東海大學教學卓越計畫

　　教學卓越計畫為了能讓學生可以拓展視野，見識現存熱帶雨林的狀態與馬來西亞熱帶雨林被破壞的情況，特別將課程分為兩部分：一是在東海做當地介紹、熱帶雨林簡介與熱帶雨林相關知識傳授；二是將課程帶到馬來西亞熱帶雨林樣區上課。

　　在為期兩星期的課程當中，除了實際進入熱帶雨林樣區內進行實驗調查，也到樣區之外的橡膠工廠、油棕工廠和伐木場參觀。抵達熱帶雨林樣區的前兩天，帶學生熟悉環境並到森林步道與樹木園介紹Pasoh當地的優勢種與常見樹種。在進行介紹時，有特別提到熱帶雨林與其他地方森林的不同之處，從濕度、溫度、陽光照射強度、土壤成分、降雨量……等環境因子到植物、動物、微生物……等生物因子之間，有什麼樣的交互關係，而這些關係所產生的生態系，與世界上其他的森林相有何不同，這些問題除了讓學生自行思考，也會讓學生互相切磋琢磨，最後老師再加入，提出較為學術性的觀點，供學生們參考。晚上則會請當地森林研究管理單位─FRIM的研究人員，介紹Pasoh的歷史、環境與現況。

　　當學生逐漸熟悉環境並初步了解熱帶雨林的生態之後，為了能讓往後的實驗更加順暢，安排一天的課程讓學生練習做科學的方法以及如何做科學研究。先由老師講解做科學的步驟及方法，接著讓學生分組，到戶外做實際觀察，找出想問的問題；結束戶外的課程後，進行小組內的討論，接續完成假說與預測結果，將小組討論做成PPT向大家報告小組討論成果。透過此過程讓學生熟悉做科學的方法，始接下來在熱帶雨林樣區內的實地觀察與實驗能夠更加順利。

在進入熱帶雨林樣區的實驗調查部分，共進行了六項實驗調查，分別是Seed dispersal、Tree buttress、Janzen-Connell hypothesis、Invasive plants、Plant functional traits、Pig nest density等六項調查。從實地進入熱帶雨林進行調查的過程中，學生可親身體驗熱帶雨林的溫濕氣候、多樣性豐富的生態等在台灣很難能夠體會到的環境，也可從中培養做科學的能力以及做生態實驗的過程及方法。

1. Seed dispersal:
a. 前言：植物為了能將種子散播出去，發展出各式各樣不同的形態以求能將種子離自己越遠越好。靠風傳播種子的樹種其種子具有翅或棉絮可乘著風到遠方；靠動物傳播種子的樹種，隨著傳播者的種類不同，會有不同的果實以吸引特定的傳播者。此次實驗以鳥類做為主要研究對象，觀察果實可能傳播的情形。
b. 介紹：有很多植物仰賴的傳播者為鳥類。鳥類的視覺極佳，對於顏色有很高的辨識度，因此有很多樹種具有顏色鮮艷的果實以吸引鳥類食用，希望能將果實傳到遠方。由於鳥類沒有牙齒，因此相較於有牙齒的哺乳類，種子被破壞的機率較小、存活率較大，種子被帶到遠方發芽的機會很高。
c. 方法：本實驗將學生分為五組，從此一樣區中選定十組Gap與Non-gap的環境，每種環境各選兩棵2公尺高的木本植物，共40棵樹，再利用紅色、黃色、藍色、綠色的黏土做成直徑一公分大小的圓球，使用約10公分長的棉線將四種顏色的圓球綁在距離地面1.5到2公尺的枝條上，每一枝條綁6顆相同顏色的黏土，分別於清晨與傍晚前往觀察與紀錄黏土假果實的情況，若有脫落須重新綁回原處。經由本實驗觀察是否顏色越鮮豔的假果實會有越多被食用的痕跡以及不同時間假果實被啄食的痕跡數量是否會有明顯不同。

2. Tree buttress:
a. 前言：板根是許多熱帶樹種常見的特徵，板根的作用眾說紛紜，但一般較為能被接受的解釋是板根具有支持樹木的作用，且會隨著樹冠中心或坡度做調整。
b. 方法：將學生分為四組，從樣區中選定10棵DBH大於30公分的在馬來西亞熱帶雨林常見的龍腦香科植物Shorea leprosula做為實驗物種，其中必須包含至少3棵DBH大於50公分的樹。首先，測量該樹的DBH以確定數為符合大於30公分的標準，接著測量板根的高度、長度、厚度與方位；因為實驗是要探討板根與樹罐或坡度的關係，因此還需測量樹冠大小、方位與坡度，或是任何可能會影響板根的因素。

3. Janzen-Connell hypothesis:
a. 前言：J-C hypothesis是目前相當受到關注與熱烈討論的假說。根據此一假說，在離母樹較近的地方，種子數量多但小苗成長率低；離母數較遠的地方，種子數量少但小苗成長率高。因此，會有一個最適距離是小苗數量最多的地方。
b. 方法：將學生分為四組，從五十公頃樣區中選定20棵在馬來西亞熱帶雨林常見的龍腦香科植物Dipterocarpus corrutus做為實驗物種。以母樹為中心的半徑20公尺之內，尋找Dipterocarpus corrutus的小苗，並記錄小苗高度、距離地面10公分高度的小苗直徑、與母樹的距離與角度、小苗所在的光環境。

4. Invasive plants:
a. 前言：通常在熱帶雨林不太會有外來種入侵，因為熱帶雨林物種多樣性高、生存壓力大，一般的植物無法與本地物種競爭。但是在Pasol的五十公頃樣區內，有一種外來種植物Clidemia hirta在幾年前出現。Clidemia hirta原產於中南美洲的熱帶雨林，目前已知入侵夏威夷、斐濟、新加坡與馬來西亞半島。Clidemia hirta在Pasol被發現最開始是1971年Peter Ashton在土壤中發現Clidemia hirta的種子；接著是1997年Halton Peters紀錄1002棵Clidemia hirta的植株；而後於2006年至2009年東海大學的學生於課程間做實驗並記錄，發現從Clidemia hirta被發現至2009年期間，有逐年成長的趨勢，推測此外來種的散佈與傳播可能與野豬或人為干擾有關。熱帶生態學課程將延續以往所做的研究，繼續記錄此外來種的族群動態。
b. 方法：將學生分為六組，其中一組於兩條main trial (NS20 & EW15)以寬度3公尺做全長1500公尺，總面積4500平方公尺的植株調查；另外五組分別以樣區座標(10,03)、(10,08)、(10,12)、(10,17)與(10,21)做為起點，行經穿越線以寬度6公尺做全長800公尺的植株調查。記錄觀察範圍內所有出現的Clidemia hirta植株其編號、座標、高度、光環境、土壤干擾、生殖狀況、存活與否或其他註記；高度大於50公分的植株需採集的三對葉測量濕重、乾重、厚度、面積。另外，在調查範圍內，需每兩公尺紀錄光環境。

5. Plant functional traits:
a. 前言：植物大抵可分為根、莖、葉、花、果、子等部分。其中，植物的根能吸收土壤的水份、有機物質或無機物質供生長所需；葉子可以行光合作用製造養份；同時，樹木還必須有樹幹能支撐樹冠到達能照到陽光的地方。在生殖方面，開花植物會利用花做為媒介，交換配子，達到基因交換的目的；果有時可用來保護種子，有時也可幫助種子散播到更遠的地方；種子包含完整的遺傳物質，可以繁衍出下一代。植物會因品種、環境、生長條件……等等的因素而使植物擁有各式各樣不同的面貌。在大部分的情況之下，耐陰性的物種葉大而薄、葉柄長，而陽性物種葉厚且小、葉柄短。為了驗證此推論是否正確，此實驗利用熱帶雨林樹木全年皆有的樹葉做為觀察重點。
b. 方法：選定八種樹種，分別至gap與non-gap環境下採集葉片，測量樹葉葉面積、葉厚度、葉乾重、葉鮮重、葉柄長以探討葉功能性狀是否與物種、環境有關。

6. Pig nest density:
a. 前言：Sus scrofa是一種在Pasoh常見的哺乳類，其食性為雜食性。經過近幾年來的調查，發現野豬的族群量有高度的成長，其原因可能與人為破壞與森林周圍種植油棕有關。人為的破壞導致野豬的天敵消失，此為野豬族群量上升的原因之一。而油棕為馬來西亞非常重要的經濟作物，在保護區外圍種植大量的油棕，可做為野豬的食物來源。根據推測，由於種植油棕，野豬有充沛的食物來源，使得野豬族群量增加。另外，也有人推測Clidemia hirta的散播與野豬有關連。因此，此次實驗延續前人的調查，追蹤Sus scrofa的族群量是否較之前增加。
b. 介紹：野豬是唯一會挖洞的偶蹄類，體長100~150cm，高度90cm，體重約60~70kg。公豬有獠牙用於防禦與攻擊。野豬有在泥濘地打滾的習性，通常會選擇某幾個較為潮濕的水窪，此動作可避免皮膚上有過多的寄生蟲。在繁殖季時，母豬會咬斷小苗用以築生產用的巢，通常建築一個巢會使用超過500株的小苗。此次實驗藉由記錄豬巢數量估計野豬的族群數量。
c. 方法：在樣區中選定16條6m×1000m的區塊，兩個人一組，記錄野豬打滾區的座標、大小以及豬巢的座標、大小、豬巢周圍20m內被咬斷的小苗數量、豬巢的新舊程度。

　　離開樣區之後的第一站來到伐木場。馬來西亞森林資源豐富，因此木材為該國重要的經濟來源。伐木場是馬來西亞的國有林地，由伐木公司取得相關執照後並申請在特定的伐木場伐木。伐木公司必須經過國家的各項審核，這當中必須包含有一系列完整的規劃，從事前的環境評估、對樹種的認識，砍伐時如何選擇砍伐的樹種與樹木、砍伐的方式、運送時的行經路徑，到事後如何育林、幫助森林恢復生態，這些都必須通過，才可拿到政府核發的伐木執照。另外，還有政府會透過競標的方式選擇合適的伐木公司對於某伐木場給與該公司許可證。

　　在保護完整的熱帶雨林樣區的強烈對比之下，學生第一次看到伐木過後的森林情況，皆極為震驚與不解。伐木場依舊有樹木，但只剩下長得奇形怪狀、或是不好砍伐的樹木。偶爾會有幾棵高大筆直粗壯的樹木仍留在伐木場內，這是因為根據馬來西亞政府規定，伐木場為了能讓森林在砍伐過後能夠復育，需在每平方公里保留四棵直徑大於100cm的母樹做為日後復育森林用。伐木場的森林不如一般森林吵雜，伐木場幾乎沒有其他的動物出現。

　　接著，到油棕工廠看油棕果實從樹上採下之後的處理過程。油棕為馬來西亞重要的經濟作物之一，其油棕出口量僅次於印尼。現今用於栽培的油棕多是非洲油棕櫚，東南亞於18世紀引進後，便大量栽植，以提取油脂。油棕為世界上產油量最高的植物，每公畝油棕的產油量為大豆的10倍，加上四季皆開花結果、便於種植，可栽種在可可、咖啡無法生長的土質，所以油棕栽種面積逐漸擴大。近代又將油棕改良，降低油棕高度，更有利於採收。油棕種植3年之後即可收成，收成時間可達25年，每簇果實重約15至20公斤，其果實成熟後為紅色或紅黑色。果實採收之後，為防止變質，會立刻送進工廠加工。當油棕產量過了黃金期而逐漸降低，便會砍掉重植。

　　當大家抵達油棕工廠，聽過廠方人員講解油棕與果實的基本介紹及用途之後，所有人都必須配帶安全帽，才可進入工廠參觀。一車車的油棕果實裝了滿滿一大卡車過磅，然後依照果實品質分類，經過輸送帶，依照分好的等級將果實送到各個機器進行蒸煮。透過蒸煮的過程，將棕櫚果實煮熟，使果實變軟，方便碾壓果實及使殼更容易與果肉分離。經過蒸煮、碾壓、榨取的過程，可從果肉中獲得毛棕櫚油(CPO)與棕櫚粕(PE)；同時，在碾碎的過程中，棕櫚仁被分離出來，棕櫚仁再經過碾壓與去殼，可從中榨取獲得毛棕櫚仁油(CPKO)與棕櫚仁粕(PKE)。學生也有參觀控制室，在這裡可以控管所有機器的運作，也可以了解果實加工進行到哪個階段。

　　透過參訪油棕工廠，讓學生了解油棕油榨取的過程，同時藉由參訪前的簡介與課後討論，加深同學的印象，讓學生了解油棕的生活史、栽種史以及各種油棕相關製品。油棕製品在生活當中隨處可見，廣泛運用於餐飲業、食品製造業與油脂化工業。

　　最後來到橡膠工廠看看橡膠的初級加工過程。橡膠為同樣馬來西亞重要的經濟作物，該國為世界上第三大產膠國，僅次於泰國及印尼。橡膠的採集大致上可分為兩種。第一種是於凌晨兩、三點開始割膠，並於黎明前收膠。因為橡膠遇熱會固化，引此用此方式可以採集到液態的橡膠。液態橡膠收集後會立刻送往工廠加工，通常液態橡膠品質較好，價錢也較高。液態橡膠可加工成各式各樣的橡膠製品，如醫療用的橡膠手套只可用液態橡膠製作而成。但此方式收膠的缺點為耗時又耗費人力，所以大部分收膠會採用另一種方式：待其凝固後再去收膠。用此方式收膠雖然賣的價錢較低，但可節省非常多的人力成本，收膠時間也比較不受限制。固化後的橡膠會送進加工廠利用化學方式將橡膠液化後再製成其他產物。熱帶生態學課程所參訪的橡膠工廠是將固化後的橡膠做初級的加工。

　　待大家抵達橡膠工廠，隨即進入會議室聽取廠方人員對於工廠運作及橡膠處理流程做簡介，之後便到工廠內參觀橡膠處理過程。還沒看到橡膠，一股惡臭的味道便撲鼻而來，彷彿是混雜著魚腥味與牛糞味般地令人無法忍受。因橡膠在固化時，可能會有灰塵、雜質、昆蟲或其他難以想像的物品會參雜在橡膠中，因此收膠工人將固化的生膠送到此地將固化橡膠內的雜質去除。想要去除橡膠中的雜質，首先會將直徑約10公分大小的生膠經機器切割成5立方公分大小後，放入水槽攪拌水洗；接著橡膠塊隨著輸送帶再進入機器切割成更小的橡膠塊，再一次水洗，如此重複這些步驟，直到橡膠塊為1立方公分大小。當橡膠塊的雜質清除完畢後，顏色為白色，這些小的橡膠塊會整形、烘乾，成為約30×60公分大小的橡膠塊，橡膠經烘乾後顏色呈現咖啡色。這些橡膠塊會秤重，確定每個橡膠塊為一樣重量，再一次整型。大約每5個橡膠塊會取其中一小部分做為樣品抽驗品質。最後封膜完成包裝，完成橡膠的初步處理，準備送往其他家工廠加工。

　　雖然油棕與橡膠為馬來西亞帶來高經濟獲利，但是種植這些高經濟價值的作物所付出的代價是犧牲熱帶雨林。通常是一樹林經過伐木，將具有價值的樹木砍伐加工售出，直到這片樹林有價值的樹木被消耗殆盡，便會將樹林怡為平地，轉為栽種油棕或橡膠。穿鞋子、用肥皂這些每天都在做的事情，沒有人會想到做這些事情可能就是破壞熱帶雨林的原因之一。熱帶生態學課程希望透過參訪日常用品的上游工廠或產地，讓學生思考所做所為、一舉一動都有可能產生連環效應。

　　經過熱帶生態學的課程及活動，可以讓學生更加了解現在地球的生態環境，也可以讓學生培養做科學的興趣，更重要的是，學生能走出台灣，看看世界其他地方生活、文化、環境……等等的異國風情，拓展學生的國際觀。