110 高普考普通考試 林業技術 森林生態學概要（包括保育） 考古題詳解

核心觀念

森林族群是指在一定時間與空間範圍內，屬於同一物種、彼此有繁殖或基因交流可能的個體集合。題目所問的「族群屬性」，是描述族群數量、組成、空間分布及變動情形的特徵；常見項目包括族群大小與密度、出生率、死亡率、遷入遷出、年齡結構、性比、分布型、成長型及生物潛能。

族群數量的變動可概括表示為：

其中 $N$ 為族群個體數，$B$ 為出生或新個體補充數，$I$ 為遷入數，$D$ 為死亡數，$E$ 為遷出數。森林植物的「出生」常以種子萌發、幼苗建立或個體進入所界定的調查階段表示，須依研究目的界定。

重要屬性及其內容

一、族群大小與密度

族群大小（population size）是調查範圍內的個體總數，常以 $N$ 表示。族群密度（population density）是單位面積或單位體積內的個體數：

其中 $A$ 為調查面積。森林調查常以每公頃株數表示；若只計算實際可利用或棲息的面積，則可稱為生態密度。密度可反映族群占用空間與資源競爭程度，但樹木大小差異很大時，也常需搭配胸高斷面積、蓄積量或生物量解讀。

二、出生率（natality）與補充

出生率是一定期間內新個體加入族群的速率，可用總出生率或單位個體的出生率表示。對森林植物而言，種子產量不等於有效補充；種子需經散布、萌發並存活至調查所定義的階段，才會形成實際族群補充。樹種的結果量、種子活力、林下光照及更新環境都會影響補充。

三、死亡率（mortality）

死亡率是一定期間內個體死亡的速率。森林樹木死亡可能源於老化、競爭、病蟲害、火災、風倒、乾旱或其他干擾。死亡率會影響族群數量與齡級組成；若幼苗死亡率高，族群即使有大量種子，也可能缺乏後續更新。

四、遷入與遷出（immigration and emigration）

遷入是個體由其他地區進入調查族群，遷出則是個體離開。對動物族群，個體移動可直接改變數量；對森林植物，成樹通常固定，基因或新個體跨區移動主要透過種子、花粉散布及幼苗建立等過程呈現。遷入與遷出會改變族群數量，也可能影響其遺傳組成。

五、年齡結構與齡級分布

核心觀念

森林演替是森林群落在時間中，因物種組成與相對優勢度改變而呈現的定向變化。它可能由外在環境或干擾改變所啟動，也可能由群落本身改變生育環境而推進。演替不必然沿單一路徑走向固定的「頂極群落」；實際結果會受氣候、土壤、地形、干擾頻度與強度，以及物種遷移和更新能力共同影響。

為何會發生森林演替

1. 環境條件改變：氣候變遷、土壤發育、水文變化、地形或養分條件改變，會使原有優勢種的生存與更新條件轉差，其他較適應新環境的物種因而增加。
2. 干擾造成資源與空間釋出：火災、風倒、洪水、病蟲害、伐採或農地廢耕等，會改變冠層、土壤與林下光照，並留下裸地、空隙或更新資源。不同物種對干擾的耐受、萌芽、種子庫與散布能力不同，後續群落因此改變。
3. 物種間作用改變：競爭、遮蔭、促進或抑制會改變幼苗建立與存活機會。先驅種建立後，可能遮蔭並排除其他植物，也可能改善土壤或降低環境壓力，使後續物種能夠入侵。
4. 生物本身改造環境：植物生長會改變光照、土壤有機質、養分、水分與微氣候。這些變化反過來影響物種更新，形成群落與環境相互作用的演替過程。

解題方法：先分演替起點，再說明機制與途徑

作答時可依「起因—演替機制—群落途徑」組織。先判斷是否有外在擾動或環境變化，再用經典的三種演替機制說明物種更替，最後補上演替可呈現的途徑與限制因素。

演替的可能機制

• 促進作用（facilitation）：早期物種先在嚴苛或裸露環境建立，並改變環境，使後續物種較容易定居。例如先驅植物增加土壤有機質、改善水分條件或提供遮蔭；後續物種建立後逐漸取代先驅種。
• 抑制作用（inhibition）：先建立的物種抑制後來者，例如藉由遮蔭、競爭水分與養分、占據空間或化學作用，降低其他物種的建立與生長。當先行者死亡、受干擾或資源條件改變後，後續物種才有機會進入。

核心觀念

森林生態系是一定空間內的生物群集與其非生物環境，彼此交互作用，並透過能量流動與物質循環形成的功能單位。回答時先採「非生物成分＋生物成分」兩大類架構，再分述生物成分的生產者、消費者與分解者，最後說明各成分如何共同運作。

解題方法與基本組成

一、非生物成分

非生物成分是森林生物生存、繁殖及活動的環境條件與物質，可分為：

• 氣候因子：光照、溫度、降水、濕度、風等，影響森林的生長、物候、蒸散及物種分布。
• 土壤與地形因子：土壤質地、酸鹼度、養分、水分、地形、坡向與海拔等，影響根系發育、養分供應及森林型態。
• 無機物質與水：水、二氧化碳、氧氣及氮、磷、鉀等礦物養分，供生物生長與代謝使用。
• 能量來源：主要為太陽能，藉由光合作用進入生態系；森林中的能量會沿食物關係傳遞，並逐步散失為熱。

二、生物成分

生物成分依其在生態系中的營養功能，通常分為三類：

1. 生產者（自營生物） 主要是森林中的綠色植物，包括喬木、灌木、草本、藤本及苔蘚等。它們利用太陽能進行光合作用，將二氧化碳和水合成有機物，形成森林食物網的能量與有機物基礎。

2. 消費者（異營生物） 主要包括昆蟲、鳥類、哺乳類及其他動物，須攝食其他生物或有機物取得能量。依攝食關係可概分為初級消費者（如食草動物）、次級及更高級消費者（如捕食者）；雜食動物則可能跨越不同營養階層。

核心觀念

本題考查《文化資產保存法》下「珍貴稀有植物」的法定名錄，以及各物種在臺灣的主要野生分布區。作答時須以公告名錄為準，並把「目前仍列名」與「曾經列名、後來解除指定」區分清楚。

以命題當年（民國 110 年）法規為準。《文化資產保存法》第 3 條將自然地景、自然紀念物定義為具保育自然價值之自然區域、特殊地形、地質現象、珍貴稀有植物及礦物；第 78 條規定自然紀念物包括珍貴稀有植物、礦物、特殊地形及地質現象。依當時公告，仍列為珍貴稀有植物者共 4 種：臺灣穗花杉、南湖柳葉菜、臺灣水青岡及清水圓柏。

解題方法與物種分布

先依公告沿革確認現行名單，再逐一寫出物種名稱與主要分布區。各物種分布如下：