107 地方特考四等 林業技術 育林學概要 考古題詳解

核心觀念

本題測驗林木根部兩大共生微生物系統——「根瘤菌（Root-nodule bacteria）」與「菌根菌（Mycorrhizal fungi）」的生物學本質與育林應用，核心考點包含三部分：

1. 分類地位之辨析：原核生物（細菌域）與真核生物（真菌界）的本質差異，以及兩者各自所屬的主要門、綱、屬分類群。
2. 臺灣造林樹種之根瘤共生實例：能形成根瘤之木本植物，區分為「豆科—根瘤菌共生」與「非豆科（放線菌植物）—弗蘭克氏菌（Frankia）共生」兩大系統。
3. 促進林木生長之生理機能：根瘤菌以「生物固氮」為主軸；菌根菌則以「擴大吸收表面積、促進難溶性養分（尤其磷素）吸收、增強水分吸收及抗病逆境抗性」為核心。

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解題方法

本題為標準的「三段式」申論題，答題策略應採取結構對稱、條列分明的排版，使閱卷委員能在短時間內掌握得分關鍵字：

1. 分類學區別：以對比方式切入，先指明最高位階的「生物域／界」（原核 vs. 真核），再分別向下開展其代表門類（如變形菌門、放線菌門 vs. 擔子菌門、子囊菌門、球囊菌門）。
2. 臺灣形成根瘤樹種：切勿僅列出豆科樹種，必須完整涵蓋「豆科樹種」與「非豆科木本放線菌共生樹種」，並列舉具代表性的臺灣造林及先驅樹種學名或通名。
3. 促生功能比較：分別獨立成段，提煉專門機能詞彙（如固氮酶活性、菌套屏障、菌絲外延、難溶性磷釋放、抗逆境等），避免籠統空泛的描述。

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選項分析

本題為申論題（非選擇題），無選項可資分析。評分核心在於三個子題問項的回應完整度與專業術語準確性：

• 子題一（分類區別）：若僅回答「一個是細菌、一個是真菌」僅能得基本分；必須具體寫出原核與真核之別，並補述根瘤菌包含變形菌及放線菌，菌根菌涵蓋擔子菌、子囊菌及球囊菌等分類門類，方能取得滿分。
• 子題二（臺灣樹種）：遺漏「非豆科（赤楊、木麻黃等）」為最常見失分點，必須兩類並陳。
• 子題三（促生機能）：不可將根瘤菌的「固氮」與菌根菌的「吸磷／擴大根系」機能混淆，須各自條列精準生理機制。

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解題技巧

1. 分類口訣與矩陣化：

• 根瘤菌＝原核生物（真細菌域），分兩派：豆科配「變形菌（Rhizobium 等）」；非豆科配「放線菌（Frankia）」。
• 菌根菌＝真核生物（真菌界），分兩型：外生菌根多「擔子菌、子囊菌」；內生叢枝菌根為「球囊菌」。

2. 臺灣樹種聯想竅門：

• 先想「崩塌地先驅樹」：臺灣赤楊（放線菌）。
• 再想「海岸防風林」：木麻黃（放線菌）。
• 接著想「低海拔主要造林豆科樹」：相思樹（根瘤菌）。
• 最後補充庭園與特用樹種：水黃皮、楊梅、椬梧。

3. 功能區隔原則：

• 根瘤菌主打「氮素化學合成」（將大氣中游離態 $N_2$ 轉化為林木可利用之 $NH_4^+$）。
• 菌根菌主打「物理根系延伸與礦質活化」（延伸菌絲網吸收不易移動之磷酸根離子 $\text{H}_2\text{PO}_4^-$ 與水分，並構築物理菌套抗病）。

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【答案】

一、根瘤菌與菌根菌在分類學上的區別

比較項目	根瘤菌（Root-nodule microorganisms）	菌根菌（Mycorrhizal fungi）
生物域與界	原核生物域（Prokaryota）、細菌界（Bacteria）	真核生物域（Eukaryota）、真菌界（Fungi）
細胞構造	具擬核，無核膜、無內膜胞器，細胞壁主成分為肽聚醣（Peptidoglycan）。	具真正細胞核及完整胞器，細胞壁主成分為幾丁質（Chitin）與葡聚醣。
主要分類群	1. 變形菌門（Proteobacteria）：如根瘤菌屬（Rhizobium）、慢生根瘤菌屬（Bradyrhizobium），多與豆科植物共生。

核心觀念

本題為育林學中「林木競爭與森林結構發育」的經典考題，評量考生對林分動態競爭現象及林木耐陰生理機制的理解與應用。核心觀念涵蓋：

1. 林分競爭與發育層次：區分「個體器官層次」的枯死脫落（自然整枝）與「族群個體層次」的競爭淘汰（自疏作用）。
2. 耐陰性（Shade tolerance）的生理機制：以光補償點（Light compensation point）與淨碳收支（Carbon balance）解釋枝條存活臨界。
3. 林木樹冠特徵與現地判讀：連結生理特性至現地外觀指標（枝下高、樹冠長度、冠幅結構）。

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解題方法

本題包含三個子問題，答題應採取「定義對比 $\to$ 現地判斷準則 $\to$ 生理機制闡述」之邏輯推進：

1. 比較 self-thinning 與 natural pruning：建立系統性比較構面（作用層次、淘汰對象、誘發原因、林分影響），突顯兩者在本質與結果上的分歧。
2. 現地依自然整枝程度判別耐陰性：以具體且可觀測的樹型形態（如枝下高、殘存下層側枝多寡、活冠比）列出陽性樹種與陰性樹種的判斷指標。
3. 闡述判斷理由：導入植物生理生態學理論，以光補償點高低、暗呼吸消耗率及枝條自主碳平衡（Autonomous branch carbon budget）作為因果解釋核心。

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選項分析（申論題關鍵子題分析）

本題為申論題，分段剖析題目的兩大核心提問：

1. 子題一：self-thinning 與 natural pruning 的差異

• 作用層級不同：自疏屬於「族群／林分層次（Population/Stand level）」的密度依賴死亡；自然整枝屬於「單木器官層次（Organ/Branch level）」的器官脫落。
• 受淘汰對象不同：自疏淘汰的是處於被壓劣勢的「整株林木個體」；自然整枝淘汰的是單一林木因光照不足而衰亡的「下層被壓枝條」。
• 對林分的結果不同：自疏直接導致林分「每公頃株數（密度）」顯著下降；自然整枝則是在個體存活的前提下，使主幹「枝下高提升、樹幹通直、木材節疤減少」，不改變林木株數。

2. 子題二：現地如何判斷耐陰性與其生理理由

• 判斷指標：林冠鬱閉環境下，自然整枝良好（枝下高極高、下部枯枝迅速脫落、樹冠集中頂端）者判定為陽性樹種（如二葉松、台灣赤楊）；自然整枝不良（枝下高低、下層側枝長期留存、樹冠層深厚深密）者判定為陰性樹種（如紅豆杉、鐵杉）。
• 生理理由：陰性樹種光補償點低、暗呼吸率小，下層側枝在低光照環境下仍可維持正的淨光合作用（$P_n = P_g - R > 0$），枝條不致飢餓枯死；陽性樹種光補償點高、呼吸消耗大，一旦林下受遮蔭即轉為負碳平衡（$P_n < 0$），引發離層形成而脫落。

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解題技巧與常見陷阱

1. 專有名詞辨析：切勿將人工撫育作業的「人工修枝（Pruning）」與「撫育疏伐（Thinning）」混同於自然發生的生態現象（Natural pruning 與 Self-thinning）。
2. 自疏法則關聯：論述自疏時，若能提及密度制約死亡或 Yoda 的 $-3/2$ 次方自疏法則（$W = c \cdot N^{-3/2}$），能大幅提高理論深度。
3. 因果關係勿顛倒：考生常誤答為「因為樹種耐陰，所以整枝良好」，正確邏輯為「陽性樹種不耐庇蔭 $\to$ 弱光下枝條快速枯死 $\to$ 自然整枝良好」；

核心觀念

本題聚焦於「退化地復育造林」（Degraded Land Reforestation）中的高山農業收回地（菜地、果園）之造林障礙與立地修復對策。命題核心涵蓋三大面向：

1. 逆境土壤環境診斷：深入剖析高山密集農業長期耕作所造成的物理性（土壤壓密、結構破壞、犁底層）、化學性（鹽分累積、過度酸化、肥分失衡、農藥殘留）與生物性（菌根菌與微生物相枯竭、土傳病害）劣化。
2. 適地適木與演替輔助：利用先驅樹種、共生固氮植物、菌根菌接種技術，重塑土壤生物活性並改善微環境。
3. 整地與林業撫育管理：結合深耕破層、土壤改良、地表覆蓋與簡易水土保持措施，提升苗木成活率並加速森林演替。

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解題方法

本題為標準的國家考試申論題，採**「二段式結構」**（不利因子分析 $\to$ 因應造林策略）切入，符合閱卷老師的給分指標：

1. 第一部分：土壤環境對林木生長之不利影響

• 從「物理性」、「化學性」、「生物性」三層面系統化歸納，展現土壤學與育林學結合的厚實基礎。

2. 第二部分：復育造林之因應策略

• 依造林作業流程（立地改良 $\to$ 樹種選擇 $\to$ 苗木處理 $\to$ 配置撫育）對症下藥，呼應前段提出的各項逆境。

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選項分析（申論題架構剖析）

本題非選擇題，評分關鍵在於能否精準命中閱卷要點並展現層次：

• 子題一：土壤環境之不利因素
• 物理性障礙：機械整地與踐踏形成「犁底層」（Hardpan），導致有效土層淺薄、通氣與透水性極差，使林木主根無法深扎而易受風折或乾旱。
• 化學性障礙：長期重肥導致土壤酸化（促使游離鋁、錳等毒害）或表土電導度（EC值）過高引起鹽害與逆滲透；過量磷肥固定導致微量元素缺乏；農藥化學物質殘留抑制根系代謝。
• 生物性障礙：農藥與重金屬累積使土壤微生物群落結構劇變，造林樹種所必需的「菌根菌」（Mycorrhizae）或固氮共生菌嚴重匱乏，削弱苗木吸收水分與抗逆境能力。
• 子題二：復育造林之因應對策
• 立地與土壤物理改良：深耕破除犁底層、增施有機質或生物炭、穴植客土。
• 化學性中和與排毒：施用苦土石灰調節 pH 值、休耕淋洗降鹽、種植綠肥或吸附性先驅草本植物。
• 樹種選擇（適地適木）：優先選用耐瘠薄、抗風、具共生固氮能力之原生陽性先驅樹種（如台灣赤楊）。
• 生物技術應用：苗木人工接種外生或內生菌根菌，提高苗木抗逆境力。
• 撫育管理與防護：地表敷蓋防止沖蝕與雜草競爭、設置防風防霜設施、初期避免施用速效化肥。

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解題技巧

1. 作答關鍵字組合：閱卷老師評閱時主要尋找「犁底層」、「土壤酸化/鹽化」、「菌根菌缺乏」、「台灣赤楊（固氮）」、「深耕破層」、「地表敷蓋」等專業術語。
2. 避免答題失衡：不利因素（約占 10～12 分）與因應對策（約占 13～15 分）篇幅應均衡，對策必須逐一精準對應不利因素，不可寫出空泛的「加強施肥」或「多澆水」。
3. 高分彩蛋：舉出具體本土適生樹種學名或特性（如台灣赤楊 Alnus formosana 具放線菌共生固氮能力、台灣二葉松 Pinus taiwanensis 具外生菌根），能顯著提高專業得分。

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【答案】

一、高山蔬菜回收地之土壤環境對林木生長之不利影響

高山蔬菜地長期處於高強度集約農作，其土壤環境常遭受嚴重劣化，對造林木生長之不良影響可歸納為以下三方面：

核心觀念

本題測驗「海岸濕地育林」之核心知識，涉及下列林學與生態生理學原理：

1. 紅樹林（Mangrove）植物生態生理適應：包含極端潮間帶環境（缺氧、高鹽、風浪沖刷、潮汐浸淹）之解剖與形態適應，如「胎生現象（Vivipary）」、「呼吸根與支持根系機制」及「耐淹水生理階層」。
2. 臺灣現存原生紅樹林之生物學分類：臺灣現存四種原生真紅樹林植物（水筆仔、五梨跤／紅海欖、海茄苳、欖李；細蕊紅樹與紅茄苳已在臺灣滅絕）。
3. 立地配種與分帶原則（Zonation）：海岸造林之「水平地理分佈（南北溫差與耐寒性）」與「垂直潮位分佈（高潮帶至低潮帶之耐淹性）」，以及對應之採種、育苗與出栽造林撫育工法。

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解題方法

本題為標準的「三段式申論實務題」，閱卷評分重點在於知識的完整度與條理化。解題切入點如下：

1. 樹種釐清：明確列出臺灣現存可供造林之四大主流真紅樹林樹種，建立作答骨幹。
2. 對比分析（表格化）：題目要求比較「果實」、「根系」、「耐淹水性」三項特徵，採用「綜整比較表」搭配「分項特點論述」，可使閱卷委員一目了然，大幅提高得分效率。
3. 造林與立地應用：結合「繁殖造林工法（繁殖體採集、插植或袋苗培育）」與「空間適應性（水平南北氣候區＋垂直潮位分帶）」，展現育林實務之專業素養。

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選項分析

本題為申論題，非選擇題，無固定選項。但在審題與立論時，考生常有以下物種界定之陷阱需特別注意：

• 紅茄苳、細蕊紅樹：歷史上曾記錄於高雄港周邊，但現已於臺灣野外滅絕，不可列為現階段常態造林選用樹種。
• 水茄苳（玉穗花）：屬於半紅樹林（Semi-mangrove）或淡水後背濕地樹種，耐鹽抗浪性不足以勝任外灘紅樹林前緣造林，不宜作為主選樹種。
• 半紅樹林與伴生植物（如黃槿、苦林盤、草海桐）：屬於潮上帶防風定砂樹種，非純紅樹林生態系核心造林樹種。

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解題技巧

1. 記憶口訣：

• 樹種：「水、五、海、欖」（水筆仔、五梨跤、海茄苳、欖李）。
• 垂直潮位耐淹順序（由外海深水至內陸高灘）：「海 $\ge$ 五 $>$ 水 $>$ 欖」（海茄苳與五梨跤耐淹最強、水筆仔居中、欖李最耐旱怕淹）。
• 根系特徵口訣：「水筆板根、五梨支柱、海茄指狀、欖李屈膝」。

2. 版面配置策略：申論題作答應先列出樹種名稱，再以「縱橫矩陣表」呈現性狀差異，最後以條列式深入論述「育苗造林法」與「適生區位」，展現清晰的邏輯層次。

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【答案】

一、臺灣西海岸紅樹林造林可選用之樹種

臺灣西海岸目前可供紅樹林造林之現存原生「真紅樹林（True mangroves）」主要有四種：

1. 水筆仔（Kandelia obovata，紅樹科）
2. 五梨跤（又稱紅海欖，Rhizophora stylosa，紅樹科）
3. 海茄苳（Avicennia marina，爵床科／舊分類為馬鞭草科或海茄苳科）
4. 欖李（Lumnitzera racemosa，使君子科）

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二、各樹種果實、根系及耐淹水性狀況之差異

（一）性狀特徵綜合比較表

樹種名稱	果實／繁殖體型態	根系構造特徵	耐淹水性狀況（垂直潮位分帶）
水筆仔	顯胎生（筆狀胚軸長約 $15 \sim 25\text{ cm}$，先端銳尖，皮孔細小）	板狀根為主，成株基部擴展成短板根，偶見小型側向支柱根	中等<br>主要分布於中潮帶至平均潮位附近之河口感潮泥灘
五梨跤	顯胎生（筆狀胚軸長約 $25 \sim 40\text{ cm}$，較水筆仔粗大，表面具顯著皮孔疣狀突起）	**支柱根（支持根）**極為發達，自樹幹及側枝基部拱形斜向伸入泥中，抓地力最強	極強<br>分布於中潮帶下部至低潮帶，喜積水軟泥及風浪衝擊區
海茄苳	隱胎生（果實呈卵圓形或桃形，如扁平蠶豆，成熟時果皮不裂，落地脫皮發芽）	**呼吸根（棒狀／指狀）**極發達，由橫走地下根垂直向上生長，高出泥面，密布氣孔	最強<br>分布於低潮帶前緣、潮溝兩側，耐長時間淹浸與高鹽度
欖李	非胎生（核果狀長橢圓形，具纖維質厚外果皮，富浮力藉水散播）	屈膝根（膝狀呼吸根），側根向上隆起露出泥面再折向下生長，老株基部偶呈微弱板狀	最弱<br>分布於高潮帶上緣、乾燥泥灘或排水良好之陸側鹽沼

（二）詳細特徵差異說明

1. 果實與繁殖體型態差異：

• 水筆仔與五梨跤均具顯胎生現象，種子在母株上發芽並伸出長筆狀胚軸，蓄積養分，成熟脫落後可迅速插入泥中或隨潮水漂流著床。