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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    關原地區青背山雀(Parus monticolus)雛鳥乞食行為之探討
    (2006) 莊美真; Mei-Chen Chuang
    本研究以青背山雀(Parus monticolus)為對象,於2004年、2005年在關原地區以針孔錄影機觀察巢箱中育雛中期以後(11-19日齡)雛鳥之乞食行為及親鳥之育雛行為,共觀察11巢、162小時,總計1525筆資料。食物種類各項組成之比例中前三項,最高比例為毛蟲類佔72%(1083個),蛹或成蟲腹部佔8%(120個)次之,再次為鱗翅目成蟲佔3%(51個)。研究結果顯示:在雛鳥乞食強度較強時,親鳥回巢間隔較短(P=0.0009);在同一類型食物中(毛蟲類),餵食間隔較長時帶回的食物較大(P<0.0001),且餵食不同類型的食物所花費的時間間隔亦有顯著不同(P<0.0001)。親鳥育雛能力不受雛數的影響,在雛數較多的巢中,整巢餵食頻率較高,但在不同雛數的巢間,雛鳥個體平均獲得的食物量並無不同(P=0.3046)。雛鳥乞食強度與雛數無關(P=0.8905),在不同雛數之巢間,雛鳥身體狀況並無顯著差異(體重,P=0.0629;跗蹠長,P=0.0790;雛鳥身體狀況指標:跗蹠長對雛鳥體重做線性迴歸之殘差,P=0.2377)。在人為操作,移出巢中部分雛鳥,使之飢餓3小時後放回巢的實驗中顯示,飢餓操作對親鳥的餵食頻率沒有顯著的影響(P=0.4362),但每趟食物大小顯著較小,因此雛鳥個體獲得的餵食量在操作後較低,親鳥能力無法補償。禁食雛鳥操作後乞食強度明顯增加(P=0.0036),且獲得較多餵食。由於在飢餓操作中移除禁食雛鳥,使留在巢中的未禁食雛鳥獲得較多餵食,然而其於操作後並未受到禁食雛鳥影響而增加乞食強度。因此不論是自然或人為操作的結果,皆表示乞食強度反應出雛鳥實際的飢餓狀況,和雛數無關亦不受巢中其他雛鳥乞食強度影響,符合誠實訊息模式。
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    關原地區青背山雀 (Parus monticolus) 親鳥育雛食物分配之探討
    (2006) 蕭明堂; Ming-Tang Shiao
    本研究藉由架設在關原地區所設置之巢箱中的小型錄影機記錄青背山雀(Parus monticolus)親鳥的餵食行為和雛鳥的乞食行為。結果顯示於青背山雀中,第一隻孵出雛鳥與最後一隻孵出雛鳥之孵出間隔相差0.963 ± 0.372天(N = 5),雛鳥體重顯著受到孵化順序所影響(P< 0.001),越早孵出之雛鳥體重越重,然孵化順序對體重的影響則隨著育雛天數的增加而逐漸減少(P = 0.038);於育雛期間,雛鳥體重隨著育雛天數的增加而逐漸上升(P < 0.001),然體重增加率隨著育雛天數逐漸減少(P < 0.001);不同性別、親緣關係之雛鳥在體重和孵化順序上皆無顯著差異(P > 0.05)。當親鳥啣食物回巢時,不同體重的雛鳥於乞食時,和親鳥間距離、乞食高度及張嘴乞食比例上皆無顯著差異,但在雌鳥進巢時,體重較輕的雛鳥較早張嘴乞食(P = 0.006)。在親鳥餵食方面,雄鳥餵食頻率與餵食量皆高於雌鳥(P < 0.05),且在育雛天數、雛數、雛鳥性別比及原生子代比例不同的巢中,雄鳥佔餵食趟數(或餵食量)之百分比皆無顯著差異(P > 0.05)。兩性親鳥於進巢後位置與餵食前位置皆具高度的可預測性,然而於11巢中,僅有3巢之兩性親鳥在餵食前位置有顯著差異,且夾角大於60°。當親鳥啣食物回巢時,和親鳥間距離較近、乞食高度較高及張嘴乞食比例較高的雛鳥其獲食百分比(或獲食量)較高(P < 0.05),且在雄鳥進巢時,較早張嘴乞食的雛鳥獲食百分比(或獲食量)較高(P < 0.05),但在雌鳥進巢時則否。親鳥除了依據雛鳥乞食進行餵食分配外,兩性親鳥本身亦有選擇性餵食之行為,當雄鳥進巢時,體重較重的雛鳥獲食百分比(或獲食量)較高(P< 0.05),雌鳥進巢時,體重較輕的雛鳥相對獲食百分比(或獲食量)較高,但在統計上未到達顯著(P > 0.05),然就雛鳥的總獲食次數或總獲食量而言,不同體重的雛鳥間無顯著差異(P > 0.05)。在育雛天數、雛數、雛鳥性別比、原生子代比例及雄鳥佔餵食趟數(或餵食量)之百分比不同的巢中,雄鳥佔不同體重排名雛鳥之獲食次數(或獲食量)之百分比在程度上並無顯著差異(P > 0.05)。對於兩性親鳥在不同體重之雛鳥餵食分配上差異之原因,生活史取捨假說較能給予適當的解釋,推測兩性親鳥存活率之差異造成其對於現在與未來繁殖在投資的量上並不一致,雄鳥傾向投資較多資源於未來繁殖上,雌鳥則傾向投資較多於現在繁殖上,因而造成兩性親鳥對雛鳥食物分配上之差異。
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    青背山雀的遺傳異型交配
    (2005) 王玫婷; Mei-Ting Wang
    遺傳合適性假說提出:雌性應與最適合的雄性交配來產下擁有最適合基因型的子代。如果適應性是與所有基因中的異型合子有關,那麼這個假說就預測雌性應會與遺傳上最不相似的雄性交配以生下擁有較多異型合子的子代。自2002至2004年,我們在中台灣針對社會性一夫一妻制的青背山雀來測試遺傳合適性假說,總共用了9個多變異的微衛星體基因座來計算青背山雀基因中的異型合子及配對間的遺傳相似度。發現沒有偶外交配行為的配對(NEPF PAIRS)(平均Rxy = -0.164, n = 13),配對間的遺傳相似度顯著低於隨機配對(RANDOM PAIRS) (bootstrap, 平均Rxy = -0.046, p = 0.005, 雄性成鳥n = 36, 雌性成鳥n = 34)。被偶外交配的配對(CUCKOLDED PAIRS)(平均Rxy = 0.128, n = 3)配對間的遺傳相似度則顯著高於隨機配對(bootstrap, 平均Rxy = -0.044, p = 0.023)而偶外交配的配對(EPF PAIRS)(平均Rxy = 0.016, p = 0.225, n = 3),配對間的遺傳相似度則與隨機配對沒有顯著差異。 青背山雀的遺傳異型交配主要是根據遺傳合適性假說而來:雌性傾向與關係較遠的雄性交配。另外,當雌青背山雀與遺傳相似度高的雄性交配時,偶外交配(EPF)可能是增加子代異型合子的合適策略。在我們的研究中,有偶外交配子代巢中原生子代的平均異型合子(平均SH值=0.905, n=3, 平均IR值=0.032, n=3)是顯著低於沒有偶外交配巢中子代的平均異型合子(bootstrap, 平均SH值=1.038, 平均IR值=-0.096, n=18, p<0.001)但有偶外交配子代巢中偶外交配子代的平均異型合子,(平均SH值=1.057, p=0.242, 平均IR值=-0.101, p=0.412, n=4),則與沒有偶外交配巢中子代的平均異型合子沒有顯著差異。這個結果說明,雌性經由遺傳上較不相似的雄性偶外交配,來提高子代的異型合子,符合遺傳合適性假說。 此外,將青背山雀繁殖巢中有偶外交配子代的巢數比例(18%)與溫帶地區的近似種-白頰山雀(P. major)做比較,發現演化過程中的特徵保留可能是影響(亞)熱帶地區鳥類偶外交配比例的重要原因。
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    太魯閣國家公園關原地區鳥類利用巢箱之繁殖與棲息
    (國立臺灣師範大學生命科學學系, 2008-06-??) 蕭明堂; 莊美貞; 王穎
    為瞭解以次級洞穴為巢的鳥類對巢箱在繁殖或棲息上的利用,吾人於太魯閣國家公園之關原地區設置兩種規格之巢箱(洞口與底面積:舊巢箱3 cm和169 cm²;新巢箱4.5 cm和182.25 cm²),於2004年2月至2005年8月間,監測巢箱中鳥類築巢巢材與棲息所留下排遺的出現情形,分別代表巢位與棲所之利用,以檢測(1)有鳥排遺出現的巢箱占總數之比例(鳥排遺占用率)與氣候的關係;(2)鳥類對巢位與棲所之利用在新、舊巢箱間之差異;(3)巢位與棲所之出現,彼此間有無關連,以及(4)同一巢箱其利用型態間在各年間的變化。結果顯示,在平均溫度較低時,鳥排遺占用率較高(p=0.003),另當降水日數較多時,降水量對鳥排遺占用率之影響亦較高(p=0.003)。在巢位選擇上,根據苔蘚巢材之占用率(p<0.001)、已完成巢之比例(p<0.001)皆為舊巢箱高於新巢箱以及實際繁殖巢之資料顯示,青背山雀(Parus monticolus)與煤山雀(P. ater)傾向選擇使用洞口與底面積較小之舊巢箱繁殖;而普通鳾(Sitta europaea)所利用之樹皮巢材則無顯著差異,惟普通鳾於2005年中皆用新巢箱繁殖,似有傾向選擇使用洞口與底面積較大之新巢箱。在棲所方面,鳥排遺占用率在新、舊巢箱間無顯著差異(p>0.1)。以所有的巢位與棲所占用巢箱的比例來看,並未有明顯分別使用新、舊巢箱之情形,然其在巢箱的使用上仍有所分隔,在人為收取舊巢材的2004與2005年繁殖季中,鳥類傾向選擇不同巢箱分別進行築巢與棲息(2004年:p=0.003;2005年:p<0.001);且於繁殖季中實際有繁殖的巢箱,其後於非繁殖季中出現鳥排遺之機率有低於其他巢箱之趨勢(p=0.08)。另外,於人為清除舊巢材後,在前一年具有苔蘚、樹皮或鳥排遺之巢箱,隔年仍有較高的機率被鳥類作為相同之利用,顯示巢箱周圍的微棲地環境有可能影響鳥類在巢位與棲所上的選擇。