110 地方特考三等 林業技術 森林經營學 考古題詳解

核心觀念

本題考查森林經營思想由「木材生產導向」逐步發展為「多種效益兼顧」，再進一步強調「生態系整體維持與永續」的差異。答題應掌握三個層次：

1. 森林多目標經營的定義與經營重點。
2. 森林生態系經營的定義與核心原則。
3. 兩者在經營目標、思考尺度、管理方法及決策方式上的比較。

森林經營的基本精神，並非只追求單一林產品，而是在森林資源有限及環境承載力限制下，兼顧木材、涵養水源、國土保安、生物多樣性、遊憩、景觀及社會文化等效益，維持森林的永續利用。

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一、森林多目標經營

（一）基本概念

森林多目標經營，又稱多種用途經營，係指在同一森林經營區內，同時追求兩種以上的森林功能或效益，透過適當的資源配置與經營措施，使森林在不破壞永續生產能力的前提下，提供多元效益。

其經營內容包括：

• 木材及竹材生產。
• 水源涵養與水土保持。
• 國土保安及防災減災。
• 野生動物棲地維護。
• 生物多樣性保育。
• 森林遊憩與景觀維護。
• 碳吸存及氣候調節。
• 社區生計與文化功能。

多目標經營的重點，是將森林視為具有多種功能的資源，避免只以木材蓄積量或木材收益作為唯一經營績效。

（二）經營目標

多目標經營通常具有下列特性：

1. 同時追求多種森林效益 不以單一木材生產為唯一目的，而是兼顧經濟、社會及生態效益。

2. 維持各項效益的永續性 目前的利用不能降低未來森林提供木材、水源、遊憩及保育功能的能力。

3. 處理不同目標間的衝突 例如提高伐採量可能降低景觀品質及野生動物棲地，增加遊憩設施可能造成棲地干擾。因此，經營者須在各項目標間進行取捨與協調。

4. 重視森林功能分區 可依主要功能劃分水源涵養林、國土保安林、森林遊樂區、木材生產林及自然保護區等，使不同區域具有不同的經營優先順序。

多目標決策可概念化表示為：

$$\max \; Z=f(B_1,B_2,\ldots,B_n)$$

其中，$B_i$ 代表第 $i$ 項森林效益，例如木材收益、水源涵養、生物多樣性及遊憩價值；同時須受森林面積、蓄積、生長量、環境承載力及法令限制等條件約束。

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二、森林生態系經營

（一）基本概念

森林生態系經營，是以森林生態系為整體管理單位，依據生態系的組成、結構、功能及演替過程，透過整合性、長期性及適應性的經營方式，維持生態系的健康、完整性、生物多樣性、生產力與恢復力，並在此基礎上提供人類所需的各項效益。

森林生態系不僅包括樹木，也包括：

• 植物、動物、微生物等生物成分。
• 土壤、水分、空氣及地形等非生物環境。
• 能量流動與物質循環。
• 食物鏈、競爭、互利及分解等生態作用。
• 森林與河川、農地、都市及其他棲地的交互作用。

因此，森林生態系經營不是單純增加保育項目，也不是完全禁止利用，而是以維持生態系運作及長期韌性為前提，整合生產、保育與社會需求。

（二）核心原則

1. 維持生態系完整性 維持森林的天然組成、垂直結構、年齡分布、枯立木、倒木、土壤及水文環境。

2. 維持生態系功能與過程 重視養分循環、能量流動、自然更新、干擾作用、水文調節及食物網等生態過程。

3. 維持生物多樣性與棲地連通性 不只保護少數明星物種，也重視不同物種、基因、棲地類型及景觀尺度的多樣性。

4. 重視生態系恢復力 森林遭受火災、病蟲害、颱風或乾旱後，仍具有自我恢復及適應環境變化的能力。

5. 採取適應性經營 由於生態系具有高度複雜性及不確定性，經營措施應配合監測結果持續調整，形成「規劃—執行—監測—評估—修正」的循環。

6. 採取整體及跨尺度思考 同時考慮林分、集水區、景觀及區域尺度，並注意森林與周邊土地利用的交互影響。

7. 納入社會參與與利害關係人協商 地方居民、原住民族、林業經營者、保育團體及政府機關均可能影響森林經營，須將社會需求納入決策。

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三、兩種經營模式之比較

（一）經營目標的差異

比較項目	森林多目標經營	森林生態系經營
主要關注	同時提供多種森林效益	維持生態系完整性、功能及恢復力
目標性質	多種目標並列，重視效益分配	以生態系健康為基礎，再提供人類效益
木材地位	木材生產是多項目標之一	木材利用須服從生態系永續及承載能力
保育重點	著重特定功能或資源的兼顧	著重整體生態系、自然過程及生態關聯
時間觀	著重各項效益的持續供給	著重長期演替、韌性及跨世代永續

核心觀念

本題比較兩種森林經營措施：

1. Timber stand improvement：林分改良（或林分撫育）
2. Conversion of stand：林分轉換（或林分改造）

兩者均以培育目標森林為目的，但作用層次不同：

• 林分改良：在不根本改變林分主要組成與經營型態的前提下，改善現有林分的生長、材質、蓄積、組成及健康狀況。
• 林分轉換：將現有林分有計畫地改變成另一種目標林分，通常涉及樹種組成、林分結構、林齡配置、更新方式或經營制度的根本變更。

判斷重點是：林分改良偏重「改善既有林分」；林分轉換偏重「改變林分本質，使其成為另一種林分」。

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一、Timber stand improvement：林分改良（林分撫育）

（一）施行目的

林分改良主要目的如下：

1. 提高林分生產力 調整林木密度及空間分布，使保留木獲得較充分的光線、水分與養分，提高生長量及蓄積量。

2. 培育優良木材 保留樹幹通直、枝下高較高、樹冠發育良好及材質優良的林木，淘汰彎曲、病蟲害、劣形及無經濟價值木。

3. 改善林分組成與結構 適度調整樹種比例、垂直層次及水平分布，使林分更符合經營目標。

4. 提高林分健康與穩定性 移除病腐木、受害木及過度競爭木，降低病蟲害傳播及風倒、雪害、火災等風險。

5. 兼顧生態及公益功能 透過適當撫育，維持水土涵養、生物棲息、景觀及遊憩等森林功能。

（二）作業方式

1. 除蔓、割草及控制競爭植被 清除藤本、灌木及過度繁茂的草本植物，減少其對幼樹及目標木的光、水、養分競爭。

2. 除伐及疏伐 依林分發育階段及經營目標，伐除過密木、被壓木、劣勢木、彎曲木、病蟲害木及不良形質木。常見作業包括：

• 清理伐：幼林階段清除枯死木、被壓木及妨礙主要樹種生長的木本植物。
• 除伐：移除劣木、病木及不需要保留的樹木。
• 疏伐：降低林分密度，改善保留木的生長空間。
• 解放伐：解除上方或側方競爭木對優良幼樹、幼苗的壓迫。
• 衛生伐：伐除病蟲害木、枯死木及感染源，以維持林分健康。

3. 修枝 除去活枝、枯枝或低位枝，提升枝下高，減少節疤，培育無節或少節的優良材。修枝須控制強度，避免過度削弱樹冠，影響生長。

4. 補植及林下更新 對林隙或株數不足處補植目標樹種，也可利用天然下種或人工促進更新，改善林分密度及樹種組成。

5. 施肥及土壤改良 在土壤養分不足、林木生長受限的地區，適度施肥、改良土壤或改善排水，以增進林木生長。

6. 保留生態重要木 不以木材生產為唯一標準，對大型老木、枯立木、倒木、樹洞木及具有棲地價值的樹木，可予以保留，以維持生物多樣性。

（三）對環境的影響

1. 正面影響

• 適度降低林分密度，可增加林內光線及空氣流通，促進保留木生長。
• 移除病蟲害木，可降低病蟲害擴散。
• 保留木生長良好時，根系發育及林冠覆蓋增加，有助於水土保持。
• 改善林分結構及樹種組成，可提高森林對風害、火災及乾旱的抵抗力。
• 透過保留枯立木、倒木及多樣化林分，可增加鳥類、昆蟲、真菌及小型哺乳類的棲息環境。
• 木材生長量增加，可提升森林固碳及木材供應功能。

2. 負面影響

• 疏伐過度會造成林冠開孔、地表乾燥，並增加雜草及外來種入侵機會。
• 重型機具進入作業可能造成土壤壓實、表土流失及林道逕流增加。
• 伐木及集材會干擾野生動物，破壞部分林下植被及微棲地。
• 大量移除枯死木、倒木及老齡木，會減少腐植質、養分循環及野生生物棲地。
• 不當修枝、伐除或作業時機錯誤，可能造成樹木傷口感染及林分抗逆境能力下降。

因此，林分改良應以適度、分期、保留生態結構及減少地表擾動為原則。

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二、Conversion of stand：林分轉換（林分改造）

（一）施行目的

林分轉換是將現有林分逐步或一次改變為所設定的目標林分，主要目的如下：

1. 改變不適宜的樹種組成 將不適合當地氣候、土壤或市場需求的樹種，轉換為較適生、較具經濟或生態價值的樹種。

2. 改善林分品質與生產效能 將低產、劣質、衰退或經營失敗的林分，轉換成生長良好、材質優良的林分。

3. 改變林分結構或經營制度 例如由同齡林轉為異齡林、由單層林轉為複層林、由人工純林轉為混合林。

核心觀念

本題考查森林資源調查中「航空測計」與「地面調查」的功能分工，以及二者如何結合，以建立全國性森林資源調查成果。

森林資源調查通常須掌握下列資料：

1. 森林分布範圍與面積。
2. 林型、樹種組成、林分密度及鬱閉度。
3. 林齡、林分構造及生長狀況。
4. 林木蓄積量、材積及生物量。
5. 森林生長量、枯損量與資源變動情形。

航空測計具有「涵蓋範圍廣、取得空間位置與林分外觀資料迅速」的優點；地面調查則具有「直接量測林木及林分數量、品質較精確」的優點。航空測計適合全面性調查與分層，地面調查適合抽樣量測與校正，二者結合可兼顧效率、涵蓋性與精確性。

一、航空測計在森林資源調查上的主要貢獻

（一）迅速掌握森林分布與面積

利用航空照片或其他航空遙測資料，可判讀森林與非森林地區的界線，並依林地、竹林、灌木林、造林地、裸露地及其他土地利用類型進行區分。

經由航照判讀、圖面測量及地理資訊系統套疊，可計算：

• 森林總面積。
• 各行政區或林區面積。
• 不同林型及樹種組成之面積。
• 不同林齡級、林分密度級之面積。
• 森林變遷及土地利用變化。

因此，航空測計是建立全國森林資源空間分布資料的重要工具。

（二）進行森林分層與林分分類

航空照片能呈現林分的色調、紋理、樹冠形狀、排列狀況及地形位置。依據這些特徵，可將調查區域劃分為性質較均一的森林分層，例如：

• 天然林與人工林。
• 針葉林、闊葉林及針闊葉混淆林。
• 不同優勢樹種或樹種組成。
• 不同林齡級。
• 不同鬱閉度及林分密度。
• 不同生產力或立地條件。
• 不同經營狀態及受干擾程度。

森林分層的目的，在於使同一層內的林分特性較接近，降低抽樣誤差，並使地面樣區能更具代表性。

（三）提供森林資源的空間位置資料

航空測計可將森林資源與地形、道路、水系、行政界線及保護區範圍相互套合，建立森林資源圖及數值圖層，提供下列用途：

• 森林經營規劃。
• 伐採及更新作業規劃。
• 造林地選定。
• 森林防火及病蟲害監測。
• 崩塌、風倒、火災等災害判釋。
• 森林資源變化之長期監測。

相較於單純地面調查，航空測計能在較短時間內取得大範圍且具有空間連續性的資料。

（四）量測或推估部分林分特性

透過立體航照，可判讀或量測樹冠高度、林分高度、樹冠幅及林分結構等資料。配合地面樣區建立的關係式，可推估林分蓄積量、生長量或生物量。

但航空測計對蓄積量、胸徑、樹種細部組成及材質品質的直接判定能力有限，通常不能完全取代地面量測，必須以地面調查資料進行校正。

（五）作為地面調查的規劃與導航依據

航空照片可協助：

• 選定具有代表性的地面樣區。
• 判斷樣區是否位於目標林分內。
• 避免樣區落在道路、溪流、裸地或非調查地區。
• 提供樣區位置、坡向、地形及交通條件。
• 讓調查人員依航照與地圖抵達樣區。

因此，航空測計也具有提高地面調查效率、降低交通與定位成本的功能。

二、地面調查在森林資源調查上的主要貢獻

（一）直接量測林木個體資料

地面樣區可直接量測每株或抽樣林木的資料，包括：

• 樹種。
• 胸徑。
• 樹高。
• 幹形及枝下高。
• 林木健康狀況。
• 枯立木、倒木及受損木。
• 林木年齡或林分年齡。
• 林下植被及天然更新情形。

其中胸徑與樹高是推估單木材積及林分蓄積量的主要基礎。

（二）計算林分蓄積量及材積

在固定面積樣區內量測林木胸徑、樹高及樹種後，可利用樹種別材積表、材積式或單木材積方程式計算蓄積量。

單木材積可表示為：

$$v_i=f(d_i,h_i,s_i)$$

其中：

• $v_i$：第 $i$ 株林木材積。
• $d_i$：胸徑。
• $h_i$：樹高。
• $s_i$：樹種或材積因子。

樣區蓄積量為：

$$V_{\text{plot}}=\sum_{i=1}^{n}v_i$$

若樣區面積為 $a$，則換算為每公頃蓄積量：

$$V_{\text{ha}}=\frac{V_{\text{plot}}}{a}\times 10,000$$

再依各森林分層面積加權，即可估計全國或調查區域的森林總蓄積量：

$$\hat{V}=\sum_{h=1}^{L}A_h\bar{V}_h$$

其中：

• $A_h$：第 $h$ 層森林面積。
• $\bar{V}_h$：第 $h$ 層每公頃平均蓄積量。
• $L$：森林分層總數。

（三）取得航空判釋所欠缺的詳細資料

航照主要顯示林分外觀與空間特徵，對於下列資料仍需透過地面調查確認：

• 航照判釋的樹種是否正確。
• 林分平均胸徑及平均樹高。
• 林分蓄積量。
• 林齡與生長量。
• 林木健康及材質。
• 林下更新、枯損木與倒木情形。

地面資料可作為航空判釋結果的實地查證資料，提升森林資源圖與統計數值的可靠性。

（四）建立航空影像與資源量之關係

地面樣區資料可與相同位置的航照判釋特徵配對，建立林分外觀與資源量之間的關係。例如以航照判讀的樹冠密度、林分高度、色調及紋理，配合地面樣區的每公頃蓄積量，建立推估模式：

$$\hat{V}=f(X_1,X_2,\ldots,X_k)$$

其中：

• $\hat{V}$：推估的每公頃蓄積量。
• $X_1,X_2,\ldots,X_k$：由航空測計取得的林分特徵。
• $f$：由地面樣區資料建立的推估函數。

這種方式可將少量但精確的地面資料，擴展至大範圍航空影像涵蓋的森林地區。

（五）提供森林生長與變化的基準資料

若在固定樣區進行定期複查，可取得：

• 林分蓄積增加量。
• 林木死亡率。
• 天然更新與補植情形。
• 災害及病蟲害造成的損失。
• 林分結構及樹種組成變化。

這些資料可用於估計森林生長量、枯損量及淨生長量，並作為森林經營成效評估的依據。

三、航空測計與地面調查的配合方式

（一）先以航空測計進行全面性判釋與森林分層

調查流程通常先取得調查區域的航空影像，判定森林範圍、土地利用及林分特徵，再依森林類型及林分條件進行分層。

此階段的重點是建立：

1. 森林資源基本圖。
2. 森林分層圖。
3. 各分層面積。
4. 地面樣區配置框架。

航空測計在此階段主要負責「面」的資訊。

中文翻譯

Compartment：林班。 林班是森林區劃中具有固定界線、編號及管理功能的基本區劃單位，通常再劃分為若干個小班（subcompartment）。

核心觀念

本題考查「森林區劃」中林班的定位，以及林班如何支援森林調查、經營規劃、作業執行與經營成果管理。

森林區劃的基本目的，是將廣大而複雜的森林劃分為界線明確、容易辨識及便於管理的空間單元。一般層級可概括為：

1. 森林區或林區；
2. 林班（compartment）；
3. 小班（subcompartment）；
4. 林分或作業地。

其中，林班偏重於森林經營上的基本管理單位；小班則依林相、樹種、林齡、林分構造、立地條件及經營措施等差異，再作較細部的劃分。

解題方法

作答時應分成兩部分：

• 先說明林班在森林區劃上的「特性」；
• 再說明林班在森林經營上的「主要功能」。

判斷重點是：林班不只是地圖上的分界，也不是單一林分的同義詞，而是將森林空間化、編號化、制度化後，供長期經營及管理使用的基本單位。

一、林班在森林區劃中的特性

1. 具有明確而容易辨識的界線

林班通常利用下列地形或人工設施作為界線：

• 山脊、河川、溪溝等自然界線；
• 道路、林道、溝渠等人工設施；
• 地籍界線、經營權界線或其他行政界線。

界線的設置須兼顧地形明確性、現場辨識性及測量與管理便利性，以便森林調查人員及作業人員在現場確認位置。

2. 為固定性的長期區劃單位

林班通常具有相當程度的永久性或長期穩定性。完成編號及圖籍建置後，原則上不宜頻繁變更，除非發生行政區劃調整、產權變動、經營制度改變或重大地形與交通條件變化。

固定的林班編號可以使不同年度的森林調查、經營計畫及作業紀錄互相銜接，形成長期經營資料。

3. 具有唯一編號及空間識別功能

各林班通常依林區或森林區劃定編號，並記載於森林區劃圖、地籍資料及森林經營計畫中。透過「林區—林班—小班」的編號系統，可以迅速確定森林位置，避免僅以地名或口頭描述造成誤認。

4. 面積及形狀須適合森林經營

林班面積並無全國一致的固定數值，而應依下列條件決定：

• 地形地勢；
• 森林面積及分布；
• 道路與運材條件；
• 經營目的；
• 管理人力與巡查便利性；
• 林班界線是否清楚。

林班不宜過大，否則不利於調查、巡護及作業管理；也不宜過小，否則會增加圖籍、調查及行政管理成本。

5. 林班內部可能具有多種不同林分

林班是較大的管理單位，內部不一定具有完全相同的樹種、林齡、林分密度或立地條件。因此，林班通常還要依森林資源及經營條件差異劃分為多個小班。

換言之：

• 林班：著重空間管理及整體經營；
• 小班：著重林分調查及具體作業。

6. 界線具有管理與作業上的實用性

林班界線不僅為測繪上的線條，也應能配合巡護、造林、撫育、採伐、集材及防火等工作。理想的林班界線，應使工作人員容易定位，並有助於區分不同管理責任及作業範圍。

二、林班在森林經營上的主要功能

1. 作為森林調查及資源清查的基本單位

森林資源調查可依林班建立資料，包括：

• 林班面積；
• 林型及主要樹種；
• 林齡及林分組成；
• 胸徑、樹高及蓄積量；
• 生長量與枯損量；
• 立地條件；
• 林道及運材條件；
• 病蟲害、火災及天然災害情形。

以林班為單位整理資料，可將分散的林分資料彙整成可供經營決策使用的管理資訊。

2. 作為森林經營計畫的編製及執行單位

森林經營計畫可依林班配置各項經營措施，例如：