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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    調節幹流水對福山試驗林兩種附生植物影響之探討
    (2023) 蔡譯禎; Tsai, Yi-Chen
    近年來全球降水模式改變,降水集中、乾旱延長,對植物的多樣性與生產力造成負面影響,當中附生植物因生長在樹冠層、缺乏接地根系,故可能為首當其衝的類群。過去部分學者認為,相較地生植物,附生植物面對突發性或延長的乾旱,可能會更加敏感、衝擊更大,因此認為可做為氣候變遷之早期指標類群。但也有部分研究認為,因為長期生活在水份動盪的微環境中,許多附生植物已發展出可協助面對乾旱的特徵,因此受到的影響可能未必較為嚴重。過去相關研究受限於器材的架設,多以觀察性實驗或溫室實驗等方法探討附生植物面臨缺水壓力的反應,但此兩種方法各有限制,因此本研究嘗試以自製調節供水裝置,首次於野外對附生植物進行調節供水來探討這個問題。實驗選在福山植物園的天然闊葉林進行,針對兩種常見附生植物—臺灣巢蕨(Asplenium nidus)與、垂葉書帶蕨(Haplopteris zosterifolia),利用自製裝置調節幹流水量,減少25%與50%,為期十個月(2020年7月~2021年4月)。藉由測量生長狀況、葉片橫切構造、葉片營養元素及與比葉面積 (SLA)、葉片乾燥物質含量 (LDMC)、葉片與角質層厚度與δ13C等可作為缺水壓力指標的相關特徵,探討附生植物對於水分壓力的反應。實驗結果發現形態構造具有明顯差異的兩附生植物,在實驗前受到的水分壓力相當。減水處理對垂葉書帶蕨的葉片數與葉面積有較明顯的負面影響,但其餘特徵則無顯著差異,顯示葉片維持一定的光合作用與生長,代表葉片數的下降可能為水分調節與生長間的權衡結果,水分散失下降與營養重新分配,協助垂葉書帶蕨面對水分壓力。此外實驗期間較低的空氣水氣不飽和度 (VPD) 也可能協助緩和附生植物受到的水分壓力,空氣中有更多可利用的水氣,附生植物可能透過葉片吸收攔截水氣,緩解缺水壓力。葉片營養分析也發現,移除部分幹流水並未造成葉片營養含量下降。除了幹流水外,附生植物或許有其他獲得營養的管道。垂葉書帶蕨可能是透過攔截水氣從中獲取營養。在雲霧頻繁濕度高的福山試驗林,水氣可能是附生植物重要的水分與營養來源之一,在水氣充足的情況下可以緩解幹流水減少造成的壓力,未來若因氣候變遷導致霧氣減少,則可能會對附生植物造成更嚴重的衝擊。
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    福山試驗林三種附生植物對幹流水水質影響之探討
    (2017) 陳亮竹; Chen, Liang-Chu
    幹流水是雨水進入到森林生態系的形式之一,在森林的水文生態和生物地質化學上扮演著相當重要的角色。降雨多的潮濕森林常可見大量附生植物,附生植物因無法利用土壤中的水與營養故一般認為與非附生植物相比較常遭遇水及營養的逆壓。前人研究提出附生植物透過影響著幹流水的滲流、營養吸收和釋放,從而改變幹流水中營養離子濃度。台灣巢蕨基質富含有機質,幹流水流經這類附生植物,可能會淋洗溶出營養物質,但部分營養元素也會被吸收利用,至今對於有大型基質的附生植物對於幹流水水質的影響卻鮮少有研究關注。本研究於福山試驗林比較幹流水通過有大型基質的台灣巢蕨、無大型基質的書帶蕨與長葉羊耳蒜等三種附生植物前後水質的差異。實驗結果顯示幹流水通過台灣巢蕨後離子濃度和總量、水量大多減少,且pH值降低。幹流水通過其它兩種附生植物多數離子濃度亦下降,但濃度降幅低於巢蕨,反之離子總量因水量大幅下降導致下降幅度遠大於巢蕨。由研究結果推斷,和台灣巢蕨共生的附生植物可能面臨較低的水逆壓但較高的營養逆壓,即這些附生植物要在水和營養中做取捨。
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    南灣海域浮游植物群聚組成之時空變異研究
    (2004) 趙家儷; Chia-Li Chao
    本論文主要研究南灣海域浮游植物類群組成與時空變異,進而分析與探討環境因子對此浮游植物時空變異的可能影響。南灣為一半封閉的海灣,灣內長期紀錄到區域性的冷水湧升現象,一般而言季節或氣候改變形成的湧升流會將富含營養鹽的深層水抬升至表水層,此湧升現象可能影響浮游植物的生長與群聚組成。研究地點為南灣海域,樣水採集利用海研一號與海研三號進行,浮游植物群聚組成透過浮游植物的指紋色素鑑別,其它測量的環境因子包括:溫度、鹽度、營養鹽濃度 (NO3-、NO2-、PO43-、SiO42-)、顆粒性有機碳 (POC)、溶解態有機碳(DOC) 與異營性細菌生產力 (BP) 等。研究期間共計於2002/11 ~ 2003/6完成四個航次 (分別代表四季) 之採樣、測量與分析。結果顯示南灣海域中 (葉綠素甲除外) 主要浮游植物色素包括葉綠素乙(Chlorophyll b)、玉米黃質(Zezxanthin)、藻褐素(Fucoxanthin)與19’-hexanoyloxyfucoxanthin等四種,其相對應的浮游植物主要分別為綠藻 (Chlorophyceae)、藍綠藻 (Cyanophyta)、矽藻 (Bacillariophyta) 以及Prymnesiophytes。就季節變異而言,代表浮游植物總生物量的葉綠素甲濃度以冬季最高 (0.44 ± 0.04 mg Chla m-3),其次為秋季 (0.30 ± 0.06 mg Chla m-3) 與夏季 (0.30 ± 0.08 mg Chla m-3),春季最低 (0.19 ± 0.08 mg Chla m-3)。浮游植物種類組成方面,秋季四類浮游植物組成比例相近;冬季綠藻組成比例最高 (33%),Prymnesiophyceae (27%) 和矽藻 (23%) 次之,藍綠藻最少 (16%);春季浮游植物的種類組成比例以藍綠藻最高(58%),綠藻、矽藻與Prymnesiophyceae的含量與比例均較前兩季低;夏季則是以綠藻 (39%) 和藍綠藻 (34%) 最多,Prymnesiophyceae次之 (19%),矽藻含量與比例最低 (8%)。論文中亦探討影響浮游植物時空變化的可能環境因子,結果發現浮游植物的生長和季節間的種類組成變化可能與無機營養鹽和溫度有顯著相關。此外,浮游植物總量與POC和DOC間亦有顯著相關,由於異營細菌生長主要受控於有機碳濃度的多寡,此結果建議南灣海域中異營性細菌的生長可能間接受浮游植物生產力的影響。