107 高普考普通考試 水土保持工程 植生工程概要 考古題詳解

核心觀念

本題評量考生對邊坡水土保持與生態復育中「植生導入體系」之全盤理解。核心依據以命題當年（民國 107 年）之《水土保持技術規範》及植生工程設計手冊為準。植生導入依「植物繁殖材料型態」與「人為介入程度」主要分為三大體系：

1. 播種法：利用「種子」為材料，以撒布、噴植或附著於資材等方式導入，著重於初期快速萌芽發育與地表沖蝕防護。
2. 栽植法：利用「發育完備之植物體」（如袋苗、裸根苗、插穗、草皮）直接定植於坡面，著重於深根固土與耐候力。
3. 植生誘導法：不直接大規模施加外來人工植栽，而是透過營造有利環境（整地、保濕、客土或堆置表土），誘導「鄰近母樹種原」或「土壤種子庫」自然發芽、著生與演替，著重於在地生態回復。

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解題方法

本題屬標準結構型申論題。解題時切忌雜亂混寫，應採「三工法 $\times$ 四構面」的矩陣式思考（即針對「播種法」、「栽植法」、「植生誘導法」，各自分立「定義」、「主要種類」、「設計要點」、「應用地點與時機」四個項目）。這樣組織能使論述層次分明、脈絡完整，方便閱卷委員按點給分。

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選項分析

本題為申論題，非選擇題，無個別選項。作答關鍵在於四項論述維度不可偏廢遺漏：

1. 定義：須精準點出導入之繁殖媒介（種子、活體植株、天然種原）。
2. 工法種類：須列舉水土保持工程現場最常見之代表性工法（如液壓噴植、穴植、打樁編籬、表土鋪設誘導等）。
3. 設計原則：須涵蓋材料配比、水力防沖、根系固土深度與演替競合等工程物理與生態要素。
4. 應用地點時機：須明確指出坡度條件、土壤基質狀態、施工季節及時效性需求之差異。

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解題技巧

1. 關鍵字對比記憶：

• 播種法 $\rightarrow$ 「種子」、「全面覆蓋」、「防表面沖蝕」、「發芽率與配比」。
• 栽植法 $\rightarrow$ 「苗木／營養器官」、「深根定盤」、「局部結構補強」、「立即成活」。
• 植生誘導法 $\rightarrow$ 「表土種子庫／周邊母樹」、「微地形微氣候營造」、「演替序列」、「無立即災害危險」。

2. 常見失分陷阱：

• 誤將「植生誘導法」寫成放任不管的「自然演替」。植生誘導仍屬「工程工法」，必須有人為營造著生基質（如整地、鋪網、粗糙面、客土保水）的作為。
• 忽略施工「時機」（季節、降雨期、施工期程緊迫度），只寫「地點」。

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【答案】

一、播種法

1. 工法定義： 利用草本或木本植物之種子為主要繁殖材料，直接將種子平均分布於坡面，使其萌芽生長以覆蓋地表之植生工法。
2. 主要工法種類：

• 人工撒播法：以人力將種子與肥料均勻撒播於經微整地之平緩坡面。
• 液壓噴植法（水力噴播）：將種子、木質纖維、肥料、黏著劑與水混合後，以高壓幫浦均勻噴附於坡面。
• 厚層基質噴植法：針對岩質或貧瘠硬土坡面，以泥炭土、有機肥、保水劑、黏結劑與種子調和成厚度約 $5 \sim 10\text{ cm}$ 之基質層進行噴附。
• 植生帶／植生毯工法：預先將種子固定於不織布、黃麻網或稻草墊上，直接鋪設並以錨釘固定於坡面。

3. 設計原則要點：

• 草木配合與種子配比：早期草本提供速效防沖保護，木本植物提供長期深層穩定；控制強勢外來草種用量，避免壓抑木本生長。
• 附著力與抗沖蝕性：陡坡或易沖刷區域需配合黏著劑與抗蝕網，防止種子及覆料遭雨水逕流沖刷流失。

核心觀念

本題考查水土保持植生工程中「邊坡安定與水土截留」的基礎編柵工法（Wattle / Hurdle work），核心觀念包含：

1. 編柵工法之力學與水理機制：利用打設支撐樁與橫向編織柵材，沿等高線構築階台，阻截坡面逕流、減緩流速、攔截沖蝕土砂，並營造植生復育微棲地。
2. 生命材料（Bioengineering Material）與非生命材料之消長特性：

• 「木樁編柵」使用無生命之死木材（Inert Material），提供即時支撐力，但隨時間會腐朽弱化，必須在結構失效前由後續人工植被根系接替固土。
• 「植生樁編柵」使用具萌芽及發根潛能之活木樁（Live Staking / Bioengineering Material），初期兼具即時阻土功能，生根成活後轉化為永久性深根固坡防護群落，強度隨時間遞增。

3. 相關規範依據：以命題當年（民國 107 年）之《水土保持技術規範》與農委會林務局（現農業部林業及自然保育署）邊坡綠化編柵工法作業手冊為準。

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解題方法

本題為經典的「比較型申論題」，解答切入架構應掌握「先總結本質異同，後循序逐項展開」：

1. 破題對比異同：先以整體功能、材料本質（活體 vs. 惰性死材）與固坡壽命機制說明兩者之共通點與根本差異。
2. 四面向條列並陳：嚴格依照題意要求的四個重點——(1) 適用地點、(2) 樁材與柵材種類規格、(3) 施工作業方法、(4) 需注意事項，分項以對比或獨立小標逐一詳實說明，讓閱卷委員一眼看清架構完整度。

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選項分析

本題為國家考試專業科目之申論題，非選擇題，故無單一選項判斷。以下就本題之核心命題考點進行對照分析：

評比項目	打木樁編柵工法	打植生樁編柵工法
材料屬性	惰性非生命死木材（如杉木、竹類）。	具生長活性的休眠生枝條（如九芎、水柳）。
作用機制	初期即具剛性阻擋力，隨腐朽逐年衰退。	初期提供阻擋力，發根萌芽後抗剪力隨年份增強。
土壤濕度要求	容許較乾燥、瘠薄、多碎石地質。	必須具備足夠土壤水分以維持形成層活性與發根。
施工季節限制	全年皆可施工。	嚴格受限於植物休眠期（晚秋至初春發芽前）。

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解題技巧

1. 表格化與標題化並用：申論題閱卷時間短，善用「相同點／相異點」分類標題，並將繁雜的尺寸規格（長度、徑級、打設深比）以數據明確列出，切忌含混帶過。
2. 數字關鍵化記憶：

• 樁材入土深度：木樁至少入土 $1/2 \sim 2/3$；植生樁至少入土 $2/3 \sim 3/4$（露出地表僅留數芽，防水分散失）。
• 坡度適應範圍：約 $1:1.0 \sim 1:1.5$（約 $35^\circ \sim 45^\circ$）。
• 樁徑：約 $5 \sim 10\text{ cm}$；樁長：$1.0 \sim 1.5\text{ m}$。

3. 避開常見失分陷阱：

• 植生樁切忌「倒插」，必須標明形態學下端入土。
• 植生樁不能直接用重鐵鎚敲擊頂部，否則會震裂樹皮與形成層導致枯死，必須強調「先導孔」或「加墊緩衝」。
• 編柵必須「沿等高線」配置，若偏離等高線會造成逕流集中形成集中蝕溝。

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【答案】

一、打木樁編柵與打植生樁編柵之異同說明

1. 相同點

• 工程功能：兩者皆屬坡面編柵工程（Wattle work），均沿等高線打樁並橫向編織柵材，阻截坡面水流、截留土砂、消減逕流沖蝕，並分段形成階梯狀緩坡以利後續植生復育。
• 基本構造形式：構造上皆由「固定支撐樁」與「橫向編織柵材」組合而成，柵後均需回填表土形成反斜階台。
• 輔助綠化需求：完工後均需配合坡面撒播草籽或種植灌木，形成複層植被保護。

2. 相異點

• 材料性質：打木樁編柵採用經防腐或未防腐之死木材（惰性材料）；打植生樁編柵則採用具萌芽與生根能力之鄉土木本植物新鮮活枝條（生態活體材料）。
• 強度消長過程：
• 木樁編柵：完工初期即提供最大物理支撐力，但木材隨時間受菌類分解而腐朽，結構強度逐年下降，屬於「暫時性保土設施」。
• 植生樁編柵：初期提供基本阻擋能力，存活發根後，其根系深入坡體產生錨定與張力加勁作用，地上部抽梢成林，固坡穩定力「隨時間增長而提高」，轉化為「永久性生態防護體」。
• 季節適應性：木樁編柵全年皆可施作；植生樁編柵受限於植物生理特性，僅適宜於植物休眠期施工。

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二、工法適用地點

1. 打木樁編柵適用地點

• 坡度：適用於坡度在 $1:1.0 \sim 1:1.5$ 之間之土質或土石混合崩塌邊坡。
• 微環境條件：適用於表土流失嚴重、土層較薄、基質較乾燥瘠薄、水分涵養不良，或地下水位較低，不利植物活枝發根成活之向陽崩塌坡面。
• 時程需求：需在短時間內快速達到坡面土石阻截、防止表土滑落之臨時性整治坡段。

核心觀念

本題為《植生工程概要》與《植物生態調查》之經典整合題型，主要考核植生調查之兩大核心實務技術：

1. 植物相（Flora）清查與名錄編排：植物相旨在呈現調查區內維管束植物的種類組成與多樣性，表列名錄須依循國際通用的植物分類系統（如恩格勒系統 Engler System 或被子植物系統發育研究群 APG 系統），並具備分類階層、學名規範、生活型及生態保育屬性。
2. 植生群落（Plant Community）結構調查：群落調查著重視覺結構與定量分析，通常採「分層調查法」（Stratified Sampling）。喬木層與地被層的個體大小、生長型態差異甚大，必須設定不同尺度之取樣樣區（Quadrat）與調查指標（胸高斷面積 vs. 覆蓋度）。
3. 重要值指數（Importance Value Index, $IVI$）：由 Curtis 與 McIntosh（1951）提出，為評估各物種在植物群落中生態優勢度與重要性的綜合定量指標。喬木層與地被層因物理量測可行性之不同，其組成的相對指數運算亦有所區別。

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解題方法

本題宜分為三個子題逐步論述，切入架構如下：

1. 植物名錄之表列方式：

• 說明分類編排順序（蕨類 $\to$ 裸子 $\to$ 雙子葉 $\to$ 單子葉）。
• 說明科名、屬名、種名（學名）之排序準則（依學名拉丁字母排列）。
• 列出植物名錄的標準欄位項目，並輔以表格結構示範。

2. 喬木層與地被層之分層調查方法：

• 定義兩層之生理標準（樹高、胸徑 DBH、分枝高度）。
• 界定合適的調查樣區大小（如喬木層採 $10\text{ m} \times 10\text{ m}$ 或 $20\text{ m} \times 20\text{ m}$；地被層採 $1\text{ m} \times 1\text{ m}$ 巢狀樣區）。
• 說明現場量測項目的物理量（喬木量測 DBH、全高、冠幅；地被量測覆蓋度、株數或叢數）。

3. 重要值指數（$IVI$）之計算：

• 闡述相對數值的基本概念（相對密度 $RD$、相對頻度 $RF$、相對顯著度/優勢度 $RDo$、相對覆蓋度 $RC$）。
• 分別列出喬木層（以斷面積為顯著度基準，總分 300）與地被層（以覆蓋度為優勢度基準，總分 200 或 300）的計算公式。

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選項分析

本題為申論實作題（非選擇題）。答題重點在於標準化名錄架構的完整度、分層調查樣區設計之合理性，以及兩層 $IVI$ 計算公式之差異對比。缺少任何一層的調查方法或 $IVI$ 定義，均會造成失分。

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解題技巧與常見陷阱

1. 學名格式規範：植物名錄書寫時，學名（二名法：屬名 + 種小名）在排版上應為斜體，命名者（Author）則採正體，閱卷老師極看重此專業細節。
2. 地被層優勢度不可用胸高斷面積：地被層植物（多為草本、幼苗）無從量測離地 $1.3\text{ m}$ 之胸徑（DBH），因此計算地被層 $IVI$ 時，必須以「相對覆蓋度（$RC$）」取代「相對顯著度（$RDo$）」。
3. $IVI$ 總分基準釐清：

• 喬木層採「相對密度 + 相對頻度 + 相對顯著度」，總分最高為 $300$。
• 地被層若叢生草本個體計數困難，生態調查慣常採「相對頻度 + 相對覆蓋度」，總分最高為 $200$；若株數可數，亦有文獻採「相對密度 + 相對頻度 + 相對覆蓋度」，總分最高為 $300$。答題時兩者並陳最為穩妥。

4. 相對值的百分比陷阱：所有「相對值」均為該物種之數值除以「全體物種該數值之總和」再乘以 $100\%$，各物種之相對值總和必為 $100\%$。

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【答案】

一、植物相調查結果之植物名錄表列方式

植物相調查成果彙編成名錄時，應採用學術界公認之植物分類系統（如 APG IV 系統或恩格勒系統），並依循下列規範表列：

1. 分類階元排列順序：

• 大分類群順序：通常依演化位階排列，即 蕨類植物門 $\to$ 裸子植物門 $\to$ 被子植物門（雙子葉植物綱 $\to$ 單子葉植物綱）。
• 科與種之排列：各大群內各科按學名拉丁字母順序（Alphabetical order）排列；同科內各物種亦依學名拉丁字母排序。

2. 標準表列欄位項目： 一份完善的植生工程植物名錄應包含下列欄位：

• 科名：中名與學名（如：禾本科 Poaceae）。
• 物種學名：依國際植物命名法規（ICN）採用二名法，包含屬名（首字母大寫）、種小名及命名者（如：Miscanthus sinensis Anderss.），屬名與種小名以斜體表示。
• 中文常用名：台灣本土通用名或俗名（如：芒、白背芒）。
• 生活型（生育型）：註記喬木（Tree）、灌木（Shrub）、藤本（Vine）、草本（Herb）等。
• 原產性與特有性：註明特有種（Endemic）、原生種（Native）、外來種（Exotic）或外來歸化種（Naturalized）。
• 保育等級與備註：標示紅皮書評估等級（如 VU 易危、EN 瀕危）、野生動物保育法指定之珍貴稀有植物，或調查樣區出現頻率代碼。

植物名錄範例格式表：

分類群 / 科名	中文名	學名	生活型	原生/特有屬性	保育等級	備註（出現樣區）
禾本科 Poaceae	白背芒	Miscanthus sinensis var. glaber	草本	原生種	LC	樣區 A, B
殼斗科 Fagaceae	青剛櫟	Quercus glauca Thunb.	喬木	原生種	LC	樣區 A

核心觀念

本題考查台灣特殊地質立地條件下之「植生工程」設計與應用，核心焦點在於「紅土地區」與「泥岩惡地區」在土壤力學、物理、化學特性上的極端差異，以及如何「因地制宜」進行立地改良、選用抗逆境工法與植物材料。本題涉及之法規依據以命題當年（民國 107 年）之《水土保持技術規範》（特別是植生工程專章之坡面植生、客土噴植、立地改良規範）及植生工程學原理為準。

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解題方法

本題為標準的比較分析型申論題，答題結構應採取「雙主軸對比法」，切入點分為四大階層：

1. 岩層與地質背景：指出成因、分布地層及地質年代。
2. 土壤物理、化學與沖蝕力學特性：從 pH 值、粒徑質地、孔隙水文、保肥力及水蝕行為進行對比。
3. 基地立地限制因子與工法選配：針對其物理/化學障礙，提出整地、排水、客土改良與披覆工法。
4. 植物材料選配策略：依耐酸、耐鹽、抗旱、根系固土及演替需求列舉適生草本、灌木與喬木。

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題目結構深度剖析

本題雖非選擇題，但閱卷評分重點在於能否精準指出兩種極端立地的「限制因子（Limiting Factors）」並給予對應解答：

• 紅土地區之評析盲點：考生常僅回答「土壤呈紅色、酸性」，而忽略其深層之更新世卵礫石層孔隙特性、表土乾燥時硬結龜裂、濕潤時黏滯泥濘，以及有效性磷極度缺乏（被鐵、鋁氧化物固定）的化學障礙。
• 泥岩地區之評析盲點：考生常誤將泥岩當作一般黏土邊坡，忽略泥岩屬於「分散性岩土（Dispersive Rock/Soil）」、高交換性鈉離子（ESP）、易受雨水溶解崩解（Slaking）、乾濕循環劇烈且入滲率極低等物理化學雙重極端逆境，若未配合微地形排水與厚層客土阻隔，一般植生極易隨泥化表層整片滑脫。

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解題技巧

1. 對比記憶架構：

• 紅土：酸（pH 4.0～5.5）、鐵鋁氧化物多、固定有效磷、質地黏重、乾燥板結；工法首重「施石灰調酸、增施有機質與緩效磷、防乾裂覆蓋」。
• 泥岩：鹼（pH 7.5～8.5）、含高可溶性鈉鹽、分散性黏土、遇水崩解泥化、乾裂收縮；工法首重「截排水、阻隔鹽分、格樑或客土袋固土、客土噴植」。

2. 答題加分細節：

• 植物材料不可只寫中文俗名，若能精準列出學名或具代表性的生態功能（如固氮豆科、耐旱禾草、深根竹類），得分幅度顯著提升。
• 泥岩工法切忌只寫「噴植」，務必強調「微地形縱橫向排水系統」與「抗分散/阻隔鹽化之客土層設計」。

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【答案】

一、紅土地區與泥岩地區之岩層與土壤特性

(一) 紅土地區

1. 岩層特性：

• 多分布於台灣中北部之台地（如林口、桃園、大肚山、八卦山等台地）及丘陵緩坡。
• 岩層基盤多屬更新世半固結或未固結之礫石層（如店子湖層、頭嵙山層頂部），夾雜粉砂與砂質透鏡體，下層透水性良好，但膠結脆弱，邊坡遭切割時易引發崩塌。

2. 土壤特性：

• 化學性：長期受高溫多雨強烈淋溶作用（富鋁化作用），鹽基高度飽和淋失，土壤呈強酸性（pH 值約 $4.0 \sim 5.5$）；陽離子交換能量（CEC）偏低，肥力貧瘠；鐵、鋁氧化物活性高，極易固定有效性磷肥，造成植物缺磷。
• 物理與沖蝕性：質地多屬黏土或細砂質黏土，黏聚力高、塑性指數高。雨季吸水後極易泥濘並發生表層片蝕與紋溝沖蝕；乾季時水分蒸發迅速，土壤表面收縮極易硬結板化（Crusting），嚴重抑制種子發芽與幼苗根系穿透。

(二) 泥岩地區

1. 岩層特性：

• 主要分布於台灣西南部沉積岩區（如台南左鎮、龍崎及高雄田寮、燕巢之古亭坑層），俗稱「惡地（Badlands）」。
• 屬上新世至更新世之深海沉積泥岩，沉積固結程度低，膠結微弱，空隙率高，抗剪強度在乾燥時高、浸水後驟降。

2. 土壤特性：

• 化學性：沉積環境帶有高量海相可溶性鹽類，土壤呈微鹼性至弱鹼性（pH 值約 $7.5 \sim 8.5$）；含有大量交換性鈉離子（$Na^+$），屬典型之分散性土壤（Dispersive soil）。
• 物理與沖蝕性：遇水極易產生崩解（Slaking）及泥化現象，土壤結構瓦解並呈懸浮乳化狀態順流流失；