114 公務人員升官等薦任 林業技術 森林生態學(包括保育) 考古題詳解

114 年・公務人員升官等・薦任・林業技術
試題代碼 森林生態學(包括保育)

第 一 題25 分

何謂植物物種的北降現象?舉出可能發現北降現象之地點與三種喬木或灌木植物,並說明這三種植物之分類與特徵。

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核心觀念

「北降現象」是指原本分布於較高海拔,或較高緯度、較冷涼地區的植物,在臺灣北部出現於比中南部同類植物分布區更低的海拔。它反映的是植物分布與溫度、降水、季風及地形等環境條件的關係;「北降」指分布位置往北且往低海拔延伸,不是植物個體沿山坡移動。

臺灣北部受到東北季風影響,冬季較冷、雲霧及降水較多;山區的坡向、地形與局部微氣候,也會形成適合冷涼性植物生長的環境。因此,北部低海拔地區可以見到在中南部主要分布於中高海拔的植物。

解題方法

依序回答三件事即可:

  1. 下定義:點出「中高海拔或較高緯度植物,分布至北部較低海拔」。
  2. 舉出地點:以陽明山、大屯山系或北海岸山區為例,並說明北部冷涼、多雨的環境特色。
  3. 選三種木本植物:各自交代分類位置與辨識特徵,並說明其北降分布情形。

地點與代表植物

可舉陽明山、大屯山系及北海岸山區為例。陽明山一帶可見原本主要分布於中海拔的植物出現在較低海拔;北海岸迎風坡受到東北季風影響,冬季低溫、多雨,亦有利冷涼性植物生長。

一、玉山杜鵑

  • 分類:被子植物,杜鵑花科(Ericaceae)杜鵑花屬(Rhododendron);學名 Rhododendron pseudochrysanthum。
  • 特徵:常綠灌木,葉片集中於枝端,質地較厚;花通常呈粉紅至淡紫紅色,花冠大型醒目。
  • 北降表現:原為臺灣高山植物,北部山區可在較低海拔見到其分布,例如陽明山區及北海岸山區。

二、昆欄樹

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第 二 題25 分

鰲鼓溼地森林園區是國內著名的平地造林園區,請說明此園區較具特色的三種造林樹種與當初選擇這些物種的策略,並說明現今該造林園區所面臨較大的環境問題為何?

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核心觀念

本題考查海岸平地造林的「適地適種」原則,以及造林地受到海岸環境限制時,如何兼顧林木生長、防風與生態功能。鰲鼓濕地森林園區位於嘉義沿海,園區內有人工林、濕地、魚塭與紅樹林等多種棲地;造林樹種選擇須考量強風、鹽霧、土壤鹽分、積水及地層下陷等條件。

解題方法

作答時,可先說明三種代表性造林樹種,再分別連結其生態特性與栽植目的;最後指出園區主要環境問題的成因及對林木的影響。選種策略的核心,是以能適應沿海逆境的樹種建立林分與防風屏障,並以多樹種配置增加林相與棲地多樣性。

三種代表性樹種與選種策略

一、木麻黃

木麻黃耐風、耐鹽、耐旱,且生長較快,適合沿海強風與鹽霧環境。園區種植木麻黃,主要是利用其作為先驅樹種及防風林帶,減弱風勢與鹽霧對內陸林分的影響,也能在初期迅速形成林地覆蓋。

二、白千層

白千層可適應部分濱海環境,常用於沿海及平地造林。選種時利用其造林與景觀功能,並與木麻黃等樹種搭配,避免林地只由單一樹種構成。不過白千層對高鹽分立地仍會受抑制,不能將其視為任何鹽化地區都適用的樹種。

三、桉樹(尤加利)

桉樹生長快速,可用於平地造林,較短時間內形成林木覆蓋與景觀林相。園區栽植桉樹,反映早期造林以較快建立林分為考量;但樹高生長較快,若超出前方防風林的遮蔽,也會增加受強風吹襲的風害風險。

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第 三 題25 分

請說明年輕針葉樹人工林林分(如林齡 30 年臺灣杉林分)與老齡針葉樹人工林林分(如林齡 70 年臺灣杉林分)的林分特性差異。

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核心觀念

本題考查同齡人工林隨林齡增加的林分發育與生態結構變化。比較 30 年生與 70 年生臺灣杉林分時,應同時觀察林木生長、林分密度與競爭、林冠及林下環境、物種組成和枯死木等結構特徵。

臺灣杉為大型常綠針葉樹,人工林通常由造林形成,早期林分結構較單純;隨林齡增加,樹木長大、林冠鬱閉與個體競爭改變,林分逐漸發展出更複雜的垂直與水平結構。70 年生人工林仍是人工林,林齡較老不等於天然老齡林,也不表示已達演替終點。

解題方法

以「林木個體—林分結構—林下生態」三個層次逐項比較:

  1. 林木個體:比較胸徑、樹高、樹冠與幹材發育。
  2. 林分結構:比較密度、競爭、自我疏伐,以及徑級與樹高分布。
  3. 林下生態:比較光環境、下層植被、天然更新、枯立木與倒木,以及棲地多樣性。

作答時避免把所有變化簡化成「老林密度較低」或「老林生長停止」。臺灣杉林分的生長趨勢會受立地、初植密度、疏伐與干擾影響;林齡提供的是發育階段的比較,不是所有林分都完全相同的固定數值。

林分特性比較

比較面向年輕林分(例:30 年生)老齡林分(例:70 年生)
林木大小與生長平均胸徑及樹高通常較小,林木仍處於快速生長與空間競爭階段。林木通常較高、胸徑較大,幹材較成熟;臺灣杉生長可延續至高齡,不能直接說 70 年生已停止生長。
林分密度與競爭林木數量通常較多,林冠逐漸接合,對光、水分與養分的競爭強。林木長大後,部分個體會因競爭而死亡;若未經疏伐,常可見自我疏伐或林木枯死,但實際密度仍受經營歷史影響。
徑級與林冠結構多由相近大小的林木構成,徑級分布較集中,冠層多偏單層、均勻。
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第 四 題25 分

請說明現今全球森林火燒的趨勢,及其發生原因與影響。

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核心觀念

森林火災的發生與擴大,通常以「火災三要素」理解:可燃物、助燃條件與火源。可燃物包括枯枝落葉、草本植物、灌木及林木;助燃條件主要是高溫、乾燥與風;火源則包括雷擊等自然因素,以及農地整地、焚燒、營火、電力設備與蓄意縱火等人為因素。

回答「全球森林火燒趨勢」時,須區分全球總燃燒面積與森林受火災擾動的面積、火災強度及嚴重度。全球總燃燒面積的統計會受到草原與稀樹草原火災影響;不同資料集對森林、火災和燃燒面積的界定也不盡相同。因此,不能把單一全球總面積的升降,直接解讀為森林火災全面減少或全面增加。

解題方法

依「趨勢—原因—影響」三段作答:

  1. 趨勢部分先說明全球整體並非各地一致,再指出森林火災較突出的變化,包括極端大型火災增加、火災季延長,以及部分森林區域的火災擾動與排放增加。
  2. 原因部分由火災三要素切入,連結氣候變遷、土地利用與人為點火。
  3. 影響部分分為生態、氣候、環境健康及社會經濟層面,並補充火在適應火的生態系中具有自然更新作用,避免將所有火災一概視為有害。

全球森林火燒趨勢

近年全球森林火災呈現區域差異擴大、極端火災受關注度上升的特徵。部分熱帶、溫帶及北方森林地區出現較大的森林火災損失;高溫乾旱、強風與長時間缺水交互作用,使大型、嚴重火災更容易發生,火災季也在部分地區延長。加拿大、亞馬遜流域及其他森林區域的極端火災,顯示森林火災可在特定年份造成遠高於長期平均的影響。

但若統計的是涵蓋草原、稀樹草原與農業燒除的全球總燃燒面積,長期趨勢未必與森林火災指標相同;部分研究觀察到全球總燃燒面積下降,主要與熱帶草原及農業火燒變化有關。故較精確的結論是:全球總燃燒面積不必然同步上升,但許多森林地區的火災風險、極端性及森林損失值得高度關注。

發生原因

一、氣候變遷與火災天氣 氣溫升高會增加蒸散,使植被與地表可燃物更乾;降雨不足、持續乾旱及熱浪會延長可燃物乾燥時間。高溫、低濕、強風等火災天氣條件,會提高起火後快速蔓延及形成大型火災的機率。閃電也可在偏遠森林引發火災,並可能與乾燥環境共同造成大面積燃燒。

二、人為點火與土地利用變遷 全球許多火災由人為活動引起,例如農地清理與焚燒、牧場管理、伐採後焚燒、營火、電力設施故障及縱火。道路開發與森林破碎化會增加人類進入森林及點火的機會;森林轉作農牧用地,也可能使火災更頻繁,並使原本不常受火的森林逐漸退化。

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