110 高普考高考三級 林業技術 森林經營學 考古題詳解

110 年・高普考・高考三級・林業技術
試題代碼 森林經營學

第 一 題25 分

臺灣自光復後,共舉辦過四次全國性森林資源調查。因時空背景的不同,其調查目的也有所差異,請比較此四次全國性森林資源調查在目的上之相同及相異處。

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核心觀念

本題考查臺灣光復後四次全國性森林資源調查的時代背景如何影響調查目的。作答時應先指出共同目的,再依序交代各次調查的政策需求與目標變化:從掌握木材生產資源、配合土地開發,逐步擴展至森林多元功能、生物資源、碳匯及長期監測。

解題方法

以各次調查的社會經濟背景為主線,對照其欲解決的政策問題與調查資訊需求。這樣能直接回答「相同及相異處」,也能呈現森林經營目標由偏重林木生產,轉向兼顧土地利用、保育、生態與永續監測的演變。

四次調查目的比較

調查次序時代背景主要調查目的
第一次(民國43至45年)光復初期,以加強農林生產、逐步發展工業為經濟政策方向。掌握森林資源現況,取得林地面積、林木材積及生長、枯死等資料,作為規劃木材生產與林業政策的依據,促進森林適當經營與林產物永續收穫;同時調查土地利用及保育問題,供土地利用政策與水土保育參考。
第二次(民國61至66年)臺灣由農業社會轉型為工業社會,土地利用需求增加,並配合國土綜合開發規劃。掌握森林資源現況,並查測具有農牧開發潛能區域的山坡地,以有效利用有限土地、支援土地利用及國土開發規劃。
第三次(民國79至82年)社會轉型為工商服務業型態,國民所得與教育程度提高,森林保護運動興起,民眾遊憩需求增加。森林經營不再以林木生產為主要目標;除調查林木蓄積,也掌握森林遊樂資源及野生動、植物分布,支援森林多元目標經營及林地分級。
第四次(民國97至103年)前次全島調查已久,既有資訊不足以反映現況;國內外重視生物多樣性、氣候變遷及森林碳匯,也要求資訊定期更新並與國際接軌。
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第 二 題25 分

有關林木生長之特性,請回答下列問題:

(一)「形質生長」和「材積生長」的定義及比較此兩者之差異。(10 分)

(二)造成林木形質生長的主要原因為何?(15 分)

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核心觀念

本題考查林木生長中的兩種不同面向:形質生長描述樹幹材質與形狀的變化;材積生長描述樹幹材積隨時間增加的量。答題時應先分清二者定義,再說明它們的關係,最後歸納造成形質變化的生長與環境因素。

(一)形質生長與材積生長的定義及差異

形質生長是林木生長過程中,樹幹形狀、幹形、材質及材種品質所發生的變化。常見表現包括樹幹通直度、尖削度、圓滿度、分枝與節疤狀況,以及心材、邊材和年輪構造等變化。形質生長的重點在於木材的形狀與品質。

材積生長是林木的樹幹材積隨時間增加的現象,通常以單株材積或林分材積表示。若以 VtV_t 表示某時點材積,則一段期間內的材積生長量為:

ΔV=Vt2−Vt1\Delta V = V_{t_2}-V_{t_1}

材積生長的重點在於木材的數量增加,常以立方公尺表示。

比較項目形質生長材積生長
觀察內容幹形、材質、材種品質的變化樹幹材積的增加
關注重點木材品質與利用價值木材數量
常見指標通直度、尖削度、節疤、年輪與材質等材積及其生長量
二者關係反映林木「長得如何」反映林木「長了多少」

二者彼此相關,但不能互相替代。材積增加不必然表示形質改善;例如樹木雖然增粗,若幹形彎曲或節疤多,材積雖增加,材質與利用價值仍可能不理想。反之,形質良好的林木也可能因生長緩慢而材積增加較少。

(二)造成林木形質生長的主要原因

形質變化主要來自林木本身的生長方式,以及遺傳、環境與經營措施的共同影響,可分述如下:

  1. 頂梢與側枝的生長差異 頂梢持續向上生長,使樹幹延長;側枝生長、枝條枯死及脫落,則影響枝下高、節疤和樹幹表面品質。枝條較大或修枝時傷口較大,木材中留下的節疤、枝節影響也較明顯。
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第 三 題25 分

請以伐區規劃的方式說明異齡林之永續收穫模式,包括收穫所採用之伐採方式、回歸期長短之決定及容許伐採量之計算。(15 分)

此種收穫方式在森林經營上有何優點?(10 分)

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核心觀念

本題考查異齡林如何以「伐區規劃」安排永續收穫。異齡林同一林分內有多種齡級或徑級,通常採擇伐並分區輪流作業;在一定回歸期內,依序完成各伐區的擇伐,之後再回到原伐區收穫。

  • 回歸期(伐採週期):同一伐區兩次擇伐間隔的計畫年數。
  • 永續收穫:長期收穫量大致不超過森林生長量,並維持林分更新、生產力與預定林分結構。
  • 伐區規劃的面積控制:將可生產木材的淨面積分成若干伐區,按回歸期依序採伐。

解題方法

先交代伐採方式,再說明回歸期如何訂定,最後以伐區面積及蓄積量計算容許伐採量,並補充以生長量資料校正收穫量。

  1. 伐採方式:擇伐

異齡林採擇伐(selection cutting),可採單木擇伐或群狀擇伐。伐木時依經營目標選取成熟木、過熟木、劣質木或受損木,同時保留適當母樹、健全林木及更新木;作業後仍維持異齡林結構,並促進天然更新。伐採處方應規定樹種、徑級或最低伐採徑、伐木株數或蓄積量,以及伐後保留林分條件。

  1. 回歸期的決定

回歸期須兼顧林分生長與更新、商品材再次達到可伐規格所需時間,以及伐採作業的經濟性。主要考量包括:

  • 林分生長速度、樹種特性及立地生產力。
  • 各徑級林木達到可伐徑級所需時間。
  • 擇伐後的更新與保留木恢復情形,以及可接受的伐採強度。
  • 地形、道路與運材條件、作業成本及市場需求。

回歸期過短,林木尚未充分生長就再次伐採,容易使蓄積量與大徑木逐漸減少;回歸期過長,則可能降低伐區利用效率,並使部分成熟木長期未被利用。因此,應依林分調查、生長資料及經營目標訂定,並以後續調查結果調整。

  1. 容許伐採量的計算

設可生產木材的淨面積為 AA 公頃,回歸期為 TT 年,則每年可安排的伐區面積為:

A年伐區=ATA_{\text{年伐區}}=\frac{A}{T}

若每公頃可伐商品材蓄積量為 VV 立方公尺,且各伐區蓄積量大致相同,則年度容許伐採量可按面積與蓄積量估算:

AAC=AT×VAAC=\frac{A}{T}\times V

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第 四 題25 分

指率(indicating percent)為評估林木經濟價值的重要指標,請說明一般(基本)指率式之結構及如何應用於判斷林木經濟價值?

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核心觀念

指率(indicating percent)是林木或林分在一定期間內的價值增加額,相對於投入資本的百分率,用來衡量繼續保留林木一年(或一個計算期間)所能取得的報酬。它反映的不只是材積增加,也包括形質改善及木材價格變動所造成的價值增加。

一般(基本)指率式可寫為:

p=Am+n−Amn(Am+B+V)×100%p=\frac{A_{m+n}-A_m}{n(A_m+B+V)}\times 100\%

若以一年為計算期間,即 n=1n=1,則為:

p=Am+1−AmAm+B+V×100%p=\frac{A_{m+1}-A_m}{A_m+B+V}\times 100\%

式中:

  • pp:指率,即每年價值增加額占投資資本的百分率。
  • AmA_m:林分在第 mm 年的林木價值。
  • Am+nA_{m+n}:經過 nn 年後,林分在第 m+nm+n 年的林木價值。
  • BB:林地價值,代表投入於土地的資本。
  • VV:造林、撫育、管理等費用所形成的投資資本;計算時須依採用的指率式,將相關費用按同一基準處理。
  • nn:兩次林木價值估算間隔的年數。

分子是期間內林木價值增加額;分母是經營者繼續保留該林分所占用的資本。若採用不同指率式,費用、地價及資本的列計方式會有差異,作答時應清楚說明採用的公式與變數定義。

解題方法與經營應用

本題要說明兩件事:一是指率式如何以「價值增加額 ÷ 投資資本」構成;二是如何用指率和林業利率比較,判斷林木應繼續保留或採伐。

計算時先估算同一林分在兩個時點的林木價值,再求出期間價值增加額 Am+n−AmA_{m+n}-A_m,除以間隔年數 nn,換算為年平均增加額。

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