110 高普考高考三級 林業技術 育林學 考古題詳解
第 一 題25 分
因應氣候變遷,如何利用育種策略以達適地適木之功效,請說明短期及長期計畫策略。
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
「適地適木」是依造林地的氣候、土壤、地形及水分條件,選擇適合生長的樹種、種源與品種。氣候變遷會改變溫度、降雨及極端氣候的頻率,使原本適應當地的種源可能逐漸不適應;育種策略因此須同時處理「眼前造林材料的調整」與「未來遺傳改良能力的建立」。
林木世代長,育種需多年甚至數十年,且生長、耐旱、耐熱、抗風及抗病蟲害等性狀,須在實際環境中評估。因此,短期計畫著重利用現有種源與品種調整栽植材料;長期計畫則建立試驗、選拔、繁殖及保存種原的持續育種體系。
解題方法
依時間尺度分成兩部分作答:短期以「掌握氣候風險、選對現有種源、降低單一材料失敗風險」為核心;長期以「累積遺傳資料、選育具耐逆境能力的品種、維持育種所需遺傳變異」為核心。兩者須相互銜接:短期造林與試驗的觀察結果,應回饋長期育種目標及選拔。
短期計畫策略
-
調查造林地及推估未來環境 蒐集造林地的溫度、降雨、乾旱、風害、土壤及海拔資料,並納入未來氣候情境,繪製樹種或種源的適生區資訊。據此辨識可能受暖化、乾旱或極端降雨影響的地區,避免只依過去氣候選擇苗木。
-
調整種源與苗木配置 先從已有的試驗與造林資料中,選用在較高溫、較乾燥或其他相似環境表現良好的種源與品種。種源調動應依氣候及地理條件審慎規劃,可在適當範圍內採用較暖、較乾地區的種源,作為預先調適的材料;但須評估種源與栽植地的適應性,避免大幅移種造成霜害、旱害、物候不合或生長不良。
-
利用輔助基因流 在有種源試驗或遺傳資料支持時,將來自與未來造林地氣候相似地區的種源導入,增加當地族群適應未來環境的遺傳變異。引入時須注意種源相容性及在地族群的保存,避免單一外來種源取代原有遺傳資源。
-
採用多樹種、多種源配置 在造林及更新中避免大面積只使用單一品種或種源。適度混合多種具適應力的樹種、種源或家系,可分散氣候災害與病蟲害造成的風險,也能保留後續自然選拔與人工育種所需的遺傳變異。
-
建立短期觀察與回饋機制 對新配置的苗木記錄成活率、生長、物候、耐旱、抗風及病蟲害情形,並在不同立地設置比較試植區。以現場表現淘汰明顯不適應的材料,同時將資料提供給長期育種計畫。
長期計畫策略
第 二 題25 分
試說明複層林的建造方式及優缺點。
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
複層林是同一林分內同時具有兩個或兩個以上明顯不同高度層次的林木。各層林木在樹高、樹冠位置及年齡上有所差異,通常由上層較成熟林木與下層幼樹、幼齡木共同構成。此題重點在說明如何形成並維持林木的垂直層次,以及複層結構對更新、林分生產與經營管理的影響。
複層林可由天然更新形成,也可經人工栽植或林分改造建立;建造時須配合樹種的耐陰性、林冠鬱閉程度、更新需求與採伐作業,逐步建立不同高度層次。
建造方式
-
天然下種更新法 保留適當的母樹或上層林木,使種子自然散布;再依樹種種子發芽及幼苗生長需求,透過擇伐、疏伐或局部開窗調整林冠,促進下層幼樹更新。耐陰樹種可在較鬱閉的林冠下生長;喜光樹種則須適度增加林冠空隙與光照。
-
人工植栽更新法 在既有林分下方或林冠空隙中,人工栽植適合的樹種,使新植林木逐漸形成下層。植栽位置、密度與樹種須考量上層遮蔭及根系競爭;必要時先疏伐上層,以提供幼樹所需的光照與生長空間。
-
林下補植法 對天然更新不足、林冠下層缺株或樹種組成不理想的林分,在林下補植幼苗。補植後配合除草、藤蔓清除、疏伐及必要的撫育,避免幼樹受壓抑或遭受競爭。
-
單層林改造法 在既有單層林中採分次疏伐、擇伐或開窗,保留部分上層木,並促進天然更新或進行人工補植。待下層林木建立並生長後,再逐步調整上層林木,使林分由單一高度層次轉為多層次。不可一次大量移除上層木,以免造成環境劇變、更新失敗或林地受損。
優點
- **增加林地利用與生產機會:**上層木與下層木可分別利用不同垂直空間,使林地在不同時期持續生長與生產。
- **有利於持續更新:**下層幼樹可在上層林木仍生長或採收前先行建立,降低林分更新空窗期。
第 三 題25 分
試說明臺灣肖楠適合生長的海拔、結實期、種子處理、種子儲藏型及撫育作業。
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考臺灣肖楠的造林樹種特性與育苗、林地撫育作業,作答時依序說明適生海拔、結實與採種時期、種子採後處理、儲藏型及幼林管理即可。這是育林實務題,不涉及法條或計算公式。
解題方法
按「立地—種源—育苗—造林撫育」的作業流程作答。種子儲藏要區分一般育苗作業經驗與種子生理研究結果:臺灣肖楠種子不具休眠性,宜即採即播;若需保存,須注意種子含水率,避免過度乾燥。
作答要點
一、適合生長的海拔
臺灣肖楠為臺灣特有常綠針葉樹,主要分布於臺灣中、北部海拔約 300~1,900 公尺的山地,常見於暖溫帶林地。造林宜選土層深厚、排水良好而土壤濕潤的立地。
二、結實期與採種
臺灣肖楠約於 2 月開花,種子於 9~10 月成熟。毬果成熟後容易開裂、種子易散落,採種應及時進行。以向陽母樹的結果枝初見毬果開裂,或毬果可用兩指輕捏扭開裂,作為適採徵兆。
採回毬果後,置於陰涼通風處攤開並時常翻動,使種子脫離毬果,再以風選等方式除去空粒及雜質,並檢查種子發芽率。
三、種子處理
臺灣肖楠種子發芽容易,可採後即播。若需暫存或配合育苗作業,可將種子陰乾、清選後播種;苗圃作業規範曾記載以 5℃乾藏 3~4 個月作為播前處理,實務上也有以低溫層積促進發芽整齊的作法。
種子發芽不需繁複的破眠處理。種子可播於育苗盤,幼苗長至約 10 公分時移植至容器;也可直接播入育苗容器,播種粒數依種子發芽率調整。
四、種子儲藏型
第 四 題25 分
為了避免栽植錯誤的苗木,請問可採用那些分子遺傳的策略檢測。請寫出二個,並比較其優缺點。
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查利用 DNA 分子標誌進行苗木身分鑑定與品種真偽檢測。不同樹種、品系或育種材料在基因組中特定 DNA 位點的序列或長度可能不同;檢測這些差異後,可建立材料的「DNA 指紋」,再將待驗苗木與標準品系或母本的參考資料比對,判斷苗木是否為指定材料。
分子標誌直接檢測 DNA,通常不受苗木外觀、年齡或生長環境影響,適合在苗木尚未長成、外觀特徵尚不明顯時確認身分。檢測前須備有來源可靠的標準樣本或參考基因型;若沒有可供比對的標準資料,單獨取得 DNA 條帶或序列,無法直接判定苗木是否正確。
解題方法
作答時可選兩種原理不同、能用於材料鑑別的 DNA 標誌,並比較其資訊量、操作需求與結果穩定性。以下以 SSR 微衛星標誌與 RAPD 隨機擴增多型性 DNA 標誌為例。
一、SSR 微衛星標誌
SSR(simple sequence repeat)是由短序列單位連續重複形成的 DNA 區域。不同材料的重複次數可能不同,因此以該區域兩側的特異性引子進行 PCR 擴增後,可依片段長度判斷其等位基因型。
檢測步驟:
- 取待驗苗木的葉片等組織,萃取 DNA。
- 使用已建立的 SSR 引子進行 PCR。
- 以電泳或其他片段分析方式判讀各位點的片段長度。
- 將待驗苗木的基因型與標準材料的參考基因型比對;多個位點均符合時,支持苗木身分正確。若有多個位點不符,則可判為混入其他品系或苗木標示錯誤。
優點:
- SSR 通常具高度多型性,可用少數位點區分不同品系或個體。
- 為共顯性標誌,可區分同一位點的兩種等位基因,基因型資訊較完整。
- 引子具有位點專一性,結果通常較容易重複,也利於建立標準基因型資料庫。
缺點:
- 須先知道目標區域的序列並設計、驗證引子,前期準備較多。
- 片段長度判讀與實驗品質會影響結果;不同實驗室若未統一分析標準,資料比對須謹慎。
- 多位點檢測與資料建置仍需成本及專業設備。
二、RAPD 隨機擴增多型性 DNA 標誌
RAPD(random amplified polymorphic DNA)以短而任意設計的引子進行 PCR,擴增基因組中多個位置。