113 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

本題考查土壤硬度與植物生育基盤的關係，以及土壤過鬆或過硬時，如何以基礎工改善坡面穩定及植物生長條件。土壤硬度不是越低越好或越高越好：土壤太鬆，種子與根系缺少穩定、保水的生育基盤；土壤太硬，根系難以伸展，水分與空氣也較不易進入。

坡面工程常用山中式土壤硬度計評估土壤硬度。一般可將約 $10\text{–}25\ \mathrm{mm}$ 視為根系伸長較適宜的範圍；硬度低於此範圍時，應留意乾燥、沖蝕與坡面穩定；高於此範圍時，則應改善根系穿透條件。實際判讀仍須配合土質、含水狀態、坡度及植生工法適用條件，硬度數值不宜脫離現地條件單獨判定。

解題方法

可先依硬度分成「太低：穩土、保水、防蝕」與「太高：鬆土、增厚生育基盤」兩種情況，再分別說明植物面臨的生長障礙及對應的基礎工。作答時須把植物生育問題與工程目的連結起來：前者改善生育基盤容易流失或乾燥的問題；後者則讓根系能穿入土體並取得水分、養分。

土壤硬度太低

植物生長會遇到的問題

1. 保水與種子發芽不利：土壤過於鬆散時，土粒與種子、根系接觸不密實，水分容易流失，表層也容易乾燥，造成種子發芽不良或幼苗乾枯。
2. 根系固定力不足：植物根系不易在鬆散土層中穩固生長，植株容易受風、雨或坡面沖刷影響。
3. 坡面容易崩落與沖蝕：鬆散土體抗侵蝕能力較差；若坡度較陡或土層較厚，降雨可能造成表土流失、局部滑動或坡面崩落。

應採取的基礎工

• 坡面穩定工：依坡度及土體條件設置適當的穩坡基礎工，例如土留、坡面框格或其他能固定生育基盤的構造。
• 表土保護工：以覆蓋、植生毯、植生網等方式減少雨滴打擊及逕流沖刷，並協助保留種子與表土。
• 保水與生育基盤改善：視土質補充適當客土或有機質材料，並採取覆蓋等乾燥防止措施，改善種子發芽與幼苗初期生長條件。
• 避免只靠局部植生處理：若坡面本身不穩定，應先處理坡面及生育基盤的穩定問題，再配合植生工，否則植生尚未建立前，表土可能已遭沖失。

土壤硬度太高

核心觀念

本題考查禾草的營養繁殖與橫向擴展特性，以及這些特性如何提升植生工程的地表覆蓋與水土保持效果。

• 走莖是沿地表橫向生長的莖；**根莖（地下莖）**是在土壤中橫向生長的莖。兩者的節位都能萌生新芽與不定根，使植株由原有植株向周圍擴展。
• 分蘗則是由植株基部長出的新枝，通常仍集中在原株附近。禾草若主要靠分蘗叢生，覆蓋地表的速度與範圍通常不及能靠走莖或根莖蔓延的種類。
• 植生工程重視植株能否迅速形成連續覆蓋，以及根系能否固結表土、降低地表逕流造成的沖蝕。

解題方法

以「生長與繁殖方式 → 地表覆蓋 → 水土保持效益」作答。題目問的是相較於無走莖或匍匐莖禾草的好處，因此要說明橫向蔓延帶來的工程功能，不能只寫「生長快」或「繁殖力強」。

走莖或根莖禾草的植生工程優點

1. 橫向蔓延，較快形成地表覆蓋 走莖或根莖能由原植株向外伸展，節位發根、萌芽，逐步填滿植株間的空隙。相較於主要由原株基部叢生的禾草，較容易在坡面形成連續草層，縮短土壤裸露時間。

2. 減少雨滴打擊與表土沖蝕 草葉與莖葉覆蓋地表，可攔截雨滴、減少雨滴直接打擊土壤；密集的地上部也能降低近地表水流速度，減少細粒土壤被帶走的機會。

核心觀念

本題考查以地面調查估算林木生物量及其碳儲量。林地面積為 $10$ 公頃，但題目未提供樹種、株數、胸高直徑、樹高或木材密度等實測資料，因此不能直接算出數值；應說明如何設計樣區、測量林木，並以異速生長式推估整片林地的生物量與碳量。

林木生物量通常指乾重，可分為地上部生物量（幹、枝、葉）與地下部生物量（根）。林木所儲存的碳量，則是生物量乘上碳含量比例；碳量不等於二氧化碳當量，若要換算為二氧化碳當量，須再乘以 $44/12$。

解題方法

一、規劃具代表性的樣區

先界定林地邊界與面積，記錄林分型態、樹種組成、林齡及地形等資料。依林地異質程度採分層隨機抽樣，將林地按林型、坡位或林分狀況分層後，在各層內隨機配置樣區；若林況均一，可採系統抽樣。樣區形狀可為圓形或方形，面積應足以包含代表性林木，並記錄樣區位置、面積及抽樣配置。

樣區大小與數量須兼顧林分代表性及調查成本。完成初次調查後，可依樣區間生物量變異程度增加樣區，直到估計精度符合調查目的。

二、逐木測量並記錄

在每一樣區內，對符合調查範圍的林木逐株編號，記錄樹種及胸高直徑（DBH）。胸高直徑通常在離地 $1.3$ 公尺處測量；遇板根、分枝或其他特殊情形，應依一致的調查規範改在適當位置測量並註記。若所用異速生長式需要樹高，另以測高器測量樹高；必要時蒐集木材基本密度等樹種參數。

測量資料須使用與生長式相符的單位及變數定義。例如，生長式要求胸高直徑以公分輸入，就不能直接輸入公尺數值。

三、以生長式估算單木生物量

依樹種或適用的樹種群組，採用經驗證的異速生長式估算單木生物量。常見形式例如：

或：

其中，$B_i$ 為第 $i$ 株樹的生物量，$D_i$ 為胸高直徑，$H_i$ 為樹高，$a,b,c$ 為依樹種、地區及生物量定義建立的參數。若公式只估地上部生物量，應再依適用的根冠比或根生物量模型估算地下部，才能得到全株生物量：

四、換算至每公頃及全林地

核心觀念

植生演替是植物群落隨時間逐漸建立、組成改變的過程。治理地面臨初生或次生演替，最重要的差異在於地表是否保有可供植物恢復的土壤與繁殖體：

• 初生演替：在原生裸地開始，地表原先沒有植被，土壤層或植物繁殖體也極少，例如裸岩、新生堆積地或崩塌後露出的基岩。植物須先定殖並逐步改善基質，土壤形成與植群建立較慢。
• 次生演替：原有植群受干擾後，在仍保有土壤、種子庫、根系或周邊種源的地區重新發展，例如火災、採伐或部分崩塌地。立地條件通常較有利，天然更新較快。

本題沒有涉及特定法條或公式；植生工程的共同目標是先降低侵蝕與立地限制，再促進植群穩定發展。治理工程須配合坡面穩定、排水及土砂控制，避免把植生視為取代必要安全工程的手段。

解題方法

作答可依「判斷演替起點 → 處理立地與侵蝕 → 促進植物定殖或更新 → 追蹤調整」的順序，分別說明初生演替與次生演替。兩者都要考量地形、坡向、土壤、水分、氣候、種源與治理目標，但工程介入程度不同：初生演替著重創造植物能生長的條件；次生演替著重保留並利用既有的恢復資源。

初生演替地區的植生工程

1. 先穩定基質並改善生育環境 對裸岩、鬆散堆積物或土層極薄地，先配合地形與災害型態處理坡面、排水及表土流失。依現地條件補充或固定適當的生長基質，保留細土與有機質，改善保水、通氣及養分條件。施作時避免大面積擾動，以免基質再次流失。

2. 以耐逆境先驅植物建立初期覆蓋 選用適應當地氣候、耐貧瘠、耐旱或耐沖蝕，且容易定殖的草本、地被或灌木；物種應以當地適生植物為優先。可依坡面條件採種子撒播、噴植、植生毯或苗木栽植等方式，藉由根系固土、地上部減緩雨滴與逕流，逐步增加有機質並改善微環境。

3. 採分階段建立植群 初期以覆蓋地表、減少侵蝕及建立基質為主；待土壤與水分條件改善後，再導入適合中後期生育地的灌木、喬木或其他目標植群。避免在基質尚未形成、環境限制仍強時大量栽植不耐逆境的中後期樹種。