民國110年 高考三級 林業技術 森林生態學（包括保育）
第3題
請試述人造林生態系自建造開始後其自營性呼吸速率（Autotrophic Respiration）、異營性呼吸速率（Heterotrophic Respirati…
題目
請試述人造林生態系自建造開始後其自營性呼吸速率（Autotrophic Respiration）、異營性呼吸速率（Heterotrophic Respiration）、淨初級生產 力（Net Primary Productivity ）及淨生態系生產力（Net Ecosystem Productivity）的碳通量（Carbon Flux）相對於粗初級生產力（Gross Primary Productivity）隨時間大致之動態變化，並請試述為何適時伐採並利用將 有助於該人造林生態系單位面積總碳量之固定。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、定義與通量關係：粗初級生產力（GPP）為總光合固碳量，自營性呼吸（Ra）為植物呼吸，淨初級生產力 NPP = GPP − Ra；異營性呼吸（Rh）為分解者呼吸，淨生態系生產力 NEP = NPP − Rh = GPP − Ra − Rh。造林後碳收支隨林分發育而變，可用齡級序列（chronosequence）或渦度協方差（eddy covariance）長期監測呈現。
- 二、Ra 與 Rh 之動態：造林初期 Ra 隨葉面積與活生物量增加而快速上升，至鬱閉後趨緩，Ra/GPP 由約 0.3 升至 0.6–0.7；Rh 初期因伐餘材、枯落物與土壤有機質分解而較高，隨後因新鮮凋落物增加而再上升，成熟期趨於與 NPP 接近平衡。
- 三、NPP 與 NEP 之動態：NPP 隨 GPP 上升而增加，但因 Ra 占比提高，NPP/GPP 由約 0.7 降至 0.3 左右；NEP 初期可能為負（碳源，Rh 大於 NPP），隨木質部累積轉為正，達最大值後因 Rh 增加與 GPP 趨平而下降，成熟林接近零（碳中性），此時單位面積總碳量接近飽和。
- 四、適時伐採有助固碳之理由：伐採可避免自然枯死木之緩慢分解及病蟲、火災造成之突發排放，將碳轉存於耐久木製品（harvested wood products），並替代化石材料與能源，形成替代效應（substitution effect）；同時使林分回到高 NPP 之幼齡階段，維持較高平均生長量，縮短達到最大累積碳量之時間。
- 五、限制與配套：伐採本身造成作業排放與土壤擾動，碳帳須考量產品半衰期與替代係數；宜採低傷害集材、保留枯落物與下層植生、延長產品使用年限，並以多輪伐期之平均碳量及景觀尺度評估，方能確保單位面積總碳量之淨固定。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。