尋訪外雙溪百年梯田（3之3）

生機盎然的水水梯田


‧小朋友前來探索梯田的生態世界

前一篇提到百年梯田裡種植的西洋菜，竟然有噴農藥，那麼，梯田裡的其他生物豈不是也遭毒害嗎？事實上，梯田生態的確受到了農藥的影響，所以，梯田裡和梯田的護堤上常可發現許多蝸牛、水螺的空殼。幸好，外雙溪的氣候多雨，以及梯田裡有豐沛的流水，可將殘留的農藥稀釋、排除；加上農夫沒有對梯田進行全面農藥噴灑，讓棲息在梯田中的部分生物得以喘息滋長。

‧ 從梯田水中爬出，即將羽化為蜻蜓的水蠆

■豐富的梯田生態之美
梯田中的生態世界非常豐富，特別是水生動植物，形成了美麗的梯田世界。

‧梯田裡有龐大的美麗豆娘族群呵

●欣賞角度1------站在梯田旁看
春夏季時，站在梯田旁，除了可以看見翩翩飛舞的紋白蝶之外，還可以看見許多大型蜻蜓如善變蜻蜓、杜松蜻蜓、紫紅蜻蜓和短腹幽蟌等，來回飛行巡弋；而迷你的青紋細蟌和白粉細蟌等小型豆娘則穿梭於西洋菜葉之間。

‧夏天的梯田中美麗的善變蜻蜓隨處可見


●欣賞角度2-----在田埂上看
蹲在田埂上細看，可以看到許多水生貝類，例如，外形像燒酒螺的網蜷、好似盤子的類扁蜷等。走在田埂上，則可看見被驚動的負蝗、疣蝗和瘤喉蝗等蝗蟲，；抬起頭，甚至可以看到盤旋悠鳴的大冠鷲或是群飛的白鷺鷥「黃頭鷺」呢！

‧直徑不到半公分的水生貝類類扁蜷非常美麗

●欣賞角度3-----看梯田裡流動的水
往梯田裡流動的水望去，可以發現許多大肚魚和蝦子優游其中，有時還可以看見泥鰍的蹤影，或是發現紅娘華伸出腹部末端細長的呼吸管；翻開石塊，甚至還可以發現等待孵化的小魚卵哩！

‧將細長呼吸管伸出水面呼吸的紅娘華

這百年梯田不只生產西洋菜、空心菜、水芋、海芋、紫花鳶尾，還有豐富的生態之美，這樣的自然景觀令你心動嗎？或許你家離這兒太遠，無法前來探索，那麼，不妨在假日時，到離住家較近的其他型態的水田觀察，一定可以發現更多水域田中的生態祕密呵！

‧梯田旁石塊下即將孵化的魚卵

●精采的梯田夜世界
具有豐富自然生態的外雙溪百年梯田，也是進行夜間觀察的好地點呵！
你看過非洲大蝸牛怎樣吃東西嗎？來在這裡，你可以觀察到牠刮食田埂上嫩綠的植物葉片的過程；卡氏麻蠊、體長超過十公分的馬陸、拉都希氏赤蛙、貢德氏赤蛙、黑眶蟾蜍和盤古蟾蜍等，也都常在田埂、石階步道上現蹤哩！步道旁的水溝中則有許多的小洞穴，在春季的夜裡，總能在每個洞穴中發現紅褐色的美麗螃蟹－－拉氏清溪蟹。

‧躲在溼地洞穴中的拉氏青溪蟹


‧黑眶蟾蜍是梯田中常見的蛙類


‧梯田可欣賞到對面山坡的美麗夜景


●探索小錦囊
想知道更多的水田探索或是自然探索活動嗎？你可以上自然生態學習網（http://nature.edu.tw/）尋寶呵！


‧正在刮食田邊鮮嫩葉片的非洲大蝸牛

〈本文為國語日報邀稿，原文刊載於98.06.22國語日報第8版科學教室〉

尋訪外雙溪百年梯田（3之2）

陡峭梯田裡的
西洋菜田

‧老農與探索的學生

昨天介紹了位於外雙溪北側，依山而建的百年梯田，它壯麗的階梯狀景觀，彷彿巨人的樓梯。今天我們從空照等高線圖來看，就可以清楚知道這梯田位於海拔八十到一百二十公尺的山麓上，構築在長百餘公尺，高低落差卻高達四十公尺的坡地上，平均坡度至少超過百分之三十。由此可見，先民當初是多麼辛苦的開墾，並靠著耕種智慧，才打造出這片良田。


‧梯田位置的空照地形套圖


■梯田裡種什麼農作物？
梯田裡的山泉水不斷流出，水量非常豐富，如果你是農民，會種什麼農作物呢？當然是水稻或是其它水耕作物咯！不過，在大約三十年前，當地的農民就不再種植稻米，因為收成時還要進行曬穀等繁瑣後續工作，而改種不大需要照顧，甚至不需要施肥的西洋菜，和少數空心菜、水芋、海芋、紫花鳶尾等。


‧踩在水田中採收西洋菜的農夫。右下方綑草就是以先割取，準備綑紮西洋菜的芒草

在採收西洋菜時，農夫往往先割取一把梯田旁的芒草，再割取西洋菜，然後利用芒草綑紮西洋菜，就可以直接載運出去販賣了。早期這裡種植的西洋菜幾乎都是外銷香港，極盛時期，一年採收販賣的收入可高達上千萬呢！


‧西洋菜上方飛舞的紋白蝶

■紋白蝶幼蟲的最愛
許多人以為西洋菜生長流動的水裡，不需要施肥也不用噴農藥。但是經過研究觀察後發現，西洋菜雖然不需要施肥，卻常被噴灑農藥。因為屬十字花科的它也是紋白蝶幼蟲的最愛，所以，梯田裡總是可以看到大量的紋白蝶飛舞求偶、產卵。仔細翻找西洋菜的莖枝、葉片，就可以發現到許多紋白蝶的幼蟲。農民為了生計，最直接的滅蟲方式就是噴灑農藥！


‧紋白蝶幼蟲以十字花科的西洋菜為食


‧外雙溪百年梯田中噴農藥的老農夫

最後，請同學們想想看：噴灑農藥對梯田的生態會有什麼樣的影響呢？對消費者和農民本身的健康又會有什麼樣的危害？下一篇我們繼續來探索梯田裡的生物世界。（下週一續刊）

‧因農夫噴灑農藥而死亡的紋白蝶幼蟲


●西洋菜小檔案
西洋菜俗稱豆瓣菜、水蔊菜、水芥菜、水田芥菜或是水茼蒿，早年由歐洲、地中海東部傳進中國、臺灣，因此被稱為西洋菜。
它跟小白菜、蘿蔔一樣都是十字花科植物，分類上是西洋菜屬的水生草本植物，它的莖有許多的分枝，生長在冷涼且流動的水裡，葉片是奇數的羽狀複葉，人們食用的就是它的莖葉部位，味道相當鮮甜美味，廣東人和香港人對它特別的偏好，難怪外雙溪百年梯田早年種植的西洋菜都外銷香港！

‧西洋菜的莖葉是鮮甜美味的蔬菜

〈本文為國語日報邀稿，原文刊載於98.06.20國語日報第8版科學教室〉

尋訪外雙溪百年梯田（3之1）

巨人的樓梯

許多小朋友到過位於臺北外雙溪地區的故宮博物院，你知道，由故宮博物院再向前行大約兩公里，有一處「百年梯田」嗎？這處梯田位於外雙溪兩側，依山而建，保留完整，超過百年的歷史，具有顯著的蓄水、保土與增產功能，還是探索自然，發現生命的寶地呵！

■壯觀的石堤
來到梯田下方，首先映入眼簾的就是它壯麗的階梯狀景觀，彷彿巨人的樓梯般。仔細觀察這些如巨人階梯的梯田護堤，發現它全是由石塊堆砌而成。再細看這些石塊表面都布滿了一顆顆小小的黑色礦物斑點，由此可判斷這些石塊屬火山熔岩流所形成的安山岩。原來，數十萬年前，當地的大屯火山群噴發岩漿，岩漿冷卻後，形成了堅硬的火成岩塊。先民就地取材，一釘一鎚的敲築出這一階階的梯田。




‧俯瞰秀麗的梯田景觀

而這些護堤石塊或許因為年代不同或是功能取向不同，堆砌的方式也不一樣。例如，有的石塊裁切整齊、大小一致，以類似「人」字砌法構築；有的大小不一，乍看雜亂堆疊，就像亂石砌一般。不過，它們都有一個共通點，就是上面覆土植草，即使田裡都放滿了水，它也不會漏水，無形中也提供了涵養水源的重要功能，這可是先民們的智慧呢！


‧以人字砌的方式所堆砌的整齊護堤牆面



‧以亂石砌法堆砌的護堤，亂中有序


■梯田裡的豐沛水源
走進梯田之中，可以發現田裡都注滿了水，並以水耕方式種植水生蔬菜。水田裡的水一直流動，並向下一層的梯田飛泄，流水量非常大。當地耕種的老農夫說：「夏天時，這水摸起來是冰涼的，冬天摸起來卻是溫的喲！」小朋友想想看，為什麼會這樣？還有梯田裡源源不斷的水是從哪裡來的？

‧梯田中豐沛的水流飛泄而下

沿著石階拾級而上，答案揭曉------原來這豐沛水源全都是從山壁石縫間湧出的山泉水。經過長期測量山泉水的水溫後也發現，全年維持在大約攝氏十七度到二十三度之間。於是，這種水溫在寒冷的冬天摸起來的感覺當然是溫的，而在炎熱高溫的夏天時，這種水溫就令人感覺沁涼啦！很有趣吧！

‧從岩壁石縫中源源湧出的山泉水源



‧別懷疑，臺北市也有美麗的百年梯田景觀喔

你有沒有興趣也來拜訪梯田呢？想知道田裡種了些什麼農作物，還有棲息了哪一些野生動植物嗎？等著你一起探來索呵！

〈本文為國語日報邀稿，原文刊載於98.06.19國語日報第8版科學教室〉

喜歡濕冷環境的綠色小精靈－臺北樹蛙

小檔案：臺北樹蛙（Rhacophorus taipeianus Liang & Wang, 1978）是臺灣特有種蛙類。分類上，屬樹蛙科樹蛙屬。體長約3.5~5.5公分，體型上屬中小型蛙類。外觀上，身體背部以綠色為主，但會隨環境變淺或呈深褐綠色，腹部由腹側的黃色逐漸轉淡至腹部白色或淡黃色，是一種具有隨環境變化而轉變身體顏色能力的蛙類。


圖1：臺北樹蛙的腹部呈淡黃色，趾端膨大呈吸盤狀

臺北樹蛙只侷限分部於臺灣島的中北部，是臺灣特有種蛙類，目前已被政府宣告為保育類動物之ㄧ。臺北盆地與附近山區果園、農耕地與產業道路水溝等有溼地或小水池旁，冬日裡常可聽到牠鳴唱求偶的鳴聲，臺灣中南部是看不到牠的。依常理來看，外觀翠綠鮮豔的臺北樹蛙應該是很早就被發現命名的物種，但卻一直到1978（民國67年）年的冬天才被發現，經臺大動物學系的梁潤生與王慶讓二位教授鑑定為新種，在此之前卻被人誤認為體型和外觀都有顯著差異的日本樹蛙，真是奇妙。從外觀來看，臺北樹蛙與莫氏樹蛙較為近似，都是綠色，但是牠腹面白色、股部內側黃色並有一些小黑斑、眼部的虹彩呈黃色，這和莫氏樹蛙的股部內側是橘紅色、眼睛虹彩是紅色，有明顯不同。臺北樹蛙和一般樹蛙一樣擁有共同的特徵－趾端膨大呈吸盤狀，可以輕巧的在樹叢枝葉間攀爬移動（圖1）。平常棲息靠著翠綠色的外形保護，也不會發出鳴聲吸引天敵，巧妙地隱藏棲息在樹林間，不容易被發現。（圖2、圖3）


圖2：臺北樹蛙靠著翠綠色的外形掩蔽，保護色極佳


圖3：隱藏在捲曲枝葉間的臺北樹蛙，若不鳴叫的話很難發現到牠

蛙類是典型的二棲類動物，卵期與幼生期的蝌蚪階段無法離開水域環境。因此，成蛙大部分會選擇離水域不遠的地方，或是比較潮濕的環境中棲息，即便是離開水域，也會在繁殖季節回到水域旁鳴叫求偶繁殖（圖4）。

圖4：回到水域水溝邊假交配的臺北樹蛙圖〈攝影/張淯蒼〉

因此，當我們聽見蛙鳴不斷、看見大量蛙類活動，此刻就是牠們繁殖傳宗接代的季節。然而，大部分的動物都喜歡在氣候溫暖的季節裡繁殖，臺北樹蛙卻是少數選擇寒冷的冬季生殖繁衍的蛙類之ㄧ。臺灣島是屬於夏季多雨而冬季乾旱的氣候，選擇在冬季繁殖的臺北樹蛙似乎與整體的季節氣候環境相互矛盾。不過，細心地探究觀察會發現冬季東北季風盛行，北臺灣總是飄著陰雨綿綿的冬雨，而形成潮濕的環境條件，正好可以提供臺北樹蛙產卵繁殖，這正是臺北樹蛙演化出適應生存環境的典型例子。同時，這也說明了臺灣中南部為何未分佈臺北樹蛙的原因了。臺北樹蛙最奇特的行為之ㄧ，就是雄蛙有築巢的習性。到了秋末東北季風盛行的季節（10月到隔年3月），雄蛙會悄悄地移到低窪有水域的附近，在水邊的草根、石縫或落葉底下挖掘深約2~4公分的圓形小洞，由於上方有落葉雜草覆蓋，掩蔽性極高非常不容易發現（圖5）。


圖5：正在挖巢洞準備鳴叫求偶的臺北樹蛙體色呈深褐綠色〈攝影/張淯蒼〉

然後躲在洞穴內發出長而低沉的「咯～」叫聲以吸引雌蛙，這聲音在冬日的夜裡，聽來還真有淒涼的感覺呢！雌蛙當然就是依此鳴叫聲擇偶，誰的叫聲長而低沉或是富有變化就越能吸引雌蛙。因此，雄蛙的鳴叫聲就由一到二個音節的「咯～」生變化為三到四個音節的「ㄜ、ㄜ、ㄜ…」或在鳴叫尾音中加上短促的「咯、咯、咯」，以增加變化及吸引力，根據學者研究觀察發現，厲害的雄蛙還會發出超過十個音節以上的求偶叫聲。雄蛙們遭遇時，還會發出較為沙啞的「嘎～」叫聲。雄蛙們彼此暗自較勁，真是卯足了勁只為吸引雌蛙前來。另外，研究學者也發現雌蛙偏愛叫聲低沉、較大體型的雄蛙，有些體型嬌小的雄蛙索性乾脆不挖洞鳴叫求偶，竟然投機取巧的偷偷爬進正在交配的雄蛙巢洞中參與配對，造成多隻雄蛙和一隻雌蛙共同交配產卵的有趣現象。


圖6：臺北樹蛙正在交配產卵中，踢打出的卵泡清晰可見〈攝影/張淯蒼〉

臺北樹蛙每次產卵約可產300～400顆蛙卵。交配時，雄蛙會以前肢抱住雌蛙腹部刺激雌蛙排卵，雄蛙排出精液後，雌蛙再踢打混雜隨卵排出的精液、分泌物與空氣產生白色的卵泡，授精的蛙卵就包覆在這潮濕的卵泡之中，而卵泡接觸空氣一段時間後會乾燥硬化得以保持卵泡內部潮濕，形成良好的保護外殼，這卵泡剛好就置於雄蛙挖的巢洞之中（圖6）。蛙卵在卵泡中約經過10天就會孵化，根據學者的研究觀察發現，在卵泡中的蝌蚪甚至可以藉卵黃的養份在此小小的卵泡〝水域〞中存活 40 多天，靜待雨水將卵泡軟化後隨雨水帶入旁邊的水溝、水池、水田等靜水型的淺水域中，繼續蝌蚪的生活階段。


圖7：水蛭也是天敵之一，臺北樹蛙正遭到水蛭的攻擊

臺北樹蛙的生態相當有趣，外觀又可愛頗能吸引學生的注意。但是臺北樹蛙已列為保育類物種，未經核准的捕捉、研究飼養都是違法的，建議若學校附近有臺北樹蛙棲息的教師或學生，在指導學生進行臺北樹蛙的科學研究時，可以從棲地營造與自然觀察紀錄二個方向著手，例如可以根據臺北樹蛙的習性，探究營造怎樣的環境會吸引牠來產卵？雄蛙築巢地點的選擇？（覆蓋物、土質、附近的水域形式…等）、雄蛙所挖的巢洞大小與深度？氣候變化（例如降雨的出現）與成蛙鳴叫求偶的時間探究？求偶活動的強度與降雨量的關係？出現的雄蛙與雌蛙比率？野外蛙卵的孵化時間觀察？水中蝌蚪的生長觀察？蝌蚪的食性與天敵？成蛙的天敵記錄…等（圖7、8、9），這些都是可以在不捕捉、不飼養、不干擾的原則下，非常適合的科學研究內容，提供教師夥伴們指導學生科學研究參考。


圖8：臺北樹蛙的棲地營造實驗觀察


圖9：臺北樹蛙的棲地營造實驗觀察2

〈國立科學教育館科學研習月刊邀稿，原文刊載於98.05科學研習月刊p1~p5〉

會呼吸的屋頂

哇！這什麼高科技設備，是外星人駕駛飛碟登陸地球了嗎？當然不是咯！不過它真的是具科技又環保的產物，花費約新台幣160億元設計建造的建築物。這建築物座落於美國加州舊金山市著名的金門公園之中，是去年（2008年）秋天才剛開幕的加州科學館的建築物〝屋頂〞，佔地1萬多平方公尺，大約是160間的教室面積大小呢！
可別小看它喔。它會呼吸、能儲水、還可以控制溫度呢！照片中許多圓圓的設施是建築物的採光窗與通風口，提供建築物底下的展覽廳內有充足的光線與流通的空氣，夏天時可提供低於室外10度的溫度，大大地減少開空調與燈具的能源消耗，像這樣的圓形土墩共設有7個。另外，這屋頂還覆土種植鋪滿當地9種原生的低矮綠色植物，可收集98％的雨水功能，因此不但用澆水，在陽光充足的加州，還可經由光合作用將二氧化碳轉換為氧氣，為降低都市熱島效應與提供新鮮空氣盡一份力量，更提供了小甲蟲、蜘蛛等小動物棲息的空間呵。
不錯吧！這建築物很有綠色概念、夠環保喔！稱它為「生命屋頂」、「活屋頂」一點兒也不為過！所以囉，大家都叫它〝Living Roof〞。有機會到美國加州時，不妨去參觀吧！

〈國語日報邀稿，原文刊載於98.05.16國語日報第8版科學教室─會呼吸的屋頂／照片請參閱報紙〉