研究過程與方法

一、瞭解環境逆境的定義及種類，以及澎湖植物遭受的逆境類型

(一)蒐集相關的書籍與網站，對環境逆境的定義及種類作初步的瞭解

1.環境逆境的定義：

非植物生長最適宜的環境條件為逆境。

2.環境逆境的種類

(1)高溫：過熱。 (2)低溫：寒冷。 (3)水分過多：淹水。(4)缺水：乾旱、蒸散作用過快。

(5)風害：乾風害、寒風害、海（鹽）風害、飛砂等。    (6)土壤貧脊：砂礫質土壤、透氣或透水性過高或不足、肥料不足、鹽度太高。

(7)輻射傷害：紫外線、光線。    (8)化學傷害：空氣污染、重金屬、化學藥劑。 (9)傷害：病菌感染、物種競爭。

(二)澎湖植物遭受的逆境類型

1.夏季酷熱：氣溫平均常達30℃。 2.水源極為缺乏：年平均降雨量約1000公釐，蒸發量卻高達1,800公釐。

3.表土層淺薄，保水力較差，屬乾旱生育地。 4.颱風：夏季偶有帶雨甚少的颱風，除風折、風倒外，鹽滷附著在植物體上，傷害尤甚。

5.強風及鹹水煙：在冬季，季風期長而且強勁，風速維持在6m/sec以上，相當於4級風以上，強風中夾帶海水，產生鹹水煙，甚至伴隨而來的是鹹雨的危害，尤屬逆境。
   

二、實驗一 探討南寶樹脂印膜和指甲油印膜何者是方便且能觀察到正常之葉片表面細胞形態的方法

(一)   在校園及近郊海濱選取紙質葉的刺桐、肉質葉的蘄艾和濱防風以及革質葉的榕樹與鵝掌藤。

(二)   每種植物分別取樣7片。

(三)   每一種植物的葉片均來自同一植株，大小、葉色相近，沒有病蟲害，靠近季風風向或向陽處。

(四)   為避免葉片乾掉，用噴水器噴水保濕，再以封口袋封住，盡速帶回實驗室清除葉表汙物並拍照。

(五)   七片葉子中一片以直接撕取表皮方式處理，當作對照組，其餘六片分成兩組，分別以南寶樹脂印膜和指甲油印膜三重複處理，是為實驗組。

(六)   植物表皮拓印薄膜之製作：
    將南寶樹脂或透明無色指甲油薄薄地塗在待觀察之葉片上，待此層薄膜已完全乾透，以鑷子將此薄膜輕輕地撕下，即得所需印模薄膜。

(七)   用鑷子剝下來的薄膜沒有黏性，不容易放在載玻片上 (載玻片要乾的不能有水)，但只要用口向載玻片哈一口氣，就很容易把剝下來的薄膜黏在載玻片上。

(八)   製成的植物表皮薄膜以未染色方式在光學顯微鏡400倍下觀察，並以數位相機拍攝鏡頭下的植物表皮細胞形態 (圖一)。

圖一、以數位相機拍攝顯微鏡下的植物表皮細胞形態

三、實驗二 探討氣孔數目與分布是否因葉片不同的成熟度而產生差異

(一)   94年2月26日在兩棵生長茂盛的校園榕樹上分別採集健康、生長位置鄰近但葉色不同的葉片，色淡和色深葉各三片。

(二)   植物表皮拓印薄膜之製作如實驗一。薄膜放在400倍顯微鏡下計算視野內氣孔數，每一片取十次，求平均值，三片內再取較接近值，求總平均，再除以視野面積即得單位面積 (1cm²) 之平均氣孔數目。

(三)   觀察並紀錄氣孔分布的位置。

四、實驗三 觀察澎湖鄉土植物葉表細胞的形態和密度

(一)   收集實驗材料：

1.根據澎湖的鄉土植物的野生植群植物社會分類法，在澎湖本島中心的隱蔽處及濱海分別採集珊瑚礁植物、砂礫灘植物、沙地植物、草地植物、木本植物及其他等共29種代表性的植物 (表二)。

2.採集時，進行生育地觀察、採樣當天環境因素紀錄及植株外形拍照。

3.每種植物分別取樣三片葉子，選取方式和實驗一相同。

4.植物表皮拓印薄膜之製作如實驗一。

5.觀察印模標本：

一般放大100倍時，可觀察到氣孔在葉片上之分布情形，及表皮細胞上有無附屬物 (例如毛)，但欲更仔細地觀察表皮細胞或保衛細胞的大小、形態及測量氣孔的大小，可放大400倍觀察紀錄。

表二、研究澎湖鄉土植物葉表細胞的形態和密度的代表性植物

(二)   觀察保衛細胞與周圍細胞所形成的形式：

就氣孔與相鄰細胞中有無副衛細胞(subsidiary cell)，以及它的數目、大小與排列等為依據可分為四個主要類型：如圖二。

(三)   單位面積內氣孔數量平均值的測定：

1.利用物鏡測微計測定在放大倍率400倍，顯微鏡下視野的直徑，換算成公分(cm)單位，再利用圓面積計算公式計算視野的面積。

2.將每片葉子左右縱軸各等分成五等份，玻片標本置顯微鏡下，放大400倍計算視野內氣孔數量，依序計算十個不同區域之氣孔數目，求出其平均值，三片內再取較接近値，求平均，得總平均值，再除以視野面積即得單位面積 (1cm²) 之平均氣孔數量。

單位面積之氣孔數= 

(四)   氣孔平均張開度之測定：

1.已知物鏡測微計上，每一刻度為0.01毫米(mm)，與目鏡測微計配合測量，在放大400倍時，接目測微計4個刻度，等於物鏡測微計上1個刻度，換算後得目鏡測微計在放大400倍時，每一刻度為2.50×1O^-4cm。

2.每葉隨機選取十個外形完整的氣孔，分別測其長徑及短徑 (圖三)，求出各數之平均值，三片再求平均，得總平均值，將所得總平均長徑和短徑換算成公分，利用橢圓形面積公式計算氣孔平均張開度。 

氣孔平均張開度=(cm²)

(五)   求氣孔在葉面所佔面積之百分率 (表皮氣孔張度之百分率)：

氣孔在葉面所佔面積之百分率 = 氣孔平均張開度×單位面積上氣孔數目×100%

(六)   以excel進行資料分析及製表。

五、實驗四 驗證不同濃度的食鹽水是否會影響氣孔開閉

(一)  選擇校園內族群量大的榕樹和海綠，分別以0.1%、0.2%、0.4%、0.8%、1%、2%、3%濃度食鹽水及清水噴撒為實驗組，未處理為對照組 (圖四)。

(二)  實驗前及靜待一小時候，每一處理各帶回三片葉子觀察葉面變化。

(三)  在實驗室製作植物表皮薄膜，以400倍光學顯微鏡觀察氣孔變化。

圖四、對海綠族群噴灑不同濃度食鹽水並以自製標籤標記噴灑的濃度

六、實驗五 驗證同一種植物長期在自然環境下遭受較嚴重的環境逆境，氣孔數量是否產生變異

(一)  分別從直接承受環境逆境的海濱和生長在較隱蔽處採集具代表性且易於製作植物表皮薄膜的黃花磯松、馬鞍藤、蘄艾、草海桐、天人菊、賽葵及榕樹等七種鄉土植物。榕樹樣本有兩個處理：

1.樹齡：有20年以下的校園榕樹和港子國小東側榕樹；有150年以上的港子保定宮(150歲)和通梁老榕樹 (180歲)。

2.環境差異：近海的港子保定宮和通梁樣本以及隱蔽的校園和港子國小東側樣本。

(二)  不同生育地的每種植物帶回三片葉子。葉子選取、植物表皮拓印薄膜之製作及顯微鏡觀察等方法如實驗一。