110 地方特考三等 林業技術 林產學 考古題詳解

110 年・地方特考・三等・林業技術
試題代碼 林產學

第 一 題25 分

第 26 屆聯合國氣候變化大會(COP26)100 多名世界領導人承諾到 2030 年結束前停止毀林式的森林濫伐,請說明其內涵及重要性。

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核心觀念

本題考查森林在全球氣候治理中的功能,以及 COP26「森林與土地利用領袖宣言」之政策內涵。答題應掌握三個層次:

  1. 森林是重要的碳庫與碳吸收源。
  2. 毀林不僅造成碳排放,也會破壞生物多樣性、水土保持與地方生計。
  3. COP26 承諾是國際政治宣示,核心目標為 2030 年前終止並扭轉全球森林流失與土地退化。

COP26 於 2021 年在英國格拉斯哥舉行。與會之 100 多個國家及世界領袖共同支持「Glasgow Leaders’ Declaration on Forests and Land Use」,承諾至 2030 年停止並扭轉森林流失及土地退化。參與國家約涵蓋全球九成森林,並提出公共資金、私人資金及相關國際合作措施,以支持森林保育與永續土地利用。


解題方法

本題屬於時事結合林業基本原理的申論題,建議採「承諾內容—執行手段—重要性—限制與林業意義」的架構作答。

答題時不可只寫「停止砍伐森林」,應進一步說明:

  • 停止森林流失:避免森林被轉作農地、牧場、礦場、道路及都市開發。
  • 扭轉森林流失:除停止破壞外,還要透過自然復育、人工造林、退化地復原及永續經營,使森林面積、品質與生態功能恢復。
  • 土地退化治理:改善土壤侵蝕、沙漠化、地力衰退及生態系統功能下降。
  • 供應鏈治理:降低棕櫚油、大豆、牛肉、木材等商品所造成的森林轉用。
  • 資金與治理:提供森林國家保育經費、強化執法、改善森林監測,並保障原住民族及地方社區權益。

一、承諾的主要內涵

(一)2030 年前停止並扭轉森林流失

此承諾並非僅要求禁止所有伐木,而是針對「毀林式」的森林破壞。其重點包括:

  1. 防止天然林被大量砍除後轉作農業、畜牧、礦業或建設用地。
  2. 防止非法伐木、土地違法變更及森林火災造成的長期破壞。
  3. 透過造林、復育及退化地治理,恢復森林面積與生態功能。
  4. 以永續森林經營取代短期、掠奪式資源利用。

因此,承諾的完整概念是「停止淨森林損失」,亦即森林損失量應降至最低,並以新增森林與復育森林加以補償及超越。

(二)停止並扭轉土地退化

森林與土地利用密切相關。森林遭砍伐後,常伴隨土壤裸露、沖蝕、地力下降、河川淤積及生態系統服務功能減弱。因此,森林政策不能只看森林面積,也要重視:

  • 土壤肥力及有機質維持。
  • 水源涵養與洪水調節。
  • 坡地穩定及水土保持。
  • 森林生態系統的完整性。
  • 退化土地之復育及再利用。

(三)提供國際資金與合作

森林保育的成本通常由森林所在國家及地方居民承擔,但森林所提供的碳吸收與生物多樣性利益具有全球性。因此,宣言同時強調:

  • 增加公共資金投入森林保育及恢復。
  • 引導私人投資及企業資金投入零毀林供應鏈。
  • 改善森林治理、執法及透明度。
  • 建立森林碳匯、森林監測及成果追蹤制度。
  • 協助開發中國家兼顧經濟發展與森林保育。

(四)保障原住民族及地方社區權益

許多天然林由原住民族及地方社區長期管理。有效的森林保育必須尊重其土地權、傳統知識、參與權及合理收益分配。若只依靠中央政府禁伐,忽略地方居民的生活需求,容易造成政策反彈及非法利用。

(五)推動永續商品供應鏈

全球森林破壞常與國際商品需求有關。因此,承諾也包含要求企業:

  • 追蹤木材及農產品來源。
  • 降低供應鏈中的非法伐採及森林轉用。
  • 建立零毀林產品標準。
  • 提高企業環境資訊揭露及責任。
  • 以認證、溯源及查核機制改善市場治理。

二、此項承諾的重要性

(一)減緩氣候變遷

森林藉由光合作用吸收大氣中的二氧化碳,將碳儲存在木材、枝葉、枯落物及土壤中。森林遭砍伐或焚燒時,原先儲存的碳會重新釋放,形成溫室氣體排放。

森林碳收支可簡化表示為:

淨碳吸收量=森林生長吸收量−伐採、火災及分解所造成的排放量\text{淨碳吸收量} = \text{森林生長吸收量} - \text{伐採、火災及分解所造成的排放量}

停止毀林可同時達成兩項效果:

  1. 減少因砍伐、焚燒及土地轉用造成的排放。
  2. 保留並增加森林的碳吸收能力。

因此,森林保育是達成巴黎協定升溫控制目標及全球淨零排放的重要措施。

(二)保存生物多樣性

森林是陸域生物最重要的棲地之一。毀林會導致:

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第 二 題25 分

寫出紅檜與臺灣櫸木材的學名、外觀特徵與鑑別重點。

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核心觀念

本題考查兩種臺灣重要木材的:

  1. 植物學學名。
  2. 木材巨觀外觀與材質特徵。
  3. 軟、硬木材及針葉樹、闊葉樹的鑑別方法。
  4. 由木材組織特徵判斷樹種的能力。

紅檜屬於裸子植物、針葉樹;臺灣櫸屬於被子植物、闊葉樹。兩者最重要的鑑別原則,是觀察木材有無導管孔、年輪及木材氣味、色澤與材質。

解題方法

作答時依序寫出「學名—外觀—鑑別重點」,並將兩樹種放在同一比較架構中:

  • 先判斷屬於針葉樹或闊葉樹。
  • 再觀察木材表面是否可見導管孔。
  • 接著比較色澤、木理、年輪、材質軟硬與氣味。
  • 最後指出兩者最具辨識力的差異。

一、紅檜

1. 學名

紅檜學名為:

Chamaecyparis formosensis Matsum.

科名為柏科,屬於裸子植物及針葉樹。

2. 外觀特徵

紅檜木材具有下列特徵:

  • 心材色澤:淡紅褐色至紅褐色,木材經久置後色澤通常加深,具有紅檜特有的溫暖色調。
  • 邊材色澤:較心材為淡,呈黃白色或淡黃褐色,心、邊材色差通常可辨。
  • 木理:木理多為直木理,材面平整,木肌細緻。
  • 年輪:年輪通常明顯,早材與晚材的色澤及材質差異可使年輪清楚呈現。
  • 導管孔:紅檜為針葉樹材,沒有闊葉樹所具有的導管孔,因此材面不會出現明顯的圓形孔洞。
  • 氣味:具有明顯而持久的芳香氣味,為其重要辨識特徵。
  • 材質:材質較輕、較軟,容易加工,乾燥後尺寸安定性良好,耐腐性亦佳。

在縱切面上,紅檜的木紋通常呈直紋,材面細緻;經刨削或磨光後具有良好光澤。

二、臺灣櫸

1. 學名

臺灣櫸學名為:

Zelkova serrata (Thunb.) Makino

科名為榆科,屬於被子植物及闊葉樹。

2. 外觀特徵

臺灣櫸木材具有下列特徵:

  • 心材色澤:黃褐色、紅褐色至褐色,木材使用或暴露於空氣後,色澤會逐漸加深。
  • 邊材色澤:通常較心材淡,呈黃白色或淡黃褐色。
  • 木理:木理多為直木理,部分材料可呈交錯木理或波狀木理。
  • 木肌:木肌中等至略粗,材面經加工後可呈現良好光澤。
  • 年輪:年輪明顯,屬於環孔材,早材與晚材的導管大小差異顯著。
  • 導管孔:早材導管較大,沿年輪排列成環狀,肉眼通常可以清楚看見;晚材導管較小,分布較密。
  • 木射線:木射線較明顯,徑切面有時可見射線斑紋。
  • 材質:材質較重、較硬,強度及耐磨耗性較佳,適合家具、建築、車輛及裝飾用途。
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第 三 題25 分

依 CNS 標準,纖維板之密度可分類為軟(輕)質纖維板(Insulation FB,稱 IB)、中密度纖維板(Medium density FB,稱 MDF)、硬質纖維板(Hard FB,稱 HB),請說明以上三者之密度範圍、製造與性質。

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核心觀念

本題考查依 CNS 標準,以「密度」區分纖維板種類,並比較三者的製造方法與材料性質。纖維板係將木材或木質原料解離成木纖維,經乾燥或濕式成形,再利用木材自身木質素及外加樹脂膠合,經熱壓製成板材。

纖維板密度可表示為:

ρ=mV\rho=\frac{m}{V}

其中 ρ\rho 為板材密度,mm 為質量,VV 為體積。依 CNS 分類,通常以 0.40.4 及 0.8 g/cm30.8\ \text{g/cm}^3 為主要分界。

解題方法

本題可依「密度範圍 → 製造方式 → 主要性質」逐一說明。密度越高,木纖維排列越緊密,通常強度、硬度、表面平整性及尺寸穩定性越高,但隔熱、吸音性能則相對降低。

一、軟質纖維板(Insulation Fiberboard,IB)

1. 密度範圍

軟質纖維板密度約為:

ρ<0.4 g/cm3\rho<0.4\ \text{g/cm}^3

亦常稱為低密度纖維板或絕緣纖維板。

2. 製造方法

軟質纖維板多採濕式製造法:

  1. 將木材削片、蒸煮,使木材軟化。
  2. 經磨解機械解離成木纖維。
  3. 將木纖維與水混合成纖維懸浮液。
  4. 抄造成纖維毯或纖維墊。
  5. 脫水後以較低壓力熱壓,或以乾燥方式成板。
  6. 視用途添加少量防水劑、防腐劑或其他助劑。

由於壓縮程度較低,纖維間保留較多孔隙,形成低密度結構。

3. 主要性質

  • 密度低、重量輕,搬運及施工方便。
  • 孔隙率高,具有良好的隔熱及吸音性能。
  • 彈性及緩衝性較佳。
  • 強度、硬度及耐磨耗性較低,不適合作為高負荷結構材料。
  • 吸水性較大,遇水後容易膨脹、變形,必須加以防潮或表面處理。
  • 可用於建築隔熱材、吸音板、內襯板、包裝緩衝材料等。

二、中密度纖維板(Medium Density Fiberboard,MDF)

1. 密度範圍

中密度纖維板密度約為:

0.4≤ρ<0.8 g/cm30.4\leq \rho<0.8\ \text{g/cm}^3

MDF 是目前家具、室內裝修及木工加工最常用的纖維板之一。

2. 製造方法

MDF 主要採乾式製造法:

  1. 將木材或木質剩餘物削成木片。
  2. 經蒸煮及熱磨解離成木纖維。
  3. 將木纖維乾燥至適當含水率。
  4. 噴拌尿素甲醛樹脂、三聚氰胺改質樹脂或其他合成樹脂。
  5. 將纖維鋪裝成均勻纖維毯。
  6. 經預壓及高溫熱壓,使樹脂固化並使纖維互相膠結。
  7. 冷卻、裁邊、砂磨,製成表面平整的板材。

MDF 的纖維分布均勻,板材內部密度較一致,厚度方向及平面方向的性質差異小於天然木材。

3. 主要性質

  • 密度及強度介於 IB 與 HB 之間。
  • 結構均勻、表面平整,適合貼皮、塗裝、印刷及覆膜。
  • 易於鋸切、鑽孔、銑削及加工成各種形狀。
  • 不具有天然木材明顯的木理及節疤,尺寸及外觀較均一。
  • 平面內強度及剛性良好,但螺釘握持力、邊緣抗拔力通常不如實木或優質合板。
  • 吸濕後容易厚度膨脹,防水性須依樹脂種類及表面處理而定。
  • 使用含甲醛樹脂製造時,須注意甲醛釋放量及室內空氣品質。
  • 常用於家具、櫥櫃、門板、室內裝修及音箱等。

三、硬質纖維板(Hard Fiberboard,HB)

1. 密度範圍

硬質纖維板密度約為:

ρ≥0.8 g/cm3\rho\geq0.8\ \text{g/cm}^3

其密度通常可達 0.80.8~1.2 g/cm31.2\ \text{g/cm}^3 左右。

2. 製造方法

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第 四 題25 分

試申論永續的林業經營與聯合國永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDGs)之間的關係。

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核心觀念

本題考查「永續林業經營」與「聯合國永續發展目標(SDGs)」的整合關係,重點不在單純說明森林具有生態功能,而在於闡述森林經營如何同時兼顧生態、經濟與社會三大面向,並支援全球永續發展。

永續林業經營(Sustainable Forest Management, SFM)係指在不減損森林未來生產力與生態功能的前提下,持續滿足當代及後代人類對森林的多元需求。其核心內涵包括:

  1. 維持森林生物多樣性。
  2. 維持森林生產力與更新能力。
  3. 維持森林健康、活力與抗逆境能力。
  4. 維護水土保持、涵養水源及碳吸存等生態服務。
  5. 合理利用木材及非木質林產品。
  6. 兼顧社會公平、在地社區權益及世代正義。

SDGs係聯合國提出的全球永續發展架構,共有17項目標、169項細項目標,具有整合性、普遍性及相互連結的特性。森林並非只對應第15項「陸域生態」,而是同時支援氣候、水資源、能源、經濟、消費、生計及治理等多項目標。

解題方法

本題適合採取「先定義、再分面向、最後說明整合與實踐」的架構:

  1. 先界定永續林業經營與SDGs的基本概念。
  2. 以生態、經濟、社會三大面向說明兩者的關係。
  3. 指出最直接相關的SDG 15,再延伸至其他目標。
  4. 以森林經營措施及成效指標具體化。
  5. 最後說明森林治理必須採取跨部門、跨尺度及利害關係人參與的方式。

這樣的切入方式能夠避免只羅列SDGs名稱,而能呈現「森林經營措施如何轉化為永續發展成果」的因果關係。

一、永續林業經營是實現SDG 15的核心手段

SDG 15為「保育及永續利用陸域生態系,永續管理森林,防治沙漠化,制止及扭轉土地劣化,遏止生物多樣性喪失」。其中與森林直接相關的內容包括:

  • 永續管理各類森林。
  • 防止森林退化及減少毀林。
  • 進行森林復育及造林。
  • 保育陸域及內陸淡水生態系。
  • 維護棲地、生物多樣性及生態功能。
  • 打擊非法伐木及非法野生物貿易。

因此,永續林業經營是SDG 15的具體執行工具。其經營內容不應只追求木材產量,而應依森林類型與環境條件,進行保育、利用、復育及監測的分區管理。

例如:

  1. 在重要棲地及保護區,以生物多樣性保育、生態系完整性及自然演替為主要目標。
  2. 在生產林,採取適地適木、合理輪伐、更新造林及低衝擊採伐,維持長期生產力。
  3. 在水源集水區及陡峭地區,強化水土保持、崩塌防治及流域治理。
  4. 在受損林地,依退化原因採行天然更新、人工復育、外來種移除及棲地改善。

二、永續林業經營與SDGs的具體連結

(一)生態面向:維護森林生態系服務

森林提供多項生態系服務,包括碳吸存、調節氣候、涵養水源、土壤保育、防洪減災、棲地維護及休閒遊憩。這些功能與多項SDGs直接相關。

1. SDG 13:氣候行動

森林可藉由光合作用吸收大氣中的二氧化碳,將碳固定於林木、枯落物、土壤及木製品中。因此,永續林業經營可透過下列措施支援氣候行動:

  • 防止森林砍伐及森林退化。
  • 維持森林健康,提升碳吸存能力。
  • 進行退化地復育及適地造林。
  • 延長木材使用年限,將碳儲存於木製品中。
  • 以木材取代部分高碳排材料,降低生命週期排放。
  • 透過防火、防病蟲害及抗旱經營,提高森林對氣候變遷的調適能力。

但造林並不等於必然具有高碳效益。造林地點、樹種選擇、森林存續時間、土壤碳變化及生物多樣性影響,均須納入評估,避免以單一樹種或短期造林數量取代完整的森林永續管理。

2. SDG 6:潔淨水及衛生

森林具有攔截降雨、增加入滲、穩定土壤及調節河川流量的功能。集水區森林經營若能維持植被覆蓋、減少地表擾動並保護溪流緩衝帶,即可降低土砂災害及水庫淤積,改善水質與供水穩定性。

因此,水源區經營應重視:

  • 保護溪流兩側植被。
  • 限制陡坡開發及大型機械作業。
  • 避免道路密度過高。
  • 維持森林土壤孔隙及入滲能力。
  • 建立流域尺度的水文與土砂監測。

3. SDG 14及SDG 15:生態系與生物多樣性保育

陸域森林的水土保持及養分循環,會影響河川、湖泊及沿海生態系。森林經營應維護天然林、老熟林、枯立木、倒木、林隙及多樣化林分結構,提供野生動物棲息、覓食與繁殖空間。

有效措施包括:

  • 建立保護區及生態廊道。
  • 維護原生樹種及遺傳多樣性。
  • 防治外來入侵種。
  • 保留混合林及多層次林分。
  • 降低採伐、道路及遊憩活動對棲地的破碎化影響。

(二)經濟面向:合理利用森林資源並促進綠色經濟

森林是木材、竹材、樹脂、藥用植物、菇菌、蜂蜜及其他非木質林產品的重要來源。永續經營須在森林更新能力及生態承載量範圍內進行利用,不能以短期收益破壞長期資源基礎。

1. SDG 8:合適的工作及經濟成長

永續林業可創造造林、撫育、採運、木材加工、生態旅遊、森林監測及自然保育等工作,並帶動偏遠地區及山村經濟。

其重點包括:

  • 提升林業勞動安全及職業訓練。
  • 發展在地木材加工與加值利用。
  • 支持社區林業及小規模林農。
  • 建立合法、可追溯的木材供應鏈。
  • 以生態旅遊及環境教育增加森林的非木材收益。

2. SDG 9:產業、創新及基礎建設

林業可透過木材分級、精準調查、遙測、無人機、地理資訊系統及碳監測,提升資源利用效率。木材加工技術進步後,可發展集成材、交叉層積材、木質複合材料及生質材料,增加木材的長期使用價值。

森林道路及作業設施則必須兼顧運輸效率與環境衝擊,採行低衝擊設計、邊坡穩定及排水管理,避免基礎建設造成水土流失及棲地破碎化。

3. SDG 12:責任消費及生產

永續林業要求木材來源合法、經營可追溯,並降低採伐、加工及運輸過程中的浪費。木材應朝高值化、長壽命及循環利用發展,形成「森林—木材—產品—再利用」的循環體系。

重要作法包括:

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