112 公務人員升官等薦任 林業技術 樹木學 考古題詳解

112 年・公務人員升官等・薦任・林業技術
試題代碼 樹木學

第 一 題25 分

山茶科(Theaceae)是臺灣山地森林生態系常見樹種組成。依赫欽森系統(Hutchinson system),可以將臺灣產山茶科區分成 2 個亞科、9 個屬。

(一) 請說明山茶科之特徵。(5 分)

(二) 以檢索表說明區分臺灣產山茶科 2 個亞科、9 個屬。(11 分)

(三) 上述各屬請分別舉例 1 樹種中文名。(9 分)

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核心觀念

本題考山茶科的科級形態特徵,以及**依赫欽森系統(Hutchinson system)**辨認臺灣產山茶科的 2 個亞科、9 個屬。分類依據以花、雌蕊、果實與種子的形態為主,尤其先看果實是肉質或蒴果,再逐步比較花部與種子特徵。

不同分類系統對山茶科的範圍與屬級歸屬有所調整;本題指定赫欽森系統,以下依該系統作答,不與現代系統的科級拆分混用。

解題方法

先掌握山茶科的共同特徵,再以檢索表逐步分流:

  1. 先按果實及種子特徵分亞科:將臺灣產屬分為厚皮香亞科與山茶亞科。
  2. 再按花、子房、果實及種子形態分屬:每次只使用一組可比較的性狀,沿分支往下判定。
  3. 代表種要與屬名配對:題目要求各屬各舉一種,列出臺灣有代表性的中文名即可。

(一)山茶科特徵

山茶科植物多為常綠喬木或灌木。葉互生,單葉,通常革質,葉緣多有鋸齒,無托葉。花多腋生,單生或簇生,整齊花,通常兩性,花梗或花萼基部常有苞片或小苞片。

萼片通常 5 枚,覆瓦狀排列;花瓣通常 5 枚,分離或基部稍合生。雄蕊多數,常與花瓣基部合生或貼生。子房上位,少數近下位,通常 3–5 室,中軸胎座;花柱數通常與心皮數相應,分離或部分合生。果實可為蒴果,也可為漿果狀或核果狀;種子 1 至多數,有些具翅。

(二)臺灣產山茶科 2 個亞科、9 個屬檢索表

甲、亞科檢索

1a. 果實通常為漿果狀、核果狀或不規則開裂;種子通常有胚乳;雄蕊通常 1–2 輪,楊桐屬可較多輪 → 厚皮香亞科 Ternstroemioideae

1b. 果實通常為蒴果,成熟時開裂;種子常無胚乳;雄蕊多數 → 山茶亞科 Camellioideae

乙、厚皮香亞科屬檢索

1a. 花單性,雌雄異株;花小,果實小型漿果狀 → 柃木屬 Eurya

1b. 花通常兩性 → 2

2a. 子房半下位 → 茶梨屬 Anneslea

2b. 子房上位 → 3

3a. 雄蕊多輪;子房通常多室,胚珠多數,種子細小 → 楊桐屬 Adinandra

3b. 雄蕊通常 1–2 輪 → 4

4a. 果實漿果狀,成熟時不呈典型多瓣蒴果 → 紅淡比屬 Cleyera

4b. 果實成熟後可開裂,具厚質果皮 → 厚皮香屬 Ternstroemia

丙、山茶亞科屬檢索

1a. 果實肉質或核果狀,成熟時不呈典型木質蒴果 → 烏皮茶屬 Pyrenaria

1b. 果實為蒴果 → 2

2a. 種子無翅;雄蕊外輪常與花瓣基部合生 → 山茶屬 Camellia

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第 二 題25 分

請就臺灣惡劣生育地的臺南濱海鹽漬濕地、彰化濱海沙地、雲林濁水溪南岸河岸沙地、臺中大肚臺地大黍入侵草生地及花蓮新城終止採礦的水泥礦場等 5 個地區,分別說明這些惡劣生育地特性,並各提供 3 種適宜生態復育造林的原生喬木樹種。(25 分)

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核心觀念

本題考「適地適木」與逆境生育地的生態復育。作答要先辨認各地主要限制因子,再選擇能耐受該環境、且符合當地原生植群的喬木。五處生育地的限制依序可整理為:鹽分與積水、海岸風砂與乾旱、河川沖淤與飛砂、大黍競爭與火災、石灰岩裸露與土壤瘠薄。

「原生喬木」是指臺灣原生、能形成木本樹冠的樹種;適宜復育不表示只要耐逆境即可,仍須考量當地天然植群、土壤與水文條件。以下列出各地可用的代表樹種。

解題方法

每一地區依「地點環境 → 主要逆境 → 樹種耐受特性」作答。樹種應與逆境相配:

  • 鹽漬濕地:選耐鹽、耐濕或能適應潮汐影響的樹種。
  • 海岸沙地:選耐風、耐鹽霧、耐旱及能適應砂質土壤的樹種。
  • 河岸沙地:選耐沖淤、耐旱及能在河岸裸露地建立的先驅樹種。
  • 大黍草生地:選適應乾熱、瘠薄環境的原生樹種,並配合除草、防火及後續撫育。
  • 水泥礦場:選當地石灰岩區的原生樹種,並先改善植穴土壤、保水與坡面穩定條件。

五處生育地與適宜樹種

一、臺南濱海鹽漬濕地

**生育地特性:**地勢低平,土壤鹽分高,常受海水或鹹水影響;部分地區地下水位高、排水不良,呈現鹽漬與季節性淹水並存的狀況。濱海強風、鹽霧及夏季乾旱也會增加幼苗定植困難。

適宜原生喬木:

  1. 黃槿:耐鹽、耐風,適合海岸及鹽鹼環境。
  2. 海茄苳:適合受潮汐影響、泥質且水分充足的濱海濕地。
  3. 欖李:可生於河口與鹽濕地,適合濕地林分復育。

樹種配置須依潮汐淹水深度及淹水時間分區;鹽濕地不宜不分水文條件全面種植同一樹種。

二、彰化濱海沙地

**生育地特性:**土壤以砂質為主,保水、保肥能力弱,受東北季風及海風影響,容易有風害、鹽霧、飛砂與表土流失;夏季日照強、土壤乾燥,幼苗易遭風乾或掩埋。

適宜原生喬木:

  1. 黃槿:耐風、耐鹽,適合海岸林緣及沙地。
  2. 白水木:耐旱、耐鹽風,適合濱海砂地。
  3. 海檬果:具海岸環境適應性,可用於濱海林帶復育。

造林初期可先以地被植物、遮蔭或防風設施穩定地表,再逐步建立喬木層。

三、雲林濁水溪南岸河岸沙地

**生育地特性:**河岸及高灘地以沖積砂質土為主,土層鬆散、保水性低;豪雨時可能遭洪水沖刷或覆砂,枯水季則乾旱,冬季還常有強風揚塵。河道與沙洲變動使生育條件不穩定。

適宜原生喬木:

  1. 構樹:生長迅速,適應力強,可在裸露地建立。
  2. 山黃麻:屬先驅性樹種,適合河岸及受擾動地復育。
  3. 苦楝:可適應平地與河岸環境,適合作為中後期林分樹種。

河岸造林應依洪水頻率及地勢高低分帶配置;經常受洪水沖刷處應先保留水流空間,較穩定的高灘地再建立喬木林帶。

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第 三 題25 分

竹子廣泛分布熱帶至暖溫帶地區,少數種類可分布寒帶;而臺灣竹林與竹木混淆林約占森林林型的 10%,具有重要的經濟與生態價值。

請繪圖並說明竹子的地下莖生長方式,列舉 5 種臺灣重要的經濟竹子種類及其學名。(25 分)

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核心觀念

竹類的地下莖又稱根莖,是竹子在地下延伸、儲存養分並產生新竹稈的重要器官。地下莖的形態與生長方向,決定新竹稈是集中成叢,還是沿地面向外散生。

依地下莖的生長方式,主要分為兩型:

  1. 合軸型(sympodial,又稱叢生型):地下莖短而粗,頂芽向上形成竹稈,側芽再發育成短地下莖,逐步形成密集竹叢。
  2. 單軸型(monopodial,又稱散生型或走莖型):地下莖細長,沿水平方向延伸;節上的芽可向上抽生竹稈,使竹稈分散生長。
  3. 復軸型(amphipodial,又稱混合型):同一地下莖系統兼具合軸與單軸的生長特徵,局部叢生、局部向外延伸。

解題方法與圖解

作答時先畫出地下莖,再以芽的生長方向標示新竹稈如何形成。合軸型的關鍵是「短地下莖、竹稈集中」;單軸型的關鍵是「長地下莖、竹稈分散」。圖中實線表示地下莖,向上箭頭表示竹稈。

合軸型(叢生) 單軸型(散生)

 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
 稈 稈 稈 稈 稈 稈
 ╱│╲╱│╲╱│╲ ─────────●──────────●──────────●──
 短而粗、分枝的地下莖 細長、水平延伸的地下莖
 竹稈集中成叢 竹稈沿地下莖分散生長

合軸型地下莖的頂芽通常轉向上方形成竹稈,側芽接續形成新的短地下莖,因此竹叢逐年向外擴張,但竹稈仍集中在母叢附近。麻竹、綠竹及長枝竹屬此型。

單軸型地下莖的頂芽持續向前伸長,節上的側芽或頂芽形成新竹稈,竹稈間距較大,竹林容易向周圍擴展。桂竹與孟宗竹屬此型。

臺灣重要經濟竹種及學名

以下列舉五種臺灣重要經濟竹種:

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第 四 題25 分

氣候變遷下暖化作用與極端天氣發生頻率劇增,樹木的固碳作用不但減少大氣二氧化碳濃度,對於降水與溫度的氣候調節以及生態系功能提升具有相當的助益。

請寫出臺灣低海拔固碳能力最佳樹種的前 5 名及其學名,並敘明其特徵。(25 分)

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核心觀念

本題考臺灣低海拔樹種的碳吸存能力,以及五種代表樹種的學名與辨識特徵。依林業研究以相同林齡比較闊葉樹種每公頃二氧化碳吸存量的結果,20 年生林分的前五名依序為相思樹、光蠟樹、櫸木、樟樹、楓香。題目中的「固碳能力」應按此研究的林分比較結果作答,不宜直接等同於單株光合作用速率或木材含碳率。

林木透過光合作用吸收二氧化碳,將碳固定於地上部與地下部生物量中。比較固碳量時,林齡、林分密度、樹木大小與估算方法都會影響結果,因此排名應連同研究的比較條件理解。

解題方法

依序寫出排名前五的樹種、學名,再以樹形、葉、花果及生長特性描述辨識重點。可用「樹種名稱與學名—葉與枝—花果或生態特徵」的格式作答,兼顧名錄記憶與辨識。

五種樹木與特徵

  1. 相思樹:Acacia confusa Merr. 常綠喬木,樹皮灰褐色,幼苗具有羽狀複葉;成樹葉柄扁平並擴大成葉狀柄,外觀似狹長葉片。花黃色、呈球形頭狀花序,莢果扁平,成熟後扭曲。耐旱、耐瘠,常見於臺灣低海拔地區,也是常用造林樹種。

  2. 光蠟樹:Fraxinus griffithii C.B.Clarke 落葉喬木,葉為對生奇數羽狀複葉,小葉多枚,邊緣可具細齒。花小,呈圓錐花序;果為帶翅的翅果。樹幹挺直、生長較快,常見於低至中海拔林地及人為栽植環境。

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