108 地方特考三等 林業技術 森林經營學 考古題詳解

核心觀念

本題考查單木生長模式如何表示林木間的競爭，以及「競爭指數」如何將林木周圍的競爭狀況轉成可供生長模式使用的數值。

森林中的林木會競爭光、水分、養分與生長空間。競爭強弱會影響單木的胸高直徑、樹高、材積生長與死亡機率。競爭指數是用數值概括目標木所承受的競爭程度，常作為單木生長模式的解釋變數；指數愈大，通常表示競爭愈強，但實際關係仍須依指數定義及生長模式判斷。

株距獨立模型與株距相依模型

兩類模型的關鍵差異，在於是否使用林木的空間位置及彼此距離。

比較項目	株距獨立模型	株距相依模型
英文名稱	Individual-tree distance-independent model	Individual-tree distance-dependent model
是否使用單木位置	不使用各木的座標或木間距離	使用各木的位置，以及目標木與鄰木間的距離
競爭狀況的表示	以林分密度、林分斷面積、比數或較大木斷面積等概括描述	依鄰木的大小、距離及空間位置，描述目標木周圍的競爭
優點	資料需求較少、計算較簡便，適合大範圍或大量林分模擬	能反映鄰木分布不均、局部疏密及競爭方向等空間差異
限制	同一林分的單木可能被賦予相近的競爭環境，較難反映局部差異	需要較完整的單木位置資料，計算及資料蒐集成本較高

株距獨立模型仍然是「單木」模型：它會描述每株樹的生長，但不把每株樹的實際座標與鄰木距離納入計算。模型可以使用目標木的胸徑、樹高、樹種，以及林分密度、林分斷面積等林分變數。

株距相依模型則使用目標木周圍鄰木的空間資訊。它不只問「附近有多少競爭木」，也會考慮鄰木「有多大、離多近」。因此，兩株大小相同的目標木，即使身處同一林分，只要周圍鄰木的排列不同，便可能得到不同的競爭指數與生長預測。

競爭指數的意義

競爭指數（Competition index）是量化目標木受到周圍林木競爭程度的指標。其計算通常選用一項或數項可觀測的資訊，例如林分密度、林木胸徑或斷面積、鄰木距離、冠幅或冠層重疊情形。

在單木生長模式中，競爭指數主要用來：

1. 表示目標木的競爭環境，補充單靠目標木本身大小難以說明的生長差異。
2. 改善生長與存活預測，例如分析競爭增強是否伴隨胸徑生長下降或死亡機率上升。
3. 比較疏伐或林分密度變化的效果，觀察保留木周圍競爭程度如何改變。

競爭指數是競爭環境的量化代理變數，不等同於林木實際取得的光、水分或養分，也不表示競爭與生長之間存在固定的線性關係。

常見衡量方法

一、株距獨立的衡量方法

此類方法不使用目標木與鄰木間的實際距離，常見例子如下。

1. 林分密度或株數

以單位面積的株數 $N$ 表示林分擁擠程度。株數愈多，通常表示生長空間較有限；但此指標未直接考慮林木大小。

2. 林分斷面積

以單位面積的林分斷面積 $G$ 表示林分中林木所占的橫截面積。單株斷面積常由胸徑計算：

$$g_i=\frac{\pi D_i^2}{4}$$

式中 $D_i$ 為第 $i$ 株林木的胸徑。林分斷面積通常是全林分或樣區所有林木斷面積的加總後換算為單位面積值。

核心觀念

本題比較兩種樣區取樣法在森林材積量調查上的適用性，並進一步判斷調查樹種歧異度時何者較佳。

• 固定面積取樣法：每個樣區的水平面積預先固定，調查樣區內所有符合條件的林木，再由樣區資料推估單位面積材積量。
• 變動面積取樣法：通常指角規取樣（Bitterlich 法）。以角規從樣點觀測，凡樹幹在視線處的表觀寬度大於角規視角者列入樣木；每株入選木代表一定的每公頃胸高斷面積。樣木代表面積受胸高斷面積與角規因子影響，因此不同樹木的實際抽樣範圍不相同。

材積調查通常由樣木胸高斷面積、樹高及材積方程式估算，再換算為單位面積材積。固定面積法按固定面積換算；角規法則按樣木所代表的斷面積權重推估。

解題方法：比較材積調查的效率與代表性

比較時抓住兩個差異：固定面積法對範圍內林木一律清查；變動面積法讓較大徑級林木較容易入選，且樣木代表權重與林木大小相關。

比較項目	固定面積取樣法	變動面積取樣法（角規取樣）
適用林分	天然林、人工林皆可；林木分布不均時較容易界定樣區內的調查母體	林木分布及林分結構較均勻時效率較佳；天然林徑級、樹種混雜時，選樣與權重處理較需注意
作業效率	每木檢尺，樣區內林木密集時工作量大；樣區邊界木需判定是否納入	不必實際丈量固定邊界，通常可快速完成；樣點移動與觀測較省時
抽樣特性	各株是否入樣取決於是否位於固定樣區內，面積與抽樣機率易說明	大徑木較容易入樣，入選機率與胸高斷面積有關；推估時須使用相應權重
材積估計	樣區材積總和除以樣區面積，再依抽樣設計推估全林	以入選木代表的斷面積權重，配合單木材積等資料推估單位面積材積
主要限制	面積太小時容易受林木空間分布影響；面積太大則增加調查工時	林木過密、視線受阻或林分異質性高時，角規判讀及估計權重較不易；不宜把入選木直接當作等機率樣本

核心觀念

本題考《京都議定書》為協助締約方達成溫室氣體減量承諾所設的三種彈性機制：聯合履行（Joint Implementation, JI）、清潔發展機制（Clean Development Mechanism, CDM）與排放交易（Emissions Trading, ET）。判斷三者時，先看專案在哪裡執行、參與方屬於哪類締約方，以及交易標的是專案減量成果或排放額度。

法源與本文解題均以命題當年（民國 108 年）《京都議定書》及其相關決議為準。京都議定書後續實施架構已有變化；本題仍依命題當年的制度作答。

三種機制的內容

一、聯合履行（JI）

依《京都議定書》第 6 條，已承擔量化排放限制或減量承諾的附件一締約方，可與另一附件一締約方合作，在對方境內執行減排或增加碳吸存的專案。經核證的減量成果可轉讓給投資方，通常以減量單位（ERU）表示。

例如，一個已開發國家投資另一個已開發國家的造林或能源效率專案，經核證後取得相應減量額度，用來履行自身承諾。專案必須符合額外性等要求，且移轉額度的締約方須相應調整其分配數量，避免同一減量被重複計入。

二、清潔發展機制（CDM）

依《京都議定書》第 12 條，已承擔減量承諾的附件一締約方，可在未承擔量化減量義務的非附件一締約方執行減量專案。專案須協助地主國達成永續發展，並產生相對於基準線具有額外性的減量成果；經核證後可核發經核證減量額度（CER），供投資方履行承諾。

CDM 的專案地點在非附件一締約方，故可同時引入資金與技術，支持開發中國家的減量及永續發展。京都議定書制度也納入特定造林與再造林專案，但須依相關規則處理碳吸存的非永久性、額外性、外洩及測量不確定性等問題。

三、排放交易（ET）

依《京都議定書》第 17 條，承擔量化排放承諾的締約方，可在締約方間交易其分配數量或其他合格排放單位。排放額度有餘裕的一方可出售額度，排放超出自身額度需求的一方可購買額度，以履行承諾。

核心觀念

本題考查森林經營調查常用的五個名詞，分別涉及空間資料管理、樹冠健康監測、林分直徑統計、地位判定，以及林分胸高斷面積的角規抽樣估計。作答時應掌握各名詞的定義、用途及彼此容易混淆之處。

解題方法與名詞說明

（一）地理資訊系統（Geographic information system, GIS）

地理資訊系統是用來蒐集、儲存、管理、分析及呈現具有地理位置的資料之系統。它將空間資料（如森林界線、道路、水系、坡度與林班位置）和屬性資料（如樹種、林齡、蓄積及經營紀錄）連結起來，供空間查詢、疊圖分析、區位評估與製圖使用。

森林經營上，可用 GIS 整合航照、衛星影像、地形資料及森林調查資料，協助劃分林分、規劃伐區與林道，並分析災害風險或監測森林變遷。其核心在於「空間位置與屬性資料的整合分析」，不只是繪圖軟體或地圖資料庫。

（二）樹冠透視度（Crown transparency）

樹冠透視度是從樹冠外部觀察時，透過樹冠枝葉間隙可見天空或背景的程度，通常以百分比表示。透視度愈高，表示樹冠中的空隙愈多；它可作為評估樹冠稀疏程度及樹木健康狀況的指標之一。

調查時應依一致的觀察位置與評估標準，估計樹冠中可透視部分占整體樹冠的比例。樹冠透視度增加可能與落葉、病蟲害、乾旱或其他環境壓力有關，但不能單獨據此判定特定病因；觀察時也須區別正常枝葉間隙與異常枝葉流失。

（三）二次平均直徑（Quadratic mean diameter, QMD）

二次平均直徑是使林分平均單株胸高斷面積與一株假想樹木相同的直徑。因為胸高斷面積與直徑平方成正比，QMD 是直徑平方平均後再開平方：

$$D_q=\sqrt{\frac{\sum_{i=1}^{n} d_i^2}{n}}$$

其中 $d_i$ 為第 $i$ 株樹的胸高直徑，$n$ 為株數。若已知林分每公頃胸高斷面積 $G$ 與每公頃株數 $N$，則：

$$D_q=\sqrt{\frac{4G}{\pi N}}$$

此式採用直徑與斷面積單位一致的制式；例如 $G$ 以平方公尺／公頃、$N$ 以株／公頃計，所得直徑為公尺，換算成公分須乘以 $100$。