115 高普考普通考試 林業技術 森林生態學與森林經營學概要 考古題詳解

核心觀念

本題考查種子庫的生態功能、依種子在土壤中的存留時間與發芽策略所作的分類，以及種子由母株進入種子庫、再離開種子庫而形成更新個體的動態路徑。作答時宜先定義種子庫，再分別說明其價值、類型與族群動態。

**種子庫定義：**種子庫（seed bank）是某一地點在特定時間所累積的、仍具生活力而尚未萌發的種子集合。森林生態學中通常指土壤種子庫，包含土壤表面及土層中的種子；廣義上亦可包括保留在母株冠層、果實或球果中的種子。種子庫是植物族群暫時停留的繁殖體庫存，並非全部種子都會萌發成幼苗。

種子庫在森林生態上的價值（5 分）

1. **維持族群及促進天然更新：**土壤中已有的活種子，可在林冠開口、火災或其他干擾後萌發，補充林分更新所需的繁殖體。
2. **跨越不利環境：**休眠及延遲萌發使種子避開乾旱、低溫、遮蔭或其他不適合幼苗建立的時期，降低同一年度環境不良造成的族群損失。
3. **提供演替與群落恢復來源：**種子庫可能保留先前植被或周遭物種的種子，干擾後可參與演替與植被恢復；但種子庫組成不必然等同現存林分組成。
4. **增加族群穩定性：**不同年度的種子可在不同時間萌發，使繁殖成功分散於多年，降低單一年度繁殖或幼苗死亡失敗對族群延續的影響。
5. **保存遺傳及物種多樣性：**種子庫使不同來源、年份及基因型的種子暫存於環境中，提供族群延續與天然更新的潛在材料。

種子庫的類型（10 分）

一、依土壤中存留時間分類

1. **暫存型（transient seed bank）：**種子在散布後短期留存，通常於下一個適合萌發的季節萌發或失去生活力，不跨越一個完整年度。此型主要依賴當年或近期種子雨更新。
2. **短期持久型（short-term persistent seed bank）：**部分種子可存活並留在土壤中超過一年，但持續時間有限；當環境條件適宜時，種子可分批萌發。
3. **長期持久型（long-term persistent seed bank）：**種子可在土壤中維持生活力多年，甚至更久，待干擾或環境訊號解除休眠後萌發。此型對多年尺度的族群延續與干擾後更新尤其重要。

二、依散布後萌發比例分類

• **散布後迅速萌發型：**種子較少進入土壤種子庫，主要以快速萌發、幼苗或幼樹持續生長的方式等待林冠空隙。
• **部分延遲萌發型：**同一批種子中，一部分迅速萌發，另一部分休眠並留在種子庫，分散萌發風險。

核心觀念

承載量（carrying capacity，常以 $K$ 表示）是指在特定環境條件下，某一生物族群能長期維持的最大族群量或生物量。它受有限資源與環境限制，並非固定不變的數字；環境條件、族群互動及干擾改變時，承載量也會隨之變動。

在族群生態學中，常以邏輯斯成長模型表示族群量接近承載量時的成長趨勢：

其中 $N$ 為族群量、$r$ 為內在增殖率、$K$ 為環境承載量。當 $N$ 遠低於 $K$ 時，族群可快速增加；當 $N$ 接近 $K$ 時，資源競爭加劇，淨成長率逐漸下降。森林管理上所關注的承載量，則須依對象與目標界定，例如野生動物族群、遊憩使用量、森林更新能力或可持續採取的木材量。

解題方法

本題分值分為「意義、影響因素、管理意義」三部分，作答時可先界定承載量，再從環境供給與族群消耗說明形成因素，最後連結森林管理的監測、利用與調適。影響因素宜同時涵蓋非生物條件、生物交互作用、干擾及人為管理，避免只列食物或空間等單一資源。

承載量的意義（5 分）

承載量是特定森林棲地在給定條件下，能長期支持而不致使生態系功能與資源基礎劣化的族群量或使用程度。對特定物種而言，常指可長期維持的最大族群量；對森林資源管理而言，則可延伸為生態系可承受的採取、遊憩或其他利用強度。

「最大」須配合時間尺度與管理目標理解。短期內大量個體存活，不代表其族群可長期維持；若超過承載量，可能出現資源耗竭、繁殖下降、死亡或遷出增加，並造成棲地品質及生態系功能退化。

影響承載量的主要因素（10 分）

1. 資源的供給量與品質：食物、水分、光照、養分、隱蔽處、巢位及生育地等資源，決定森林可支持的生物量。資源不足或品質下降，會限制生長、繁殖與更新。

2. 空間與棲地條件：森林面積、棲地結構、垂直層次、林分組成及棲地連通性，影響個體可利用的生活空間與資源分布。棲地破碎化可能使可用棲地減少，即使總面積未變，也會降低有效承載量。

3. 氣候與非生物環境：溫度、降雨、乾旱、風害、坡向、海拔、土壤深度及水分狀態，會影響森林生產力與物種適存範圍。極端氣候也可能使承載量在短期內大幅下降。

4. 種內與種間交互作用：密度增加會加劇同種個體間的競爭；不同物種間的競爭、捕食、寄生、疾病及互利關係，也會改變資源可得性與族群存活率。

核心觀念

撫育疏伐是在林分尚未成熟前，依經營目標移除部分林木，以調整林分密度與組成，減少林木間對光、水分、養分及生長空間的競爭，並將生長資源集中於保留木。題目要說明兩項效益：一是改善保留木的幹形與木材品質；二是兼顧林分長期生長、碳吸存及對擾動的抵抗力。

碳吸存不能只看疏伐當下的立木量。疏伐會立即移除部分林木碳，短期立木碳存量因而下降；長期效益則須觀察保留木生長、森林碳庫恢復、採伐木材的用途，以及林分遭受乾旱、病蟲害或風倒後的碳損失。

解題方法

依「木材形質—林分健康—碳收支」三個層次作答。先說明疏伐如何降低競爭、促進優良木生長，再連結林分結構改善與碳吸存的長期條件，最後指出未疏伐時的密度過高問題及其對碳匯的影響。作答時應避免把「疏伐後單位面積立木碳量立即增加」當成必然結果；效果取決於疏伐強度、方式、樹種、林齡、立地及伐採木材去向。

適當疏伐的實務效益

一、提升木材品質與形質生長

1. 降低林木競爭：移除生長不良、受壓、病蟲害感染或幹形不佳的木，使保留木獲得較多光照、水分、養分及生長空間。
2. 促進優良木生長：保留木樹冠可獲得較佳發育條件，促進胸徑及材積生長，有助於培育大徑材，縮短達到目標材徑所需時間。
3. 改善幹形與材質：配合適當密度控制及早期修枝，能培育較通直、圓滿、節疤較少的幹材，提高可利用材比例與木材價值。疏伐本身主要調整競爭與生長空間；若任由樹冠過度開展，枝條反而可能增粗，因此需依樹種及培育目標控制強度與時機。
4. 提高林分生產效率：將有限的生長資源集中至預選優良木，減少低品質林木長期佔用空間，提升林分的可利用材產出。

二、支持長期碳吸存與林分韌性

1. 維持保留木旺盛生長：適度降低密度，可減輕水分與養分競爭，使保留木持續生長。保留木增加的生物量可固定大氣中的二氧化碳，支持林分長期碳吸存。
2. 降低擾動造成碳損失的風險：密度過高的林分常有樹冠受壓、樹勢衰弱及木質燃料累積等問題。

核心觀念

本題考查森林生態系經營下的多目標規劃：木材生產、水源涵養、生態保育與森林遊樂等功能，未必能在同一地點、同一時間以相同強度同時達成。經營者須先辨認衝突，再以空間分區安排不同土地的主要功能，並以時間交錯調整作業期程與強度，降低衝突、維持森林整體的多元效益。

空間分區並非把森林切成彼此孤立的單一用途，而是依土地潛能、地形水文、棲地價值及社會需求，決定各區的優先目標與容許作業；各區仍須透過廊道、緩衝帶及集水區尺度的規劃，維持景觀與生態系連結。

解題方法

作答可依「先辨識敏感地—再分區—再安排作業時間—最後監測調整」的順序說明：

1. 調查並辨識衝突位置 以集水區或地景為規劃單元，盤點坡度、土壤與水系、崩塌風險、重要棲地、景觀及遊憩需求，並辨認伐木、集材與林道施工可能造成的逕流、土壤侵蝕、濁度或棲地干擾。

2. 依土地敏感度劃定空間分區

• 核心保護區：配置於珍貴棲地、重要水源涵養地、陡坡或高侵蝕風險地段。以維持自然演替、水土保持及棲地完整為優先，限制或禁止商業伐採與高干擾工程。
• 緩衝區與生態廊道：設於核心區周邊、溪流兩側及重要棲地連結處，降低外部作業影響，維持水陸交界帶與物種移動通道。
• 生產區：優先配置於適宜經營、環境敏感度較低且可合理進出之地段，集中木材生產及必要的林道、集材作業，並採低衝擊作業方式。
• 遊憩區：依景觀與承載量安排步道、觀景點及遊憩設施，避開敏感棲地與水源脆弱地，並視需要與伐採作業區錯開。

3. 以時間交錯降低作業衝擊 將生產區劃分為不同作業區塊，採分區、分年或分期作業，避免大面積同時伐採；依降雨、水文、土壤承載力及野生動物繁殖等季節條件排定作業期。高降雨或土壤易飽和期間，應避免重型機具進場及高強度伐採；