理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    人為影響對梅雨極端降雨變化的歸因分析
    (2025) 蘇芳妤; SU, Fang-Yu
    人為因子為氣候變遷的主要作用力,其對於極端降雨天氣系統的影響,為全球暖化趨勢下人們在所關注的議題。本研究利用雲解析風暴模式(CReSS),選擇2012年6月10至12日以及2017年6月2至3日的梅雨鋒面極端降水個案進行模擬和分析。控制實驗(CE)分別使用ECMWF ERA5、NCEP CFSv2、NCEP FNL、NASA Goddard MERRA-2以及JMA JRA-55等五種不同分析(或再分析)資料做為初始與邊界條件進行模擬並比較差異。敏感度實驗(SE)則使用2000-2014年5-6月CMIP6歷史情境模擬和自然情境模擬的差值,估計過去到近代人為因子所累積造成的氣候背景變化,並將其由與控制實驗相同的初始與邊界條件中扣除再進行模擬。由於控制實驗和敏感度實驗之間的差異可視為人為因子影響的強迫造成的影響,因此藉由梅雨鋒面極端降雨及結構等變化,可以分析過去氣候變遷中人為因子的貢獻。研究結果顯示由於鋒面結構與演變複雜,伴隨的降雨亦具有高度的非線性,因此在受人為因子影響的暖化情境下,對於區域降雨量增減的探討,不能僅考慮對流增強,還需考量環境場、鋒面位置變動與對流胞生命期等多重的因素。此外,透過水收支分析,梅雨鋒面個案受到人為因子影響的降水過程中,主要受鋒面影響的北部區域,對流水氣輻合的增強為總降水量的主因;而主要受西南氣流影響的南部區域,總降水量則伴隨著西南氣流的減弱而降低。整體降水增減的特徵出現了較明顯的南北區域差異,也體現了強降雨增強、弱降雨減弱的趨勢。
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    錐果櫟的遺傳-環境-表現型相關性研究
    (2023) 孫沛煒; Sun, Pei-Wei
    環境會顯著地影響樹木的族群歷史 (demographic history) 與遺傳特徵。研究影響族群分佈、遺傳多樣性、局部適應 (local adaptation)、與棲位分化的因子在生物學當中是至關重要的議題。尤其對於在生態系統當中具有重要角色的森林樹木來說,釐清局部適應與氣候變遷衝擊的關聯對於保育及森林管理有關鍵性的功能。在本論文中,我使用錐果櫟 (Quercus longinux) 作為研究物種,以簡化基因組測序 (RAD-Seq) 建構的單核苷酸多態性 (SNPs) 及葉片特徵來探討在異質性棲地間的族群遺傳、棲位分化、和形態變異等議題。依據族群歷史分析的結果,錐果櫟的族群大小變化和基因交流與更新世 (Pleistocene) 的氣候波動有關。由於末次盛冰期 (LGM) 之後氣候變得更加暖活和濕潤,錐果櫟族群在間冰期經歷了族群擴張和更頻繁的基因交流。錐果櫟族群被發現有向北的不對稱基因交流,可能是開花季節時盛行的西南風或冰河歷史使台灣南部族群有較大的族群數量所造成。使用現在的環境因素,地勢 (topology) 造成的阻礙被認為是藉由阻礙種子或花粉的基因交流而引發遺傳分化最重要的因子。高海拔山區被認為是錐果櫟進行基因交流的重要障礙。然而,從適應的角度來看,土壤和氣候相關因子是影響環境相關天擇 (environment-associated selection) 最重要的因子。季節性季風帶來的降水變化和緯度及海拔造成的溫差可能造成局部適應。我也偵測到環境相關天擇的信號和非生物壓力反應(包括乾旱和霜凍)相關功能的基因有關。除遺傳結構外,葉片形態性狀的變異還受土壤和氣候相關因素的影響,而水分可及性的因子是影響葉片個別性狀最重要的環境因素。最後,從未來脆弱性 (future vulnerability) 的預測來看,面對氣候變化,台灣北部的錐果櫟族群可能因大量增的冬季降水而產生適應不良。冬季降水的增加可能會改變物候並且進一步降低基因交流的效率和遺傳多樣性,這些都會對錐果櫟在未來的存續和適應產生有害影響。輔助性基因交流 (assisted gene flow) 將是可能的保育措施之一,但應在具備足夠背景知識的情況下進行,以避免對錐果櫟族群的適應造成意外後果。
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    我國民眾避免全球暖化衝擊之願付價值研究
    (2011) 鍾采芳; Tsai-Fang Chung
    聯合國氣候變遷跨國小組(IPCC)指出最近100年間(1906年~2005年)的溫度線性趨勢為升高0.74°C,且全球暖化極有可能為人類造成。面對全球暖化的威脅,於2009年在哥本哈根召開第15次締約國會議,並達成溫度升高不可超過2°C的共識,但是因應全球暖化的方案─調適及減緩策略的成本太過高昂,各國抱持著搭便車(free rider)心態,最終導致哥本哈根會議失敗,2010年坎昆會議也無進展。然而臺灣的環境永續性指數(Environmental Sustainable Index, ESI)評比反應出我國天然環境脆弱,再加上人為開發破壞大幅增加環境脆弱程度,未來在氣候變遷衝擊之下,人類生活的環境將面臨更嚴重的災害。2009年莫拉克颱風造成公共建設損失高達164億,顯得政府應盡早分析調適政策的成本效益並規劃相關策略,以降低民眾生命與財產的損失。因此,本研究採用條件評估法(Contingent Value Method, CVM) 開放式雙界二分選擇法詢問一般民眾避免氣候災害的願付價值,評估我國民眾對於氣候變遷調適策略的整體社會效益與成本,並以Hines et al.(1987)提出之負責任環境行為模式做為理論基礎。 本研究調查對象為全臺灣的民眾,共抽樣706位受測者,達95%信賴水準。受測民眾平均願付價值為1,316.1元(區間推定值介於987.08元~1631.94元),估計我國民眾避免全球暖化衝擊的願付價值約為104億元(78億元~129億元),且關於全球暖化知識水平越高、避免全球暖化衝擊的態度越積極或是有避免氣候災害的行為、亦或經常幫助氣候災民的表現都有助於願付價值的出價。此外,受災次數、年齡、居住地區、家庭人口數與個人收入亦會影響願付價值,且受災次數越多、家庭人口數越多,民眾避免全球暖化衝擊之願付價值則越低。 然而近五成的受測民眾不了解調適與減緩的知識,8成民眾不清楚再生能源價格的昂貴特性,8%的民眾不認為氣候變遷調適策略需要花費高昂經費,且僅有15.9%的民眾表示經常或總是以行動或金錢幫助受到氣候災害的居民,反應我國民眾氣候變遷素養不足之處,缺乏因應全球暖化的經濟概念與實際關注受災戶的行動。相關知識的缺乏,如不曾聽過氣候變遷調適策略的民眾容易出現無法確定或是願付價值為零元的現象。其中答覆無法確定的受測民眾,反應需要多一點的時間和資訊才能判斷,不願支付任何金額的民眾則表示對於政府施政沒有信心,應妥善利用現有的稅收而不是和民眾收錢。對於政府的不信任與施政的不透明,易隱藏我國民眾對於氣候變遷調適策略的真實價值。 在臺灣,調適策略的推動順利與否不僅需要全民參與達成社會共識,政治政策也應朝向透明化和全民參與性的模式。簡言之,於政策上,政府必須了解解決全球暖化衝擊的技術與調適的龐大財務負擔;於教育上,則必須提升全民以及政治人對於全球暖化政策的經濟概念,並且強調公民參與,共同參與環境的管理與治理,積極關注自身生活的環境以促使民眾具備避免全球暖化衝擊的能力,以期達到永續發展的社會。
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    島嶼氣候變遷在地觀點探討:以澎湖群島為例
    (2010) 王黛菁
    島嶼地區在氣候變遷的衝擊上面對較高風險,地形平坦的小島特別容易受到氣候變遷的影響,包括海平面上升、暴風活動增加、生態環境變化、以及海水倒灌等;而在地居民對環境之觀察與因應,為減緩氣候變遷衝擊極為重要的一環。 本研究以澎湖群島為例,探討島嶼居民對氣候變遷的在地觀點。研究面向包括澎湖居民對住家附近或海邊的觀察與經驗、居民對氣候變遷現象的回應、以及資訊需求。本研究採問卷調查法,以立意抽樣對澎湖居民進行調查,共發放212份問卷,有效問卷為174份;並以電話聯繫問卷回函中願意接受訪談者,共訪談9位受訪者,以彌補問卷資料之不足。    研究發現,(1)澎湖群島居民對環境之觀察與經驗主要以海岸為主,發現沿岸設施損壞、沙灘後退、洄游性生物減少等海岸與海洋環境變動的現象,並認為是人為因素所造成;(2)居民亦有察覺澎湖留鳥減少與植物生長週期改變,並多數認為是氣候變遷影響;(3)澎湖居民亦確實察覺到氣候規律之改變,並認為是自然因素;而氣候變遷對島嶼的食物來源影響最大;(4)以上這些觀察與經驗主要與居民個人的生活經驗有關。(5)澎湖居民認為島嶼氣候變遷資訊傳播依賴大眾媒體,認為氣候變遷概念仍須透過教育學習;(6)居民亦認為需透過政府的規劃與政策來積極防止或減緩氣候變遷。因此,研究建議加強大眾媒體環境傳播內涵,提昇全民環境觀察與因應能力。
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    臺灣主流報紙的氣候變遷新聞框架分析(2012-2016年)
    (2018) 廖豈汶; Liao, Chi-Wen
      我國許多民眾對於環境資訊與知識的主要取得管道為大眾媒體。近年來環保意識提升,氣候變遷議題逐漸受民眾關注與熱烈討論,這幾年的重要議題包括:2012年《京都議定書》(Kyoto Protocol)到期、2013年IPCC發布「第五次氣候評估報告」、2014年全球190國代表協議出「利馬呼籲氣候行動」以及2015年的巴黎氣候峰會。上述事件在我國氣候變遷報導中也佔有一定的篇幅,所以,媒體如何框架這些資訊,也會影響民眾理解和回應的方式。   近十年來有許多針對氣候變遷報導框架的研究,本研究的目的則在於了解我國媒體如何處理氣候變遷議題新聞,以及媒體在新聞議題上的報導面向,透過哪些框架建構出氣候變遷議題。本研究採用內容分析法探討我國四大報《蘋果日報》、《中國時報》、《自由時報》、《聯合報》如何報導氣候變遷,並檢視2012年至2016年共五年間與氣候變遷議題相關新聞的框架,以量化方式檢驗新聞中的框架及面向,依據新聞的數量、形式、領域、來源、地點、以及環境教育內涵等項目做分類。   研究發現,氣候變遷新聞的報導數量因為2015年的巴黎氣候峰會而在當年達到高峰,該次會議的目的是要協定出各國因應氣候變遷的減緩及調適方案,因此發現新聞框架偏好為「社會演進」框架,並關注在氣候變遷對環境的影響。此外,我國相關報導的主要來源為「政府單位」,而我國媒體在撰寫氣候變遷報導時,多採用環境教育目標中的「覺知」及「行動」,著重在氣候變遷的減緩。