110 原住民特考三等 林業技術 森林生態學（包括保育） 考古題詳解

**核心觀念：**天然疏伐是林分密度高、個體彼此競爭加劇時，較弱勢的樹木因光照、水分、養分或生長空間不足而死亡，林分密度因而自然下降的過程。它是林分發育中的自然死亡與密度調節現象，並非人為伐除。

當林分接近空間或資源所能容納的最大密度時，存活木的平均個體大小與單位面積株數呈負相關，常以自疏法則描述：

$\bar{w}=kN^{-3/2}$

其中 $\bar{w}$ 為平均單株重量，$N$ 為單位面積存活株數，$k$ 為與樹種、立地及生長條件有關的常數。此關係常以對數形式表示為 $\log \bar{w}=\log k-\frac{3}{2}\log N$；斜率 $-3/2$ 是經典自疏法則的理論值，實際林分會受樹種與環境影響。

**解題方法：**辨認「natural thinning」或「self-thinning」時，抓住因果順序：林木生長、林分密度升高、競爭增強、弱勢木死亡、存活木密度降低。須與人工疏伐區別：人工疏伐是經營者選擇並伐除部分林木；天然疏伐則由競爭造成自然死亡。

**解題技巧：**答題至少寫出「密度依存的競爭」與「弱勢木死亡」兩點；若補充自疏法則，應說明它描述的是接近最大密度時平均個體大小與株數的關係，避免將公式當成所有林分、所有生育階段都固定適用的普遍比例。

（二）生態幅度（ecological amplitude）

**核心觀念：**生態幅度是指某一物種對特定環境因子可忍受或適應的範圍，例如溫度、水分、光照、土壤酸鹼度或鹽分。物種在其可忍受範圍內仍有適生程度差異，通常可區分為最低界限、最適區與最高界限；超出耐受界限，個體便無法存活或完成生活史。

以水分為例，某樹種的生態幅度不是單一的「喜濕」標籤，而是它能生存的水分範圍，以及在不同水分條件下生長、繁殖與更新的表現。生態幅度較廣的物種能利用較多樣的環境條件；生態幅度較窄的物種則對特定環境條件較敏感。

**解題方法：**先說明這是「物種對環境因子的耐受範圍」，再舉出一項因子說明範圍內有最適區、範圍外受限制。若題目未指定因子，宜用「可對不同環境因子分別討論」表達，避免把生態幅度誤當成物種對所有環境的單一總分。

**解題技巧：**生態幅度窄的物種通常適應特定環境，常稱專性或狹適性物種；幅度寬者常稱廣適性物種。這是描述物種對特定因子的適應範圍，不代表其在整個地理分布區內都同樣常見。

（三）異體受害現象（allelopathy）

**核心觀念：**異體受害現象是生物釋放化學物質，對另一生物造成影響的現象；森林生態學中常用來說明植物間的化學交互作用。植物所釋出的物質可經由揮發、淋洗、根系分泌或殘體分解進入環境，進而抑制或促進其他植物的種子萌發、生長或更新。

例如，某植物的葉片或根系釋出化學物質，使鄰近植物的種子萌發率下降，便可能構成異體受害作用。其效果會受化學物質濃度、土壤條件、微生物分解及受作用植物種類影響。

核心觀念

本題考查臺灣氣候的空間差異，以及氣候分區如何反映地形、季風與降雨季節分布。臺灣面積不大，但中央山脈阻隔水氣，加上東北季風、西南季風與地形抬升作用，各地年雨量、冬季雨量及乾季長短差異顯著。

以下採用蘇鴻傑（1985）的十一個地理氣候區。此分類以季節性溫度、年雨量、冬季雨量及乾季月份等氣候資料為基礎，並參考地形與集水區劃定分區。全臺可概分為：

• 恆濕型：東北近海區、東北內陸區、蘭嶼區。
• 夏雨型或夏雨較集中型：其餘八區。東部及東南部冬季仍受東北季風影響，濕潤程度較高；西部及西南部則較常呈現冬乾夏雨。

解題方法

作答時依序交代「分類依據、區域位置、主要氣候特徵」，並以季風與山脈阻隔說明各區差異。十一區的名稱不必逐一背誦降雨量數值，重點是掌握近海與內陸、東部與西部、北部與南部的氣候梯度：

1. 東北部受東北季風迎風面影響，冬雨較多，全年降雨較均勻。
2. 西部受中央山脈阻隔，冬季降雨少；西部內陸地勢較高，降雨通常多於沿海。
3. 東部及東南部兼受夏季降雨與冬季東北季風影響，冬季雨量相對西部多。
4. 西南部夏季受西南季風帶來大量降雨，冬季乾季較明顯。

各氣候區分布與特徵

氣候區	分布範圍	氣候特徵
東北近海區	臺灣東北角及宜蘭沿海一帶	東北季風迎風面，冬季降雨豐沛，季間分布相對均勻，屬恆濕型；近海地區降雨通常較東北內陸多。
東北內陸區	宜蘭、基隆以南至臺北東側山區等東北部內陸地帶	同屬恆濕型，全年較少明顯乾季；冬季受東北季風影響，降雨仍多，但整體雨量通常低於迎風的東北近海區。
東部區北段	花蓮北部至宜蘭南側、中央山脈以東的北段地區	氣候介於恆濕型與夏雨型之間。夏季雨量較多，秋季十月降雨亦相當顯著；冬季受東北季風影響，雨量較西部多。
東部區南段	花蓮南部至臺東北部的中央山脈以東地區	以夏雨為主，但冬季降雨仍受東北季風影響，季節分布較西部均勻；整體雨量通常較東部區北段少。
西北近海區	桃園、新竹、苗栗及臺灣西北部沿海、低地	位於中央山脈西側，冬季降雨少；

核心觀念

本題考查植物群落調查中，如何用不同變量描述木本植物的數量、空間分布、地表占有情形與相對重要性。六個變量各自回答不同問題：

• 豐富度（abundance）：某種植物在有出現的樣區中，平均有多少個體。
• 密度（density）：某種植物在全部調查面積中，每單位面積有多少個體。
• 覆蓋度（coverage）：某種植物的枝葉或冠幅在地表投影所占的面積或比例。
• 優勢度（dominance）：某種植物在群落中所占的空間或生物量地位；木本植物常用胸高斷面積表示。
• 頻度（frequency）：某種植物出現在多少個樣區，反映其分布範圍。
• 重要值（importance value）：綜合相對密度、相對頻度與相對優勢度，衡量物種在群落中的相對地位。

這裡的「豐富度」是題目所列的 abundance，指單一物種在出現樣區中的平均個體數；它不同於「物種豐富度（species richness）」所指的群落物種總數。

解題方法

以固定面積的樣區法為例：在森林中設置 $q$ 個樣區，每個樣區面積為 $A$，逐種記錄個體數、出現樣區、冠幅，以及木本個體的胸高直徑（DBH）。由這份樣區資料依序計算各指標；計算相對值時，各物種的分母使用同一群落、同一調查範圍的合計值。

設物種 $i$ 在全部樣區中的個體總數為 $n_i$，出現樣區數為 $q_i$，胸高直徑為 $d_{ij}$。

1. 豐富度（abundance）

表示物種 $i$ 在有出現該物種的樣區中，每個樣區平均有多少個體：

$$\text{豐富度}_i=\frac{n_i}{q_i}$$

例如某樹種在 10 個樣區中出現 4 個樣區，合計記錄 20 株，則豐富度為 $20/4=5$ 株／出現樣區。它不除以未出現的樣區，也不以面積為單位。

2. 密度（density）

表示單位面積內的個體數。若每個樣區面積均為 $A$：

$$\text{密度}_i=\frac{n_i}{qA}$$

相對密度則為該物種密度占所有物種密度總和的比例：

$$\text{相對密度}_i =\frac{\text{密度}_i}{\sum_j\text{密度}_j}\times100\% =\frac{n_i}{\sum_j n_j}\times100\%$$

樣區面積一致時，相對密度也可直接用個體數計算。

3. 覆蓋度（coverage）

覆蓋度是物種枝葉或樹冠垂直投影至地面的覆蓋面積；換算為百分比時：

$$\text{覆蓋度}_i =\frac{\text{物種 }i\text{ 的冠幅投影面積}}{\text{調查面積}}\times100\%$$

野外可量取樹冠長、寬估算投影面積，或以點截法、樣線法記錄冠層覆蓋。樹冠彼此重疊時，各物種覆蓋百分比相加可超過 $100\%$；計算時應說明採用的是各物種投影覆蓋總和，或扣除重疊後的地表覆蓋。

4. 優勢度（dominance）

核心觀念

「生態系服務」是人類從生態系中直接或間接獲得的各種利益，包含生態系提供的產品，以及維持環境條件、調節自然過程和帶來非物質福祉的功能。聯合國《千禧年生態系統評估》（Millennium Ecosystem Assessment, MA）將其分為四類：供給、調節、文化與支持服務。

答題時要掌握兩個層次：一是列出四類服務及其意義；二是把森林的生態功能連結到人類所獲得的利益。森林的服務不限於木材，也包括維持生態系運作的基礎功能，以及水土保持、氣候調節、休閒遊憩等效益。

解題方法

採用「先定義、再分類、最後舉例」的架構作答。分類時，先說明各類服務的判準，再各舉森林例子；尤其要區分支持服務與其他三類：支持服務是維持生態系運作、促成其他服務的基礎過程，通常不是直接供人使用的產品。

森林生態系服務的內容與例子

類別	意義	森林提供的服務
供給服務	生態系直接提供、可供人使用或消費的產品	木材、薪材、竹材、食用野生植物、菇類、蜂蜜、藥用植物、種苗與淡水等。
調節服務	生態系調節環境狀態或自然過程所帶來的利益	森林吸收並儲存二氧化碳、調節局部氣候與溫濕度、攔截降雨、涵養水源、穩定土壤、減少沖蝕與土石流風險；森林也能截留部分空氣污染物，並調節水質與逕流。
文化服務	人們從生態系獲得的非物質利益	森林遊憩、登山健行、自然觀察、景觀與美感、身心療癒、環境教育、科學研究，以及具有地方或原住民族意義的傳統知識與文化價值。