114 高普考高考三級 林業技術 森林生態學 考古題詳解
第 一 題25 分
臺灣杉、臺灣肖楠、香杉(巒大杉)、相思樹及櫸木(臺灣櫸)等是目前農業部林業及自然保育署積極推動的高碳匯造林樹種,試寫出上述樹種之學名、科名、天然分布、重要鑑定特徵及適合造林的地區。
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核心觀念
本題考查五種高碳匯造林樹種的樹種辨識與「適地適木」原則。作答時須掌握各樹種的學名與科名、天然分布、易辨認的形態特徵,以及造林時應選擇的氣候、海拔與地形環境。
適合造林地區應依樹種的天然生育環境推論,再以其耐旱、耐瘠、喜濕潤等生態特性補充;天然分布範圍不等於各處皆適合造林。
解題方法
依樹種逐一整理四項資訊:分類、分布、鑑定特徵、造林適地。針葉樹可由葉形、枝條與毬果辨識;闊葉樹則著重葉片、花果、樹皮及生長習性。最後將各樹種的分布海拔與環境需求,轉換為造林適地的描述。
五種樹種整理
| 樹種 | 學名、科名 | 天然分布 | 重要鑑定特徵 | 適合造林地區 |
|---|---|---|---|---|
| 臺灣杉 | Taiwania cryptomerioides Hayata;柏科(Cupressaceae) | 臺灣特有種,分布於全島約海拔 1,100–2,800 公尺山區,常與檜木林混生。 | 大型常綠喬木,幼樹葉呈線形;成熟樹葉轉為短鑿形或鱗片狀,枝梢柔軟下垂;毬果短圓柱形。 | 適於中、高海拔、溫涼濕潤的山區,以近天然分布海拔、土層與水分條件良好的地點為宜。 |
| 臺灣肖楠 | Calocedrus formosana (Florin) Florin;柏科 | 臺灣特有種,天然分布於中、北部海拔約 300–1,900 公尺山區,南至阿里山一帶。 | 常綠喬木,樹幹通直、樹冠圓錐形;葉為鱗片狀,枝葉扁平;毬果小,成熟後開裂。 | 適於臺灣北部、中部的低至中海拔山區;選擇排水良好、光照充足且環境適宜的地點。 |
| 香杉(巒大杉) | 常用學名為 Cunninghamia lanceolata var. konishii;柏科(部分分類採杉科) | 臺灣特有的巒大杉類群,天然分布以中、北部及東北部山區為主,約海拔 1,300–2,800 公尺。 | 常綠大喬木; |
第 二 題25 分
將高樓大廈建造為「空中森林」乃現代都會綠化市容的趨勢。如需在這些巨型大廈頂樓露台綠化,請問如何選擇植栽材料?列舉 3 種臺灣原生植物(喬木或灌木)之中文名稱、科名及特色。另大廈頂樓露台環境氣候有何特色?
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核心觀念
本題考查屋頂露台的逆境立地條件,以及如何依「適地適種」選擇植栽。高樓屋頂不是一般庭園環境:日照、風勢和溫度變化較劇烈,覆土往往較淺、蓄水量有限,植物容易遭遇乾旱、熱害及風害。因此選種須同時考量植物的耐逆性,以及屋頂的承載、土層和排水條件。
解題方法
作答可分成三部分:先說明選種原則,再列出三種臺灣原生喬木或灌木及其科名、特色,最後歸納頂樓露台的氣候特性。
選種時,優先考慮耐旱、耐熱、耐強風、耐日曬,並能適應土層較薄、介質較乾燥環境的種類;植株宜低矮、枝幹穩固、根系適合容器或有限土層生長,且以低維護、適應當地氣候的原生種為宜。若選用喬木,還須確認屋頂結構承載能力、覆土深度、根系空間及固定方式;灌木通常較容易控制植株高度與重量。
臺灣原生植物舉例
| 中文名稱 | 科名 | 特色及適用理由 |
|---|---|---|
| 臺灣海桐 | 海桐科 | 常綠灌木或小喬木,適應全日照環境,耐旱、耐風,亦具耐鹽性;可修剪整形,適合作為屋頂灌木或綠籬。 |
| 草海桐 | 草海桐科 | 原生於海岸環境,枝葉能適應海風,具耐風、耐旱及耐鹽特性;植株可作灌叢配置,亦有觀賞價值。 |
| 椬梧 | 胡頹子科 | 臺灣原生海岸灌木,適應較乾燥、日照強及風大的環境;果實具有食用價值,也可提供景觀及生態功能。 |
頂樓露台環境氣候特色
第 三 題25 分
請解釋初生產力(Primary productivity)、總初生產力(Gross primary productivity)、淨初生產力(Net primary productivity)及淨社會生產力(Net community productivity)。並說明後三者間有何關係?
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核心觀念
本題考查生態系生產力的定義,以及生產者與整個生物群聚在扣除呼吸作用後的碳收支關係。生產力是單位面積、單位時間內有機物或碳的生產速率,常用單位包括 。比較不同生產力時,須採用相同的面積、時間範圍與計量單位。
- 初生產力(Primary productivity):自營生物(主要是綠色植物)透過光合作用或化學合成,固定無機碳並製造有機物的速率。可依是否扣除生產者自身呼吸,分為總初生產力與淨初生產力。
- 總初生生產力(Gross primary productivity, GPP):生產者經光合作用固定碳的總速率,尚未扣除生產者自身的呼吸消耗。
- 淨初生生產力(Net primary productivity, NPP):扣除生產者自身呼吸後,生產者累積的有機物或碳。這部分可用於植物生長、繁殖及形成可供消費者利用的生物量。
- 淨群聚生產力(Net community productivity, NCP):在群聚尺度上,扣除整個群聚的呼吸作用後所剩餘的有機物或碳累積量。以自營生物呼吸與異營生物呼吸區分時,異營生物包括消費者與分解者。
解題方法
先由「總量」推至「扣除呼吸後的淨量」,再將計算範圍由生產者擴大到整個群聚。令 為自營生物呼吸, 為異營生物呼吸:
第 四 題25 分
請解釋森林界線(Forest line)、樹木界線(Tree line)、林木界線(Timber line)及邊緣效應(Edge effect)。並說明邊緣效應與前三者之關係。
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核心觀念
本題考查森林生態學中「森林由有林轉為無林」的幾種界線,以及界線附近環境與生物相改變的邊緣效應。前三者都描述森林或樹木分布的邊界,但判定所看的是森林群落、樹木個體,或可形成林分的樹木;各名詞在不同文獻中的用法不完全一致,作答時應先說明判定標準。
解題方法與名詞解釋
可由「由森林往無林地帶移動」來排列:先遇到連續或較封閉林分的邊界,再進入零星樹木分布區,最後到達樹木無法生存的極限。
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森林界線(Forest line):森林群落或森林植被的外緣,亦可指森林分布範圍的界線。判定重點是是否仍形成森林;須依所採森林定義,例如樹冠覆蓋度、林分連續性及林分面積等標準判斷。
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林木界線(Timber line):通常指連續或較封閉森林的上限,也就是仍可形成林分、具有一定高度與密度的林木所到達的邊界。越過此界線後,林木逐漸稀疏、矮化或呈斑塊狀,未必已完全沒有樹木。
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樹木界線(Tree line):樹木個體或樹木生活型分布的極限。越過此界線後,樹木無法再生存;在樹木界線與林木界線之間,仍可能見到零星、低矮或受環境影響而變形的樹木。
在高山或高緯度地區,若由森林側往無林側觀察,常可概括為:森林界線/林木界線在較低處,樹木界線在較高處。兩者之間可能是逐漸開闊的過渡帶,並非一條清晰、突然的線。實際位置會受溫度、生長季長短、風、積雪、土壤、地形及人為利用等因素影響。
- 邊緣效應(Edge effect):森林與相鄰生態系交界處,因光照、風、溫濕度、土壤水分及生物交互作用等條件改變,使邊緣地帶的物種組成、數量或生態過程與森林內部