113 年 國立嘉義大學森林暨自然資源學系碩士班《森林學》

本題主要考查台灣西部不同海拔高度的天然植群類型及其生態特性。台灣西部地形從沿海平原、丘陵、山地到高山，海拔變化劇烈，造就了多樣的植被分布。

解題思路：

1. 釐清範圍：題目要求說明「台灣西部」從「低海拔到高海拔」的「天然植群類型」及「特性」。
2. 海拔劃分與植群帶：根據海拔高度，可以將台灣西部植被劃分為幾個主要的植群帶。常見的劃分方式包括：
   • 低海拔：熱帶季風林、亞熱帶闊葉林
   • 中海拔：溫帶闊葉林
   • 高海拔：暖溫帶針闊葉林、寒帶針葉林、高山寒原
3. 各植群帶的特性：針對每個植群帶，說明其代表性的植物組成（喬木、灌木、草本等）、氣候條件（溫度、濕度、降雨）、土壤狀況，以及對環境的適應性。
4. 台灣西部特有性：考量台灣西部地形與氣候的特殊性，例如季風影響、地形抬升速度快等，可能對植被分布產生哪些影響。

詳細說明：

• 低海拔區域（約 0-500 公尺）：

  • 植群類型：熱帶季風林（沿海平原、低丘陵）或亞熱帶常綠闊葉林。
  • 特性：
    • 氣候：溫暖濕潤，年平均溫度高，無霜害或霜期短。
    • 植被組成：以常綠闊葉樹為主，種類豐富，喬木層、灌木層、草本層結構明顯。常見樹種如榕樹類、茄苳、朴樹、相思樹、麻竹等。部分地區因人為開發，已演替為次生林或農墾地。
    • 土壤：多為沖積土或紅土，肥力較高。
    • 適應性：耐高溫、高濕，對陽光需求較高。

• 中海拔區域（約 500-1800 公尺）：

  • 植群類型：溫帶常綠闊葉林（或稱暖溫帶闊葉林）。
  • 特性：
    • 氣候：年平均溫度約 17-22°C，有明顯的季節變化，冬季可能出現霜凍。

本題考查五種重要樹木的中文科別及鑑別特徵。這五種樹木在台灣林業、生態或景觀上都具有一定的代表性。

解題思路：
逐一列出題目所列的五種樹木，針對每一種，查明其植物學上的科別，並整理出幾個最顯著、最容易辨識的特徵。鑑別特徵應包含葉、果、樹皮、枝條、或整體樹型等面向。

詳細說明：

1. 臺灣五葉松 ( Pinus taiwanensis )

   • 中文科別：松科 (Pinaceae)
   • 重要鑑別特徵：
     • 葉：針葉，每束有 2 或 3 枚（但此種以 2 枚為主，偶爾有 3 枚，是重要特徵），常 2 枚成束，細長，長約 8-15 公分，質地較硬，邊緣有細鋸齒。
     • 毬果：卵圓形至卵狀長橢圓形，長約 4-7 公分，鱗片基部有明顯的凸起（umbo）且常帶刺。
     • 樹皮：老樹樹皮呈不規則的厚塊狀剝落，呈現紅褐色。
     • 樹型：幼樹呈尖塔形，老樹則呈傘形或不規則形，枝葉濃密。
     • 分布：主要分布於台灣中、高海拔山區（約 1000-3000 公尺）。

2. 蘭嶼羅漢松 ( Podocarpus costalis )

   • 中文科別：羅漢松科 (Podocarpaceae)
   • 重要鑑別特徵：
     • 葉：單葉，互生，革質，線形或線狀披針形，長約 5-10 公分，寬約 0.5-1 公分，頂端鈍或微尖，基部漸狹，葉緣反捲，葉背有明顯的氣孔線。葉片排列緊密，常二列狀。
     • 果：雄毬花葇荑狀，雌花單生或 2-3 枚簇生，成熟時假種皮（肉質假種皮）紅色，種子為卵形或橢圓形。
     • 樹皮：灰褐色，光滑，老時呈薄片狀剝落。
     • 樹型：常呈灌木狀或小喬木，枝葉茂密，常綠。
     • 分布：台灣蘭嶼、綠島及台灣本島南部海岸地區。

3. 落羽松 ( Taxodium distichum )

   • 中文科別：柏科 (Cupressaceae) 或 杉科 (Taxodiaceae)（依分類系統不同，近年多歸於柏科）。
   • 重要鑑別特徵：
     • 葉：羽狀複葉，小葉線形，互生於小枝上，排成二列狀，形似羽毛。葉色在秋季會轉為紅褐色。
     • 毬果：近球形，直徑約 2-3 公分，成熟時鱗片脫落。

本題考查「菌根」的定義以及其對植物和生態系統的效益。這是植物學和生態學中一個非常基礎且重要的概念。

解題思路：

1. 定義菌根：首先清楚定義菌根是什麼，說明其基本結構和形成過程。
2. 菌根的種類：簡要介紹主要的菌根類型（如外生菌根、內生菌根），並說明它們的區別。
3. 菌根的效益：詳細闡述菌根對植物和整個生態系統的正面影響，可以從植物本身、土壤、養分循環等方面分析。

詳細說明：

定義：
菌根（Mycorrhiza）是由希臘文 "mykes"（真菌）和 "rhiza"（根）組合而成，意指「真菌根」。它是一種真菌與植物根系之間共生（symbiosis）的互利關係。在这种關係中，真菌菌絲體（hyphae）與植物的根部細胞緊密結合，形成一種特殊的結構。

形成過程與類型：
菌根主要可分為兩大類：

1. 外生菌根（Ectomycorrhizae, ECM）：

   • 特徵：真菌菌絲體包圍植物根尖，形成一層菌鞘（mantle），並深入根皮層細胞之間的空隙，形成哈氏網（Hartig's net）。菌絲體通常不進入植物細胞內部。
   • 寄主植物：多見於木本植物，如松科、殼斗科、樺木科、楊柳科等。
   • 形成：真菌菌絲體先在根部表面生長，再入侵根皮層細胞間隙。

2. 內生菌根（Endomycorrhizae, AM）：

   • 特徵：真菌菌絲體穿過植物根細胞的細胞壁，進入細胞內部，形成叢枝（arbuscules，用於養分交換）和囊泡（vesicles，用於儲存養分）。菌絲體不穿破細胞膜。
   • 寄主植物：占植物種類的絕大多數，包括大多數草本植物、農作物、以及部分木本植物。
   • 形成：這類菌根的真菌通常屬於球囊菌門（Glomeromycota），是植物根系最普遍的共生真菌。

菌根的效益：

菌根對植物和生態系統具有多方面的益處：

本題考查「生態系服務功能」的概念，包括其定義、分類，以及森林生態系所提供的具體服務。這是生態學和環境科學中的核心概念。

解題思路：

1. 定義生態系服務功能：首先清楚解釋「生態系服務功能」的含義，強調其與人類福祉的關聯。
2. 生態系服務功能的四大類：列出並簡要說明國際上普遍接受的四大分類（支持性、供給性、調節性、文化性）。
3. 森林生態系提供的服務：針對每一類服務，具體說明森林生態系如何貢獻，並舉例說明。

詳細說明：

一、何謂「生態系服務功能 (Ecosystem Services)」？
生態系服務功能是指自然生態系統為人類提供的、維持和改善人類福祉的各種益處。這些益處是自然過程的產物，對人類的生存、發展和生活品質至關重要。它強調了生態系統的價值，不僅在於其生物多樣性本身，更在於其對人類社會的實際貢獻。

二、生態系服務功能可分為哪四大類？
根據 Millennium Ecosystem Assessment (MEA) 等國際評估報告，生態系服務功能通常被分為四大類：

1. 支持性服務 (Supporting Services)：

   • 這是其他所有生態系服務的基礎，是產生供給性、調節性及文化性服務所必需的過程。
   • 例如：初級生產（植物行光合作用製造有機物）、養分循環（如碳循環、氮循環、磷循環）、土壤形成、水循環、授粉。

2. 供給性服務 (Provisioning Services)：

   • 這是生態系統直接產生的、可供人類獲取的物質產品。
   • 例如：食物（農作物、漁獲、林產品）、淡水、木材、纖維、藥材、生物燃料、基因資源。

3. 調節性服務 (Regulating Services)：

   • 這是生態系統為調節環境過程而提供的服務，對人類的福祉有間接但重要的影響。
   • 例如：氣候調節（固碳、影響降雨）、洪水調節、病蟲害調節、水質淨化、風蝕與水蝕的調節。

4. 文化性服務 (Cultural Services)：

   • 這是生態系統為人類提供的非物質益處，影響人類的精神、休閒、認知和社會生活。
   • 例如：美學價值、精神與宗教價值、休閒與遊憩、教育與科學研究機會、文化遺產。

三、森林生態系可以提供哪些生態系服務功能？
森林生態系作為陸地上最重要的生態系統之一，提供了極其豐富多樣的生態系服務功能：

1. 支持性服務：
   • 初級生產：森林中的樹木通過光合作用，將太陽能轉化為生物質，是地球上許多食物鏈的基礎。
   • 養分循環：森林在地表和地下進行著複雜的養分循環，將死亡的有機物分解，釋放養分供植物重新利用，特別是碳、氮、磷等關鍵元素的循環。