生命科學專業學院—生物多樣性國際研究生博士學位學程

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Academia Sinica has established the Taiwan International Graduate Program (TIGP) in collaboration with a consortium of the key national research universities in Taiwan. The purpose of the program is to develop the talent pool in those modern multidisciplinary fields that are important in the future economical and social development of Taiwan and to enhance the innovative potential and academic standards of research in these and related fields.

TIGP will offer Ph.D. programs only in selected disciplines agreed upon between Academia Sinica and the national research universities. It is the intent of the Program to offer Ph.D. degree programs only in inter-disciplinary areas in physical sciences, applied sciences, engineering, biological and agricultural sciences, health and medical sciences, and humanities and social sciences.

Academia Sinica will assume principal oversight of the academic options of the Program. It will provide the intellectual leadership, the physical facilities, and the research resources. Qualified and interested faculty members of the participating national research universities are invited to join the Program as affiliated faculty, and participate in teaching, supervision of research, and mentoring of the international graduate students.

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學程網址：https://tigp-biodiv.biodiv.tw/

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    連結棲地品質與珊瑚礁魚類群聚跨生活史組成
    (2025) 馬飛里; Monteiro Gomes de Mattos, Felipe
    珊瑚礁魚類群聚正面臨漁業活動、沿海開發與氣候變遷等重大威脅,導致棲地大規模喪失與如添入(recruitment)等關鍵生態過程的中斷。理解環境因子對魚類群聚的影響需進一步掌握棲地劣化的機制,而這也是當前研究中的知識缺口。本博士研究結合生物、地形與聲學指標,評估棲地品質對珊瑚礁魚類群聚不同生活史階段的影響。首先,我探討活珊瑚與死亡珊瑚如何影響不同生活史階段的魚類群聚。其次,我分析結構複雜度、底棲組成與珊瑚礁聲景在兩座島嶼上如何影響魚類添入。最後,我整合幼魚與成魚豐度、底棲覆蓋率與人為噪音,評估台灣第一座海洋保護區(Marine Protected Area, MPA)的棲地品質。小尺度實驗(第二章)顯示,死亡的分枝狀珊瑚可為行動性高的魚類幼苗提供暫時性庇護;相對地,成魚則更依賴具有能量供應、結構穩定性與支持關鍵生態功能的活分枝狀珊瑚。島嶼尺度調查(第三章)發現,魚類添入隨結構複雜度增加而上升,且在以絲狀藻類或軟珊瑚為主的礁體中顯著下降,凸顯硬珊瑚覆蓋在支持添入上的重要角色。此外,添入魚種的多樣性與夜間魚類合唱頻段的聲音強度呈正相關,顯示特定聲學線索在魚苗定居期間的重要性。棲地品質評估(第四章)依據底棲與魚類群聚指標及人為噪音程度,辨識出「機會區」與「風險區」,其中一處高機會區目前未受保護,並針對兩處風險區提出管理策略。未來研究應整合生態與聲學指標於多因子分析架構中,以更深入了解棲地品質如何形塑珊瑚礁魚類群聚,並支持更有效的保育策略。
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    台灣綠蠵龜於覓食棲地之族群生態學及保育
    (2025) 馮加伶; Fong, Chia-Ling
    綠蠵龜（Chelonia mydas）被IUCN列為瀕危物種，主要分布於亞熱帶與熱帶海域，也是台灣最常見的海龜種類。過往研究多集中於產卵族群，對近岸覓食族群之瞭解相對有限。然而，海龜生命週期中絕大多數的時間都在覓食棲息地發育、生長並累積能量準備繁殖，若能更瞭解覓食族群和棲息地概況，有助於制定保育及管理策略。本研究結合公眾參與及系統性調查，探討臺灣地區覓食綠蠵龜之族群生態。首先，透過與公民科學家合作建立「海龜點點名」計畫，收集水下海龜目擊資料，並藉由個體辨識，建構台灣沿岸海龜密度地圖、確認覓食熱區與瞭解定居模式。小琉球、恆春和綠島為重要覓食熱點。定居模式估算出約43.4%的個體會在同一地區停留超過一年，而且成龜的定居時間和目擊次比青年龜和亞成龜來得更久。此外，約有10%的目擊紀錄，與受傷個體有關，包括漁線纏繞、背甲受傷或其他外觀異常，顯示出人為活動造成的威脅。其次，我們在覓食熱區小琉球進行兩年的系統性浮潛調查，驗證調查設計對資料有效性的影響，並進一步評估小琉球覓食族群的棲地忠誠度。潮汐狀態和調查設計會影響海龜個體偵測機率：漲潮和滿潮時海龜數量最多，而漲潮和退潮時則有較多不同個體；重覆調查較傳統單次調查記錄到八倍多的目擊數量和快兩倍多的個體及重複目擊率。我們用標準化棲地忠誠指標（SSFI）將海龜個體的定居時間和目擊頻率進行量化，並用階層式群集分析辨識出兩種忠誠度組別，低與高忠誠度約各佔一半，並其他資料集和不同地區綠蠵龜進行棲地忠誠度的比較，發現小琉球海龜與菲律賓Oslob相似，且比公民科學資料提供更好資料解析度。最後，透過整合公民科學與系統性調查的長期資料，發現在小琉球約13.3%野外族群有外傷或疤痕，但80%的個體都觀察到已復原。本研究觀察到部分受傷個體從一開始受傷到逐漸恢復的完整過程。受傷成因包括螺旋槳擊傷、魚線纏繞和不同原因，復原時間平均皆需一年半。就野外觀察，嚴重傷口平均需約600天癒合，而輕微傷口則約491天。部分嚴重個案，如因魚線纏繞進而潰爛斷肢，和螺旋槳擊傷造成背甲變形，康復後仍持續在小琉球被目擊達106至2,264天，顯示其強大的野外康復能力和適應力。但海龜重複受傷的現象和受傷個體大多出沒於港口附近，都顯示設立限速區和娛樂釣魚規範的迫切和重要性。本研究透過公民科學加深對台灣地區海龜覓食族群生態的瞭解，並針對調查標準化、棲地忠誠度評估與人為威脅提出建議，對臺灣及東印度洋和東南亞區域的海龜族群之保育與管理具有重要參考價值。
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    重新審視極向遷移:東亞軸孔珊瑚的隱蔽譜系與生物地理結構
    (2025) 周文華; Chou, Wen-Hua
    物種向高緯度遷移被視為海洋生態系對氣候變遷的重要反應，然而此概念多以物種為單一演化單位作為前提。本論文檢驗此假設，使用三種在日本已有向高緯度遷移紀錄的優勢造礁軸孔珊瑚為研究對象，於台灣進行系統調查，鑑定其隱蔽種組成，並解析形塑現今空間分布的可能因素。本研究整合形態、分子與族群歷史分析，結果顯示三個名義物種皆由形態上難以區分但遺傳上高度分化的隱蔽種所構成，而且這些隱蔽種的分化程度已經達到屬於不同物種的程度。在台灣，隱蔽種分布與生物地理界線陳氏線高度一致，然而於更廣泛的東亞尺度，隱蔽種則呈現彼此不同的空間分佈模式，且分佈模式無法僅以當代環境梯度解釋。族群歷史推論顯示，目前的分布格局可能受到過去歷史氣候事件的影響，而這些事件對當前分布的形成可能具有關鍵作用。結合歷史族群軌跡與現行分布顯示，即使目前看似具有遷徙潛力的物種，也未必能在不同棲地建立長期穩定的族群，而遷徙後能否持續，也可能取決於該物種是否維持足夠的遺傳多樣性與適應能力以因應新的環境條件。即使有能力跨越多種棲地的物種，也無法保證一定能往高緯度擴張，這可能來物種本身限制，或是當地非生物條件與原棲地之差異，而生物與非生物因子可能會與該隱蔽種的族群歷史交互作用，決定其在氣候變遷下是擴張、維持或衰退。綜合而言，東亞珊瑚的向高緯度遷移並非物種層級的現象，而是由隱蔽種各自的演化與族群歷史所塑造的差異化回應，且現有空間分布範圍並不能保證他們未來面對氣候變遷時皆具備向高緯度遷移的能力，因此辨識與評估這些隱蔽種對於解讀生物地理格局、預測珊瑚在氣候變遷下的反應以及制定有效的保育策略至關重要。
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    微生物在臺灣小毛氈苔的分布及其影響
    (2024) 孫培峰; Sun, Pei-Feng
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    越南蝙蝠在環境變遷下的時空分布模式
    (2024) 黎光瞳; Le Quang Tuan
    生物多樣性的喪失是當前社會的一項環境危機，對生態系和人類福祉造成巨大的衝擊。建立保護區是防止生物多樣性喪失和維護生態系統完整性最普遍的方式之一，但許多保護區規劃時未納入生物多樣性分布的時間與空間資訊導致成效不彰，且生物多樣性分布可能隨著環境變化而改變，進而影響現有保護區的保育成效。此外，許多保護區在規劃時受限於行政區界線的限制，無法有效涵蓋物種跨邊界的分布和遷移範圍，因此也限制了保護區的保育成效。在蝙蝠（翼手目）的保育上，因為牠們分布廣泛、對環境變化敏感、具良好移動能力，但卻不易觀察，使得保護區的制定更加困難。因此，我的研究以越南的蝙蝠為例，揭示如何取得並利用環境變遷下物種分布的時空資訊，用以研擬保育計劃的制定。具體來說，我分析蝙蝠物種的分布並預測牠們在氣候和土地覆蓋變化下的動態，以（1）瞭解這兩個主要環境變化各別和在交互作用下對蝙蝠所造成的影響，來指引保育策略的制定；（2）評估現有保護區網絡涵蓋蝙蝠分布範圍的代表性，並指出應優先考慮作為蝙蝠保護區的地點；以及（3）評估面對環境變化下，跨國合作對於決定蝙蝠保育優先保護區域的重要性。在我的博士論文的第一項研究中，我使用物種分布模型和不同溫室氣體排放和環境變化情境，預測了81種在越南出現的蝙蝠現今和未來的分布，評估氣候和土地覆蓋變化對於蝙蝠分布範圍和物種豐富度的影響。結果顯示直到2050年，這兩種威脅個別皆將對蝙蝠產生負面的影響，且當兩種威脅同時發生時，將會降低個別威脅的正面效應或增強個別威脅的負面效應，使整體負面影響加劇。此外，這兩項環境變化所造成的正負效應與程度在蝙蝠物種與地理區域上具有顯著變異，強調出將各別物種分布資訊納入蝙蝠保育規劃的重要性。 由於建立保護區是最普遍被使用的保育方式之一，因此在第二項研究中，我使用物種分布資訊來評估越南現有的保護區網絡對於保護蝙蝠分布範圍的代表性。我分別計算出現於越南的每種蝙蝠分布範圍中有多少比例位於現有的保護區當中，並以此作為保護代表性的評估標準。我發現儘管現有的保護區網絡比隨機網絡更具代表性，但它平均僅涵蓋了蝙蝠目前分布範圍的6.56％。若整合物種分布資訊與空間優先分析，在不增加網絡大小的情況下，調整現有保護區網絡的分布可以增加代表性至12.11％。結果也顯示將未來蝙蝠分布的預測納入保護區設置優先分析，並不會影響保護區對現今蝙蝠分布範圍的代表性，但可以顯著提升環境變化下，對未來蝙蝠分布的代表性。最後，物種分布模型顯示活動於越南的81種蝙蝠中有79種分布範圍超出越南的邊界，且氣候和土地覆蓋變化可能會影響牠們在越南內外的分布。因此，在第三項研究中，我以跨越越南、寮國和柬埔寨三國的範圍進行保護區設置優先分析（跨界優先），並相較於各國分別進行優先分析（國家優先）的結果，比較對於蝙蝠分布範圍的代表性何者為高。結果顯示，跨界優先和國家優先所建議的保護區網絡對於現今蝙蝠分布範圍具有相似的代表性，然而，在環境變化的情況下，特別是在考慮到蝙蝠未來分布的預測時，跨界優先能得到更好的結果，顯示跨國合作的重要性。 總結來說，以上研究說明了氣候和土地覆蓋變化的相互作用可能會對蝙蝠造成嚴重的負面影響。為了在環境變化下維持保育的有效性，在保護區規劃中納入蝙蝠分布的時空資訊與跨國界合作至關重要。此研究不僅增進了我們對於環境變化對蝙蝠多樣性潛在影響的理解，也提供了在保育上減緩衝擊的建議。本研究所建立的研究方法，特別是將物種的時空分布整合至設立跨國界保護區的考量之中，將可擴展應用於其他類群。
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