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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Item 臺灣產貓蛛科蜘蛛之系統分類和都市化對其遺傳多樣性之影響(2024) 羅英元; Lo, Ying-Yuan在面臨生物多樣性持續流失的壓力下，加速釐清野生物的多樣性資訊、親緣關係和生態演化是生物多樣性保育的重要基礎。貓蛛科蜘蛛為狼蛛總科的成員，是物種多樣性相當高的遊獵型蜘蛛，廣泛分布於草生地、灌木叢和樹冠層等不同棲息地，也是都市、農業生態系中相當普遍的蜘蛛之一。牠們在臺灣的物種多樣性是被大幅低估的，因此本研究首先對臺灣產貓蛛科進行全面性的分類整理，並使用整合性物種界定方法探討牠們的物種界限，包含ABGD、ABSP、bPTP、 GMYC、BPP等。根據形態證據，共整理出5屬16種，包含7個新種（Hamataliwa cordivulva sp. nov.、Hamat. leporauris sp. nov.、Oxyopes hasta sp. nov.、O. taiwanensis sp. nov.、Tapponia auriola sp. nov.、T. parva sp. nov.、T. rarobulbus sp. nov.）和7個新紀錄種（Hamadruas hieroglyphica (Thorell, 1887)、Hamat. foveata Tang& Li, 2012、O. fujianicus Song & Zhu, 1993、O. sertatoides Xie & Kim, 1996、O. striagatus Song, 1991、O. sushilae Tikader, 1965、Peucetia latikae Tikader, 1970），而 P. formosensis Kishida, 1930 則列爲疑問種。依據K2P模型計算樣本間的COI基因遺傳距離，結果顯示以遺傳距離3%為閾值可有效鑑定多數物種，然而部分物種間的界限並不明確，例如 O. sertatus 和 O. taiwanensis sp. nov.，以及 Hamat. cordivulva sp. nov. 和 Hamata. foveata 之間都有明確的生殖結構差異，但是ABGD、ASAP、bPTP、GMYC等方法都無法區別；相反的，T. parva sp. nov. 的種內遺傳距離大於4%，但未有明確的形態分化證據。此外，本研究透過5個分子遺傳標記（12S rRNA、18S rRNA、28S rRNA、COI、histone H3）來釐清貓蛛科內的親緣關係，資料集共包含6屬42種。最大似然法（ML）和貝葉斯推理法（BI）所重建的分子系統發育樹支持貓蛛科包含3大支系，包括：（1）Peucetia和 Tapinillus；（2）Oxyopes；（3）Hamadruas、Hamataliwa和Tapponia。除了 Tapponia 以外，各屬皆為單系群，但Hamataliwa 和 Tapponia 之間的關係和屬徵定義有待釐清。透過幾何形態學方法分析背甲形狀和眼式位置的變異，發現除了Hamadruas和Oxyopes的形態空間完全重疊之外，背甲形狀在不同性別及各屬之間皆具有明顯的差異，並且展現系統發育信號；同時，我們也探討背甲形狀變異與貓蛛的步足形態與活動模式之間的關聯，發現貓蛛科可能起源於較頻繁移動的活動模式，其步足相對較長、背甲也具有更寬大的胸區，其後演化出定棲活動模式的類群，其步足比例較短，背甲胸區則未特別突出。斜紋貓蛛（O. sertatus）是臺灣低海拔山區、農地及都市綠地廣泛分布的物種，因此是探討都市化過程對野生物遺傳多樣性影響的理想材料。目前有兩個假說被提出，即「都市破碎化模型」預期都市對生物的擴散是種屏障，而「都市促進模型」則預期都市對適應者的擴散來說扮演著廊道的作用。我們於台中及南投地區選取17個不同都市化程度的樣點，利用4 km2（地景尺度）及0.25 km2（局部尺度）範圍內土地利用組成作爲量化都市化程度的依據，並利用COI與RAD-seq資料分析斜紋貓蛛族群內的遺傳變異、族群間的遺傳分化和遺傳結構。結果顯示，許多遺傳多樣性指數都有伴隨都市化程度增加而下降的趨勢，特別是雜合度觀測值（observed heterozygosity, HO）在0.25 km2及4 km2尺度下，以及對偶基因豐富度（allelic richness, Ar）在4 km2尺度下皆有顯著的降低，不過核苷酸多樣性則不受影響；此外，族群間的COI及RAD-seq遺傳分化指數，在都市區域顯著高於非都市區域。這些結果皆符合「都市破碎化模型」的預期，即都市內因自然棲地有限、面積小且互相隔離，導致小族群、遺傳漂變作用增強及遺傳多樣性的流失；不過STRUCTURE和PCA分析結果並未顯示有族群遺傳結構，表示都市和非都市族群間仍有相當程度的基因流動。總結來說，本論文作為首次探討全面探討貓蛛科蜘蛛的物種多樣性和親緣關係，強調了形態診斷與其他整合性物種界定方法對精確評估物種多樣性的重要性，以及背甲形態在親緣關係和活動型態適應的關聯；最後，也突顯改善都市自然棲地的品質與連結的需求，以確保都市野生物、生態系統服務與功能的永續發展。Item 氣候變遷下各海拔蛾類群聚動態之初探—以太魯閣國家公園為例(2024) 陳光耀; Chen, Kuang-Yao全球暖化是當今世界所面臨最重要的環境議題之一，尤其對於人類族群及自然生態系統造成的負面影響。在過去的一個世紀來，全球平均地表溫度上升約0.6℃，太魯閣國家公園地區10年來平均溫度也逐步上升。伴隨著全球暖化也影響著全球氣候的變化，自21世紀以來，觀察到許多極端天氣與氣候的變化。臺灣與全球多數地區相同，正面臨著氣候暖化趨勢的影響。了解生物多樣性對於自然資源保育至關重要，台灣擁有豐富的生物多樣性資源及特有物種，但已建立基本分類及生態資料的種類仍不及台灣全部物種的一半，在缺乏了解的情況下，一些開發行為乃造成自然資源的破壞。在動物類群中，鱗翅目昆蟲為物種多樣性很高的類群之一，是極具有研究價值的類群。蛾類對於氣候、環境變化敏感度高，蛾類的分布情況會隨著不同海拔高度、不同林相及不同的氣候變化而產生不同群集的組合，本研究以紫外線燈定期調查蛾類數量的月變化，希望以本研究結果了解太魯閣國家公園各海拔蛾類多樣性變化。 本研究以太魯閣國家公園為例，於海拔100公尺至3000公尺設置8個主要樣點進行蛾類資源調查，並以蛾類的物種豐富度(species richness)及常用的多樣性指數—Simpson’s index(D’)及Shannon- Winner index (H’)，探討蛾類於不同海拔分布情形。結果顯示，本研究共紀錄太魯閣國家公園境內蛾類19科481種2149隻次，且蛾類物種豐富度隨海拔越高而降低，呈現線性遞減關係。而在與過去的監測資料對比下，顯示出除位於高海拔的小風口樣區外，其餘各海拔多樣性皆有顯著下降的趨勢。最後，本實驗嘗試篩選出與各海拔整體群集相關性高的指標物種。藉此指標物種的群聚波動或依其特性能反映不同的環境現況，不僅能了解大範圍的環境變動，亦能探究局部性細微環境變化。Item 狩獵與危害防治對臺灣野豬(Sus scrofa taivanus)族群影響之探討(2009) 吳幸如; Hsin-Ju Wu野生動物保育法自從在1989年公告實施後，近年來許多研究已顯示多數保育類野生動物種數量因此穩定增加中，但中大型哺乳動物中唯一未列名於保育類野生動物名錄中的臺灣野豬(Sus scrofa taivanus)，卻不明原因明顯減少。由於野豬是廣受歡迎的山產，牠獨特的拱地行為也會破壞農作物，是否因此使得其與人之間的衝突性高於其他物種，而增加了獵捕壓力、導致族群下降，值得深入探討。而野豬一向是台灣山林很重要的自然資源，為能永續利用，了解其族群現況、探討族群減少的原因是否與未受法規保護，以及與人之衝突(包括危害作物及遭受過度獵捕)嚴重有關，乃十分重要。 本研究主要包括四大章節，首先藉由過去相關文獻之結果整理出野豬特有的生物特性如何影響人類對其捕殺的動機，也由1993~2007年間相關野生動物調查文獻之次級資料整理與獵人訪問資料，比較野豬與其他大型保育類物種--台灣獼猴(Macaca cyclopis)、臺灣山羌(Muntiacus reevesi micrurus)、臺灣長鬃山羊(Naemorhedus swinhoei) 與臺灣水鹿(Capricirnis crispus swinhoei))之相對數量，來了解其近年來之族群動態。文獻整理結果，野豬容易受人獵捕的特質可能因其與家豬同種，肉質同受人類青睞，加上其以特有鼻骨掘土之拱地行為與喜歡在平坦農地活動之特性，容易引發與人之衝突。在族群動態方面，比較兩類資料分析結果，皆顯示野豬與水鹿數量同屬其中最低等級，顯著低於保育類物種山羌、獼猴與長鬃山羊，確實值得注意。 其次，研究者於2003.8~2006.10年間以深度訪談法與半開放問卷訪問為主、自然觀察法為輔，在野豬族群明顯減少之花蓮、南投、台東、高雄與屏東五縣山區，分別以滾雪球取樣法與分層隨機取樣法對當地經常狩獵獵人與受危害農民進行野豬狩獵與危害現況調查。結果顯示受訪野豬獵人以年齡在36-55歲間之中年人最多，其中有23 %只獵捕野豬一種獵物。最常使用鐵夾及吊子在海拔600-1600m之山區狩獵，但青年獵人顯著偏好槍獵。而從危害現況調查結果中發現，雖然野豬對玉米、地瓜及芋頭等作物危害較為嚴重外，但除部份地區之玉米外，皆非受訪農民主要作物，加上近十年捕獲之危害野豬數量也有愈來愈少的趨勢，顯示野豬危害嚴重程度可能因其數量減少而減輕；但不論受害是否嚴重，受訪農民均顯著偏好以獵殺法來防治其危害，其中又以獵狗團圍獵的效果最好。另在高雄梅山地區以胃內含物與排遺顯微分析進行農地與遠農地之野豬食性比較，發現兩者間的種類並未重疊，顯示森林深處活動之野豬應不會到農地覓食而造成危害。 接著為進一步分析影響選擇狩獵野豬之因子，研究者在2002.5~2006.10間以深度訪談與參與觀察法在桃源鄉梅山地區記錄當地使用索套或獵槍之狩獵事件中獵獲之物種、成功率與地點中之農地比例等，結果顯示該地狩獵事件發生之季節間與是否為農地均無顯著差異。但獵獲物種以野豬與山羌數量顯著偏高，其中又以獵槍法顯著獵獲較多野豬。而以穿越線調查法在該區狩獵頻度與動物相對數量時，發現山羌數量顯著高於野豬，顯示野豬在當地被選擇性獵捕。另由訪查發現當地野保法之執法偏重物種保育，對野豬族群之幫助並不大。最後，藉由對獵人之深度訪問調查與次級資料整理，發現野豬肉的販售價格是十年來唯一有增加趨勢的大型野生動物，經濟價值也影響其狩獵偏好。而文化價值的調查結果，也顯示野豬在原住民的生活中仍扮演重要角色。Item 寬尾鳳蝶屬之親緣關係及保育遺傳研究(2008) 呂至堅; Chih-Chien Lu寬尾鳳蝶屬（Agehana）的蝴蝶後翅具有不尋常的寬闊尾突，而且其內有兩條翅脈穿過，由於形態特徵與其他蝴蝶明顯不同，因此其分類歸群、親緣關係等尚未有明確定論，值得深入探討與釐清。目前一般認為這個屬有兩個物種，而台灣寬尾鳳蝶（A. maraho）被認為是台灣一個特有且瀕危的分類單元；另外一個物種是廣泛分佈於中國大陸南方的中華寬尾鳳蝶（A. elwesi）。本研究針對寬尾鳳蝶之屬級親緣關係及遺傳保育，分別進行三個部分的研究探討。 中華寬尾鳳蝶有一型的個體外表相似於台灣寬尾鳳蝶，被稱為中華寬尾鳳蝶白斑型，分佈地侷限於中國大陸西南地區一帶。此一白斑型與台灣寬尾鳳蝶以往並沒有從形態或分子方面作嚴格的檢視。第一部分的探討即針對雄性交尾器及CO I基因1531個鹼基對片段所做的基因序列檢測，結果顯示白斑型個體較近似於中華寬尾鳳蝶黑色型，與台灣寬尾鳳蝶關係較遠。此一結果支持白斑型個體僅是中華寬尾鳳蝶族群內之一「型」，而非亞種。 第二部份針對寬尾鳳蝶的屬級親緣關係進行探討，結果顯示寬尾鳳蝶屬的兩個分類單元彼此的分化時間極短且關係非常近緣，而與北美地區的Pterourus屬的鳳蝶結合成單系群。此一結果產生了一個極戲劇性的討論空間。本研究的初步建議暫時將寬尾鳳蝶屬處理成廣義鳳蝶屬 (Papilio sensu lato)的亞屬，或是併入Pterourus屬內。 先前以粒線體COI及COII序列分析，指出中華寬尾鳳蝶與台灣寬尾鳳蝶為兩個獨立種，但獨立種的分析差異小於0.5％。故欲利用完整粒線體DNA的定序分析，以了解寬尾鳳蝶兩獨立種間的分化時間。並以粒線體不同片段的序列分析，提供其它鱗翅目選用序列時的參考。第三部分的研究成功定出寬尾鳳蝶完整的粒線體基因體序列分別為 16093 bp(A. elwesi elwesi)、16095 bp(A. elwesi caveri) 及 16094 bp (A. maraho)。三個寬尾鳳蝶粒線體基因體的基因組成及排列方式與大部分的鱗翅目相同，僅在控制區(Control Region)與其它鱗翅目不同，具有大片段的重覆區(143bp及89bp)。三個基因體最大的變異區為cytb較一般常用的COI + COII基因的變異量多。整體的基因體變異點支持中華寬尾鳳蝶白斑型與中華寬尾鳳蝶黑色型的親緣關係較台灣寬尾鳳蝶為近。Item 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(2009) 孫旻璇; Min-Shiuan Sun蝶類對於環境、氣候變化敏感度高，於不同海拔高度，有不同的林相分布和氣候變化，蝶類的分布會隨著海拔高度有不同的變化，因此其分布情形便可反映出環境變化。然而，在台灣過去有關物種於整體海拔分布的研究資料尚少，仍需更完整且充分之研究資料進行分析，以供作生態保育及教育之應用依據。 本研究以太魯閣國家公園為例，於海拔80公尺至3200公尺設置8個主要樣區進行蝶類資源調查，並以蝶類之種豐富度及兩種常用的多樣性指數—Simpson’s index(D’)及Shannon-Wiener index(H’)，探討蝶類於整體海拔的分布情形及與環境之關係。結果顯示，蝶類之種豐富度隨海拔高度愈高而愈低，呈現線性遞減的分布模式。以多樣性指數之計算來看，海拔高度900~1000公尺的豁然亭樣區為蝶類多樣性最高之範圍，而意外地，海拔最高的小風口樣區則以H’值反映出相較於松泉崗樣區有較高的蝶類均勻度，顯示環境嚴峻的高海拔地區仍蘊藏了豐富的蝶類資源。在季節變化方面，各海拔樣區於秋季皆有一明顯的蝶類數量高峰，但多樣性指數並沒有明顯增加的傾向，此現象主要受某些蝶類其個體的大量出現所致。 最後，本研究並嘗試篩選與各海拔樣區整體群聚具有高度相關且種類較少的指標物種。藉由這些指標物種之群聚波動或依其特性、活動習性等能反映不同的環境現況，不僅能瞭解大範圍的環境變動，亦能探究局部性細微的環境差異。Item 金門地區水韭之形態與生態調查研究(2004) 郭章儀; Chang-Yi Kuo近年於金門國家公園太武山區某處發現水韭群落，其來源不明，本研究運用植物形態學、解剖學、孢粉學等方法，以瞭解金門產水韭的特徵。研究發現金門產水韭的葉長約9至18公分，球莖2-3瓣，染色體數2n = 22，大孢子為散彎紋，250-310 μm；小孢子為刺紋，32-34 μm，與亞洲地區已知之水韭在形態上均不完全相同。另調查其棲地之物化因子，包括棲地地形、水質、光照、溫度等物化環境、共存植物及動物相等特徵，瞭解其與該水韭生長之相關性，結果顯示它的自然棲地範圍很小，且生態環境受氣候影響，經常改變，對水韭生長之不利因子主要為水量不穩定、水質之優養化及土壤有機質含量過多。此外本研究並評估移地保育之策略及可行性，及研擬水韭及其主要生境－溼地生態系之保育，比較移地保育及就地保育之技術、方法及優缺點，相關之研究結果可做為該物種保育及經營管理之參考。Item 泰國森林的紅樹林保育(國立臺灣師範大學生命科學學系, 1997-12-??) Havanond,Sonjai泰國的紅樹林分佈在暹羅灣和安達曼海的沿岸。在1961年時的總面積有 367,900公頃，可是經過了1975~1993年間的一連串像是築路、建鎮、開礦、養殖池的開發，紅樹林只剩168,682公頃了。其中大部份是可以合法利用的，目前供工作薪炭，長在安達曼海沿岸的紅樹林（約85%）情況尚屬良好。1968年起，15年一輪伐的策略用到了紅樹林的經營方面，政府成立了三十四所紅樹林經營單位經營管理紅樹林，由於紅樹林被轉作為養蝦池和其他用途的事件日增，政府於是反把紅樹林分成了保育和利用兩區。政府也同時計劃並實施逐年恢復紅樹林的造林工作。從1992至1995三年期間就恢復了13,569公頃。全國為了復育紅樹林，特別設置了四個種苗中心，供應各社區在荒蕪海邊復育紅樹林的需要。結構完整的紅樹林也將予以保存供做生物多樣性等領域的研究之用。就在1996年的六月十六日和八月十三日的內閣會議中核定了泰國全國的紅樹林。包括合法利用的紅樹林，均應予以嚴格的保護。