非洲樹蛇會讓你「死得很難看」

本文由 建研所 委託，泛科學企劃執行。 

根據聯合國統計數據，全球每年 38% 的溫室氣體排放，並非來自道路上的交通工具，而是由「現代都市與建築」所造成的。

我們如今站在兩條路徑的十字路口。一條是依賴更多水泥建築與空調系統來抵禦夏季酷暑，然而這樣的選擇只會加劇室外大氣的惡化。另一條則是徹底改革建築、用電、設計與都市規劃，不僅尋求低碳排放的建築方式，還要找出節能降溫的解決方案，實現事半功倍的效果。

然而，我們是否真的能將建築業的碳排放歸零？

建築的溫室氣體哪裡來？

在建築物 60 年的生命週期中，建材的碳足跡其實只佔 9.8%，因為建築一旦完成後，材料不會頻繁更換。相反，日常生活中的用電才是主要的碳排來源，占了 83.4%，其中大部分來自冷氣、照明和各種電器。

當然，讓大家集體關燈停用電器「躺平」來拯救地球，顯然不切實際。既然完全不消耗能源是不可能的，我們應該尋找更現實的解決方案。

現在就來看看全球七棟零碳建築之一——成大的「綠色魔法學校」，臺灣首座淨零建築，如何運用建築技術，成為當代永續建築的典範。這些技巧中，有哪些能應用到你我家中呢？

為了省電要把煙囪塗黑、吸收更多太陽光？

都市裡，我們最大的挑戰之一就是夏天的高溫，水泥建築群在陽光的烘烤下，變成一個個巨大的窯爐。為了解決這個問題，綠色魔法學校在國際會議廳裝了一個煙囪，不過這不是為了讓窯爐更熱，而是用來降溫的。

煙囪為什麼都都要蓋的那麼高？原來煙囪越高，上下的溫差越大。熱空氣因為密度低而向上移動，產生熱對流。溫差越大，這個熱對流就越強烈，這就是所謂的「煙囪效應」。在要幫室內降溫的情況下，我們的目的是產生更強的煙囪效應，抽走熱空氣，讓室溫下降。但這棟建築裡沒有火爐，而溫差不夠大時，這效應會變得微弱，那該怎麼辦？

_{浮力通風效應。圖 / 泛科學自製動畫截圖}

綠色魔法學校提出了一個大膽的解法：在煙囪南面下半部改裝透明玻璃窗，並將煙囪內部塗成黑色，還加裝了黑色烤漆鋁板，這樣可以最大限度地吸收太陽光。每當艷陽高照，這個不插電的的「自然通風系統」就能自動啟動，創造局部的熱對流，帶動整根煙囪的熱氣向上移動，為室內降溫，達到節能效果。以熱制熱，完全反常識。

幫室內降溫的最大原則是：通風。

實際上，不是人人家裡都有煙囪。但如果建築的高處沒有任何窗戶或通風設備，熱空氣就是會從屋頂一路往下蓄積在室內。因此，你也一定在許多工廠或民宅的屋頂看過一個不斷旋轉的小風扇，它們也是有異曲同工的效用。雖然不是高聳的煙囪，但特殊的渦輪構造，風吹過就會開始轉動，並連帶空氣排出室外。是個不用插電的通風球。

綠色魔法學校的煙囪就是個效能更強的換氣機，足以讓 300 人大型會議廳的換氣次數，高達每小時 5 到 8 次，甚至能在室內颳起風速每秒 0.5 公尺的微風，是最舒適的環境。這些利用熱氣密度的差異來改善室內溫度的方法，又稱為「浮力通風」。

為了把通風貫徹到底，綠色魔法學校在建築的兩面裝設大量窗戶以及吊扇，來讓水平也能通風。這些我們習以為常的裝置，其實才是關鍵。靠吊扇的一點點電力讓自然風可以自由進出，耗費的能源，遠比冷氣還要少得多。

幫空調省電的最後一招，就是微環境控制。

實際上魔法學校內還是找的到空調設備，並不是完全拔除不用。除了選用最高效率的主機，以及把室內循環做到最好以外，降低周遭環境溫度才能減低冷氣的負擔。要降低水泥叢林的熱島效應，需要植被與水體來做溫度調適。

在太陽照射下，水泥屋頂表面最高可以達到攝氏 70 度，如果屋頂有種植植栽，室內頂層樓板的表面溫度就可以維持在攝氏32 度以下。不用開電就先幫室內降溫。

水也是關鍵的一環。一是水的比熱高，想打破水分子之間的氫鍵，需要大量的熱量，要讓一千克水的溫度升高一攝氏度，需要 4,200 焦耳的熱量，這可以避免溫度因為烈陽就快速上升。二是當溫度真的過高，水也會透過蒸發帶走熱量，讓溫度不至於向上飆。

魔法學校的屋頂花園使用水庫淤泥，研磨後燒製成的再生陶粒，裡頭混合了稻穀，結構極細，不會像有機土一樣分解消失，可以涵養水源，還不用動不動補土壤，不只降低屋頂植被的澆水次數，還能達到降溫效果。地面也採用透水鋪面，讓每一滴水都不浪費。

綠色魔法學校本名是成功大學的「孫運璿綠建築研究大樓」

2013 年被英國知名出版社羅德里其評為「世界最綠的建築」，並獲選為聯合國全球七棟零碳建築之一。

除了表彰之外，在認證上也確實取得了臺灣最高等級的「鑽石級綠建築」認證，以及美國最高級的「白金級綠建築」兩個綠建築認證。

為了讓相同的成效可以陸續在全臺的所有建築上實現，臺灣在既有的綠建築標章體系上，擬定出了「建築能效評估系統 BERS」，針對關鍵的空調、照明、插座電器的用電狀況訂出明確的耗電密度指標得分。簡單來說，就是每平方公尺的面積上，每年平均的用電量。

要打造一棟淨零建築，需要設計與材料硬體的相互配合。在日常用電這最大耗能項目上，能透過前面的淨零設計與智慧能源管理來減低能耗。而我們還沒提到的最後一塊拼圖，則是回到建築的建材本身。這部分減碳的方法有很多種，例如將傳統施作工法改為在工廠就完成模組化建材製造的「預鑄工法」，減少現場搭建鷹架、施工的步驟，達成減碳。又或是將部分建材更換為木、竹等負碳建材，甚至使用零廢棄物、能「循環使用」的建材。例如 2018 年亮相的臺中花博荷蘭館、或是 2021 年台糖在沙崙啟用的循環聚落。

建築物能夠完全不用電嗎？……電從哪裡來？

沒錯，連全球最綠的建築——綠色魔法學校，也無法做到完全不使用電力。正如前面提到的，建築的最大能源消耗來自日常使用，而這所「魔法學校」的成就，是成功將日常能源消耗降低，讓溫室氣體排放減少超過 50%。

這就是關鍵，減少一半後，剩下的部分就靠周邊的造林、太陽能和風能等綠色能源來補足。

2022 年 3 月，國發會公佈了 2050 淨零排放的路徑圖，參考美國、日本、歐盟等國，制定了 2050 年達成淨零建築的目標。

這條路徑包含兩個核心目標：第一，所有建築物要在建築能效評估系統（BERS）中達到 1 級節能，甚至進一步達到「1+ 級」近零碳建築的標準，減少至少 50% 的能源消耗。第二，同步發展再生能源，讓這些近零碳建築朝淨零邁進。

這個目標比你想像的要容易實現。比如，2023 年 12 月，台達電的瑞光大樓 II 就成功取得了「1+ 級」近零碳建築認證，並符合 0 級淨零建築規範。而在 2024 年 7 月，國泰人壽在臺中烏日的商辦大樓經過改造後，也達到 0 級淨零建築標準。這些案例證明了綠色魔法學校的成功經驗可以複製，不論是新建築還是舊建築，都能達成甚至超越淨零目標。

如果我們不想讓「每個夏天都是未來最涼的一年」這樣的預言成真，碳排歸零是必須要實現的目標。現在你知道，這個任務的關鍵就掌握在你我手中。就像選擇能源標章電器一樣，只要選擇符合 BERS 能效標準的建築，我們不僅能降低冷氣的依賴，也能節省電費，讓地球和你的荷包都雙贏。

文／洪孝宇│屏科大野保所鳥類生態研究室研究員
本文轉載自屏科大鳥類生態研究室新聞稿，原文為〈最新研究證實 台灣猛禽體內普遍驗出老鼠藥〉

自從 2014 年，屏科大野保所鳥類生態研究室首度證實，有瀕危的黑鳶因老鼠藥中毒死亡，老鼠藥對台灣猛禽的危害才開始受到重視。

2015 年起，由農藥主管機關防檢局邀集多個單位，展開大規模的台灣猛禽體內老鼠藥殘留調查，總計檢驗 21 種猛禽、全台各地 200 多件肝臟樣本。結果共有 10 種猛禽、超過 6 成的樣本驗出老鼠藥殘留，顯示老鼠藥已經普遍進入台灣生態的食物鏈之中，此研究論文在近日發表於環境科學領域的權威期刊《Science of The Total Environment》。

此研究的參與單位包括屏科大野保所鳥類生態研究室、特生中心野生動物急救站和鳥類研究室、台中市野生動物保育學會、台灣動物路死觀察網（路殺社）等。歷經 3 年的猛禽樣本收集，樣本主要來自救傷但不治死亡的猛禽，另有部分來自路殺採集或是機場的鳥擊防治措施。猛禽死後經解剖取出肝臟，送往農委會藥物毒物試驗所或是景博科技公司進行 14 種老鼠藥成分的殘留檢驗。

不管常不常吃老鼠，都驗得出老鼠藥

在平原和低海拔地區常見的 5 種猛禽中，主食鼠類的黑翅鳶老鼠藥檢出率高達 9 成，且檢出的平均濃度也最高（211 ppb）。此外，有腐食習性的黑鳶和主食蛇類的大冠鷲，分別是檢出率和平均濃度的第二位，顯示腐食性以及主食蛇類也是老鼠藥中毒的高危險群，並間接證明蛇類可能是老鼠藥在食物鏈中傳遞的重要環節之一。至於在鄉村和都會區很常見的鳳頭蒼鷹和領角鴞，牠們食性廣泛，並非以鼠類為主食，但老鼠藥的檢出率也都超過 5 成。

秋冬濃度最高，可能跟過往秋季滅鼠週有關

在一年之中，猛禽體內的老鼠藥檢出率和濃度都在秋冬季最高，這很可能跟台灣每年在秋季舉辦滅鼠週有關。農地滅鼠週發放的老鼠藥成分以可滅鼠和伏滅鼠為主，而這兩種也是最常在猛禽體內被驗出的成分。另一種常見成分撲滅鼠，則大多登記為環境用藥，因此不只是農業用藥，居家使用的環境用藥同樣會進入食物鏈之中。

台灣自 1980 年之後核准的老鼠藥幾乎都是第二代，不僅毒性比第一代更強，即使動物沒有吃到致死劑量，在體內要自然代謝的時間長達 200 天以上，因此相當容易在食物鏈中傳遞和累積。本研究發現有許多猛禽體內驗出不只 1 種老鼠藥成分，最多的一隻鳳頭蒼鷹體內有高達 6 種老鼠藥，代表反覆吃進帶有不同老鼠藥的老鼠。

老鼠藥的慢性機制讓毒害影響更廣

台灣核准的老鼠藥都是抗凝血劑，中毒的動物會逐漸內出血，約 5-7 天才會死亡。因為是慢性毒，因此中毒的動物屍體其實不易發現，不像劇毒農藥（如：加保扶）中毒的鳥類會成群暴斃在毒餌週邊。因為這樣的特性，導致中毒的老鼠仍會四處移動而被天敵捕食，毒害的影響層面比劇毒農藥更廣卻不易察覺。

猛禽老鼠藥中毒的臨床症狀，包括口腔出血、皮下血腫和貧血等，但光從外觀其實不容易診斷，且中毒的個體往往因為虛弱、行動遲緩而發生意外（如：路殺），因而死因被誤判，不會想到背後是老鼠藥惹禍。在老鼠藥檢出率如此高的情況下，當救傷中心收到一隻傷病猛禽，不論傷病原因為何，我們建議都要懷疑是否有中毒的可能性。

老鼠藥達多少劑量足以猛禽於死地？

究竟多少的老鼠藥劑量足以致死，這個問題並不容易回答。以國外研究較多的倉鴞為例，出現中毒症狀的個體，肝臟殘留的老鼠藥多在 100-200 ppb 以上，但不同種類的動物對上不同成分的老鼠藥，感受性可能會差異很大。

台灣的黑鳶自 1980 年代以來族群大量消失，目前被認為跟農藥和老鼠藥的毒害有關，本研究中有兩例黑鳶，屍體被發現時無任何外傷，但出現口腔和內臟出血等中毒症狀，經檢驗肝臟中老鼠藥濃度僅 26 和 33 ppb，顯示微量的老鼠藥就可能讓黑鳶死亡。

相較之下，黑翅鳶的老鼠藥檢出率和平均濃度都很高，但其族群近數十年來在台灣（以及整個歐亞大陸）都呈現擴張趨勢，是否因為對老鼠藥的耐受性差異，導致不同猛禽的數量出現消長，非常值得後續研究。

淺山動物難以察覺的毒害危機

老鼠藥對生態的毒害，在歐美已有許多研究證實，也已經開始限制老鼠藥的使用，但本研究卻是全亞洲首次，顯示亞洲國家對於老鼠藥毒害的忽視。

台灣的滅鼠週從 1980 年代以來，舉辦了將近 40 年，每年免費發放的老鼠藥多達數百甚至上千公噸。滅鼠周的目的是每年一次將野鼠一網打盡，然而鼠類繁殖力強，幾個月後族群即可恢復，甚至已經逐漸產生抗藥性，但直接或間接毒害的野生動物恐怕已不計其數，尤其是鼠類的掠食者（如草鴞、石虎）更可能深受其害。

過去我們經常認為，台灣平原淺山野生動物最大的危機是棲地消失和破碎化，但是都忽略了這個難以察覺的毒害威脅。

滅鼠週已停辦，鼓勵以其他方式控制鼠害

所幸防檢局已經開始正視這個問題，在 2015 年宣布停辦全國農地滅鼠週，減少免費老鼠藥的發放和濫用，然而由環保署主導的居家滅鼠周每年仍持續在辦理，各式各樣的二代鼠藥也可以在商店輕易買到，幾乎沒有任何管制。

屏科大鳥類生態研究室建議未來政府應鼓勵以環境整理、捕鼠器具和生物防治等方式來控制鼠害，並逐步加強對老鼠藥的管制（例如：加註警語、提高售價、限制販售管道和購買身分等），以降低農民和民眾對化學藥劑的依賴，讓台灣的野生動物可免於毒害威脅，恢復正常的生態功能。

延伸閱讀：

1. 基於科學而非感性 滅鼠週40年走入歷史 防檢局長細說由來（2018/10）
2. 黑鳶禍不單行!　首次確認台灣的猛禽體內有老鼠藥殘留（2014/11）

本文轉載自屏科大鳥類生態研究室新聞稿，原文為〈最新研究證實 台灣猛禽體內普遍驗出老鼠藥〉，關心此議題亦可追蹤 FB 屏科大鳥類生態研究室。

2016/11/18編按：有新的觀點認為這可能不是蛇的化石，而是伸龍（dolichosaur），一種水生蜥蜴的話時。相關文章歡迎參考國家地理的這一篇文章：轟動一時的「四腳蛇」可能只是恐龍時代的蜥蜴？

始祖鳥具有鋒利的牙齒、腳上三趾有彎爪、長的骨質尾巴，這些是恐龍的特徵，而牠也同時有羽毛、翅膀，和現代的鳥類相似，因此被認為是恐龍演化到鳥類的橋樑，後來也陸續發現有羽毛的恐龍化石，證實鳥類是從恐龍演化而來。

在爬蟲類演化的部分，現在科學家普遍接受蛇是從蜥蜴演化而來，但對於是陸生還是水生的蜥蜴一直以來有很大的爭議，各有理論支持。直到最近發表的這篇四腳蛇化石的研究，終於解開了一些謎團。

四腳蛇就是扮演了始祖鳥的角色。牠是在巴西發現的化石，約有1億2000萬年歷史，是第一個發現有四隻腳的蛇類化石。牠的體長只有20公分，前肢和後肢分別為4毫米與7毫米，因此乍看之下很難看出牠的四肢，但放大一看竟然還有五個指頭！

蛇怎麼會有腳？是蜥蜴吧你不要騙我了

一般辨認蛇跟蜥蜴就是從有沒有腳來判斷，但其實有些較原始的蛇類也有前肢或後肢的殘留構造，也有蜥蜴是沒有四肢的。所以辨別蛇跟蜥蜴應該從以下幾點來判斷：

1.尾巴長度：蛇的尾巴很短，蜥蜴的尾巴很長。尾巴的算法是從泄殖腔開始，到身體最末端。

2.腹鱗：蛇的腹部鱗片特化成只有一片，蜥蜴的話會是很多片排列在一起。

3.眼瞼：蛇的眼瞼是整片的，所以他們不能眨眼，但大部分蜥蜴可以。

4.舌頭有無分叉：想必大家對蛇吐出舌頭的畫面很熟悉吧，蛇的舌頭都有明顯分叉，但是多數蜥蜴沒有喔～

5.有無外耳孔：蛇的外耳、中耳退化，沒有外耳孔，蜥蜴有。

「雖然牠有四隻腳，但有其他的特徵清楚地顯示出牠是蛇。」——尼可拉斯・朗里奇（Nicholas Longrich），英國巴斯大學（University of Bath, UK）考古學家，同時也是這篇論文的共同作者如此說。

朗里奇說，化石的最前端，具有完整的骨頭，呈現一個緊緊纏繞的線圈形狀，看起來就像是個沒有四肢的身軀。除了迷你的四肢外，牠的頭骨大約是人類一個指甲的大小，脊椎有160個脊椎骨，尾部有112個脊椎骨。

四腳蛇的脊椎超過150節（蜥蜴的脊椎沒有這麼長），牙齒呈現尖的、有一點彎曲。另外牠具有橫越整個腹部寬度的鱗片（也就是「腹鱗」，蛇類為了在地上爬行特化出來的構造），這是爬蟲類有鱗目中只有蛇才有的特徵。

「這個生物無疑地是蛇。」耶魯大學（Yale University）的Bhart-Anjan Bhullar雖然沒有參與研究，但在看到化石之後就這麼說：「沒有一個其他的爬蟲類像牠一樣綜合了這些特性。」

「擁抱的蛇」

這個物種被命名為Tetrapodophis amplectus，屬名Tetrapodophis在希臘文中是四腳的蛇的意思，而種名amplectus來自拉丁文，意為「擁抱」。

科學家更深入的觀察四腳蛇後發現，牠的四肢具有纖長的指頭，末端還有細小的爪子，因此推測牠的四肢不是用來爬行，也不是演化過程中剩餘的、沒有用的痕跡，比較有可能用來抓住獵物或是在交配時抓住配偶，這也是種名用了「擁抱」這個詞的原因。「牠是一隻擁抱的蛇。」朗里奇教授說。

這個化石已經出土數十年才開始被關注，起先是由研究團隊中的大衛・馬提爾（David Martill），英國普茨茅斯大學（the University of Portsmouth），在德國的Solnhofen博物館中發現。但朗里奇說，覆蓋在化石上面的石灰岩，還有化石呈現的褐至橘色，都指向巴西東北部的一個特定區域。不過這個化石是如何從巴西跑到德國的博物館中，卻是無人知曉。（其實那些科學家也不是很在意）

四腳蛇令科學家著迷的地方

四腳蛇的脊椎總共有272節，這已經超過科學家認為動物在開始失去四肢之前體長可以到達的極限的兩倍，這也是四腳蛇令人驚訝的地方。馬丁・科恩（Martin Cohn），美國佛羅里達大學（University of Florida, Gainesville）的演化發育生物學家說，這表示動物的四肢在演化中重新找到它的用途，而不是隨著身體延長而逐漸萎縮。在蛇類演化的模型裡，科學家一直認為是他們的身體先不斷變長，四肢才開始退化。但四腳蛇的發現顯然違背了這個假設，表示身體的延長和四肢的退化可能是獨立的兩件事情，科恩解釋。

科學家們普遍認為蛇是從蜥蜴演化而來，是因為發現的化石證據表示在骨骼構造上，蛇與蜥蜴很相近。有一派學者認為蛇是從「洞蜥」演化而來，這種蜥蜴生活在洞穴中，這能解釋為何蛇的聽力、視力都退化，身體也變成流線型。另一派學者則認為蛇是從滄龍（沒錯就是侏羅紀世界裡面最後出來撿尾刀的那隻）演化而來，後來才移居到陸地上生活。在這種假設下，外耳的退化是因為在水中沒有作用，透明的眼膜也是因為要在水中活動。有些化石的研究報告發現滄龍和蛇的骨骼結構相似，而且蛇的化石旁邊也出現和滄龍生活相同時期的沈積物。

四腳蛇大幅縮小的四肢、長長的身軀、短的口鼻部，都是適應爬行、鑽洞而在演化上保留下來的特徵；沒有利於游泳的扁平狀尾巴，而是圓柱狀，也沒有發現鰭的構造。因此科學家們推測四腳蛇是生活在洞穴中的陸地生物，蛇類並不像先前一些科學家認為的是由海洋生物演化而來，朗里奇表示。

加拿大阿爾伯塔大學（University of Alberta, Edmonton, Canada）的脊椎考古學家邁克爾・考德威爾（Michael Caldwell）表示，所有的脊椎生物，當然包括爬蟲類，都有一個小小的骨頭叫做「椎間體」（intercentrum），然而四腳蛇的脊椎骨中並沒有發現這個構造。四腳蛇的脊椎構造和在2億5000萬年前那次大滅絕（二疊紀大滅絕）絕種的兩生類有較高的相似度。「我覺得這個生物遠比研究團隊所說的令人興奮。」考德威爾說。不過四腳蛇應該不是最原始的蛇，因為可能還有很多在二疊紀大滅絕前的爬蟲類化石還沒被找到。

四腳蛇，一個擁有完整的蛇軀體，卻有四肢，像是當初填補恐龍演化到鳥缺失的那塊拼圖——始祖鳥一樣，補齊了科學家一直遍尋不著，蜥蜴演化到蛇的那個關鍵證據。

參考資料：

• Four-legged snake fossil stuns scientists—and ignites controversy. Science [July 23,2015]
• Four-legged fossil snake is a world first. Nature [July 23, 2015]
• Four-legged snake ancestor ‘dug burrows’. BBC news [July 24, 2015]
• 【蛇學問】演化解密：蛇族身世檔案 環境資訊中心
• 雪霸國家公園 生態專欄第十九期
• 始祖鳥 維基百科

原始論文：

David M. M., Helmut T., and Nicholas R. L., 2015. Four-legged snake from the Early Cretaceous of Gondwana. Science, 349:416-419