107 高普考高考三級 水土保持工程 植生工程 考古題詳解

核心觀念

本題考查「礦區採掘跡之邊坡植生復育工程」，核心涵蓋三大面向：

1. 極端退化立地之環境限制因子診斷：石灰石（碳酸鈣 $\mathrm{CaCO}_3$）礦區殘壁具備高鹼性（$pH \approx 8.0 \sim 8.5$）、保水保肥力極低、無有機質、微氣候劇烈（強日照、高溫反輻射）與崩塌落石等物理化學限制。
2. 植生生態演替與復舊可行性評估：遵循生態工法與次生演替原理，殘壁造林雖無法一蹴即至，但透過「階平臺改善」與「階壁立地改良」，引導先驅群落逐步過渡至耐旱灌喬木群落，在工程技術與生態學上均屬可行。
3. 綠色循環工程與現地資材應用：強調就地取材（In-situ materials），善用開採剝離之表土（保存土壤種子庫與微生物）、廢石碎屑（砌築擋土設施與排水底層）、伐除木與枯落物（打碎堆肥、木屑覆蓋），結合階梯式開採（Bench Mining）之微地形營造，達成低碳且永續的水土保持植生設計。

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解題方法

本題屬「環境診斷 $\rightarrow$ 可行性判定 $\rightarrow$ 實務工法設計」的三段邏輯題型，解題切入點如下：

1. 問題剖析面：區分「物理地質災害」、「微氣候與立地條件」、「化學與養分障礙」、「生態系斷裂」等維度，精準列舉採掘跡之限制。
2. 可行性判定面：明確給出「可行，但屬逆境復育」之肯定結論，論述需結合開採平臺（階平臺）與殘壁（階壁）之空間分區治理策略。
3. 規劃設計面：緊扣「善用現地資材」之核心限制條件，依「土、石、木、水」四大現地資材逐一對應至構造物、介質配比、覆蓋保護與給排水系統，展現兼具水土保持工程與景觀生態學之專業整合能力。

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選項分析

本題為高考三級申論題，無選擇題選項。閱卷評分重點與配分比重拆解如下：

• 子題一（採掘跡之問題，約占 35%）：須全面涵蓋微氣候、土壤理化性質、地質安全與景觀生態，若僅寫「光禿禿不好看」或「會落石」無法取得高分，必須寫出石灰岩鹼性化學障礙與保水保肥性缺失。
• 子題二（復舊造林可行性，約占 25%）：須明確表態並論述學理依據。若答「不可能」則無法展開後續植栽設計；若答「輕易可行」則脫離石灰岩殘壁之嚴酷立地現實。正確得分點在於「以工程手段克服物理障礙，以生態演替克服生物障礙」。
• 子題三（善用現地資材之植栽設計，約占 40%）：不可脫離「現地資材」泛談進口客土或昂貴工法。必須具體說明「表土（種子庫）」、「廢石（堆砌微地形／植生槽）」、「殘木碎屑（Mulch 覆蓋保水）」之具體工程配置。

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解題技巧

1. 破題關鍵詞對照：

• 看到「石灰石」$\rightarrow$ 聯想「高 $pH$（鹼性）」、「鈣鎂離子拮抗」、「缺微量元素（磷、鐵、鋅、錳）」、「基岩堅硬無裂隙」。
• 看到「階段式開採」$\rightarrow$ 聯想「階平臺（Bench）」與「階壁（Face）」之立體分區；階平臺重深度綠化，階壁重攀緣與垂懸綠化。
• 看到「現地資材」$\rightarrow$ 必寫「剝離表土（Topsoil reuse）」、「開挖碎石（乾砌擋渣）」與「枯枝落葉（有機覆蓋物 Mulching）」。

2. 常見陷阱：

• 忽視化學障礙：將石灰石礦區視為一般土砂崩塌地，忽略其強鹼性土壤改良之必要性。
• 混淆平臺與殘壁：殘壁坡度常近乎垂直（$70^\circ \sim 90^\circ$），無法直接進行常規植穴挖填，必須強調平臺邊緣築槽懸垂或岩壁掛網噴植等特殊技術。
• 未扣緊現地資材：通篇大談大量採購進口植生毯、化學肥料或外來草種，未落實低碳就地利用之題旨。

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【答案】

壹、大面積階段式石灰石採掘跡之生態與環境保育問題

大面積階段式開採石灰石原料礦後，殘留之階壁與平臺具有極端惡劣之立地環境，其生態與環境保育問題分述如下：

1. 立地物理環境惡劣與微氣候極端

• 熱反演與高溫障礙：採掘殘壁為大面積白色或灰白色碳酸鈣基岩裸露，高反照率與岩石高比熱導致局部反輻射熱劇烈，地表溫度於夏季正午可高達 $50^\circ\mathrm{C}$ 以上。
• 蒸發散旺盛且水分極度匱乏：強風吹襲加上岩面無遮蔭，造成強烈潛在蒸發散；岩盤裂隙少且多呈垂直陡立，降雨迅速沿壁面流失，無法有效涵養土壤水分。

2. 土壤條件與化學養分障礙

• 完全缺乏有效土壤層：開採後母岩直接出露，缺乏細粒土與有機質，有效土層厚度趨近於零，植物根系無生長與定著之機械支撐空間。
• 高鹼性環境與養分固定：石灰岩主成分為碳酸鈣（$\mathrm{CaCO}_3$），水解後使周邊水土環境呈強鹼性（$pH \approx 8.0 \sim 8.5$）。高濃度鈣離子會產生離子拮抗，使磷酸根沉澱為不溶性磷酸鈣，並顯著抑制植物對鐵、錳、鋅、硼等微量元素之吸收，造成植物黃化與營養失衡。

3. 水土流失與地質落石災害潛勢

核心觀念

本題測驗《植生工程》中「生態學基礎理論」與「工程應用實務」的串聯能力，核心觀念包含：

1. 植生結構（Vegetation Structure）：植物群落在空間上的配置型態，包含垂直分層（成層現象，如喬木層、灌木層、草本層、地被層）、水平分布（蓋度、密度、斑塊鑲嵌）及種類組成（生活型、優勢度）。
2. 植生演替（Vegetation Succession）：在同一立地上，植物群落隨著時間推移，因環境因子變遷與生物交互作用，物種組成與群落結構發生具方向性、可預測的替代過程，終至達到動態平衡的「極相（Climax）」。
3. 初生演替（Primary Succession）：自完全無土壤、缺乏有機質與繁殖體的全新裸露基質（如岩崩面、新淤積地）開始的演替歷程。
4. 指標植物與演替輔助工法：應用「適地適木／適地適種」及「順應自然演替」之植生工法原則，藉由調查掌握立地條件（土壤肥力、微氣候、水分），進而配置草、灌、喬之植物材料。

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解題方法

本題為標準的申論型問答題，配分通常為 20～25 分，答題切入點應分為三大層次：

1. 名詞定義：精確定義「植生結構」與「植生演替」，強調垂直/水平維度與時間演變向度。
2. 演替階段與結構推演：以裸露地初生演替為主軸，依時間軸分階段（地衣苔蘚期 $\rightarrow$ 草本期 $\rightarrow$ 灌木期 $\rightarrow$ 先驅喬木期 $\rightarrow$ 極相林期），並具體對應各階段「垂直結構」與「水平蓋度」之演變。
3. 實務應用與舉例：

• 立地條件判斷：以調查到的演替系列及指標種，反推現地之土壤發育程度、水分條件及沖蝕逆境。
• 植物材料選擇：以「目標群落」與「現有立地」之差距，說明如何選擇先驅草灌種或複層配置，避免盲目種植極相樹種導致失敗。

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選項分析

本題為申論題，非選擇題，無個別選項需逐一辨析。閱卷評分關鍵在於：

• 定義是否完整納入「時間」與「空間」向度。
• 初生演替階段劃分是否合理，且緊扣「植生結構（層次與密度）」之變化。
• 舉例是否具體且符合台灣本土崩塌地／邊坡之常見樹種與草種特性。

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解題技巧

1. 作圖或表格輔助：申論題若能以「階段－垂直結構－代表植物」表格化呈現，閱卷委員可一眼掌握結構脈絡，易得高分。
2. 避開常見陷阱：

• 誤將「初生演替」寫成「次生演替」（初生演替無殘留種子庫與土壤層，初期演替速度極慢）。
• 僅說明演替植物更替，而忽略題目要求的「結構變化」（必須著墨單層到複層、低蓋度到高蓋度）。

3. 聯結工程實務：水保工程的植生導入並非一步到位，而是「加速演替」；回答材料選擇時，務必強調「先驅護坡草灌先行，逐步引導喬木進駐」的演替誘導概念。

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【答案】

一、植生結構與植生演替之定義

1. 植生結構（Vegetation Structure）： 指植物群落在特定空間內的排列配置型態與組成特徵，主要涵蓋：

• 垂直結構（成層現象）：植物依生長型與高度在垂直空間的分層，通常分為地被/苔蘚層、草本層、灌木（亞喬木）層及喬木冠層。
• 水平結構：植物個體在地面水平空間的分布模式（隨機、群聚或均勻分布）與覆蓋程度（蓋度、密度、空隙率）。
• 組成結構：組成群落的植物種類、生活型（Life-form）及各樹種的優勢度與重要值（Importance Value, $IV$）。

2. 植生演替（Vegetation Succession）： 指在特定地域內，植物群落受環境變遷、土壤發育及生物競爭交互作用影響，其物種組成、優勢度與群落結構隨時間發生具有規律性、方向性更替的動態歷程，最終達到與當地微氣候、土壤呈相對平衡穩定的狀態，該終點稱為「極相群落（Climax Community）」。

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二、裸露地初生演替之植生結構系列變化

以全新裸露地（如崩塌岩基、新生沖積母質）為例，其植生結構隨初生演替進程之變化如下：

核心觀念

本題評量考生對於邊坡穩定與生態復育核心技術——「坡面噴植植生工法」之分類體系、設計準則、現地施作技術及品質管控規範的整合掌握能力。

1. 地質與坡度適應性：坡面植生並非單純撒播種子，而是藉由機械動力將種子、肥料、土壤改良劑、保水劑、黏著劑及生長介質（客土基盤）噴附於坡面上。其工法選擇取決於母岩風化程度（土砂坡、軟岩、硬岩）及邊坡坡度（緩坡、中陡坡、極陡坡）。
2. 基盤厚度與附著機制：工法演進本質為「人工生長基盤厚度與固持力」的提升，由無客土基盤的水力噴播，到需掛網抗滑之薄層、厚層乃至特殊纖維加勁工法。
3. 規範依據：以命題當年（民國 107 年）法規與規範為準，核心參考《水土保持技術規範》（當時為行政院農業委員會頒布，現主管機關改制為農業部，法規內容後續有局部滾動微調，但解題仍以命題當年為準）以及公共工程委員會《施工綱要規範》（第 02924 章「客土噴植」、第 02925 章「水力噴播」）。

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解題方法

本題為標準的「比較分析型」工程申論題。解題切入點應建立嚴謹的「技術分類架構」，不可雜亂無章地堆砌名詞。

1. 確立分類維度：依據臺灣坡面綠化實務與水土保持技術，噴植工法主要依「介質厚度」與「掛網結構」劃分為四大主流：

• 水力噴播工法（液壓噴播，無顯著客土層）
• 薄層客土噴植工法（厚度約 $1 \sim 3\text{ cm}$，輕型掛網）
• 厚層客土噴植工法（厚度約 $5 \sim 10\text{ cm}$，重型掛網錨定）
• 特殊加勁噴植工法（如連續纖維加勁客土噴植或植生泥漿噴植）

2. 橫向四構面展開：嚴格依照題目指定的四大要求（工法名稱、適用地點、施工方法概要、成果驗收要點）逐項分段敘述，脈絡分明。
3. 量化數據輔佐：論述適用坡度（如 $1:1$、$1:1.5$）、介質厚度（$\text{cm}$）、發芽期（日）、綠覆率（$\%$）時，必須給出工程規範標準數值，展現專業度。

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選項分析

本題為專業科目申論題（非選擇題）。考場評分重點在於論述結構的完整性與技術規格的精確性：

1. 工法名稱：必須使用臺灣水利、水保、公路工程公認之標準術語，不可自創詞彙。
2. 適用地點：必須明確寫出「地質條件」（土質坡、風化泥岩、砂岩碎屑、堅硬岩盤）與「邊坡坡度」（坡比極限），避免籠統寫「任何邊坡皆可」。
3. 施工方法概要：必須按工程標準工序展開（坡面整修 $\to$ 鋪網錨定 $\to$ 材料拌和 $\to$ 分層噴植 $\to$ 覆蓋與養護）。
4. 成果驗收要點：必須涵蓋「材料及厚度檢驗」（物理量）與「植生成果評估」（生物量：綠覆率、均勻度、無嚴重沖蝕沖刷溝）。

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解題技巧

1. 答題矩陣化：申論題閱卷時間極短，內文先以系統分項詳述，文末輔以「綜合比較表」，將四種工法的厚度、網片需求、適用坡度及驗收關鍵指標彙整，能大幅提升得分層次。
2. 切記厚度與錨定之對應關係：

• 水力噴播：不掛網，厚度趨近於零（薄層覆蓋液）。
• 薄層客土：掛輕型鍍鋅菱形網，採用短錨釘（$L \approx 20 \sim 30\text{ cm}$），厚度 $1 \sim 3\text{ cm}$。
• 厚層客土：掛雙絞編織網或重型菱形網，採用長鋼筋錨筋（$L \ge 50 \sim 150\text{ cm}$）配合注漿，厚度 $5 \sim 10\text{ cm}$。

3. 驗收常見陷阱：驗收並非只看「綠不綠」，必須強調「抗沖蝕能力」、「基盤是否龜裂剝落」與「木本與草本搭配演替」（厚層噴植尤重早期草本護坡、後期木本定根）。

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【答案】

目前臺灣地區坡面噴植植生工法主要依據邊坡地質條件、坡度陡緩及所需之植物生育基盤厚度進行分類。常見之四大類型為：水力噴播植生工法、薄層客土噴植工法、厚層客土噴植工法及連續纖維加勁客土噴植工法。各工法之系統說明如下：

一、水力噴播植生工法（Hydroseeding）

1. 工法名稱：水力噴播植生工法（又稱液壓噴播工法、種子水洗噴播工法）。
2. 適用地點：

• 坡度較緩（坡比小於 $1:1.5$ 或坡度小於 $35^\circ$）之土質邊坡、夯實土堤或開挖表土未完全流失之坡面。
• 坡面土壤本身具備基礎肥力與保水性，且坡面沖蝕潛勢低、無嚴重崩塌之虞者。

3. 施工方法概要：

• 坡面整理：清除坡面雜草、浮石及鬆散土石，填補局部沖蝕微溝並修整平順。
• 漿液調配：將草本植物種子（常用百喜草、兩耳草、狗牙根等）、化學肥料、有機纖維（木質纖維或廢紙漿）、土壤黏著劑（固著劑）、染色劑與水，依設計比例投入水力噴播機之攪拌槽內充分混合成泥漿狀懸浮液。
• 加壓噴播：利用高壓泥漿泵浦與噴槍，均勻噴灑於坡面上。木質纖維與黏著劑可形成一層抗雨水沖刷的保護薄膜，以固定種子並保濕。
• 初期養護：視天候狀況適度灑水養護，直至種子發芽齊全。

4. 成果驗收要點：

• 噴播均勻度：檢視噴播厚度是否均勻，有無漏噴或局部堆積現象（以染色劑顏色分布判定）。
• 發芽與覆蓋率：噴植後 $14 \sim 21$ 天發芽分布需均勻；噴植後 $45 \sim 60$ 天（或依合約規定期限），全區綠覆率應達到 $80\%$ 以上。
• 沖蝕檢視：坡面不得出現深大於 $5\text{ cm}$ 之沖蝕溝或表土嚴重流失痕跡。

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二、薄層客土噴植工法（Thin-layer Soil Spraying）

1. 工法名稱：薄層客土噴植工法（薄層植生基盤噴植工法）。
2. 適用地點：

• 坡比介於 $1:1.0 \sim 1:1.5$ 之間的中陡坡。
• 貧瘠土壤邊坡、軟弱砂頁岩互層、強風化岩坡、泥岩邊坡或土石混合之開挖邊坡，其本身養分或保水力不足以支撐種子直接萌芽生長者。

3. 施工方法概要：

• 坡面整修與掛網：整修邊坡平整後，順坡鋪設鍍鋅菱形鐵絲網（或防蝕耐候植生塑膠網）。
• 錨釘固定：以 J 型、U 型鐵釘或主錨釘（長度約 $20 \sim 30\text{ cm}$）將網片緊貼密著於坡面打設固定，網片交接處重疊至少 $10\text{ cm}$ 並以扎絲綁紮牢固。

核心觀念

本題為典型的「名詞解釋」申論題，評量考生對《植生工程》核心專業名詞之「定義精準度」、「物理與生理機制」及「實務工程應用」之整合能力。五個子題涵蓋植生工程五大範疇：

1. 生態友善機制：結合生態保育與水土保持之制度性管理流程（涉生態工法與工程生命週期管理）。註：以命題當年（民國 107 年）行政院公共工程委員會與行政院農業委員會水土保持局（現為農業部農村發展及水土保持署）推動之生態檢核與友善機制為依據；現行法規已由行政院公共工程委員會於民國 108 年訂頒「公共工程生態檢核注意事項」統一規範。
2. 客土材料：邊坡噴植或植生復育中，克服原生地質惡劣、養分匱乏之人造/引進生長基質與土壤改良材料。
3. 定砂植物：海岸防砂、內陸風蝕砂地防治之特殊生理抗性與固土型植物材料。
4. 綠籬：多功能活體植物隔離帶與景觀綠化配置型態。
5. （大型苗木）斷根處理：苗木移植前刺激細根增生、維持水分代謝平衡之關鍵苗木培育工藝。

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解題方法

名詞解釋題切忌單一條白話簡述，應採標準「四段結構式」答題架構以爭取滿分（每子題通常配分 4～5 分）：

1. 定義與意涵：精準給出工程學上的定義。
2. 組成要素／作用機制：說明其物質構成、生理或管理運作機制。
3. 工程目的與機能：闡明於植生水土保持工程中所發揮之實質功能。
4. 實務應用／實例：輔以典型工法規格或適用樹種／案例佐證。

本題非選擇題，故無個別選項分析；答題重點在於分點條理清晰、關鍵專有名詞命中評分標準。

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解題技巧與常見陷阱

1. 避免以詞解詞：

• 陷阱：將「客土材料」寫成「從外地客居運來的土壤」，缺乏材料物理化學性質（保水劑、有機質、肥料等）與工程調配機制的說明。
• 陷阱：將「斷根處理」寫成「移植當天把根切斷」，此為致命錯誤；斷根必定是移植前數週至數月、分期進行的誘導鬚根發育工序。

2. 鎖定採分關鍵字：

• 生態友善機制：必寫出「生命週期（規劃、設計、施工、維護）」、「四原則（迴避、縮小、減輕、補償）」。
• 定砂植物：必寫出「耐砂埋、耐鹽風、匍匐蔓延莖、不定根」。
• 斷根處理：必寫出「分期斷根」、「萌發吸收根（細根/鬚根）」、「提高移植成活率」、「根球直徑與胸徑比例（$3 \sim 5$ 倍）」。

3. 版面編排：各小題皆以獨立小標號標示，善用「定義」、「機能」、「實務」子項目，使閱卷委員一目了然。

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【答案】

(一) 生態友善機制

1. 定義與意涵： 指公共工程在全生命週期（可行性評估、規劃、設計、施工及維護管理）各階段，主動納入生態保育考量之系統化運作程序。其核心精神在於工程安全防減災前提下，降低對周遭自然生態系統之衝擊，維持棲地多樣性與生態完整性。
2. 核心架構與減輕對策： 依據「生態保育四原則」進行衝擊評估與策略擬定：

• 迴避：工程選址與配置優先避開生態敏感區、珍稀保育類棲地。
• 縮小：縮減擾動面積、施工便道寬度與開挖量體。
• 減輕：設置生物通道、透水鋪面、濁水防治或選用柔性植生防護工法。
• 補償：工程不可避免之棲地破壞，於周邊進行異地復育或多孔隙生態林營造。

3. 實務運作： 落實跨領域專家現勘、民眾參與、生態資訊公開與資訊回饋機制，建立工程與生態並存之雙贏管理模式。

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