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國際生物多樣性日來啦!台灣人對「生物多樣性」知多少? 

PanSci_96
・2019/05/21 ・4772字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 577 ・九年級
今年國際生物多樣性日的主題是「我們的生物多樣性、我們的食物與我們的健康」。圖/行政院農委會特生中心

5 月 22 日是國際生物多樣性日International Day for Biological Diversity)主要目的是促進全球了解及提升關於生物多樣性相關議題的意識。2019 年的主題是「我們的生物多樣性、我們的食物與我們的健康(Our Biodiversity, Our Food, Our Health)」,藉此主題及相關活動讓大家了解人類的食物、營養及健康仰賴生物多樣性與健全生態系的服務。

生物多樣性是甚麼?

生物多樣性一詞是在 1986 年才被提出,依據國際生物多樣性公約的定義:

「生物多樣性指的是源自於陸域、海洋與其他水域生態系,以及生態複合體ecological complexes的生命有機體之間的變化性;這包含了物種內、物種間與生態系統的多樣性。」

簡而言之,在說到生物多樣性時,我們應該考慮到的除了物種多樣性,還有遺傳多樣性、生態多樣性等等

68%國人聽過生物多樣性,臺灣保育認知與國際同步 

為了解國人對於生物多樣性的認知情形,行政院農業委員會特有生物研究保育中心特生中心與林務局合作參考聯合國認可的方法,在今年首度進行「臺灣生物多樣性認知調查」,結果發現有 68%的國人聽過生物多樣性,完全理解正確為總數的 13.8%,部分理解正確則占 23.8%,國人聽過生物多樣性的比例與英、德、美、日等國相當。

全球的生物多樣性認知狀態。(點圖放大)圖/行政院農委會特生中心

公眾認知是推動生物多樣性工作的核心之一

聯合國「20112020 年生物多樣性策略計畫」與「愛知生物多樣性目標」中首先提到的策略目標就是:「通過讓生物多樣性在政府和社會中主流化,應對生物多樣性喪失的根本原因」,而其標題目標 1:「最遲於 2020年,人們應該認識到生物多樣性的價值,以及他們能夠採取哪些措施保護和可持續利用生物多樣性」。

人們必須先聽過生物多樣性,瞭解其意並且認同保護生物多樣性的重要。

生物多樣性道德貿易聯盟(The Union for Ethical BioTradeUEBT)自 2009年以來,橫跨 16個國家的 64,000人進行生物多樣性認知(Biodiversity Barometer的調查,調查結果為聯合國生物多樣性指標夥伴關係(Biodiversity Indicators Partnership)採用以衡量全球生物多樣性認知的狀態與變化的指標。

首次在臺灣進行的「生物多樣性認知調查」

過去臺灣並無類似評估,因此特生中心採用UEBT相同方法,在今年 3-4月首次進行「臺灣生物多樣性認知調查」,以瞭解我國民眾對於生物多樣性的認知度及理解度。調查採網路問卷,範圍涵蓋臺澎金馬,15歲以上、64歲以下的樣本抽樣數:N=1,000、誤差值:± 3.10% 

生物多樣性認知的調查主要包含兩個問題

問題 1:請問您有沒有聽過「生物多樣性」? (單選) 

  • 有聽過,我也「確實」了解生物多樣性的意思 
  • 有聽過,但我不是很清楚生物多樣性的意思 
  • 我沒有聽過 

問題 2:就您的認知,請問生物多樣性的意思是?

  • 此題不管有無聽過,請依直覺作答,無需額外找資料 

UEBT參考用正確答案:生物多樣性是指「世界各地不同地理位置」的「許多不同生物」,兩個要素都答對視為正確

調查結果顯示將生物多樣性納入課綱的有效性

不同年齡國人對生物多樣性的認知程度。圖/行政院農委會特生中心

結果顯示,整體而言有 68% 的民眾聽過生物多樣性,完全理解正確有 13.8%、部分理解正確則為 23.8%。生物多樣性認知度隨年齡增加而遞減,15-24歲整體認知度高達 90%,推測主因為從 2004年 9月全面實施的「九年一貫課程」開始將生物多樣性納入七年級的「自然與生活科技」學習領域,顯見學校教育的成效。

另一方面,如何加強對於社會大眾的宣傳、教育與公眾認知的提升(Communication, Education & Public Awareness),特別是對於社會發展與決策方向有重大影響力的年齡層,將是生物多樣性主流化的最大挑戰。 

參考UEBT 2018年針對英(66%, 22%,12%)、法(90%, 34%, 16%)、德(53%, 25%, 9%)、美(55%, 25%, 16%)與巴西(91%, 49%, 15%)的最新調查及2010年的日本(62%, 29%, 21%)調查結果,臺灣(68%, 13.8%, 23.8%)訪問對象中聽過生物多樣性的比例與網路相對普及的英、德、美、日類似,但能說出生物多樣性內涵者仍相對偏低括號內數字分別代表聽過、正確理解與部分正確理解生物多樣性所占百分比

生物多樣性的未來展望

生物多樣性的重要需要被持續傳播。圖/flickr

2020 年末聯合國生物多樣性公約將於昆明召開極其重要的第 15 次締約方大會,國際社會將總體檢驗「愛知生物多樣性目標」的達成情形,更將決定「全球 2020 後生物多樣性框架」,但可預見讓更多人及不同部門更深刻體認生物多樣性的重要性是不變的基礎。

首度進行的「臺灣生物多樣性認知調查」反映出臺灣過往透過學校教育及各類宣傳活動傳遞生物多性訊息的總體結果,除了顯示臺灣的成績,也突顯需要持續加強的地方。

特生中心未來將與相關單位合作進行生物多樣性認知的固定調查,以追蹤認知程度的變化,同時為更有效傳播生物多樣性的重要性,將於短期內與相關單位共同籌組生物多樣性主流化夥伴關係,也將於 10 月 日邀請國際專家來臺舉辦研討會,傳授、交換心得意見。

  • 本文改寫自 行政院農業委員會特有生物研究保育中心新聞稿 

參考資料:

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什麼是「造父變星」?標準燭光如何幫助人類量測天體距離?——天文學中的距離(四)

CASE PRESS_96
・2021/10/22 ・3033字 ・閱讀時間約 6 分鐘
  • 撰文|許世穎

「造父」是周穆王的專屬司機,也是現在「趙」姓的始祖。以它為名的「造父變星」則是標準燭光的一種,讓我們可以量測外星系的距離。這幫助哈柏發現了宇宙膨脹,大大開拓了人們對宇宙的視野。然而發現這件事情的天文學家勒梅特卻沒有獲得她該有的榮譽。

宇宙中的距離指引:標準燭光

經過了三篇文章的鋪陳以後,我們終於要離開銀河系,開始量測銀河系以外的星系距離。在前作<天有多大?宇宙中的距離(3)—「人口普查」>中,介紹了距離和亮度的關係。想像一支燃燒中、正在發光的蠟燭。距離愈遠,發出來的光照射到的範圍就愈大,看起來就會愈暗。

我們把「所有發射出來的光」稱為「光度」,而用「亮度」來描述實際上看到的亮暗程度,而它們之間的關係就是平方反比。一旦我們知道一支蠟燭的光度,再搭配我們看到的亮度,很自然地就可以推算出這支蠟燭所在區域的距離。

舉例來說,我們可以在台北望遠鏡觀測金門上的某支路燈亮度。如果能夠找到到那支路燈的規格書,得知這支路燈的光度,就可以用亮度、光度來得到這支路燈的距離。如果英國倫敦也安裝了這支路燈,那我們也可以用一樣的方法來得知倫敦離我們有多遠。

我們把「知道光度的天體」稱為「標準燭光(Standard Candle)」。可是下一個問題馬上就來了:我們哪知道誰是標準燭光啊?經過許多的研究、推論、歸納、計算等方法,我們還是可以去「猜」出一些標準燭光的候選。接下來,我們就來實際認識一個最著名的標準燭光吧!

「造父」與「造父變星」

「造父」是中國的星官之一。傳說中,「造父」原本是五帝之一「顓頊」的後代。根據《史記‧本紀‧秦本紀》記載:造父很會駕車,因此當了西周天子周穆王的專屬司機。後來徐偃王叛亂,造父駕車載周穆王火速回城平亂。平亂後,周穆王把「趙城」(現在的中國山西省洪洞縣一帶)封給造父,而後造父就把他的姓氏就從本來地「嬴」改成了「趙」。因此,造父可是趙姓的始祖呢!(《史記‧本紀‧秦本紀》:造父以善御幸於周繆王……徐偃王作亂,造父為繆王御,長驅歸周,一日千里以救亂。繆王以趙城封造父,造父族由此為趙氏。)

圖一:危宿敦煌星圖。造父在最上方。圖片來源/參考資料 2

回到星官「造父」上。造父是「北方七宿」中「危宿」的一員(圖一),位於西洋星座中的「仙王座(Cepheus)」。一共有五顆恆星(造父一到造父五),清代的星表《儀象考成》又加了另外五顆(造父增一到造父增五)。[3]

英籍荷蘭裔天文學家約翰‧古德利克(John Goodricke,1764-1786)幼年因為發燒而失聰,也無法說話。1784 年古德利克(John Goodricke,1764-1786)發現「造父一」的光度會變化,代表它是一顆「變星(Variable)」。2 年後,年僅 22 歲的他就當選了英國皇家學會的會員。卻在 2 週後就就不幸因病去世。[4]

造父一這顆變星的星等在 3.48 至 4.73 間週期性地變化,變化週期大約是 5.36 天(圖二)。經由後人持續的觀測,發現了更多不同的變星。其中一群變星的性質(週期、光譜類型、質量……等)與造父一接近,因此將這一類變星統稱為「造父變星(Cepheid Variable)」。[5]

圖二:造父一的亮度變化圖。橫軸可以看成時間,縱軸可以看成亮度。圖片來源:ThomasK Vbg [5]

勒維特定律:週光關係

時間接著來到 1893 年,年僅 25 歲的亨麗埃塔‧勒維特(Henrietta Leavitt,1868-1921)她在哈佛大學天文台的工作。當時的哈佛天文台台長愛德華‧皮克林(Edward Pickering,1846-1919)為了減少人事開銷,將負責計算的男性職員換成了女性(當時的薪資只有男性的一半)。[6]

這些「哈佛計算員(Harvard computers)」(圖三)的工作就是將已經拍攝好的感光板拿來分析、計算、紀錄等。這些計算員們在狹小的空間中分析龐大的天文數據,然而薪資卻比當時一般文書工作來的低。以勒維特來說,她的薪資是時薪 0.3 美元。順帶一提,這相當於現在時薪 9 美元左右,約略是台灣最低時薪的 1.5 倍。[6][7][8]

圖三:哈佛計算員。左三為勒維特。圖片來源:參考資料 9

勒維特接到的目標是「變星」,工作就是量測、記錄那些感光板上變星的亮度 。她在麥哲倫星雲中標示了上千個變星,包含了 47 顆造父變星。從這些造父變星的數據中她注意到:這些造父變星的亮度變化週期與它們的平均亮度有關!愈亮的造父變星,變化的週期就愈久。麥哲倫星雲離地球的距離並不遠,可以利用視差法量測出距離。用距離把亮度還原成光度以後,就能得到一個「光度與週期」的關係(圖四),稱為「週光關係(Period-luminosity relation)」,又稱為「勒維特定律(Leavitt’s Law)」。藉由週光關係,搭配觀測到的造父變星變化週期,就能得知它的平均光度,能把它當作一支標準燭光![6][8][10]

圖四:造父變星的週光關係。縱軸為平均光度,橫軸是週期。光度愈大,週期就愈久。圖片來源:NASA [11]

從「造父變星」與「宇宙膨脹」

發現造父變星的週光關係的數年後,埃德溫‧哈柏(Edwin Hubble,1889-1953)就在 M31 仙女座大星系中也發現了造父變星(圖五)。數個世紀以來,人們普遍認為 M31 只是銀河系中的一個天體。但在哈柏觀測造父變星之後才發現, M31 的距離遠遠遠遠超出銀河系的大小,最終確認了 M31 是一個獨立於銀河系之外的星系,也更進一步開拓了人類對宇宙尺度的想像。後來哈柏利用造父變星,得到了愈來愈多、愈來愈遠的星系距離。發現距離我們愈遠的星系,就以愈快的速度遠離我們。從中得到了「宇宙膨脹」的結論。[10]

圖五:M31 仙女座大星系裡的造父變星亮度隨時間改變。圖片來源:NASA/ESA/STSci/AURA/Hubble Heritage Team [1]

造父變星作為量測銀河系外星系距離的重要工具,然而勒維特卻沒有獲得該有的榮耀與待遇。當時的週光關係甚至是時任天文台的台長自己掛名發表的,而勒維特只作為一個「負責準備工作」的角色出現在該論文的第一句話。哈柏自己曾數度表示勒維特應受頒諾貝爾獎。1925 年,諾貝爾獎的評選委員之一打算將她列入提名,才得知勒維特已經因為癌症逝世了三年,由於諾貝爾獎原則上不會頒給逝世的學者,勒維特再也無法獲得這個該屬於她的殊榮。[12]

本系列其它文章:

天有多大?宇宙中的距離(1)—從地球到太陽
天有多大?宇宙中的距離(2)—從太陽到鄰近恆星
天有多大?宇宙中的距離(3)—「人口普查」
天有多大?宇宙中的距離(4)—造父變星

參考資料:

[1] Astronomy / Meet Henrietta Leavitt, the woman who gave us a universal ruler
[2] wiki / 危宿敦煌星圖
[3] wiki / 造父 (星官)
[4] wiki / John Goodricke
[5] wiki / Classical Cepheid variable
[6] wiki / Henrietta Swan Leavitt
[7] Inflation Calculator
[8] aavso / Henrietta Leavitt – Celebrating the Forgotten Astronomer
[9] wiki / Harvard Computers
[10] wiki / Period-luminosity relation
[11] Universe Today / What are Cepheid Variables?
[12] Mile Markers to the Galaxies

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CASE的全名是 Center for the Advancement of Science Education,也就是台灣大學科學教育發展中心。創立於2008年10月,成立的宗旨是透過台大的自然科學學術資源,奠立全國基礎科學教育的優質文化與環境。
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