114 身心障礙特考四等 林業技術類科 森林生態學概要 考古題詳解
第 一 題30 分
森林生態系的演替發育趨勢是由早期的生長階段至後期安定的極盛相。請列表說明森林社會構造、物質循環與能量流動在生態系發育過程中的變化趨勢為何?
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核心觀念
本題考森林生態系由演替早期發育至極盛相(climax)時,森林社會構造、物質循環與能量流動的長期變化。演替早期通常生物量較少、環境變動較大;隨著生物群落發育,生物量與構造複雜度增加,物質循環逐漸趨於封閉,能量則由快速累積轉為輸入與呼吸消耗大致平衡。
解題方法
依生態系發育的三個面向分別比較:森林社會的組成與結構、物質在生態系內的循環效率,以及能量的累積和消耗。作答時須留意,能量不會循環;演替過程中增加的是生態系對太陽能的截取與生物量累積,極盛相則呈現能量輸入與呼吸消耗近於平衡。
| 面向 | 演替早期:生長、建群階段 | 演替後期:成熟至極盛相 |
|---|---|---|
| 森林社會構造 | 物種組成較簡單,常由生長快速、適應力強的先驅種占優勢;林分高度、垂直分層與空間異質性較低,食物網較簡單。生物量及活有機物量逐漸增加。 | 物種組成與垂直層次較複雜,林冠、亞冠層與林下植群等層次較明顯;生物量及立木蓄積量通常較高,食物網較複雜。群落結構趨於穩定,物種組成與環境條件較能維持動態平衡。 |
| 物質循環 | 土壤有機質與枯落物累積較少,養分較多保存在土壤或以淋洗、侵蝕等方式流失;養分吸收、分解與再利用的循環尚未充分建立,物質循環較開放、保存效率較低。 |
第 二 題20 分
山茶科、桑科、樟科、五加科、茜草科為臺灣森林樹種主要優勢組成科別,請說明上述 5 個科的特徵,並分別列舉 1 個臺灣原生樹種的中文名及學名。
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核心觀念
本題考查辨識臺灣森林常見木本植物五個科的科級形態特徵,並能各舉一種臺灣原生樹種。作答時宜抓住容易辨認的特徵組合:葉序與托葉、花的構造、子房位置及果實型態。學名以屬名大寫、種小名小寫的二名法書寫,並使用斜體。
解題方法
先以葉與花辨科,再補上果實和一種代表樹種。科級特徵不必列出每一屬都完全相同的細節,但要掌握該科常見且具辨識力的性狀;代表種則要同時符合「臺灣原生」及「木本樹種」。
五科特徵與代表種
| 科別 | 主要特徵 | 臺灣原生代表樹種 |
|---|---|---|
| 山茶科 Theaceae | 多為常綠木本;葉互生、單葉,通常無托葉,葉緣常有鋸齒。花多為兩性、輻射對稱,花瓣通常 5 枚,雄蕊多數;子房上位,果實常為蒴果,也有漿果。 | 臺灣山茶:Camellia formosensis |
| 桑科 Moraceae | 多為木本,常有乳汁;葉多互生、單葉,常具托葉。花小而不顯眼,常單性,雌雄花可同株或異株;許多種類的花聚集成特殊花序,榕屬的隱頭花序成熟後形成榕果。果實常為聚花果或瘦果。 | 榕樹:Ficus microcarpa |
| 樟科 Lauraceae | 多為常綠木本,枝葉常具芳香油細胞;葉通常單葉、全緣,互生或對生,常可見三出脈。花小,花被片通常 6 枚,雄蕊常為 9 枚、分 3 輪;子房上位,果實常為漿果或核果。 | 土肉桂:Cinnamomum osmophloeum |
| 五加科 Araliaceae | 多為木本;葉互生,常為掌狀複葉或掌狀分裂葉。花小,常排列成繖形花序或由繖形花序組成的複繖形花序;子房下位,果實常為漿果或核果。 |
第 三 題30 分
利用樹木的胸高直徑表示其齡級,樹木齡級( 軸)與各齡級出現的株數( 軸),標於座標圖,以曲線表示其年齡分布是謂森林林木的齡級分布(徑級分布)。
請說明林木的徑級分布的生態意義,並繪圖描述徑級分布的基本類型。
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核心觀念
本題考森林的徑級分布:把林木的胸高直徑分成若干徑級,統計每一徑級的株數,再以徑級為橫軸、株數為縱軸繪成分布曲線。題幹稱胸高直徑代表齡級,這是便於描述林分結構的近似方式;直徑不等於樹齡,樹種、生育地與生長競爭都會影響林木的直徑生長。
徑級分布可呈現林分中小徑木、中徑木與大徑木的相對數量,並反映林分的更新、林木生長與死亡、林分發育階段及垂直結構等生態狀況。判讀時須配合樹種、林型、立地條件與林分歷史,不能只憑曲線形狀直接判定林分狀態。
解題方法
作答先界定座標軸,再依小徑木至大徑木的株數變化,描述常見的基本分布型態:
株數
↑
│ A. 反 J 型 B. 鐘形 C. 單峰偏斜 D. J 型
│ ● │ ● │ ● │ ●
│ ● │ ● ● │ ● ● │ ●
│ ● │ ● ● │● ● │ ●
│ ● └──────────→徑級 └──────────→徑級 │ ●
│ ● 小 大 └──────────→徑級
└──────────→徑級
小 大
示意圖中的縱軸代表各徑級株數,橫軸由小徑級向大徑級遞增。四種基本形狀及其生態解讀如下:
第 四 題20 分
臺灣島位處歐亞大陸邊緣,最高山峰為玉山海拔 3952 公尺,樹種組成豐富,植群依海拔形成帶狀分布。請將下列樹種依其主要分布的海拔,劃分至 Su(1986)的臺灣 6 個山地植群帶。
玉山圓柏、卡氏櫧、茄苳、香桂、香楠、香杉、薯豆、木荷、大葉楠、臺灣肖楠、高山櫟、森氏櫟、短尾葉石櫟、雲葉、稜果榕、玉山杜鵑、臺灣杜鵑、臺灣冷杉、臺灣扁柏、臺灣雲杉、臺灣杉、巒大花楸
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核心觀念
本題考 Su(1986)依海拔與優勢植群所作的臺灣六個山地植群帶劃分。作答時要掌握各帶的海拔範圍與代表林型:低海拔以榕楠林為主;中海拔為楠櫧林;再往上進入櫟林及針葉林帶;高山則由冷杉林過渡到玉山圓柏、杜鵑等高山植群。
以下海拔以臺灣中部山地的代表性範圍表示;植群帶交界會因地區、坡向及地形而有變化。
解題方法
先依海拔由低至高列出六帶,再用樹種的主要生育環境判斷:
| Su(1986)植群帶 | 代表海拔 | 本題樹種 |
|---|---|---|
| 榕楠林帶(Ficus-Machilus Zone) | 500 公尺以下 | 茄苳、稜果榕 |
| 楠櫧林帶(Machilus-Castanopsis Zone) | 約 500–1,500 公尺 | 卡氏櫧、香桂、香楠、薯豆、木荷、大葉楠、臺灣肖楠 |
| 櫟林帶(Quercus Zone) | 約 1,500–2,500 公尺 | 香杉、臺灣杜鵑、臺灣扁柏、臺灣杉 |
| 鐵杉—雲杉林帶(Tsuga-Picea Zone) | 約 2,500–3,100 公尺 | 高山櫟、森氏櫟、短尾葉石櫟、雲葉、臺灣雲杉 |
| 冷杉林帶(Abies Zone) | 約 3,100–3,600 公尺 | 臺灣冷杉 |