108 地方特考三等 林業技術 森林生態學（包括保育） 考古題詳解

核心觀念： 生態棲位是物種在生態系中的角色及其與環境的關係，涵蓋物種利用的資源、可耐受的環境條件、活動時間與空間，以及與其他物種的交互作用。它不等同於物種實際居住的地點；棲地回答「住在哪裡」，棲位則描述「如何生活、利用哪些資源，以及在生態系中扮演什麼角色」。

在 Hutchinson 的概念中，棲位可視為多個環境因子與資源因子所構成的多維空間；每一維代表一項條件或資源，例如溫度、水分、光照、土壤養分、食物種類或活動時間。

（二）Fundamental niche（基礎棲位）

核心觀念： 基礎棲位是物種在沒有競爭及其他生物交互作用限制時，依其生理耐受範圍與資源需求，所能生存、成長及繁殖的全部環境條件與資源範圍。

它描述物種「理論上可利用」的棲位範圍，主要受非生物因子及物種自身生理特性限制。以森林植物為例，某樹種在沒有其他植物競爭光、水分與養分時，可能可以生長於較廣的光照與土壤水分範圍，這個範圍即其基礎棲位。

（三）Realized niche（實現棲位）

核心觀念： 實現棲位是物種在自然環境中，受到競爭、捕食、寄生、共生等生物交互作用，以及環境條件共同影響後，實際占用的棲位範圍。

實現棲位通常小於或等於基礎棲位，因為物種在自然界中能否利用某項資源或占據某一環境，會受到其他物種及生態條件限制。以前述樹種為例，即使它能耐受多種光照條件，若在某些環境中被其他樹種遮蔭，實際上便可能只分布於較明亮的林隙。

（四）競爭的角色與三者之關係

解題方法： 先區分「無生物交互作用限制時的潛在範圍」與「自然界中實際占用的範圍」，再說明競爭如何改變資源利用、分布及族群表現。作答時可用「基礎棲位是潛在範圍，實現棲位是受生物交互作用限制後的實際範圍」作為主軸。

競爭對棲位的影響：

核心觀念

本題考查族群成長模型及野生動物族群調節。核心是比較三種模型的假設：指數成長假設資源充足；邏輯斯成長加入環境容納量；Lotka–Volterra（L–V）模型則描述物種間交互作用，常見形式為捕食者與獵物的交互作用。

（一）指數成長模型（Exponential growth model）

在資源不受限制、環境條件穩定，且族群個體以固定的人均速率繁殖時，族群數量會隨時間呈指數增加。其連續時間公式為：

$$\frac{dN}{dt}=rN$$

積分後可得：

$$N_t=N_0e^{rt}$$

其中，$N$ 為時間 $t$ 的族群大小，$N_0$ 為初始族群大小，$r$ 為內在成長率，$e$ 為自然對數底數。當 $r>0$ 時族群增加；$r=0$ 時族群大小不變；$r<0$ 時族群減少。

此模型假設食物、空間等資源充足，沒有明顯的密度制約，因此族群曲線呈 J 型。野外族群通常只有在短期、資源充裕或新棲地初期殖入時，才較接近此模型。

（二）邏輯斯成長模型（Logistic growth model）

邏輯斯模型在指數成長模型中加入密度制約，表示族群越接近環境容納量，資源競爭等限制越強，成長率越低。公式為：

$$\frac{dN}{dt}=rN\left(1-\frac{N}{K}\right)$$

其解為：

$$N_t=\frac{K}{1+\left(\frac{K-N_0}{N_0}\right)e^{-rt}}$$

其中，$K$ 為環境容納量，即該環境在特定條件下可長期維持的族群大小；其餘符號同前。當 $N\ll K$ 時，括號中的密度制約項接近 1，族群近似指數成長；當 $N=K$ 時，成長率為 0；當 $N>K$ 時，模型預測族群下降。

族群成長曲線呈 S 型。此模型將環境容納量視為固定，且假定族群能平順地趨近 $K$；實際野外的 $K$ 會隨季節、氣候、棲地品質及資源量變動，族群也可能因延遲反應而超過或低於 $K$。

（三）L–V 模型（Lotka–Volterra model）

L–V 模型常用來描述捕食者與獵物的交互作用。其基本方程為：

$$\frac{dN}{dt}=rN-aNP$$ $$\frac{dP}{dt}=baNP-mP$$

其中，$N$ 為獵物族群數量，$P$ 為捕食者族群數量，$r$ 為獵物的人均成長率，$a$ 為捕食者捕食獵物的作用係數，$b$ 為捕食所得轉換成捕食者繁殖的效率，$m$ 為捕食者死亡率。

第一式表示獵物不受捕食時以指數方式成長，捕食作用 $aNP$ 則使獵物減少；第二式表示捕食者因攝食獵物而增加，並因死亡而減少。獵物增加會提供更多食物，使捕食者增加；捕食者增加後，捕食壓力上升，獵物減少；獵物減少後，捕食者也會因食物不足而下降。因此，兩族群可能呈週期性波動。

基本 L–V 捕食者—獵物模型假設獵物資源無限、捕食者只取食單一獵物，且沒有其他環境限制；實際族群分析常再加入環境容納量、避難所、時滯或其他物種交互作用。

核心觀念

本題考查熱帶雨林火災的生態衝擊，尤其是人為焚燒造成的影響如何由森林內部擴及區域與全球。亞馬遜雨林原本以高生物多樣性、豐富生物量及密集的碳儲存著稱；當火災頻繁且規模大到超出森林的自然恢復能力，就會使生態系由碳匯轉為碳源，並引發棲地退化與氣候回饋。

解題方法

可依影響範圍分成「地區性」與「全球性」兩層，再依生態系作用機制說明：

1. 地區性：檢視火災對生物、棲地、土壤、水文及居民健康的影響。
2. 全球性：檢視碳循環、氣候調節、生物多樣性及全球物質循環的影響。
3. 串聯因果：火災直接造成森林死亡與碳排放；森林退化又降低碳吸收與蒸散，進一步加劇乾旱和火災風險，形成負向回饋。

地區性負面影響

1. 生物多樣性與野生動物受損 火焰、高溫與煙害會直接造成植物、昆蟲、鳥類、哺乳類及土壤生物死亡；逃離火場的動物也可能遭遇棲地破碎、食物短缺與繁殖場所消失。森林物種組成改變後，原有的授粉、種子散布、分解及掠食等生態作用也會減弱。

2. 森林結構退化與自然更新受阻 大火會燒毀幼苗、種子庫、林下植被及部分母樹，降低森林自然更新能力。火後裸地容易被耐火或外來先驅植物占據，逐漸形成較低生物量的退化林地，甚至轉為草地或灌叢。若反覆焚燒，森林恢復的時間不足，退化便會持續累積。

3. 土壤肥力與水土保持功能下降 火災燃燒有機質及枯落物，使土壤碳與養分流失；高溫也可能傷害土壤微生物、菌根及種子庫。植被與地表覆蓋減少後，土壤較易受雨滴沖刷，增加侵蝕、逕流與河川泥砂負荷，並降低土壤保水能力。

4. 水文循環與局部氣候改變 森林蒸散作用減弱，會使空氣中的水氣及降雨形成受到影響；地表裸露則增加地表溫度與逕流。長期森林退化可能使旱季加劇、區域降雨減少，進一步不利森林更新並提高火災發生機率。

核心觀念

「淺山生態系」是指臺灣低海拔丘陵與平原、較高山區之間的過渡地帶，通常以海拔約 1,000 公尺以下的丘陵環境為主。此區常由次生林、竹林、果園、農田、埤塘、溪流、聚落及道路交錯組成，並非單一、連續的森林，而是自然棲地與人為利用地交織的鑲嵌景觀。

淺山地區鄰近人類聚落，土地利用與交通建設頻繁；然而，多種野生動物仍仰賴此區覓食、繁殖與移動。因此，本題除考查淺山生態系的定義，也考查能否將動物的族群衰退原因，連結到具體的棲地管理、道路改善及人為干擾控制措施。

解題方法

第一小題先交代淺山的位置、環境組成與人為活動交錯特性，即可清楚界定此生態系。

第二小題以「動物—面臨壓力—保育策略」為答題架構，列舉三種具有代表性的淺山野生動物。每一例都要讓保育策略對應到實際壓力：例如道路致死就提出交通與道路改善措施，棲地破碎化就提出棲地維護與連結措施，人獸衝突則提出衝突管理與通報機制。

三種野生動物及其保育對策

一、石虎

石虎是臺灣淺山具有代表性的野生貓科動物，活動於低海拔丘陵及農林交錯地帶。

• 面臨壓力：​農地、道路與開發使棲地破碎化，增加移動時遭車輛撞擊的風險；農藥及毒鼠藥也可能使其直接中毒，或經由食物鏈造成二次危害。此外，流浪犬可能造成攻擊或競爭壓力。
• 保育策略：​維持適當的農林鑲嵌棲地及動物移動廊道；於重要路段設置警示、降低車速並改善動物通行設施；減少毒鼠藥使用，推廣友善農法；加強流浪犬管理及石虎出沒地區的監測。

二、臺灣穿山甲

臺灣穿山甲主要利用低海拔森林、竹林及農地交界等環境，覓食時以螞蟻和白蟻為主。

• 面臨壓力：​道路穿越棲地，增加路殺風險；棲地開發與破碎化會阻礙其移動。農地毒餌及其他化學藥劑也可能造成直接或間接傷害，犬隻攻擊則是局部地區的額外威脅。