3-6 What Happens to Matter in an Ecosystem?

1.在大自然中某些元素或化合物之循環，會造成營養物質在大氣、
水、土壤、岩石以及有機體中流動，使之循環重覆使用，此即稱
之為『生物地球化學循環』。

2.而此類的循環有：水循環、碳循環、氮循環、磷循環...等，其
中又以水循環以及碳循環較為重要。

3.碳循環：地球的碳元素可由環境進入生物體內，再釋回環境中，
此一過程稱為碳循環。環境中能夠為生物利用的碳，主
要指大氣中的二氧化碳。大氣二氧化碳可因植物的光合
作用而固定於植物體內，形成有機碳，再由食物鏈傳遞
進入動物體內，同時海洋亦能貯存大量的二氧化碳。生
物體內的碳可藉呼吸作用及分解者之分解再形成二氧化
碳，回歸於大氣，形成碳的循環。人類活動如石化燃料
的燃燒、砍伐森林，造成二氧化碳排放量增加，同時造
成二氧化碳固定量明顯減少，對碳循環產生巨大的影響。

4.水循環：由於太陽的照射，使得海洋和陸地的水分子蒸發，遇冷
凝結為水滴，再以降水形式降落至海洋、陸地。降至地
面的雨、雪，部分在高寒之地形成冰河，部分則在較低
暖之區，或匯瀦成湖泊；或匯流成河川；或滲入土壤中
成為地下水。最後河、湖、地下水等水分子再流入海洋。
透過蒸發、降水的過程，使地球上的水分不斷在大氣圈
、水圈、岩石圈、生物圈流動的現象，稱為水循環。由
於地球上的水可以不斷循環，因此是一種可更新的資源
，具有取之不竭的特性。

3-7　How Do Scientists Study Ecosystems?

1.親臨於大自然中，實際探訪、直接採樣、觀察、研究。

2.從圖書館獲運用網路資源找尋相關資料，並加以分析、歸納、註解。

3.仿造生態系統並做出相似之模型，以便做研究。

3-3 What Are the Major Components of an Ecosystem?

1.生物圈是由兩大體系共同組成的，分別為：
a.無生命體：水、空氣、營養物、太陽能...
b.有生命體：植物、動物、微生物...

2.食物鏈：生產者(直接運用太陽能製造能量之綠色植物或藻類)→初級消
費者(攝取生產者以產生本生所需之能量)→次級消費者(攝取生
產者或初級消費者以產生本生所需之能量)→三級消費者(以此
類推)→分解者(分解動植物屍體中的有機物並且利用其中的能量
，將有機物轉化成為無機物供生產者如植物再利用，重新以有機
物形式出現於食物鏈的基層，因此造就了能量的循環。細菌、蚯
蚓等生物便屬於分解者。)

3.食物網：由於各種生物未必只依賴一種食物為生，互相之間甚至還有互為
食物的關係，這些複雜的關係往往不是一根鏈條能說明的，因此
把各種關係聯繫起來就會組成一個「網」，此即為食物網。

3-4 What is Biodiversity and Why is it important?

1.生物多樣性是指陸地、海洋和其他水生生態系等所有生態系中活生物體
，包括植物、動物及微生物和它們所擁有的基因以及由這些生物和環境
所構成生態系。
2.生物多樣性包括了遺傳多樣性、物種多樣性及生態系多樣性三個層面。
3.它之所以重要是因為它可使生態環境維持穩定的基礎，並提供了人類賴
以生存的生命維持系統，其功能如保護土壤、穩定水文、調節氣候。

3-5 What Happens to Energy in an Ecosystem?

能量的流動是透過生態系統中的食物鍊或食物網的關係，由生產者→
初級消費者→次級消費者→三級消費者...以此類推，但每當能量轉移一次
十，僅會保留與原本相比十分之ㄧ的能量給高一層的生物，其餘的百分之九
十會轉變成熱能散佈在環境中，此為十分之ㄧ法則。

然而越高等的生物其所需之能量，相對也越多，因此若要較有效吸收能
量，最好的方法就是直接攝取生產者或較低階層之消費者。

3-1 What is ecology?

1.生態學就是在研究生物與環境的中的物質和能量的相互關係的科學。
其最基本的任務就是研究、認識生物與其環境所形成的結構以及這種
結構所表現出的功能關係的規律。

2.科學家將有機體等級化，其等級體系由小到大分別為：原子→分子(到
此為化學層級)→細胞(物體之基本單位)→有機體(到此屬於細胞層級)
→族群→群聚→生態系→生物圈(到此為生態層級)

3-2 What keeps us and other organisms alive?

維持生物的生存主要是依靠大自然中的四大系統，分別為：大氣層、
水圈、岩石圈以及生物圈

2-3 How can matter change?

1.物質主要會經歷物理變化、化學變化、核反應等三種變化。
隨著變化的不同，也會有不同的結果產生。

2.物理變化：指物質外在形狀的改變，而自己本身卻沒有改變，
也就是說他本身的原子或離子均與原來相同，並無
因此而增加或減少，只是分子和分子間距離改變。
例如：水的三態為固態、液態、氣態，他們存在的
型式雖然不一樣，但是終究還是水，這是不變的。

3.化學變化：就是分子重新組合排列，但是本身的原子並沒有被
破壞，但是物理變化可以隨便轉換，而化學變化就
沒辦法，它通常是無法復原的。例如：氫氣＋氧氣
產生水，氫氣本來是Ｈ－Ｈ排列，氧氣是Ｏ＝Ｏ排
列，最後水是Ｈ－Ｏ－Ｈ排列，但是是有角度的，
類似 Ｏ 。
／＼
Ｈ　Ｈ

4.核反應：分為天然放射性衰變，核分裂和核融合三種，它不像
物理變化和化學變化有遵守『質量守恆定律』，它僅
遵守『質能守恆定律』，因為他涉及到了核的變化。

2-4 What is energy and how can it change its form?

1.能量主要是被用來做功或是將其轉換成熱是放於大自然中。

2.能量的轉換主要是靠兩大科學定律，分別是：
a.熱力學第一定律：也叫能量不滅原理，就是能量守恆定律，
不同的能量形式之間可以相互轉化，但是能量既不能憑空產
生，也不能憑空消失。
b.熱力學第二定律：是指熱永遠都只能由熱處轉到冷處，這代
表著在自然界的過程，熱能只會從較高溫處傳往較低溫處。

2-5 How can we use matter and energy more sustainably?

在現在這個工業化的社會，隨著科技日新月異的發展和進步，
伴隨而來的問題就是能源的浪費和短缺，為了解決此問題，我們應
該節約能源並能重覆使用大自然中有限的資源。

作業 2-1~2-2

2-1 What is science
單字
conclusion 結論
theory 學說
investigate 調查,研究
prediction 預言
tentative 暫時性的
reliable 可靠的;確實的
limitation 限制
disprove 反駁
absolute 絕對的

主旨
科學的定義：
所謂的(科學)是指人類嘗試去解釋
自然現象而形成的學問。

科學的步驟：
觀察→提出問題→假設→實驗→結
果(若實驗結果與假設不符，則須作
另一個新的假設，然後再根據新的
假設做實驗，須一直重複直到結果
與假設符合為止)→結論(支持假說)
→學說→經過多次實驗確認無誤後
→定律。

作業 1-4~1-6

1-4 What is pollution and what can we do about it？
單字
volcanic eruption 火山爆發
identifiable 可認明的;可識別的
industrial 工業的
drainpipe 排水管
pesticide 殺蟲劑
temporary 暫時的
consumption 消耗;用盡
corresponding 符合的;一致的
emphasis 強調,重視,重點


主旨
汙染是指物質在大自然環境中，
所產生的任何物理或化學變化，
會對人類或其他生物造成傷害；
然而它可分為天災和人為因素，
如火山爆發即為前者，而燃燒煤
碳或石油釋放有毒氣體為後者。

對於污染所採取的措施有事先預
防，以及事後處理兩種方法，但
是就結果論或經濟效益而言，學
者們大多鼓勵我們事先預防要比
事後處理的效率來的好，因為有
些嚴重的污染往往會造成一發不
可收拾的後果，因此若要做事後
的補救可能會花費龐大的資金，
還未必能將環境還原成原樣，有
時甚至會花大錢做白工，相對的
若是先能做好防範措施，才能將
污染情況減到最輕。

作業 1-1~1-3

1-1 What is an environmentally sustainable society？
單字
sustainable 可維持的、可承受的
interact 互相作用
be part of 屬於
interdisciplinary 各學科間的
geology 地質學
demography 人口統計學
political 政治的
humanities 人文學科
philosophy 哲學
ethics 倫理學、道德學
ecology 生態學
ecosystem 生態系統
environmentalism 環境保護論
sustainability 永續性
critical 關鍵性的
capital 資本
material 物質的
renewable 可恢復的
purification 淨化
solar 源自太陽的
photosynthesis 光合作用
biofuel 生物燃料
residue 殘餘物
degrade 使降級
replenish 把...再備足
harvest 收穫
implement 實施
diverse 多種多樣的
conflict 矛盾,衝突
trade off 交替
compromise 妥協方案,折衷辦法
concept 概念
innovative 創新的
current 當前的
income 收入;所得

主旨
地球上的資源並非取之不盡、用之不竭的，
若人類為了個人私慾而過度開發自然資源，
使得一切失去原有的平衡，那麼人類所擔心
的能源危機將會提早出現。