南極融冰導致企鵝挨餓

108 課綱開啟全新閱讀素養時代。

科學素養不再侷限於考試的解題方法，學生閱讀科學讀物時,如何在氾濫資訊中找到高品質、適合學習程度的科學素材，是教育現場至關重要的課題。

臺灣師範大學 SmartReading 團隊將 AI 讀物難度分級技術，透過測驗、選書、閱讀、讀後回饋四大功能，完整記錄孩子的學習歷程，提升中小學生科普閱讀動機，成為自律自主的科普學習者。

臺灣師範大學於 110 年至 111 年間，與國科會、新北市、臺中市等單位合作，連續辦理三屆「SmartReading 科普閱讀力大賽」，每屆競賽歷時半年。競賽組別以國小三年級至高中一年級共分七個組別。參賽學校涵蓋臺北市、新北市、臺中市、臺南市、高雄市、花東等十九縣市，報名參賽人數累計八千餘人。

由系統建置適合學生閱讀的兩千多本科普讀物

競賽期間，參賽學生使用「SmartReading 適性閱讀」系統,透過精準快速的中文閱讀能力診斷，將閱讀程度與讀物難度適配。藉由系統已建置，適合國小三年級至高中一年級的 2,180 餘本科普讀物，不僅能激勵其學習動機，更可有效提升選擇的效率，降低科學閱讀恐懼。第三屆科普閱讀力大賽不受疫情波擾，採實體與線上兩種施測方式，於 111 年 5 月份圓滿完成賽事。

111 年 9 月 24 日於臺灣師範大學舉行頒獎典禮，邀請新北市教育局張明文局長、臺北市教育局鄧進權副局長、臺灣閱讀協會陳昭珍理事長、康橋國際學校秀岡校區卓意翔副校長、親子天下兒童產品事業部副總經理林彥傑、新北市信義國小陳桂蘭校長到場擔任頒獎嘉賓。參賽學校師生、家長齊聚典禮會場，為優秀的得獎同學喝采。

臺師大宋曜廷副校長表示，數位閱讀邁向新時代,團隊使用「SmartReading 適性閱讀」系統作為科普賽競賽平台，期望在知識爆炸的時代,藉由測驗、選書、規劃的「智慧閱讀三步驟」，培養學子的跨領域閱讀力與閱讀習慣，讓學生們手握知識大門的鑰匙，成為自律自主的「SmartReader」。

科普閱讀競賽的三大特色

一、適配閱讀能力與圖書難度，擴增多元書籍與文章素材

參賽學生首先須參加中文適性閱讀能力診斷（DACC），依據診斷結果,配合其當前閱讀能力的科普推薦書單，讓學生選書有依據、個人化。本競賽目前共有「推薦書單」、「推薦文章」等 2 種閱讀素材，主題包含植物／動物、數學、天文地科、物理／化學等 8 大類別。「推薦文章」功能，則與「PanSci 泛科學」及「數感實驗室 Numeracy Lab」合作評選，當前提供 600 餘篇線上科普短文,競賽期間提供已超過 4,000 人次的瀏覽次數。

二、綜合性閱讀五力分數，開啟學生全方位閱讀力

本競賽賽程為期半年，學生透過「前測、閱讀任務挑戰、後測」三個階段。競賽期間，系統詳細記錄每週閱讀歷程，並產出線上「閱讀五力分數」報表。自主規劃閱讀期間計算為「規劃力」；讀後評量填答結果計算為「執行力」；閱讀多元書籍類別的結果計算為「博學力」；閱讀單一書籍類別的深化成果則計算為「精進力」；前後測成長結果計算為「成長力」。將閱讀能力數據化、可視化。

三、閱讀任務徽章，深化學生文化素養與科普閱讀興趣

本競賽內建徽章蒐集系統，參賽者於指定時間依據提示完成閱讀任務，即可獲得期間限定的特色科普徽章。任務內容包含閱讀指定的書單及文章類別、世界性科普節日、科學家生辰、台灣重要節慶與其他隱藏任務。本屆各年級累計獲得徽章達 20423 枚，因設計活潑及任務類型多樣，大受參賽者好評。

競賽結果發現學生的閱讀偏好

一、科普閱讀參與，國小男性最踴躍

活動期間參賽者共完成約 21,153 本的書籍評量。以不同學習階段來看；國小參賽者整體閱讀平均本數為 24 本，男生平均閱讀本數為 28 本，女生平均閱讀本數為 20 本。國、高中參賽者因科普讀本難度較高，需要較長的閱讀時間及一定的科學基礎知識，國中參賽者整體平均閱讀書籍數為 10 本；高中參賽者中女性平均閱讀本數多於男性，整體平均閱讀書籍數為 7 本。

二、學生偏好閱讀動物／寵物類與地球生態／天文類書籍

整體參賽學生對於科普書籍的喜愛程度，以植物／動物類（男生 28.19%、女生 27.91%）最能引起學生的閱讀興趣（如：《昆蟲老師上課了！：吳沁婕的超級生物課》、《小島上的貓頭鷹》、《神奇樹屋》等系列）。在次要類別，男女皆喜好生態／生命科學類的書籍（男生 15.20%、女生 16.87%）。

三、參賽學生閱讀歷程的質與量均佳，表現令人驚豔

本次參賽學生皆積極參與競賽。

以三年級組第一名得主，臺北市立大同國小的林靖軒同學為例，競賽期間閱讀書籍本數高達 383 本，書籍讀後評量的通過率更高達 95%，書籍不僅讀得多，更是能讀得要領。

四年級組第一名為第二次參賽的新北市信義國小謝秉言同學，本次競賽期間共閱讀 427 本書。

其中五年級組為本次競爭最激烈的一組，臺北市立長春國小的黃葦川同學以及高雄市立集美國小的吳勁毅同學，兩者僅以極小的分數差距位居第一及第二名。

此外，第一次參與競賽的高雄市立正義國小的孫政遠，競賽期間閱讀 281 本書籍，通過率達到 97%。

四、教育主管機關、學校師長及家長支持鼓勵，帶動學生優異表現

新北市教育局致力於推動智慧閱讀教育，不遺餘力，成果豐碩。本屆競賽全台共 2,104 人報名參與，全國賽獎項獲獎學生共計 36 人，其中新北市得獎學生便囊括 14 位，表現相當亮眼。

家長與學校師長共同陪伴，使得學生能專注於本次競賽，並有相當卓越的成果，例如新北市康橋國際學校、臺中市明道中學、臺中市葳格國際學校、臺北市東山中學等校，皆因全力推廣閱讀活動，才能有優異的競賽成果。以新北市康橋國際學校國中部為例，此次七年級組參賽者，全國賽前5名得主中，康橋中學就獲有 3 名的佳績。

第四屆科普閱讀力大賽即將開跑

延續前三屆廣受好評之科普賽事，第四屆科普賽將擴大辦理，邀請「PanMedia 泛科知識股份有限公司」馮瑞麒總經理、「數感實驗室 Numeracy Lab」賴以威教授、「國立臺灣大學科學教育發展中心」賴亦德執行長，持續提供參賽者更生活化、趣味化的科普文章，預期第四屆科普閱讀力大賽將能讓全球讀者有更高品質的閱讀體驗和更充實的閱讀收穫。

活動詳情請參閱官方網站。
新聞聯絡人：高等教育深耕計畫辦公室——鄭德蓉 02-2366-0916 #111

世界各地熱浪災情頻傳

今年稍早，熱浪侵襲印度和巴基斯坦一帶， 5 月氣溫頻頻突破 45℃，最高溫甚至來到 51℃，是 122 年以來最強的熱浪。

對此，瑞典哥德堡大學（University of Gothenburg）地球科學教授陳德亮表示，要是溫室效應持續加劇，南亞地區每年頻繁出現的熱浪，將影響超過 5.5 億人口，造成食物短缺和難民潮——這樣的場景很有可能在 80 年內上演。

在日本，6 月就迎來了氣象觀測史上持續最久的「猛暑日」（單日最高氣溫超過 35℃），總共持續了 9 天。

下圖為日本氣象廳歷年來的統計數據：綠色長條圖對應縱軸，是每年猛暑日的天數；藍色折線圖是 5 年平均線；紅色斜線則是長期下來的平均趨勢。

在英國，7 月氣溫飆至 40.3℃。然而，2020 年才有研究團隊推測，在 2100 年前，英國氣溫超過 40°C 的可能性極低，沒想到才過兩年，就打破了氣候模型的預測。

針對今年英國熱浪的情況，世界氣象歸因組織（World Weather Attribution）的分析報告也指出，要不是人為造成的氣候變遷，英國絕對不可能超過 40°C，而且熱浪的溫度也會比現在還要低 2–4°C。

在歐洲，居民同樣飽受熱浪之苦。法國、西班牙、葡萄牙、義大利等地都超過 45°C，泰晤士河源頭乾涸、萊茵河水位創下歷史新低，中歐的水文地標「飢餓之石（Hungerstein）」也重見天日。

在捷克境內易北河的飢餓之石上，就刻著這樣一行字：「如果你看到我，那就哭泣吧（Wenn du mich siehst, dann weine）」。

為什麼會有熱浪？跟一般的熱有什麼不同？

簡單來說，熱浪的成因與地球的氣壓系統有關，特別是高壓系統。

當高壓系統長時間盤踞一地時，就稱為「熱穹（heat dome）」。在熱穹範圍內，因為高壓中心氣流下沉，阻礙地面暖空氣上升，導致暖空氣更密集、溫度更高，連帶影響地表溫度。

除此之外，影響各地熱浪的因素都不相同，但大致可以分成以下幾種：

1. 北極暖化和噴射氣流遷移：伍德威爾氣候研究中心（Woodwell Climate Research Center）的氣候科學家佛朗西斯（Jennifer Francis）說明「北極暖化」導致北極噴射氣流擺動，原本應該帶給歐洲冷空氣，可是卻沒有，因此造成熱浪。
2. 聖嬰現象與反聖嬰現象：「聖嬰現象」將赤道東太平洋的溫暖海水帶到美州西岸；「反聖嬰現象」則帶來冷水。目前，地球處在反聖嬰時期，因此未來若是聖嬰現象發生，夏季溫度將進一步升高，美洲熱浪也會更加頻繁。
3. 燃燒化石燃料：科學家指出，人為燃燒化石燃料確實導致了氣候變遷，而且這樣的影響範圍遍及全球。英國布里斯托大學（University of Bristol）氣候科學家薇琪．湯普森（Vikki Thompson）則表示，熱浪強度將隨著全球氣溫升高而上升。

臺灣熱成這樣，不算熱浪嗎？

先講結論，不算！在臺灣氣象觀測史上，也從來沒有出現過熱浪。

根據中央氣象局統計資料，在橫跨近百年的前 30 筆高溫排行榜中，近三年（2020–2022）就包辦了其中 12 筆，從 38.8℃ 到 40.2℃ 都有。今年 8 月 21 日，花蓮富源自動觀測站更測得 41.6℃ 的高溫。^[註]

註：這項記錄沒有列入中央氣象局的高溫排行榜，因為能夠上榜的只有 28 個人工測站的資料，其他 300 多個自動測站都被排除在外。

可是，都這麼熱了，為什麼不算熱浪呢？考量到不同地區有不同類型的氣候，世界各國對於熱浪的認定標準都不同。

若參考世界氣象組織（WMO）的定義，必須是「連續 5 日的最高溫，超過歷年最高溫度平均值 5℃ 以上」，才能稱為熱浪。

以臺北市為例，必須連續 5 天出現 39.3℃ 以上的高溫，才符合熱浪的天氣定義，因此即使是受到熱島效應影響的臺北市，至今也都沒有出現過熱浪。

延伸閱讀：我來到一個島，它叫做都市熱島——《都市的夏天為什麼愈來愈熱？》

那麼，未來有可能發生熱浪嗎？應該也不會。

雖然偶爾有熱帶大陸氣團，從中國帶來乾熱的大氣，但臺灣四面環海，有海風調節，海溫最高也只有 30℃ 左右，不太可能出現異常高溫。

極端高溫有多危險？連狗狗都可能被柏油路燙傷！

在熱浪期間，由於高壓籠罩、降雨減少，更容易發生乾旱，而乾燥炎熱的氣溫也容易引發森林大火，造成惡性循環。

舉例來說，加拿大西部去年遭逢熱浪，氣溫飆升至 49.6℃，頻繁的森林大火促成積雨雲形成，帶來致災性雨量，或是降下閃電，引發更多火災。

除了生態危機以外，熱浪還很有可能造成農作物欠收與能源供應短缺。在交通運輸方面，歐洲鐵軌膨脹變形，紛紛減班或停駛，而水位下降、河床乾涸等問題，也阻礙了水路運輸。

另外，英國也呼籲民眾盡量不要外出遛狗，免得狗狗中暑、曬傷，或是被柏油路燙傷。

如何應對極端高溫造成的「熱傷害」？

在氣溫高、濕度高、風速弱，或是天氣突然變熱的情況下，如果在劇烈運動、戶外作業時，沒有適時補充水分與鹽分，就可能對身體造成「熱傷害」，包括熱痙攣、熱暈厥、熱水腫、熱衰竭與熱中暑。根據衛福部統計，今年 7 月，就有 444 人因熱傷害而送往急診，是去年同期的 1.8 倍，而且呈現逐年上升的趨勢。

俗話說得好：「預防勝於治療。」與其逐一認識這五種熱傷害（請參考熱傷害自我保護懶人包），不如學學如何預防，那就是——多喝水、待在陰涼處，隨時注意身體狀況。尤其是嬰幼兒、長者、過重者、慢性病患、戶外活動者、服用特定藥物者，更要小心防範。

然而，要是不幸碰上這種情況，請按照以下五個步驟處理：

1. 陰涼：移動到陰涼處休息。
2. 脫衣：脫掉多餘的衣物。
3. 散熱：保持環境通風。（切勿泡冰水、擦酒精！）
4. 喝水：迅速補充水分和電解質，如運動飲料。
5. 送醫：若情況嚴重，如意識不清、痙攣、休克等，應儘速送醫。

參考資料

1. 熱浪煉獄！巴基斯坦城市氣溫達51℃ 中暑民眾苦不堪言：這種高溫將奪走我們的生命
2. Ullah, S., You, Q., Chen, D., Sachindra, D. A., AghaKouchak, A., Kang, S., et al. (2022). Future population exposure to daytime and nighttime heat waves in South Asia. Earth’s Future, 10, e2021EF002511.
3. 大雨や猛暑日など（極端現象）のこれまでの変化
4. Christidis, N., McCarthy, M. & Stott, P.A. (2020).The increasing likelihood of temperatures above 30 to 40 °C in the United Kingdom. Nature Communications, 11:3093. 
5. Without human-caused climate change temperatures of 40°C in the UK would have been extremely unlikely
6. Extreme heatwaves: surprising lessons from the record warmth
7. 熱浪來襲，是天災還是人禍？
8. Explainer: What’s causing the recent U.S. heat waves?
9. What is a heat dome?
10. Extreme weather: What is it and how is it connected to climate change?
11. Thompson, V., Kennedy-Asser, A. T., Vosper, E., Lo, Y., Huntingford, C., Andrews, O., Collins, M., Hegerl, G. C., & Mitchell, D. (2022). The 2021 western North America heat wave among the most extreme events ever recorded globally. Science advances, 8(18), eabm6860. 
12. 聖嬰現象（ENSO）｜交通部中央氣象局
13. 天氣排行榜｜交通部中央氣象局
14. 地獄之門再開啓 台北會那麼熱嗎
15. 越來越熱！什麼是熱浪？氣候變遷會對您我造成哪些「熱傷害」？
16. 熱傷害自我保護懶人包
17. 防熱傷害三要訣 夏日炎炎保安康

筆者在觀看電影《神力女超人 1984》時，對於神秘動物學家芭芭拉一角印象深刻，劇中她因私心向許願石許願成為「頂級掠食者」，於是變成了攻擊性強、移動速度快的大反派豹女，然而許願的後果使她漸漸失去人性，變得貪婪狂暴。

自古以來，人類在食物鏈上的位置會隨著演化、行為模式、民俗文化而有所不同，也出現了為滿足口腹之慾而將非牲畜類動物變成餐桌佳餚的現象，如：取食鯊魚鰭的魚翅、將熊掌做為補品等。人類征服了這些大型動物，是否也意味著，現代人類處在食物鏈的最頂端，成為真正的「頂級掠食者」了呢？

生物在食物鏈上的等級是怎麼訂定的？

在討論人類是否是頂級掠食者前，我們先來了解什麼是營養級。

營養級（trophic level）為各生物在食物鏈上的位置，通常以 1～5 等級進行評分。利用陽光獲取能量的植物和其他初級生產者處於第一營養級，隨後的計算則是以該動物所吃的物種其營養級加一：草食性動物處於第二級（吃第一級：1+1），三（2+1）級動物只吃二級草食性動物，四（3+1）級則吃第三級的肉食性動物。以此類推，一條食物鏈通常最多達五級。

若從多個營養級獲取食物的物種，則是以所吃食物的營養級取平均作為依據。以雜食性動物為例：若該生物吃 50% 的植物（第一營養級）和 50% 的草食性動物（第二營養級），則此生物為 2.5 級。

而「頂級掠食者」（apex predator）在生態學上的定義為「此生物在生活範圍內的食物鏈中，不存在對其做出掠食行為、更高營養級的其他物種」，如上圖中的老鷹。

其實人類沒有想像中的高等級！？

2013 年，法國海洋開發研究院（IFREMER）海洋生態學家 Sylvain Bonhommeau 的研究團隊在《美國國家科學院院刊》（PNAS）發表了一篇論文，確認人類在食物鏈上的營養級（human trophic level; HTL）。他們利用聯合國糧食及農業組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations; FAO）統計世界各地人類食物消費的數據，為所吃的每種食物分配了一個營養級。研究結果顯示，人類每天有平均 80% 的卡路里來自植物，20% 來自魚肉類。這邊我們可以用漢堡來理解，內容物除了肉片、蛋、起司外，其餘的食材皆為植物，或是以植物為原料，如麵包體就是從小麥而來的。

這份論文的數據計算出人類處於 2.21 的平均營養級——介於鯷魚和豬之間。不過人類的營養級在世界各地不盡相同，例如在蒲隆地共和國（位於非洲東部的小型內陸國家），植物佔當地飲食的 96.7%，使得該國人民的營養級為 2.04，但在冰島，飲食中約 50% 為肉類，使得該國人民的營養級高達 2.57。

看來是時候越級打怪了！

大型貓科動物、老鷹和虎鯨有一個共同點：他們都是頂級掠食者！牠們是標準的肉食性動物，食物來源幾乎完全由肉類組成，這些動物沒有天敵——除了人類以外。

那麼，如果我們是頂級掠食者的掠食者，這是否意味著人類處於食物鏈頂端呢？

答案取決於如何定義「掠食者」，也就是說，是為了進食而殺戮，還是僅殺死其他動物。

無論是非掠食性的大型草食性動物（如象、犀牛等攻擊性極強的物種），或是具致命性的有毒物種，均能殺死其他動物，但牠們在食物鏈上仍有天敵，且無法捕食大型獵物，因此在定義上無法納入頂級掠食者。

在生態學或生物環境相關的研究中，人類在食物鏈中的位置並非基於我們殺死了什麼，或是被什麼生物吃掉。相反地，Bonhommeau 指出「這完全取決於你吃什麼。」

若根據這個定義，人類是否處於食物鏈頂端呢？答案是否定的，因為我們不會吃掉所有被我們殺死的生物。

在多數情況下，我們不是為了吃野生動物而殺死它們，例如獅子數量下降的主要原因是棲息地喪失，以及人類不希望獅子威脅到自身或所飼養的牲畜而發生衝突。亦有研究指出，漁民會將 10% 至 20% 的總漁獲量作為混獲（意外捕獲到原本不打算捕撈的魚種）丟棄，而這些無意中捕獲的動物大多面臨受傷或死亡。

史前人類的等級竟然比現代人類還高？

另外，在探討人類的食物鏈位置時，也需考量「人類」是指史前人類還是現代人類。

從歷史上來看，我們吃的東西和殺的東西，之間差異可能較小。2021 年，有研究團隊整合人類生理學、遺傳學、考古學和古生物學，重建了更新世（260 萬至 1.17 萬年前，也就是人類出現的時期）人類祖先的營養級。這份研究發表在《美國自然人類學雜誌》（American Journal of Physical Anthropology）。

研究顯示當時的人類很可能是頂級掠食者。直到 1.2 萬年前，最後一個冰河時代結束前，人類在這 200 萬年的時間裡主要是吃肉的，證據有兩項：一是古代人類遺骸中的氮同位素（與飲食以植物為主的人相比）比例較高，而氮同位素比例往往會隨著以肉類為主的飲食而增加；另一項證據則是人類與肉食性動物的生理相似性（與草食性動物相比）來得更高。

然而，一些變化可能導致人類食物鏈下降，該團隊認為主要的變化是大型動物的消失。大約在同一時期，人類開始發展出能夠食用更多植物的技術，例如學會磨製用於加工穀物的石器等。

不強求最高等，或許才是最好的

即使我們曾經可能是肉食性頂級掠食者，並不意味著現代人類也應該登上食物鏈頂端。隨著時代演替，人類在食物選擇上更加多元，但我們不該為滿足口腹之慾而肆意殺戮，破壞生態系統的平衡。每種生物的存在（包括屬於 2 級的我們，以及真正的頂級掠食者）都是維持生態系統中各物種數量的平衡和食物鏈穩定的重要貢獻者。

參考資料

1. Are humans at the top of the food chain？
2. Eating up the world’s food web and the human trophic level
3. The evolution of the human trophic level during the Pleistocene

海洋生物學家Wayne Trivelpiece和他的太太Susan，這對夫妻都在美國國家海洋暨大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Association）南極生態研究組（Antarctic Ecosystem Research Division）從事研究。自1979年起，他們每年不畏嚴寒及風速達每小時40公里的強風，追蹤帽帶企鵝（chinstrap penguins）和阿德利企鵝（Adelie penguins）的覓食、育幼及遷徙。這些年間，他們研究的企鵝，位於西南極半島和鄰近斯科提亞海（Scotia Sea）的族群，急遽的衰退，有些甚至滅絕。這些暖化的受難者，面臨海冰棲地減少的威脅。現在，綜合三十年來，收集自南極附近研究站的資料，研究人員認為，企鵝不只棲地減少，也有挨餓的問題。

Trivelpiece夫婦，和現在是一支基地設於蒙大拿州謝里丹鎮，私人極地海洋研究站主席的生態學家William Fraser，在1992年時，發表「棲地假說」。這概念是指，沿著南極海岸的海冰融解，危及企鵝生存。斯科提亞海的平均溫度在過去五十年間，增加了攝氏5到6度，急遽減少了海冰的量及存在的時間。科學家假設，這是需要海冰作為棲地的阿德利企鵝，族群下降的主因；相反地，會迴避海冰的帽帶企鵝則族群興盛。

然而，根據從地上研究站，及觀光遊輪兼作企鵝族群調查艦收集來的資料，Trivelpiece夫婦和同事，重新檢視過去的資料。他們發現，磷蝦－一種長得像蝦子的甲殼動物，企鵝的主食之一減少，可能是帽帶企鵝和阿德利企鵝減少的原因；這兩種企鵝的族群，每年各減少2.9%和4.3%。磷蝦的幼苗，以生長在海冰底層的藻類為食，自1981年起，磷蝦的數量減少了80%。無論帽帶企鵝和阿德利企鵝是否喜歡海冰，他們都愛吃磷蝦。

追朔到1980年代，科學家開始注意到企鵝族群快速銳減，但卻不知道原因是什麼。為了要測試是否如科學家直覺所想的一樣，企鵝族群銳減是導因於食物不足，他們從企鵝的嘔吐物發現，帽帶企鵝只吃磷蝦，而阿德利企鵝也對磷蝦一樣依賴。然後，科學家在1990年間也指出，磷蝦的體型大小不太一致，這顯示只有少部分磷蝦族群成熟到企鵝可以吃的程度。衛星的資料也顯示，磷蝦的數量在海冰減少的區域內驟減。

Wayne Trivelpiece認為，企鵝族群銳減，是由於幼鳥死亡。當成鳥離開幼鳥，幼鳥需要自力更生時，他們對減少的磷蝦無所適從。在1970年代，約有50%的幼鳥從海中返回，而這幾年間，有時下降到只有10%。相反地，巴布亞企鵝會帶著幼鳥捕食，所以這種企鵝族群並沒有嚴重的減少。

Fraser認為，企鵝可以作為一個風向球，讓我們了解暖化對全球生物的影響。

資料來源：ScienceNow: Melting Antarctic Ice Causing Penguins to Starve [11 April 2011]