| 影響全球動植物分布的地理因素，有遠因及近因。遠因是巨觀的，指地層中含生物化石的6億年來，地球表面因板塊漂移，及生物不斷演化，造成的生物地理區分；近因是指最後一次冰期於1萬年前結束以來，地球表面的非生物及生物要素，也就是洪積世生態系的組合要素，如陽光、溫度、水、風、地形、土壤、火及動、植物等，對今日動植物分布形成的影響。 |
第一節、全球生物分布的影響因素
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| 影響全球生物分布的遠因是巨觀的，可由6億年來板塊漂移與氣候變遷下的巨演化來探討（圖2-1）。 一、古生代是泛大陸與泛海洋時期，時間在距今6億年至2億4千萬年前，初期的動物棲地多以水域為主，後期發展出濕地植物及兩棲動物。 二、中生代時期，自2億4千萬年至6千5百萬年前，承繼古生代演化下來的動植物，並在溫暖而規律的氣候條件下，發展出優勢的裸子植物及爬行類動物，分布於水、陸域並活動至空域。 三、新生代時期，自6千5百萬年前至今日，因為中生代陸板塊的大規模分離，此時已蔚然形成地形複雜的數大板塊區，大規模的造山運動，加上最近200萬年的冰河時期，如今除了傳承古生代、中生代演化下來的動植物外，最優勢的動植物，皆是曾耐冰河時期嚴寒氣候條件考驗後的物種，如植物方面的被子植物，其種子被保護於子房內；動物方面的哺乳類，其胎兒是保護於母體的子宮內。 |
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| 影響全球生物分布的近因，是最近一次冰期結束以來的１萬餘年，也就是洪積世時期，地球表面的生物（植物、動物及真菌類等）在非生物要素（如陽光、溫度、水、風力、地形、土壤、礦物質及火等）的供應或影響下，於其棲地（habitat，即生物生存的空間）中，扮演自己的角色，發揮一己的功能，與其他生物種（species）形成以能量（energy）及物質（material）轉換的動態系統，這個系統，也就是結合ecological system 兩個字合成的生態系統，或簡稱生態系（ecosystem），（見圖21-2），有陸域生態系及水域生態系等類型。 |
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第二節、生態系的組合要素與生態平衡
| 生態系的組合要素有非生物要素及生物要素兩方面：
一地提供動植物生存的陽光、溫度、水分、地形、土壤、礦物質及火等自然地理要素，其對動植物分布的影響如下（圖2-2）： 一、陽光 |
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| 生物直接或間接依賴太陽能而生存，譬如植物吸收太陽輻射能後經光合作用轉變為化學能，供組織需要而成長，再為其他生物利用轉化成熱生物直接或間接依賴太陽能而生存，譬如植物吸收太陽輻射能（圖2-3）。光合作用的速率和其接受的太陽能強度密切相關，太陽能的強度因與日照的角度密切相關，故生物的數量與分布的密度，由低緯區向高緯區遞減。 | |
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| 二、溫度 | |
| 溫度包括氣溫、土溫及水溫。不論陸棲、穴居或水棲的生物，皆有其生存的臨界溫度（圖2-4），在熱帶及低海拔地區，溫度較暖，其生物數量及分布密度比寒帶及高海拔地區為高。 |
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| 三、水分 | |
| 生物體主要成份是水，每日生活需要水，故供水充沛的地區生物數量與密度皆高，陸域乾燥的地區如沙漠地僅分布能耐乾旱的生物。 | |
| 四、風力 | |
| 風力強勁的地區，植物生長不易，加上水分易蒸發，環境益形惡劣，生物分布較少。 | |
| 五、地形 | |
| 地形因素中，有海拔高度、坡向、坡度等。海拔高度會影響一地的氣溫，因為溫度隨海拔高度遞減；坡向與一地向陽與否、日照多少關係密切；坡度或陡或緩，會影響土壤層的厚度，陡坡土層薄，植物著根不易。再者，一些特殊地形如石灰岩、火山或沙丘地形區等，則依其特殊性有不同生物分布其間。 | |
| 六、土壤及礦物質 | |
| 土壤含有礦物質、有機質及水分，提供植物生長所需，不同地區土壤，其土質特性、結構、酸鹼性、腐植質以及含水量等，皆不相同，形成不同植被區。又地面向下約1公尺深度，土溫已能保持恆常，故氣候極端區的動物；或某些幼年期的動物，多藏身土洞中，以為過渡時期之棲所。 | |
| 七、火 | |
| 除了相當冷及潮溼的地方，陸域生態中火是相當重要的因子，由化石上及歷史的文獻証明地表許多地區常有定期火災，譬如美國加州每隔25年的森林大火會把荊棘矮叢林燒盡，來年春天成為草原區、數年後轉成蕨類植物叢生區，再隔數年又發展回荊棘矮叢林，這是生態演替（eclolgical succession）循環現象的例子。 | |
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| 就生物本身而言是影響生物分布的重要因素，譬如植物傳播時與其繁殖的條件有關，菊科植物的種子常附冠毛，故可隨風及氣流傳播遠方；動物的移動亦會攜帶植物的種子，傳播至新區，而動物本身若行年中移動，亦會造成動物在移動的過程中，隨機落戶，譬如有些候鳥漸成為其移動路線中之留鳥等。而動物中的人類是造成地球生物分布最大的影響者，人類除了對野生物的分布有直接影響外，也培育農牧業用之栽培種，對於全球生物分布形成間接的影響。就生態系概念而言，影響一地生物組成的基本要素有三類：即扮演生產者的植物類、消費者的動物類及分解者的真菌類(圖2-3)。 一、生產者(producers) |
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| 是指含有葉綠體的植物如：藻類、苔類及維管束植物，利用太陽能將水及二氧化碳轉成碳水化合物以成長，它們是生態系的基礎，供應其他生物生存需要，故稱之生產者。 二、消費者(consumers) |
| 是指食用植物或其他動物維生的動物類，依其食性主要可分三類：食草動物類（如兔、羊、蝗蟲）、食肉動物（如蛇、鷹、蜘蛛）及雜食動物（即食草也食肉的動物，如猴、熊、麻雀）。 三、分解者(decomposers) |
| 在生態系中，將上述生產者及消費者死亡後的殘體分解為無機物，並釋放出能以還原回非生物環境，提供生產者生長需要的生物，如真菌（蕈類）及細菌等。由此可知，生態系最重要的概念就是能量的循環。能量來自太陽能及土壤中的礦物質，植物藉此行光合作用製造碳水化合物，亦即植物把太陽幅射能轉成化學能。草食動物吃了植物將化學能在體內燃燒產生熱能，動植物死亡之殘體被腐生菌分解，再將無機物營養釋回土壤，供植物吸收，構成能量與物質的循環。（見圖2-2生態系概念內的箭頭方向） |
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| 由上面的生態系觀念可知，任何棲地生態系的平衡是其能量與物質在不斷變化的輸入與輸出狀況下，達到生生不息的平衡，如有任何不當的干擾皆會造成該生態系的失衡，譬如，一個生意盎然的湖泊，由於湖泊給水區上游植被濫伐，並施用肥料、農藥栽培果樹、或排放家畜或家禽排泄物，使得湖泊營養大增，浮游生物或藻類因而大量繁殖、形成優養湖，湖中的氧氣漸稀，湖中的動、植物因而死亡，湖泊成為死湖。又如人類於一熱帶森林中大量捕捉蛇類，使得原以蛇類為天敵的鼠類，沒有蛇類的威脅而大量繁殖，破壞森林影響生態平衡。 |
| 【作業】 | |
| 一、請扼要說明地表動、植物分布的遠因。 二、請扼要說明地表動、植物分布的近因。 三、何謂棲地？何謂生態系？生態系中非生物要素與生物要素的組成狀況如何？ 四、地表生物如何依賴太陽能（或稱太陽輻射能）而生存？ 五、何謂生態平衡及生態失衡？ |
| 【解釋名詞】 | |||||||||
| ※板塊漂移 大陸漂移的概念是德國氣象學家韋格納(Alfred Wegener)1915年正式提出的。他與當時許多地質及生物學者一樣，懷疑地表曾經變動過，於是鍥而不捨地整理出一些例證，譬如：他提出南美洲與非洲似乎曾經相連過，兩洲漂開的位置在南美洲的東部(即巴西的東端)，與非洲中部西海岸(即幾內亞灣沿岸)(圖1)。 你是不是也發現了這兩洲之間的祕密？。
圖1 韋格納觀察到的大陸漂移處之一 1 板塊組合與海水的覆蓋 地質學家習慣將地球分為岩石圈、軟流圈、中層圈及地核。所謂的岩石圈是由冷而剛硬的岩石所構成，包括了地殼及部份的上地函，漂浮於軟流圈上。岩石圈由許多獨立的單元組成，每個單元有運動方向及速度，這些單元即所謂的「板塊」。依板塊面積大小，可分為大板塊及小板塊，大板塊有七塊，如非洲、歐亞、印度-澳大利亞、南美洲、北美洲、南極洲及太平洋板塊等;小板塊如菲律賓、可可斯板塊等。全球超過三分之二的板塊面積是被海水覆蓋著(圖2)。
圖2 地球表面的板塊組合(上圖)及被海水覆蓋的現況(下圖) 2 板塊漂移的過程與方向 古生代距今6億至2億多年前，當時地球表面以大洋為主，陸塊聚集
(圖3a)；板塊大規模的漂移，主要發生在中生代的1億多年期間，形成呈現地形複雜的數大洲(圖3b)；新生代時期自6千5百萬年前至今，地表大洲漂移到目前的位置(圖3c)；未來的海陸分布，會是怎樣的情形？這是許多人感興趣的問題！
圖3 古生代至今天地表板塊漂移 3 板塊漂移與火山作用 板塊漂移是地球內部的熔岩等物質對流，因而造成浮在上方的板塊運動的現象。板塊漂移時的方向有很多種，如:相向而行、相背而行、相錯而行等(圖4)。 在海板塊與陸板塊相向而行的地區，因為兩板塊相擠壓造成山脈，同時因反作用力造成深凹的海溝，這種地區常常多火山、斷層、地震等地質作用。譬如歐亞板塊與菲律賓板塊相向而行，不斷的擠壓形成臺灣島，這項造陸運動迄今仍在激烈進行，所以臺灣多火山、斷層等地形，並時常發生地震(圖4)。
圖4 板塊移動的方向及彼此間的關係 民國88年9月21日因為車籠埔斷層活動，發生規模7.3級的集集大地震，造成卓蘭、豐原到集集的南北縱向破裂帶，使得臺灣中部的居民生命受到威脅、財產遭到巨大損失(圖5)。
圖5 「921」集集大地震斷層破裂地帶
因為，地震是臺灣島及其他同性質的島嶼或地區得以誕生及未來「繼續成長」的必經過程，所以在島上生活的人，要了解地質條件並發揮「生活智慧」與動態的環境和諧共存，才能「永續發展」。
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| 相關網站： | 地球科學板塊運動 | ||||||||
| 國立中央大學應用地質研究所/地科教室/大陸漂移 | |||||||||
| 高中地理資訊教育軟體與教材資源中心 | |||||||||
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| 中研院地科所 http://www.earth.sinica.edu.tw/plate.html 板塊運動與地震起源（高弘，中研院地科所副研究員）； |
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| ※巨演化 | ||
| 演化這個字的字意是--逐漸變化。依生物學而言，「演化」(evolution)指的是「生物演化」(organic evolution)，這個理論是說生物以及他們所形成的族群，循著歷史軌跡，逐漸變化，因此，所有生物在遺傳上多少都有親緣關係，以哺乳動物為例，今天使用演化一詞，可以是「微演化」(Microevolution)，指族群內基因頻率的變化，所以微演化通常發生在種內的變化。另外，也可以是「巨演化」(Macroevolution)，指演化發生在種層以上的變化，它可能是屬，或是更高層的生物分類上的變化，其廣泛的意義，及所有生命都有繼承於少數幾個祖先。 | ||
| 相關網站： | http://www.micro.utexas.edu/courses/levin/bio304/evolution/repriso.html(英文) | |
| ※冰期 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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冰河時期，或稱冰期(Ice age)係指冰川作用蔓延至一般無冰區的時期。在第四紀的更新世就發生過數次 (見表一)。（注：第四紀指最近的兩百萬年，其中，更新世(Pleistocene)是距今2,000,000~10,000年前;
洪積世或稱全新世(Holocene)是最近的10,000年,也就是玉木冰期後的間冰期）(圖1)。
一般認為溫度下降5~9℃，足以在中高緯度引起冰和雪的永久性累積。這種溫度下降可能有幾種因素引起，包括太陽輸出能量的波動、因火山活動而引起氣塵量的增加並減低了入日 射、地球軌道的變化，以及大陸漂移引起地球環流系統的混亂。 (資料出處：貓頭鷹出版社的環境科學辭典(全譯自HarperCollinsDictionary of Environment Science))
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| 相關網站： | 全球環境變遷導論 http://eeweb.gcc.ntu.edu.tw/eechange/ch2.htm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 國立臺灣師範大學地球科學系 http://www.geos.ntnu.edu.tw/sea/4/4.htm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 地科教室 http://gis.geo.ncu.edu.tw/gis/globalc/CHAP1310.htm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 地科教室 http://gis.geo.ncu.edu.tw/gis/globalc/CHAP0203.htm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 地科教室 http://gis.geo.ncu.edu.tw/gis/globalc/CHAP0206.htm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 地科教室 http://gis.geo.ncu.edu.tw/gis/globalc/CHAP0908.htm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 地科教室 http://gis.geo.ncu.edu.tw/gis/globalc/CHAP0205.htm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ※洪積世(Holocene) | ||
| 我們目前生活的時期。就地質時期(註1)而言，指最近一次冰期結束至今，時間大約是自一萬餘年以來。(參見冰期條) | ||
| 註1. | 地質時期的相關網站是連結中央地質調查所網站 | |
| http://www.moeacgs.gov.tw/live/fossil/time.htm | ||
| ※生態演替 | ||
| 生態演進(ecological succession)是指生物群聚會隨環境及時間的變遷而發生變化，由一類群聚的逐漸消失為另一新群聚取代的過程，稱為「生態演替」。譬如不毛的沙漠、或被焚為寸草皆毀的林地、草原，此時禾本科植物常最先移入，構先鋒性(或稱先驅性)植物群落，此時間稱為生態演替的「先鋒期」；待惡劣的環境因為先驅植物的改善而漸有較高等的木本植物如灌木類移入及種子喜歡陽光直曬的裸子植物如松、杉樹等，成為群聚結構的主體，此時為「過渡期」；至於終極期的來臨是當地的植物群聚以種子可以在濃庇蔭天的林地下萌發的闊葉硬木如樟樹、櫟樹、山毛櫸、橡樹等為主。這樣，一地的群聚特性由「先鋒期」到「過渡期」以至「終極期」即是行「生態演替」的循序過程。
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| 相關網站： | http://www.css.tayloru.edu/~research/environ/mudflat.html(英文網站) | |
| http://www.wiley.co.uk/college/environet/CH09FAQ.HTM(英文網站) | ||
| 環境科學導論課程大綱 | ||
| ※群聚 | ||
| 群聚又稱群落(Community)指不同種類的動植物，共同生活在某一自然環境，便組成一個特別的生物群落，在這個生物群聚內的生物，都各有其適當地位，彼此互相依賴、影響，達成一個暫停穩定的體系。 | ||
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| 魚類分子演化與淡水生態實驗室 | ||
| 國立彰化師範大學生物學系國中生物第11章生物與環境 | ||
| http://pckweb.ncue.edu.tw/pckweb/database/data/content/ch11/source/ch11-02.html | ||
| ※候鳥 | ||
| 隨著時序的演進、氣候的變化，每年作有規律的和固定路線移棲的鳥類，可分夏候鳥、冬候鳥。夏候鳥—在台灣繁殖，於秋季向低緯度之熱帶地區移棲，而翌年春季再飛返台灣繁殖的侯鳥。冬候鳥—秋季移棲到台灣的侯鳥。
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| ※留鳥 | ||
| 留鳥就是一年四季都看得見，活動於同一個地區的鳥類，也就是從小在本地長大的鳥類。在台灣四百多種鳥類中約佔三分之一，其中還
包括了帝雉（黑長尾雉）、藍腹鷳、台灣山鷓鴣、台灣藍鵲、台灣琉璃鳥、
冠羽畫眉……等十四種其他地區看不到的特有鳥種。多屬於陸棲性的山鳥。
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| ※維管束植物 | ||
| 維管束植物指蕨類、裸子植物及被子植物，其共同特點是具有完整的維管束組織，分布於根、莖、葉、花、果的內部。維管束組織包括木質部(xylem)和韌皮部(phloem)合稱維管束(vascular
bundle)。木質部的主要功能在輸送由根部所吸入的水分及溶在其中的無機鹽類，因多由具次生細胞壁的細胞所組成，故同時司植物體的支持之用；韌皮部則為疏導光合作用的產物。
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