括:搜尋獵物、捕捉、殺死、取食以及休息恢復的時間。
- 當獵物數量很少時,捕食者有足夠的時間去尋找和處理每一個獵物,因此捕食率主要取決於獵物數量的多少。
- 當獵物數量增加時,捕食者花費在尋找獵物上的時間減少,但牠們用於捕捉、殺死、取食和休息的時間是有限的。隨著獵物數量的增加,捕食者會越來越多地處於「忙碌」狀態,牠們能處理的獵物數量接近牠們的生理極限,即處理時間成為主要限制因素。
- 因此,捕食率達到飽和,不再隨獵物數量增加而增加。
Holling type-III functional response (51 & 52):
圖形 (51):
Holling type-III 功能反應曲線的特點是:
- 在獵物數量非常低時,捕食率相對較低。
- 隨著獵物數量增加,捕食率迅速增加。
- 當獵物數量達到一定水平後,捕食率趨於飽和,不再隨獵物數量增加而增加。
第 51 題
49-52. A predator's functional response describes how per predator consumption rate varies with prey availability. The
commonly-used ones are Holling type-I, type-II, and type-III. Please draw the classic shape of the Holling type-II and type-III
functional response. On the answer sheet, draw a plot with the coordinates below (i.e., x-axis is "prey availability" and y-axis is
"predation rate per predator") and sketch the shape of the functional response. Then, name one biological mechanism that cause the
functional response to have the specific shape. (4 questions, 2 points each)
(49)
Holling type-II functional response
Predation rate per predator
Prey availability
Biological mechanism: (50)
(51)
Holling type-III functional response
Predation rate per artifact
Prey availability
Biological mechanism: (52)
登入後即可作答並保存紀錄。
此題考查 Holling 功能反應(Holling's functional response)的類型 II 和類型 III 的圖形以及其背後生物學機制。功能反應描述了捕食者單位時間內對獵物的捕食率如何隨獵物數量的變化而變化。
Holling type-II functional response (49 & 50):
圖形 (49):
Holling type-II 功能反應曲線的特點是:
- 在獵物數量(prey availability)較低時,捕食率(predation rate per predator)隨獵物數量增加而增加,但增加的速率逐漸減慢。
- 隨著獵物數量進一步增加,捕食率趨於一個飽和值(asymptotic maximum),不再隨獵物數量增加而增加。
- 這條曲線呈現一個「S」形,但起始點在原點,且逐漸趨於水平。
在圖上繪製時,橫軸為 Prey availability,縱軸為 Predation rate per predator。曲線從原點開始,上升,然後逐漸變平,趨近於一條水平漸近線。
生物學機制 (50):
Holling type-II 反應的主要限制因素是捕食者本身的處理時間(handling time)。處理時間包括:搜尋獵物、捕捉、殺死、取食以及休息恢復的時間。
- 當獵物數量很少時,捕食者有足夠的時間去尋找和處理每一個獵物,因此捕食率主要取決於獵物數量的多少。
- 當獵物數量增加時,捕食者花費在尋找獵物上的時間減少,但牠們用於捕捉、殺死、取食和休息的時間是有限的。隨著獵物數量的增加,捕食者會越來越多地處於「忙碌」狀態,牠們能處理的獵物數量接近牠們的生理極限,即處理時間成為主要限制因素。
- 因此,捕食率達到飽和,不再隨獵物數量增加而增加。
Holling type-III functional response (51 & 52):
圖形 (51):
Holling type-III 功能反應曲線的特點是:
- 在獵物數量非常低時,捕食率相對較低。
- 隨著獵物數量增加,捕食率迅速增加。
- 當獵物數量達到一定水平後,捕食率趨於飽和,不再隨獵物數量增加而增加。
第 52 題
49-52. A predator's functional response describes how per predator consumption rate varies with prey availability. The
commonly-used ones are Holling type-I, type-II, and type-III. Please draw the classic shape of the Holling type-II and type-III
functional response. On the answer sheet, draw a plot with the coordinates below (i.e., x-axis is "prey availability" and y-axis is
"predation rate per predator") and sketch the shape of the functional response. Then, name one biological mechanism that cause the
functional response to have the specific shape. (4 questions, 2 points each)
(49)
Holling type-II functional response
Predation rate per predator
Prey availability
Biological mechanism: (50)
(51)
Holling type-III functional response
Predation rate per artifact
Prey availability
Biological mechanism: (52)
登入後即可作答並保存紀錄。
此題考查 Holling 功能反應(Holling's functional response)的類型 II 和類型 III 的圖形以及其背後生物學機制。功能反應描述了捕食者單位時間內對獵物的捕食率如何隨獵物數量的變化而變化。
Holling type-II functional response (49 & 50):
圖形 (49):
Holling type-II 功能反應曲線的特點是:
- 在獵物數量(prey availability)較低時,捕食率(predation rate per predator)隨獵物數量增加而增加,但增加的速率逐漸減慢。
- 隨著獵物數量進一步增加,捕食率趨於一個飽和值(asymptotic maximum),不再隨獵物數量增加而增加。
- 這條曲線呈現一個「S」形,但起始點在原點,且逐漸趨於水平。
在圖上繪製時,橫軸為 Prey availability,縱軸為 Predation rate per predator。曲線從原點開始,上升,然後逐漸變平,趨近於一條水平漸近線。
生物學機制 (50):
Holling type-II 反應的主要限制因素是捕食者本身的處理時間(handling time)。處理時間包括:搜尋獵物、捕捉、殺死、取食以及休息恢復的時間。
- 當獵物數量很少時,捕食者有足夠的時間去尋找和處理每一個獵物,因此捕食率主要取決於獵物數量的多少。
- 當獵物數量增加時,捕食者花費在尋找獵物上的時間減少,但牠們用於捕捉、殺死、取食和休息的時間是有限的。隨著獵物數量的增加,捕食者會越來越多地處於「忙碌」狀態,牠們能處理的獵物數量接近牠們的生理極限,即處理時間成為主要限制因素。
- 因此,捕食率達到飽和,不再隨獵物數量增加而增加。
Holling type-III functional response (51 & 52):
圖形 (51):
Holling type-III 功能反應曲線的特點是:
- 在獵物數量非常低時,捕食率相對較低。
- 隨著獵物數量增加,捕食率迅速增加。
- 當獵物數量達到一定水平後,捕食率趨於飽和,不再隨獵物數量增加而增加。