111 專技高考高等考試 水土保持技師 植生工程 考古題詳解

核心觀念

本題旨在測驗考生對臺灣植物地理學、植物社會學（植被生態學）之整體架構理解，以及其在水土保持植生工程中選用植物材料與生態工法之學理基礎。核心觀念包括：

1. 島嶼生物地理與氣候垂直壓縮效應：臺灣兼具熱帶至寒帶之垂直氣候梯度，造就單位面積內高度歧異之生態系。
2. 植被垂直分帶理論（Vegetation Zonation）：以蘇鴻傑教授之氣候植被帶劃分法為主流體系，依溫量指數（WI）及降水量界定各群落帶。
3. 植物群落生態特性與群落演替：各群落於演替階段（先驅至極相）、層次構造（喬木、灌木、草本、地被、附生植物）及對微氣候、土壤基質之適應機制。

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解題方法

本題屬申論題，作答應採取「宏觀生態特色 $\rightarrow$ 微觀垂直群落分帶特性 $\rightarrow$ 代表植物條列」之系統化架構：

1. 臺灣植被生態特色：由緯度位置、地形起伏、黑潮洋流、季風與颱風擾動、特有種比例等五大面向切入。
2. 植物群落特性與代表植物：依海拔自高而低系統性展開（高山寒原帶 $\rightarrow$ 亞高山針葉林帶 $\rightarrow$ 冷溫帶針葉林帶 $\rightarrow$ 涼溫帶針闊葉混淆林帶 $\rightarrow$ 暖溫帶常綠闊葉林帶 $\rightarrow$ 亞熱帶闊葉林帶 $\rightarrow$ 海岸特殊群落），針對各帶說明氣候特徵、林相結構、土壤基質，並列舉關鍵代表性物種。

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選項分析

本題為專業科目申論題，非選擇題型，故無選項對錯分析。評分焦點在於架構完整性、層次清晰度、群落特徵描寫之生態學準確性，以及所列代表植物之正確性與本土代表性。

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解題技巧

1. 記憶口訣與分帶軸線：記憶垂直分帶可採簡稱口訣「高・冷・鐵・櫟・楠・榕・海」（高山植被 $\rightarrow$ 冷杉林 $\rightarrow$ 鐵杉/雲杉林 $\rightarrow$ 櫟林帶 $\rightarrow$ 楠櫧林帶 $\rightarrow$ 榕楠林帶 $\rightarrow$ 海岸林）。
2. 標註海拔過渡彈性：臺灣高山南北具有「壓縮效應」與「迎風/背風坡向效應」（例如南部的植被帶界線普遍較北部抬升 $200 \sim 400\text{ m}$），作答時標明海拔範圍並補充南北差異，展現專業水準。
3. 避開常見陷阱：

• 避免僅單純列舉樹種，卻遺漏題幹要求的「群落特性」（如鬱閉度、耐陰性、層次構造、附生植物等）。
• 避免將次生演替樹種（如二葉松、赤楊、五節芒）與極相氣候帶頂極植物混淆；若提及次生植物，應標明其先驅特性（這在水保邊坡穩定極具加分效果）。

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【答案】

一、臺灣地區之植被生態特色

1. 地形立體壓縮，生態系高度濃縮： 臺灣地處亞熱帶，主脊中央山脈海拔接近 $4,000\text{ m}$，在水平距離僅數十公里內跨越熱帶、亞熱帶、暖溫帶、涼溫帶、冷溫帶、亞高山至高山寒原等氣候帶，形同歐亞大陸由赤道至北極數千公里生態系的垂直縮影。
2. 物種歧異度高且特有種比例顯著： 受第四紀冰河期陸橋相連與冰期退卻之地理隔離影響，臺灣成為許多古老植物之「避難所」（Refugia），維管束植物種類達 4,000 餘種，其中特有種比例高達約 25% 至 30%（如臺灣杉、臺灣冷杉、臺灣緋櫻等）。
3. 季風與颱風主導之擾動生態： 受東北季風與西南季風交替影響，迎風面多雨、霧氣重（形成霧林帶）；夏秋季颱風頻繁，伴隨崩塌、土石流等天然擾動，促使先驅植被（如崩塌地演替群落）與演替中、後期之極相森林常呈斑塊狀交錯分布。
4. 森林層次發達與附生植物豐富：

核心觀念

本題評量考生於水土保持工程中整合「水理力學」與「生態工法（Soil and Water Bioengineering）」之實務規劃能力。命題核心架構包含三大層面：

1. 水理與邊坡力學平衡：植生護岸必須承受水流拖曳力與底床剪應力（$\tau_0 = \gamma_w R S$），並透過植物根系提供抗剪強度增量（$\Delta c$），以提升邊坡抗滑穩定性。
2. 植生導入工法程序：涵蓋基質整修、生工固定工法（如柴捆、活枝扦插、地工織物複合植生）及植生培育流程。
3. 生態適地性與立體複層配置：依河溪橫斷面之淹水頻率劃分水際帶、邊坡帶與高灘地，並以本土原生樹種建構草、灌、喬三層植被。 法規依據以命題當年（民國 111 年）之《水土保持技術規範》河溝治理與植生工程章節，以及行政院公共工程委員會《生態工法技術參考手冊》為準。

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解題方法

本題為標準的專技高考申論題，應採取「工程邏輯流」切入破題，切忌僅條列植物名稱。理想的解題鋪排如下：

1. 設計考量層面：從「水理安全（防洪）」為底線，延伸至「土體穩定（地質）」、「生態功能（廊道）」及「維護管理」，展現水土保持技師之宏觀工程思維。
2. 植生導入作業與方法：依施工程序展開，先談「坡面修整與基質改良（前置作業）」，再論「生物工程施工法（導入方法）」，區分硬性構造孔隙綠化與純土生物工法。
3. 植栽材料列舉：依「水岸帶狀分區（水際帶 $\to$ 坡面帶 $\to$ 坡頂/高灘地）」搭配「生長型態（草本/灌木/喬木）」精準列出具耐淹、萌芽力強、抗沖蝕特性之臺灣本土植物。

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選項分析

本題為申論題（非選擇題），無選項可資分析。評分指標與配分權重對應如下：

• 第一子題（設計考量）：評分關鍵在於能否具體指出「水流剪應力」、「淹水容忍度」與「根系錨定」之力學與生理交互作用（約占配分 35%）。
• 第二子題（導入作業與方法）：評分關鍵在於工法步驟之專業性（如活枝扦插、柴捆工、植生毯），非僅作一般園藝性栽植描繪（約占配分 35%）。
• 第三子題（植栽材料）：評分關鍵在於「適地適木」之分區配置，並指名本土原生種（約占配分 30%）。若誤列外來強勢入侵種（如銀合歡、大薸）將遭受扣分。

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解題技巧

1. 立體分區架構法：回答植栽材料時，切忌混雜列出，應依「水位消長橫斷面」劃分：

• 常水區（水際帶）：承受長期浸水與低速水流磨蝕，選用耐水濕生草本與灌木。
• 變水區（邊坡帶）：承受高剪應力沖刷與乾濕交替，選用萌芽力強、根系發達之深根灌木與匍匐草本。
• 高水區（坡頂/高灘帶）：承受偶發洪水，選用深根喬木與耐旱草灌，構建多層次林相。

2. 專業術語加分亮點：作答時帶入力學專有名詞，如「抗拉拔強度」、「基底抗滑力」、「水流剪應力 $\tau_c$」以及工法專有名詞（柴捆工、活枝土囊工、編柵工），可突顯專業度。

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【答案】

一、河溪護岸植栽設計之考量

河溪護岸之植生設計兼具水工防禦與生態棲地功能，設計時應全盤考量以下四大核心要項：

1. 水理條件與耐沖蝕力考量

• 臨界剪應力與流速限制：植被型態必須能承受設計洪峰流量所誘發之底床剪應力 $\tau_0 = \gamma_w R S$（其中 $\gamma_w$ 為水單位重，$R$ 為水力半徑，$S$ 為水力坡降）。流速高於植生容許抗沖流速時，必須配合硬質基底（如塊石、拋石、格框）形成複合護岸。
• 糙率與通水能力：喬木植栽於深槽迎水面可能增加曼寧糙率係數（$n$ 值），進而抬高洪水位；設計應避免於狹窄瓶頸斷面密植高大喬木阻礙排洪，並慎防漂流木風險。

2. 土體穩定與根系固土力考量

• 根系加勁效應：植物根系藉由拉拔阻力提供土壤抗剪強度增量 $\Delta c$（依據 Wu 氏根系加勁模型：$s = c + \Delta c + \sigma \tan \phi$）。護岸坡面應選用深根性及鬚根系兼具之植物，有效抵抗淺層滑動與淘刷。
• 排水與地下水孔隙水壓：植栽基底須維持通透孔隙，避免回填黏土阻滯背填土層之排水，以防孔隙水壓積聚導致護岸背填側向土壓力激增失穩。

3. 環境耐受性與水文交替考量

• 河溪護岸受水位漲落影響顯著，植栽需具備適應「枯水期乾旱」與「豐水期滅頂淹水」之雙重生理耐受機制，包括耐浸潤、耐缺氧及抗水流推折力。

核心觀念

本題為專技高考水土保持技師「植生工程」科目的經典申論題，主要考核以下水土保持與植生工程核心法規與技術理論：

1. 海岸地形與地質環境之植生分區特性：依據《水土保持技術規範》與海岸防風定砂植生工程原理，臺灣本島海岸線因板塊構造、造山運動及水動力營力差異，不同地形基質（沙灘、沙丘、海崖岩石、河口泥灘、隆起珊瑚礁）孕育不同植物生活型態與抗性演替群落。
2. 海岸極限逆境與環境應力（Environmental Stress & Disturbance）：包含強風風衝、飛砂吹蝕或埋沒、高鹽霧飛沫（生理乾旱與鹽害灼傷）、土溫劇變與水分蒸散、土壤極度貧瘠（缺乏有機質）、土壤與地下水鹽漬化、潮水侵蝕沖刷等。
3. 因應逆境之植生工程綜合對策：結合「非結構性／輔助工程措施」（如定砂籬、防風柵、客土、敷蓋）與「植物材料生理形態選配」（如匍匐性、厚革質葉、肉質耐鹽、固氮菌共生）之綜合工法。

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解題方法

本題切入點分為前後兩大子題，答題架構應層次分明：

1. 第一部分（植物類型分類）：以「地形基質與地質成因」為主軸，將臺灣海岸系統化歸納為四大植物類型（沙岸植物型、岩岸植物型、泥岸植物型、珊瑚礁岩植物型），分別說明其分布區域、基質地質特徵、植被結構與優勢代表植物。
2. 第二部分（逆境與因應措施對照表）：題目明確要求「列表說明」，必須繪製清晰的工程對策矩陣表，橫向欄位包含「環境逆境／應力機制」、「植物生長受害表徵」、「植生因應措施與工程工法」、「代表耐性植物選配」，縱向涵蓋風、砂、鹽、旱、土、浪等關鍵應力因子。

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選項分析

本題為「專門職業及技術人員高等考試」之申論題，無選擇題選項。 考場評分標準側重於：

1. 分類架構是否具備地質與生態學之對應邏輯（佔 10～12 分）。
2. 表格內容是否將「單純植樹」提升為「植生工程因應體系」（含前置整地、輔助工程、栽植技術及後續撫育）（佔 13～15 分）。

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解題技巧

1. 分類口訣與邏輯：沙（沉積沙丘）、岩（隆起海崖）、泥（潮間河口）、礁（石灰岩礁）。從基質顆粒由細到粗、地勢由平緩到陡峭作分類，閱卷委員一目了然。
2. 工程與生物結合：說明植生因應時，切忌只寫植物名稱，必須搭配「工程構件」寫出工法名稱，例如：「堆砂籬＋整平＋插植匍匐定砂植物」、「防風柵＋抗鹽灌木帶＋喬木林帶（複層配置）」、「台高植樹（高畦）＋客土袋」。
3. 避免常見陷阱：勿將「一般坡地植生工法」（如掛網噴植）生搬硬套至海岸環境；海岸工程關鍵在「排鹽、防風、防埋沒」，若未提及「洗鹽/台高」或「堆砂籬」，難獲高分。

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【答案】

一、臺灣海岸依地形與地質差異之植物類型分類

臺灣海岸受地體構造升降及沉積營力影響，依地形與地質差異可劃分為下列四種主要植物類型：

1. 沙岸植物型（沙灘、沙丘植物）

• 區域分布與地質：主要分布於西部海岸（如苗栗至臺南）、東北部（宜蘭海岸）及屏東局部海岸。基質以沉積性石英沙、海沙為主，透水極高、孔隙大、保水保肥力極差。
• 植物類型特徵：包含「草本匍匐定砂植物」與「耐旱耐鹽木本植物」。多具節間發根、匍匐莖橫走、肉質或表皮角質厚之特性，可耐沙埋與風蝕。
• 代表性物種：濱刺麥、馬鞍藤、濱刀豆、海埔姜、待宵花；防風灌喬木如木麻黃、黃槿、白千層、林投。

2. 岩岸植物型（海崖、礫石海岸植物）

• 區域分布與地質：分布於北部（野柳、金山、鼻頭角等沉降岬灣岩岸）及東部（蘇花、東部變質岩斷層海岸與礫灘）。地質為沉積岩（砂頁岩互層）、火成岩或片岩，基質陡峭、多岩隙、土層淺薄或無土壤。
• 植物類型特徵：具強大根系能穿透岩隙固著、抗風折、抗鹽霧強，多矮化或匍匐生長。
• 代表性物種：臺灣海棗、白水木、草海桐、越橘葉蔓生、蘄艾（海芙蓉）、鵝鑾鼻大戟。

核心觀念 本題評量植生工程中「植生材料選定」之基本準則，以及生態工法中「植物種源（鄉土種 vs. 外來種）」的生態與工程特性權衡。

1. 法規依據：以命題當年（民國 111 年）之《水土保持技術規範》第 141 條（植生材料）與第 143 條（坡面植生）為核心依據。規範明定植生植物之選定，應考量立地環境、固土防蝕效能、景觀配合、取得容易度及生態平衡。
2. 生態與工程雙重目標：植生工程不同於單純造園綠化，必須兼具「初期沖蝕控制（快速覆蓋）」與「長期邊坡穩定（深根固土及導引自然演替）」。選種必須依據演替理論，平衡外來先鋒種之速效性與鄉土種之長期永續性。

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解題方法

1. 第一子題（適用植物選定條件）：採「工程生命週期與功能分類法」切入，由淺入深歸納為五大維度：立地適應性、水保防蝕功能、種源與施工可行性、生態演替與相容性、維護管理與安全性。條列說明時，扣合水土保持專用術語（如：耐瘠、抗沖蝕、根系錨定、先鋒植物）。
2. 第二子題（優缺點比較列表）：繪製標準對照表格，分別從「初期覆蓋能力」、「土壤固著力與深根性」、「環境適應與抗逆境」、「生物多樣性與生態衝擊」、「種源取得與材料成本」、「後期維護與退化風險」等客觀工程與生態指標進行對比，展現專業系統化分析能力。

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選項分析 本題為專技高考之申論問答題，無選擇題選項。試卷評分採分點計分：

• 植物選定條件（約佔 50%）：須詳列各項立地因子與工程需求，若僅回答「耐旱、會活」等口語化答案將嚴重失分；必須展現出對植物根系力學（鬚根防沖、主根錨定）及生態演替之理解。
• 優缺點比較表（約佔 50%）：必須以「清晰表格」呈現。切忌過度偏頗（例如將外來種全盤否定，或過度神化鄉土種而忽略其施工初期發芽慢、供苗不足的限制）。

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解題技巧

1. 記憶口訣：「境、土、源、態、管」

• 境（環境適應：氣候、土壤、坡度、微棲地）
• 土（水土保持：地表覆蓋截流、深層根系錨定）
• 源（種源取得：苗木充裕、發芽率高、價格合宜）
• 態（生態相容：演替導向、誘鳥誘蝶、非強勢入侵）
• 管（維護管理：耐剪抗病、無毒害、低維護成本）

2. 考場防陷阱：

• 很多考生容易把外來植物寫得一文不值。在水土保持實務中，百慕達草、百喜草等外來禾草類因發芽快速、種子便宜，常作為噴植之「先鋒保護種」。論述時應點出外來植物是「工程初期防蝕的重要工具，但中後期應避免單一化阻礙演替」。
• 引用法規標註：本題依據民國 111 年實施之《水土保持技術規範》作答。

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【答案】

一、植生工程適用植物選定之條件

依據民國 111 年《水土保持技術規範》及邊坡植生工程學理，選定適當植物材料應符合下列條件：

1. 立地環境適應性（適地適木原則）：

• 耐逆境能力：崩塌地、裸露坡面常伴隨高溫、強風、日照強烈及水分劇烈變化，植物須具備耐旱、耐熱、耐寒、耐瘠薄土壤或耐酸鹼等特性。
• 土壤條件相容：能適應工址土質（如砂土、黏土、石礫地或頁岩風化土）之保水保肥力。

2. 水土保持與邊坡穩定功能（防蝕固土力）：

• 地表保護（截流抗蝕）：莖葉繁茂、分櫱旺盛、初期生長快速，能迅速形成高覆蓋率之植被地被層，減緩雨滴打擊動能，降低逕流沖蝕（如低矮禾草類、蔓生植物）。

核心觀念

本題考查水土保持工程與景觀植生中「大樹與老齡喬木移植技術」之標準標準作業程序（SOP）。依據行政院公共工程委員會《施工綱要規範》第 02931 章「植栽」、《水土保持技術規範》（以命題當年民國 111 年法規標準為準）及景觀植栽工程實務，其核心原理與依據包含：

1. 水分代謝平衡原理（$T/R$ 比平衡）： 樹齡超過 10 年之成齡喬木，根群廣布深長，其具有吸收功能之細根多分布於樹冠滴水線外緣。若直接開挖，根系將損失 80% 以上，造成地下部水分吸收能力驟降；此時地上部蒸散作用持續進行，導致 $T/R$ 比（地上部枝葉量 / 地下部有效吸水根量）失衡，植株常因脫水萎凋致死。
2. 斷根（Root Pruning）誘導再生機制： 斷根目的在於切斷部分粗根，刺激切口周圍形成癒傷組織並誘發大量吸收性細根（鬚根）。藉由分期斷根，使植株在原有生長點逐步適應，並在未來挖掘之「宿土球」範圍內生長出高密度的有效吸收根系。
3. 作業時機與休眠期利用： 斷根與移植宜選在植株休眠期、落葉期或生長初期的春季（梅雨季前後最佳），避免在酷暑高溫及盛花期進行。

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解題方法

本題為技術申論題，作答應依循「工程施工程序邏輯」，以條列結構完整交代各階段工法。作答切入點分為四大階段：

1. 事前調查與計畫擬定：確認樹種特性（深根性或淺根性、落葉或常綠）、樹體健康度與移植適期。
2. 分期斷根作業：土球尺寸放樣、分次環狀挖掘、切根修整與回填促根。
3. 起掘、包紮與吊運：地上部調適修剪、底根切除、土球草繩包紮、吊運防護。
4. 定植與撫育管理：植穴改良、定植深度控制、支柱固定、水圈灌溉及後續保濕養護。

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選項分析（申論題各施工環節重點與常考要點剖析）

本題為申論問答題，無選擇題選項，評分關鍵在於考生對以下四大核心環節之技術數值與工法說明是否到位：

• 土球規模計算（重要指標）： 土球直徑過小則細根不足，過大則球體過重易散球裂解。標準土球直徑 $D$ 一般取幹基直徑（或米高胸徑 $DBH$）之 $3 \sim 5$ 倍（常綠樹或難成活樹種採 $4 \sim 6$ 倍）；土球深度 $H$ 則取土球直徑之 $\frac{1}{2} \sim \frac{2}{3}$，呈碗狀或倒圓錐狀。
• 斷根次數與期程（成敗關鍵）： 樹齡 10 年以上成木絕不可一次斷根。必須採「分期斷根」（通常分 2 至 3 次，每次間隔 1 至 3 個月），且至少需於移植前半年至一年前啟動。
• 修剪原則（常見誤區）： 修剪僅能疏剪過密枝、交叉枝、病蟲枝及下垂枝，修剪量以不超過全樹冠枝葉量的 $\frac{1}{3}$ 為原則，嚴禁「斷頭修剪（Topping）」，以免破壞樹型及光合作用養分製造。
• 吊裝防護（工安與成活率）： 鋼索不得直接勒綁樹幹，須以麻布、橡膠墊防護，並使用寬幅扁平吊帶；起吊點應配置於土球與樹幹重心處，嚴防土球崩解。

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解題技巧

1. 記住「數值黃金公式」：

• 土球直徑：$D = (3 \sim 5) \times d_{\text{幹}}$。
• 土球深度：$H = \left(\frac{1}{2} \sim \frac{2}{3}\right) \times D$。
• 斷根期程：分 2～3 次，每次相隔 30～90 天。
• 修剪上限：不超過全冠葉面積的 $\frac{1}{3}$。

2. 繪製工程流程圖輔助評閱： 若時間充裕，在考卷中快速繪出「四分法斷根示意圖」（對角分期挖溝），能使閱卷委員一目了然，爭取高分。
3. 避開常見技術盲點：

• 切根不可使用鈍具扯裂，須以鋒利修枝剪或手鋸平整截斷，並塗佈傷口保護劑。
• 底部主根（垂直根）於斷根期不得切斷，留待起掘當日方可切除，以維持樹體抗風穩定與基本水分傳導。
• 定植深度不可過深，土球頂面應與原地表齊平或略高出 $5 \sim 10\text{ cm}$，防止根部缺氧窒息。

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【答案】

移植樹齡超過 10 年以上之喬木，其斷根與移植作業標準程序如下：