從「紋白蝶」到「氣候變遷」


                                                                                             北新國小自然領域專任教師 郭麗娟老師、陳怡君老師
 ●紋白蝶：臺灣？日本？傻傻分不清楚！

    在四年級下學期上第三單元「昆蟲世界」的時候，我們在花圃上種了許多小白菜以吸引紋白蝶來產卵，讓我們可以觀察紋白蝶的生態。但是觀察了許多的幼蟲後，發現似乎有不同種類的紋白蝶幼蟲同時存在，就連蛹和成蟲的樣子也有些不同，這僅僅只是雌蟲和雄蟲牠們有不同的體型和體色而已嗎?，還是牠們是不同的品種？這激起了我們想要研究牠們是否是不同種類的紋白蝶，而牠們之間是否有競爭或是合作的關係？還是彼此和平共處？於是我們在10月初到蔬菜種苗店詢問、購買6種常吃的十字花科蔬菜的菜苗和種子，分別種植在花圃上，吸引紋白蝶來產卵，進一步的觀察與研究。

    為了要找出臺灣紋白蝶和日本紋白蝶的外形特徵、生活習性、食性以及活動期等是否具差異性，進行長期觀測與實驗，試圖找出答案。我們先種植六種十字花科蔬菜吸引母蝶產卵，長期觀察兩種紋白蝶生態，並設計各種溫度適應實驗。結果發現臺灣紋白蝶和日本紋白蝶兩者的生活習性大致相同，競爭性不明顯。但日本紋白蝶能配合十字花科蔬菜的生長期在冬季大量繁殖，因食草多、天敵少、競爭者少，故日本紋白蝶能大量繁殖。反之，臺灣紋白蝶在初春時開始活動，因食草變少、天敵變多、競爭者變多，數量少於日本紋白蝶。兩種紋白蝶在5月中旬已沒有發現卵和幼蟲，與兩種紋白蝶的溫度適應實驗結果一致。第一年的研究，我們的團隊非常幸運榮獲新北市特優的殊榮~

●氣候變遷衝擊兩種紋白蝶生態習性

   依據去年國展評審的建議，我們除了繼續進行兩種紋白蝶生態調查，今年將研究聚焦於「溫度」改變對兩種紋白蝶的影響。延續我們第一年的研究基礎，持續進行校園生態觀察，我們完成兩種紋白蝶的全年生態觀測紀錄；並設計操作性實驗，探討發育期之環境溫度是否會改變紋白蝶的形態體型。以生長箱控制環境溫度，檢視溫度對兩種紋白蝶各齡期成長平均重量、成長日數、總生長期、翅長等影響。研究發現：各蟲期在15℃及25℃的溫度試驗下均能完成生活史，發育日數都隨著溫度增加而縮短，發育速率則隨著溫度升高而增快。為探討紋白蝶是否會因氣候變遷而受到影響，我們尋訪各博物館並檢視館藏231隻兩種紋白蝶標本，分析比對形值特徵，並以ArcGIS地理資訊系統建立氣溫模式圖，分析兩種紋白蝶的空間分布模式、體型變化與氣候紀錄之關聯性，驗證我們提出的實驗假說。第二年的研究結果，我們也非常幸運榮獲新北市優等的肯定~

●「氣候變遷」在臺灣

   過去百年來全球表面均溫大約上升 0.6℃，預估至 2100年的CO2濃度為 540-970 ppm，平均溫度將上升 1.4 - 5.8 ℃。氣候變遷已成為全球關注的重要環境課題。昆蟲是變溫動物，體溫與環境溫度大致相同，因此溫度可能是影響昆蟲生長的重要因素。而蝴蝶在食物鏈上屬於初級消費者，除為植物傳花授粉外，也提供肉食性、寄生性動物等的食物來源，在生態系的運作上占有重要的地位，且因生活史較短，對環境具有高度敏感性，是良好的環境監測指標物種 。已有研究證實，若全球暖化現象持續進行，未來將會有許多蝶種的數量驟減，嚴重者可能走向滅絕的命運。

    臺灣為全球氣候變遷影響最敏感的區域之一，這兩年我們以臺灣常見的紋白蝶做為研究對象，了解環境溫度對紋白蝶生長發育的影響。未來我們將持續關心「氣候變遷」的議題，積極採取氣候行動、努力減碳，為控制台灣的氣候變化盡一份心力。