109 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

種子發芽是具有活力的種子在適宜環境下，胚開始生長並突破種皮的過程。解題時可先整理「發芽所需條件」與「阻礙發芽的原因」，再依原因選擇處理方法。

影響種子發芽的因素可分為兩類：

• 種子本身因素：種子是否成熟、是否具有活力，以及有無休眠。
• 環境因素：水分、溫度、氧氣與光線是否適宜。

促進發芽的處理原則，是讓種子取得適量水分與氧氣、處於適宜溫度與光照條件，並解除種子休眠。

解題方法：依限制因素配對處理

一、種子成熟度與活力

未成熟、受損或已失去活力的種子，即使環境適宜，也不易正常發芽。因此播種前應選用成熟、飽滿、無病蟲害且具活力的種子，並清除空粒與劣粒。採收後適當乾燥與貯藏，可減少種子劣變。

二、水分不足或種皮不透水

種子吸水後，胚與酵素活性逐漸恢復，呼吸作用增加，才會啟動萌發。因此可採用浸種或催芽，使種子吸收水分；浸種時間應依種子種類及種皮特性調整，避免浸泡過久造成缺氧、腐敗。

若種皮堅硬且不易透水，可用下列方式破壞種皮的阻水障礙：

• 機械刻傷或磨破種皮：在不傷及胚的前提下，使水分較容易進入。
• 熱水處理：利用熱水軟化種皮；水溫與處理時間須配合種子種類，避免傷害胚。
• 酸處理：以適當濃度及時間腐蝕硬種皮，再充分清洗。

這類處理稱為破皮或刻傷處理，主要用於具有硬實種皮、吸水困難的種子。

三、溫度不適或生理休眠

種子發芽有適宜溫度範圍。溫度過低會使酵素作用與代謝速率降低；溫度過高則會傷害胚或使種子失去活力。應依植物種類提供適當的發芽溫度；有些種子需要日夜溫度變化，可採變溫處理。

核心觀念

緩衝綠帶是設置在人為開發區與需要保護的環境之間，以帶狀植生形成過渡區，藉由植被及土壤的攔截、過濾、吸收、滯留與穩定作用，降低開發活動對水土、生態及周邊環境的衝擊。分類時應依「主要保護對象與功能」說明；同一綠帶也能兼具數種功能。

依《水土保持技術規範》第 132、133 條，防災綠帶由喬木、灌木或草本植物組成，依營造目的可分為緩衝綠帶及防風綠帶；緩衝綠帶應具穩定邊坡、防止沖蝕、崩塌及攔阻土石等功能。以下法規說明以命題當年（民國 109 年）法規為準。

解題方法：依功能分類緩衝綠帶

作答可由水土保持功能起筆，再補充水質、生態、環境隔離及景觀遊憩等用途，並以各類型的作用機制說明其功能。

1. 水土保持與土砂攔阻型：以草本、灌木及根系發達的木本植物覆蓋地表、穩定土壤，減少雨滴沖蝕及逕流速度，攔阻坡面土砂，降低邊坡沖蝕、崩塌及土石下移風險。這是水土保持技術規範所指緩衝綠帶的核心功能。

2. 水質保護型：設於農地、開發地或其他污染來源與水體之間。植被使逕流減速，促進泥砂沉降、入滲與養分吸收，並攔截部分污染物，減少非點源污染進入河川、水庫或濕地。

3. 生態保育與棲地廊道型：保留或復育原生植群，提供野生動物覓食、躲藏、繁殖及移動空間；濱水植群並能提供水域有機質與遮蔭，連結陸域和水域棲地。

4. 環境隔離與防護型：利用植栽隔開不同土地使用或敏感區域，並視配置與植群結構，達到防塵、減噪、遮蔽、阻隔人為干擾等效果。防風綠帶亦屬防災綠帶，主要用以減輕風害、砂害及鹽害。

5. 景觀遊憩型：透過植栽改善環境景觀、形成綠色空間，並在不妨礙保育及安全功能的前提下，提供步行、觀察自然及環境教育等活動空間。

濱水（岸）帶植栽設計原則

濱水帶位於陸域與水域交界，受水位變動、洪水沖擊、土壤濕度及人為使用影響。設計應先掌握基地條件與預定功能，再依由水際向陸側的環境梯度配置植群。

1. 調查水文與基地條件：掌握常水位與洪水位、水位變動幅度、流速與沖刷情形、淹水頻率與時間、岸坡坡度、土壤質地及光照等條件，據以選擇適生植物及配置位置。

核心觀念

植生木樁又稱萌芽樁，是選取具有萌芽、發根能力的木本植物枝幹，截成木樁後直接打入坡面或地面。木樁初期可配合打樁編柵固定土石、減少沖蝕；成活後，枝芽形成地上部，根系則有助於固土及穩定坡面。

選材的重點在於木樁能否在當地環境成活並快速萌芽發根。因此須考量樹種的生育環境、耐旱或耐水性、光照需求，以及坡地的海拔、氣候與土壤水分。

解題方法

本題分兩部分作答：

1. 先列出臺灣常用或適用的植生木樁樹種。
2. 再選出主要樹種，說明其生育環境與特性，並連結至適用的工程環境。

常見種類包括水柳、九芎、黃槿、榕樹、雀榕、烏皮九芎、破布子、茄苳、水黃皮及桂竹等。實際選用應以在地原生或適生樹種為原則，並依工程地點的環境條件調整。

主要三種植生木樁之生育特性

一、水柳

水柳為臺灣原生樹種，常見於平地原野、河岸及低海拔地區。其耐旱、耐湛水能力均佳，枝條具萌芽與扦插生長能力，適合用於打樁編柵及水岸保護。對坡面水分變化適應性較強，是常用的植生木樁材料。

二、九芎

核心觀念

本題考查木本植物根系的形態分類，以及根系如何改變土壤抗剪強度、影響邊坡穩定。作答時應把「根系型態」和「根系加勁機制」連起來：根系能否穿越潛在滑動面、在滑動面上下形成錨定，是判斷加勁效果的重要依據。

根系加勁可概念化為土壤抗剪強度增加一項根系黏聚力：

其中，$\tau_f$ 為抗剪強度，$c'$ 為土壤有效黏聚力，$c_r$ 為根系加勁所提供的等效根系黏聚力，$\sigma_n$ 為法向應力，$u$ 為孔隙水壓，$\phi'$ 為土壤有效摩擦角。此式用來說明根系的主要力學效益；實際加勁量仍受根量、根徑、根材抗拉強度、根系分布與滑動面位置等因素影響。

木本植物根系類型

常見的形態分類有直根型、心根型及板根型。實際樹木根系會受樹種、土層厚度、土壤硬度、地下水位及坡地環境影響，同一樹種也不必然呈現完全相同的根系。

1. 直根型（深根型）：主根向下伸長，並生出側根，根系較深入土層。若主根或垂直根能穿過淺層土體的潛在滑動面，並伸入較穩定的下伏土層，可提供錨定作用。缺點是若主要根量集中於深處、淺層側根較少，對表土的密集束縛效果可能有限。

2. 心根型：主根及側根向不同方向發展，根系呈立體分布，兼有較深的垂直根與向外延伸的側根。其根系可在不同深度及方向上抓持土體，並有機會穿越滑動面，兼具表土加勁與深層錨定效果。

3. 板根型（淺根、盤根型）：主要根系向側方及近地表伸展，深根相對較少，整體根盤較淺。密集側根可加勁表層土、抑制淺層沖蝕；若潛在滑動面較深，根系未能穿越滑動面，則深層錨定能力有限，遇強風或土體飽水軟化時也可能連根傾倒。

解題方法：以滑動面檢視加勁作用的利弊

作答可依序說明根系提供哪些抗力，再指出其適用範圍與可能的不利影響。判斷關鍵在於：根系是否穿越滑動面、根系是否有足夠的抗拉與分布能力，以及植物重量和根系生長是否增加不利負荷或水流通道。

有利作用

• 根系跨越滑動面，提供抗拉與錨定力：根被拉伸、彎曲或剪斷時可承受部分滑動力，並將表層土體繫結於較穩定的下伏土層。

核心觀念

本題考查海岸風對植物的直接傷害與環境改變作用，以及海岸植生配置中「先固定砂地，再建立防風林帶」的空間分工。

海岸風常伴隨飛砂與鹽霧，並受季節風、颱風影響。植物除了遭受風力本身的機械作用，也會受到砂粒磨蝕、砂土掩埋或根系裸露，以及鹽分附著等影響。設計時須依植物功能與海岸區位配置，不能只依樹種名稱判斷。

本題為植生工程配置題，無須援引法條或使用計算公式。

解題方法

依「風對植物的作用 → 定砂植物位置與功能 → 防風植物位置與功能」作答。配置原則是由海側向陸側，先處理活動砂地，再以林帶降低風速、過濾鹽霧，保護內陸。

一、海岸地區風對植物的作用

1. 機械性風害 強風增加枝葉及樹幹受力，造成枝條折損、樹幹傾斜或倒伏；風向長期一致時，植株也可能形成偏冠、迎風面矮化等受風形態。

2. 風蝕與飛砂磨蝕 風搬運砂粒，會磨傷葉片、嫩枝及芽體；砂粒亦可能磨損表皮，使植物受傷、生長受阻。風力增強時，表土與幼苗也容易被吹蝕或移除。

3. 砂土掩埋及根系裸露 飛砂堆積可能掩埋幼苗與枝葉；砂土移動或吹蝕則可能使根系裸露、失去支撐。植物若具匍匐莖、地下莖或耐埋能力，較能適應砂地變動。

4. 生理性乾旱 風加速葉面水分散失，並使砂質土壤乾燥，增加植物蒸散與缺水壓力。海岸土壤保水力較弱，風害與乾旱常同時發生。

5. 鹽霧危害 海風吹送鹽霧，鹽分附著葉面或進入土壤，可能造成葉片灼傷、枯黃及生長衰弱。因此海岸植物需具有一定耐鹽、耐風與耐旱能力。

6. 有利作用 適度風力有助於部分植物的花粉、種子或果實傳播，也能促進空氣流通；然而海岸設計主要須防範強風、飛砂與鹽霧造成的危害。