臺灣博碩士論文加值系統

台灣屬西太平洋島嶼，海拔變化大造就地形多變氣候多樣，兼具亞熱帶熱帶氣候型，生物群落的組成與物種的分布模式是脆弱的島嶼生物多樣性，因應氣候變遷之重要議題。本研究沿著台灣中部橫貫公路，設計系統性調查直翅目昆蟲相海拔分布特性。在18個不同海拔之樣區中，選擇12個植被類型，2015年2月起至2016年7月，設定每兩個月採集調查一次，使用生物多樣性監測的定量掃網採集方法。結果共採到2054個標本，依外形分類為238個形態種，除了嚴重受損或無法辨認的標本外，鑑定結果共有7科佔直翅目理論科數的33%。個體數而言，最大的類群為蝗科，共採集到1067隻標本(佔55.3%)，其次為蟋蟀科345隻標本(佔17.9%)，本研究結果也證實蟋蟀科的海拔分布上限為1500m。形態種而言，也是以蝗科(佔29.8%)最多，其次為菱蝗科(佔29.0%)。經過不同海拔各分類群形態種歸群分析，重新定義直翅目昆蟲海拔高度分佈變異範圍，主要為低海拔((500-700), 1000, 1100m)；其次為高海拔(2000-2500m)都是以蝗亞目(Califera)為主；最後是中海拔(1500-2000m)以螽蟖亞目(Ensifera)為主。其他各類群則散布於各海拔樣區。生物及非生物的因子交互作用造成獨特棲地環境進而影響昆蟲相組成之不同，棲地特性對直翅目是重要且直接的影響，在海拔高度間形塑各樣區昆蟲組成，調查樣區環境因子分析結果顯示，至少在低海拔地區，棲地植群(47%)及綠色指標指標值(61%)的相似性相對較高。棲地的影響外，氣候的適應與族群領域及避難作用的遷移造成現存分散與分布也是影響，在中、高海拔地區的直翅目昆蟲能適應當地的棲地，長時間對溫度變化的耐受度與移動性低的物種，受限組成特定類群，取得生存上的優勢；而低海拔物種，環境壓力小，物種的特有性低。海拔高度體型差異，以蝗科做為測量類群，海拔2000m以上的蝗科體型明顯小於海拔1100m以下的類群，不同於以往的環境直減率假說體型會因海拔上升而有線性變化，反而是高海拔與低海拔分成兩群，這可能是因為不同的類群組成以及同族群長時間適應之結果。本研究結果，直翅目的分布特性，高海拔和低海拔的蝗科形態種組成有所區隔，部分證明不同類群物種會有不同的海拔分布特色。系統規劃採集調查的貢獻，除了分析定義各分類群海拔分布形式提供生態學基本資料，也是各個物種的海拔分布資料可供新系統分類學之參考，增加生物學特徵；各分類群的海拔分布範圍可以作為氣候暖化昆蟲海拔分布變化的界標，以高階昆蟲分類群的海拔分布模式作為環境變化監測的指標。

As an island, the topography in Taiwan is highly diversity in elevation. Taiwan located cover the climate zone of tropical and sub-tropical area. And the most worth to be mentioned is the high variation in topography. Therefore, the composition of fauna inventory and ecological survey of the distribution patterns will be the most interested one for biodiversity issue. The insect fauna inventory and monitoring in different elevation is obviously the significant topics. In this study, Orthopteran insects were investigated systematically by the elevational line along with the Central Cross-Island Highway in Taiwan. We set up 18 sampling plots and selected 12 distinct plant vegetation types according to elevation and environment. The specimens collected from February 2015 to July 2016 bimonthly by the sweep-net collecting method which is designed as quantitative sampling method for biodiversity monitory survey. Total of 2054 specimens collected by a standard procedure, and there are 7 families and 238 morpho-species identified recognized. There are 7 families of Orthoptera collected in this study, actually occupied 33.3% of Orthoptera families in the world based on Triplehorn et al. (2005). Besides of the serious damaged and unable to identify, there are 1067 individuals of Acrididae (55.3%) is the largest taxa and Gryllidae (17.9%) is the second large family in this study. The limitation of elevational distribution to the cricket (Gryllidae) was revealed as 1500m. To the morpho-species, Acrididae (29.8%) is the top one too. The second dominant family is Tetrigidae (29.0%). According to the morpho-species we redefined the elevational variation of orthopteran insect, mainly in low elevation ((500-700), 1000, 1100m); high (2000-2500m); then mid elevation (1500-2000m). Califera mostly in low elevation except small parts of Acrididae in high elevation. Ensifera partially in elevation and partially distributed various. Total influence to the habitat is very important and to the insect fauna of Orthoptera in each plot. The result show the similar trend in both insect fauna and habitat. At least the low elevation plot similarity. In addition, it was found that body size of Acrididae not smaller when elevation higher. This study is part of biodiversity survey by standard operation procedure. The elevation distribution pattern formed by comparing insect composition and fauna similarity is a simple and available way to define the biodiversity pattern in elevation distribution. The elevation distribution pattern of each higher taxon of Orthoptera insect will be applied in the environmental change as indicators and index of integrated biodiversity survey method.

摘要 i
Abstract ii
目次 iii
表目次 v
圖目次 vi
附錄次 viii
前言 1
前人研究 3
一、海拔分布 3
(一)海拔的定義 3
(二)海拔高度於生態學的區分方式 3
二、海拔變化對於昆蟲之影響 4
(一)海拔對生存之影響 4
(二)海拔對分布之影響 5
三、環境監測指標 6
四、氣候指標 6
材料與方法 8
一、研究範圍與樣區選定 8
二、調查時間與方法 8
三、標本處理與存證紀錄 9
四、形態種判定與鑑定 9
五、數據分析 10
(一)直翅目昆蟲相 10
(二)綠色指標值 10
(三)生物歧異指標值 10
(四)環境因子 11
(五)環境因子分析 11
(六)體型測量 12
結果 13
討論 15
參考文獻 19
附錄 61

1.毛俊傑, 陳韋翰, 葛瑞, 謝典修, & 劉力銜. (2012). 宜蘭的蛇類相及其海拔梯度多樣性. 宜蘭大學生物資源學刊, 8(2), 39-49.
2.王保海. (1992). 西藏昆蟲區系及其演化. 河南科學技術出版社.
3.市川顕彦, 伊藤ツゑれ, 加納康嗣, 河合正人, 富永修 & 村井貴史. (2006). дЧУ・ヵレ①ヰ・ワэヰэЗ大図鑑, 687pp. 北海道大学出版会.
4.石再添. (1987). 台灣地理概論. 台灣中華.
5.朱耀沂.（2005）. 台灣昆蟲學史話(1684-1945)。臺北市：玉山社。
6.吳秀美, & 徐勝一. (1998). 二十四節氣在台灣-[大暑] 及 [大寒] 之探討. 國立臺灣師範大學地理研究所學位論文, 1-132.
7.村井貴史, & 伊藤ツゑれ. (2011). дЧУ・ヵレ①ヰ・ワэヰэЗ生態図鑑. 北海道大学出版会.
8.林嘉勇. (2013). 昆蟲在樹木高度層次分佈與日律性研究. 中興大學昆蟲學系所學位論文, 1-120.
9.邱祈榮, 陳子英, 謝長富, 劉和義, 葉慶龍, 王震哲. (2009). 臺灣現生天然植群圖集, 420pp., 行政院農業委員會林務局.
10.姜善鑫. (2001). 揭開福爾摩沙的面紗: 台灣的人文地理. 台北: 文建會, 民國90年.
11.柳榗. (1968a). 台灣植物群落分類之研究(Ⅰ)：台灣植物群系之分類. 林試所研究報告第166號, 26pp.
12.柳榗. (1968b). 台灣產殼斗植物地理之研究. 林試所報告第165號, 24pp.
13.柳榗. (1970). 台灣植物群落分類之研究(Ⅲ)：台灣闊葉樹林諸群系及熱帶疏林群系之研究. 國科會年報4(2), 36pp.
14.柳榗. (1971a). 台灣植物群落分類之研究(Ⅱ)：台灣高山寒原及針葉林群系. 林試所研究報告第203號.
15.柳榗. (1971b). 台灣植物群落分類之研究(Ⅳ)：台灣植物群落之起源發育及地域性之分化.中華農學會報(新)76：39-62.
16.孫旻璇. (2008). 不同海拔的蝶類多樣性及其有潛力指標物種—以太魯閣國家公園為例. 臺灣師範大學生命科學研究所學位論文, 1-82.
17.秦思原, 陳明義, 楊正澤 (2004a). 台灣中部荒廢農地昆蟲群聚與植物防疫。新世紀植物防檢疫研討會專刊. 台灣昆蟲特刊 6: 293-305。
18.秦思原. (2004b). 臺灣中部荒廢農地昆蟲群聚結構探討. 中興大學昆蟲學系所學位論文, 1-141.
19.張光宇. (2015). 竹北蓮花寺濕地食蟲植物生育地之昆蟲資源.中興大學生命科學院學位論文, 1-69.
20.張安瑜. (2013). 氣候及生物因子對尼泊爾埋葬蟲與紅胸埋葬蟲海拔分布的影響. 臺灣大學生態學與演化生物學研究所學位論文, 1-55.
21.章士美. (1997). 中國農林昆蟲地理區劃. 北京: 中國農業出版社.
22.郭仕強. (2002). 台灣東部水璉海岸林生態系節肢動物群聚之探討. 中興大學昆蟲學系所學位論文, 1-84.
23.郭淳棻, 廖宇賡, 謝宜珊, & 許富雄. (2010). 不同海拔和棲地類型之盤古蟾蜍蝌蚪的形態變異. 台灣生物多樣性研究, 12(4), 351-365.
24.陳世驤. (1963). 西藏昆蟲考察報告鞘翅目葉甲科. 昆蟲學報, 4, 447-457.
25.陳德浩. (2008). 台灣黑蝗亞科 (直翅目: 蝗總科). 中興大學昆蟲學系所學位論文, 1-103.
26.曾昭璇. (1993). 台灣自然地理, 200pp. 廣東省地圖出版社.
27.馮祚建. (1997). 高原動物對特殊環境的適應. 海峽兩岸自然保育與生物地理研討會論文集. 國立台灣大學動物學系, 15-36.
28.黃威廉. (1983). 台灣植物區系特徵及地理分區. 中國植物學會50 週年大會論文集, 232-233.
29.黃威廉. (1993). 台灣植被, 294pp. 中國環境科學出版社.
30.楊正澤. (1997). 地棲蟋蟀及棲所保育. 台灣省農林廳, 中華民國環境綠化協會, 國立中興大學昆蟲系. 台中.
31.楊正澤. (2003). 森林昆蟲群聚生態功能多樣性分析-以科級分類群為基礎. 「第四次野生動物研究與調查方法」研討會論文集, 35-58.
32.楊正澤. (2006). 高處不懼寒--高海拔昆蟲的多樣性. 農業世界, 280卷, 100-106.
33.楊正澤. (2012). 昆蟲報天氣－氣候變遷「蟲先知」. 臺灣昆蟲生態與保育研習會. 國立嘉義大學, 中國生物學會.
34.蔡正隆. (2010). 台灣刺翼菱蝗亞科 (直翅目: 菱蝗科) 之分類修訂及菱蝗海拔分布. 中興大學昆蟲學系所學位論文, 1-104.
35.蔡尚?, & 馮豐隆. (1999). 生態歧異度及其計算方法之分類. 生物科學, 42(1), 65-83.
36.蔡明諭. (2002). 台灣產菱蝗亞科（直翅目：菱蝗科）. 中興大學昆蟲學系所學位論文, 1-141
37.賴明洲. (1999). 台灣地帶性植被之區劃與植物區系之分區. 1999 年生物多樣性研討會論文集, 349-400, 行政院農委會.
38.賴肅如. (2002). 海拔對臺灣山區梭德氏赤蛙生活史變異之影響. 臺灣大學動物學研究所學位論文, 1-80.
39.蘇鴻傑. (1978). 中部橫貫公路沿線植被景觀之調查與分析. 台灣大學與交通部觀光局合作研究報告:(中部橫貫公路線生態及遊客資料之調查與分析), 95-176.
40.蘇鴻傑. (1985). 台灣天然林氣候與植群型之研究(Ⅲ)：地理氣候區之劃分. 中華林學季刊18(3)：33-44.
41.蘇鴻傑. (1992). 台灣之植群：山地植群帶與地理氣候區. 彭鏡毅（編）. 台灣生物資源調查及資訊管理研習會論文集, 中央研究院植物研究所, 專刊第11號, 39-53. 中央研究院植物研究所, 台北市.
42.Abràmoff, M. D., Magalhães, P. J., & Ram, S. J. (2004). Image processing with ImageJ. Biophotonics international, 11(7), 36-42.
43.Bale, J. S., Masters, G. J., Hodkinson, I. D., Awmack, C., Bezemer, T. M., Brown, V. K., ... & Good, J. E. (2002). Herbivory in global climate change research: direct effects of rising temperature on insect herbivores. Global Change Biology, 8(1), 1-16.
44.Brandmayr, P., & Brandmayr, T. Z. (1994). The evolutionary history of the genus Abax (Coleoptera, Carabidae). In Carabid beetles: Ecology and Evolution (pp. 19-24). Springer Netherlands.
45.Chan, W. P., Chen, I. C., Colwell, R. K., Liu, W. C., Huang, C. Y., & Shen, S. F. (2016). Seasonal and daily climate variation have opposite effects on species elevational range size. Science, 351(6280), 1437-1439.
46.Ciplak, B., Sirin, D., Taylan, M. S., & Kaya, S. (2008). Altitudinal size clines, species richness and population density: case studies in Orthoptera. Journal of Orthoptera Research, 17(2), 157-163.
47.Cressa, C., Maldonado, V., Segnini, S., & Chacón, M. M. (2008). Size variation with elevation in adults and larvae of some Venezuelan stoneflies (Insecta: Plecoptera: Perlidae). Aquatic Insects, 30(2), 127-134.
48.Darwin, C. R. (1859). On the origin of species by means of natural selection, or the preservation of favoured races in the struggle for life. London: John Murray. [1st edition]. 491pp.
49.Gentleman, R., Ihaka, R., & Bates, D. (2009). The R project for statistical computing. URL: http://www. r-project. org/254.
50.Greenslade, P. J. M. (1968). Habitat and altitude distribution of Carabidae (Coleoptera) in Argyll, Scotland. Ecological Entomology, 120(2), 39-54.
51.Hodkinson, I. D. (2005). Terrestrial insects along elevation gradients: species and community responses to altitude. Biological Reviews, 80(3), 489-513.
52.Hsu, F. H., Hsieh, Y. S., Wu, S. H., & Kam, Y. C. (2014). Altitudinal variation in body size and age structure of the Sauter’s frog Rana sauteri in Taiwan. Zoological Studies, 53(1), 62.
53.Jeng-Tze Yang and Chalida Sri-in. (2011). Orthopteran insect abundance along with the altitudes and latitudes of Taiwan. (Unpublished).
54.Jepsen, J. U., Kapari, L., Hagen, S. B., Schott, T., Vindstad, O. P. L., Nilssen, A. C., & Ims, R. A. (2011). Rapid northwards expansion of a forest insect pest attributed to spring phenology matching with sub‐Arctic birch. Global Change Biology, 17(6), 2071-2083.
55.lapse rate. (n.d.). Collins English Dictionary - Complete & Unabridged 10th Edition. Retrieved August 18, 2017 from Dictionary.com website. http://www.dictionary.com/browse/lapse-rate (accessed date: 20170818)
56.McCune, B., & Mefford, M. J. (1999). PC-ord. Multivariate analysis of ecological data, version, 4(0).
57.McVicar, T. R., & Körner, C. (2013). On the use of elevation, altitude, and height in the ecological and climatological literature. Oecologia, 171(2), 335-337.
58.Molles, M. C. (2010). Ecology: concepts & applications, 7e.
59.Orabi, G. M., Semida, F. M., Abdel-Dayem, M. S., Sharaf, M. R., & Zalat, S. M. (2011). Diversity patterns of ants along an elevation gradient at St. Catherine Protectorate, South Sinai, Egypt: (Hymenoptera: Formicidae). Zoology in the Middle East, 54(1), 101-112.
60.Silva, N. A. P. D., Frizzas, M. R., & Oliveira, C. M. D. (2011). Seasonality in insect abundance in the" Cerrado" of Goiás State, Brazil. Revista Brasileira de Entomologia, 55(1), 79-87.
61.Souza, J. L. P., Baccaro, F. B., Landeiro, V. L., Franklin, E., Magnusson, W. E., Pequeno, P. A. C. L., & Fernandes, I. O. (2016). Taxonomic sufficiency and indicator taxa reduce sampling costs and increase monitoring effectiveness for ants. Diversity and Distributions, 22(1), 111-122.
62.Subramanian, K. A., & Sivaramakrishnan, K. G. (2005). Habitat and microhabitat distribution of stream insect communities of the Western Ghats. Current Science, 89(6), 976-987.
63.Taguchi, M., & Watanabe, M. (1993). Life history of the larvae of Mnais pruinosa costalis,(Odonata, Calopterygidae). Japanese Journal of Entomology, 61(2), 371-376.
64.Tobin, P. C., Nagarkatti, S., Loeb, G., & Saunders, M. C. (2008). Historical and projected interactions between climate change and insect voltinism in a multivoltine species. Global Change Biology, 14(5), 951-957.
65.Triplehorn, C. A. J., Borror, N. F., Triplehorn, D. J. C. A., & Johnson, N. F. (2005). Borror and DeLong's Introduction to the Study of Insects (No. QL463 B69 2005).
66.Verberk, W. C., & Bilton, D. T. (2013). Respiratory control in aquatic insects dictates their vulnerability to global warming. Biology Letters, 9(5), 20130473.
67.Wachter, D. H., O'Neill, K. M., & Kemp, W. P. (1998). Grasshopper (Orthoptera: Acrididae) communities on an elevational gradient in southwestern Montana. J. Kansas Entomological Society, vol. 71(no. 1) (Jan., 1998), 35-43.
68.Wang, C. K. (1957). Zonation of vegetation on Taiwan. M. Sc. Dissertation, New York State University College of Forestry. (unpublished)
69.Wang, C. K. (1962). Some environmental conditions and responses of vegetation on Taiwan. Biol. Bull. Tunghai Univ. 11：1-19.
70.Wissinger, S. A., Brown, W. S., & Jannot, J. E. (2003). Caddisfly life histories along permanence gradients in high‐altitude wetlands in Colorado (USA). Freshwater Biology, 48(2), 255-270.