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森林事知多少：物種多樣性的人造林

92/06/09 13427

關秉宗｜臺灣大學森林學系

人造林是由人類栽植而成的森林，譬如我們在溪頭森林遊樂區看到的森林，大部分屬於人造林。在三百多年前的歐洲，人造林就已存在；而臺灣地區大面積地建造人造林始於日據時代，在伐採臺灣檜木林後，在原檜木林地上栽植柳杉與其他樹種。

早期伐採木材以供輸出，乃是臺灣重要的經濟來源之一，而在伐採後建造人造林的最初目標仍以木材生產為主。但隨著經濟發展，國民所得日益提高，致使伐木成本大幅上升，伐採森林在國內不僅成本高於收益，同時因為民眾對生態環境的重視，以生產木材為主的伐木作業更成為社會非難的對象。

因此近15年來，臺灣地區木材產量逐年遞減，但民眾對木材與其相關產品如紙漿的需求量卻未減少，而以進口填補其間的差距。在可預見的將來，對於木材的需求並不會減緩，其原因乃在於木材是可再生的綠色資源，相較於其他的材料如塑膠與水泥，較易分解，對環境衝擊亦小。

然而同樣基於保護本國環境的理念，目前世界各國對木材與其相關產品的輸出管制日趨嚴格。因此在不伐採天然林與原始林的前提下，最佳的選擇是有效地建造及經營人造林以盡量滿足國內對木材的需求，並減少對進口的依賴。依據京都議定書的規定，各國新增人造林可以視為二氧化碳減量的措施，因此未來人造林不僅擔負著生產木材的任務，亦兼具吸收二氧化碳而減緩其排入大氣的角色。

目前人造林約占全世界森林面積的3％，而在部分國家如日本與英國，此比率更高達40％以上。根據全國第三次森林資源調查，國內人造林約占全部森林面積的19％。是以如果人造林除了能擔負生產木材等傳統的角色外，亦能肩負維護生物多樣性的功能，對環境的衝擊必可降到最低。

人造林最受人批評的有兩點，即選擇外來樹種，如柳杉，及單一樹種造林。目前臺灣地區已甚少選擇外來樹種造林，因此本文僅探討如何增加人造林的多樣性。

以往選擇單一樹種造林主要是基於經濟與管理上的考量，因單一樹種在建造上較方便，也較易經營管理，故在以木材生產為最主要考量下，得以降低成本。然而單一樹種人造林最為人詬病的是物種的多樣性常較天然林為低。

人造林的物種多樣性之所以較低，固然與其為單一樹種有關，但卻非必然。在臺灣，許多天然針葉林多成純林，亦即在該等森林中單一樹種在生物量或林木材積上占絕大多數。例如棲蘭山的檜木森林，臺灣扁柏在立木材積上常超過八成，可謂檜木純林；而在玉山國家公園塔塔加鞍部附近的臺灣雲杉林亦然，但天然純林的物種多樣性卻未必較低。相較於天然純林，單一樹種人造林的物種多樣性為何偏低呢？

假若我們仔細比較天然林純林與單一樹種人造林，可以發現兩者最大不同處在於天然林的林分結構非常複雜，而人造林的結構卻相當單純。所謂林分結構是指在一片森林中，大小與高矮不同的林木在水平與垂直空間中的分布情形。以棲蘭山檜木天然林為例，若我們進到森林中向上與向四周看，我們可以看到大小與高矮不同的檜木星羅棋布地散布在空間中，森林冠層中有不少的空隙，森林中亦夾雜一些枯立木，而林地上亦有一些倒木存在。但是在附近經由以人工方式促進天然更新所建立的檜木林中，林木的大小高低大致相同，分布較規則，森林冠層完整，是以在結構上單純許多。

生物多樣性包含有三個不同層次的多樣性，即遺傳多樣性、物種多樣性與棲息地多樣性。在人造林中不僅樹種單純，因其林分結構亦單純，是以可提供其他物種棲息地的機會相對減少許多，而有較低的生物多樣性。

造成此種結構差異最主要的原因並非建造的方式或面積，而是時間。天然純林因存在的時間非常長，在其歷程中受到許多的天然擾動如颱風的影響，造成林冠疏開，讓同種或其他種的植物有更新生存的機會，是以林木建造時間不一，大小高矮相差頗大而產生了複雜的結構。同時在天然狀況下，因天然擾動而產生的枯倒木留存在森林中，亦提供適宜其他物種生存的棲息地。

單一樹種人造林中，林木多在同一時間栽植，是以大小高矮相差不多。同時因存在的時間較短，林分遭受到天然擾動的次數較少，林冠較完整，是以其他植物入侵的機會減少。此外，在建造人造林前的伐木作業，絕大多數的林木均從林地上移除，而無枯倒木的存在，此種作業方式亦減少了棲息地的多樣性。

有鑑於此，近年來森林學者提出許多新的森林經營觀念，希望人造林能在擔負傳統任務，如木材生產、水土保持與國土保安的同時，亦能兼顧生物多樣性與生態系的完整。最有效的方法之一，即以人為方式模擬天然擾動的頻率、規模與範圍，讓人造林在結構上亦具有多樣性，進而促進人造林的生物多樣性，此即森林生態系經營的核心理念之一。

目前所採取的方式包括以多樹種造林、建造複層林、林分早期疏伐與綠木留存等方法。其中最後兩種方法不僅可用於單一樹種人造林，亦可用於在多樹種與多層次人造林。美國林務署於10年前在太平洋西北部所屬的試驗林中已展開一系列大規模的試驗，以了解各種方法促進生物多樣性的成效。在此簡單地介紹林分早期疏伐與綠木留存兩種方法的理念與施行方法。

簡單地說，疏伐就是將森林疏開，屬於森林撫育中極重要的工作，其目的是將人造林中部分林木經由多次且逐步地移除，讓留存木有較大的空間以長成大木。此外，經由疏伐亦可將病害木移除，以保持森林的健康。

在傳統以木材生產為主的森林經營中，疏伐大多在森林建造一段較長的時期後才開始施行，同時多以移除生長不良或有病害的林木為主。在生態系經營的觀念下，疏伐可視為一種人為的干擾，若能在森林建造後不久，如10年後，即開始作業，保留部分發育不良或有病害者，讓其自然死亡形成枯倒木；而移除對象中亦包括發育良好及健康的林木，使森林冠層適當地疏開，讓植物有入侵的機會。

在美國的試驗發現，在適當間隔下經過數次施行後，人造林建造的時間雖然較短，但亦會發展出類似於成熟天然林的森林結構。不僅植物的物種多樣性會增加，包括鳥類、小型哺乳類與兩棲類動物的種類亦增加。因此，這種方法的確可讓人造林提早具有老熟林的特色。

如前所述，以往森林伐採作業會將所有林木伐除，稱之皆伐，並將其自林地上移除。但天然擾動卻不會摧毀與移除所有的林木，因此在下一代森林發育過程中，森林內亦會有較大的林木存在。留存綠木–即活樹–的觀念即基於此，強調在森林伐採過程中不應移除所有的林木，而應保留適當數目的綠木在林地上。

理論上，所留存的綠木在森林重新建造的過程當中，可扮演救生艇的角色，讓部分物種在森林重新建造成林的過渡期中得以有適當的棲地；這種經營方式，不僅可增加森林結構的多樣性，在更大的地景尺度上，亦扮演連結不同地景的角色。此外，這種作業方法更可保留重要物種的棲息地，減少森林作業對其干擾。其實傳統森林經營方法中，亦有類似的作業方法，然而卻不是以增加多樣性為目標。目前有兩種保留綠木的方法，即分散保留與集中保留。

分散保留即是將所欲保留的綠木分散在作業區中，以單一林木或三到五株的方式保留。這種作業可增加林地的枯枝落葉與殘留木，進而降低對微氣候與水文的影響，特別適合某些需要特定結構的物種，供為其棲地。

集中保留則是在將所欲保留的綠木集中在林地某一特定區域。這種經營方法，能維持各種大小不同的林木及其樹冠層，亦能保留下層的植被與枯枝落葉，因此可維持較大尺度的森林結構，提供相類似於成熟林的生態環境。

目前初步研究結果顯示，綠木留存作業較傳統的皆伐作業，更能快速地達到相似於成熟森林的結構與複雜度。這種方法，目前廣為世界各國所採用。例如，瑞典規定在伐木時，每公頃應保留至少五株的綠木；而芬蘭國有林每公頃需保留至少11株的綠木，而在部分地區保留比率更須達3％的立木株數；挪威亦以這種方法保留林地上具特殊生態或觀賞價值的林木。在美國西北部，其作業規範規定，需保留15％的綠木，其中的70％建議以中到大面積的集中方式保留；此外，亦要求儘量留置殘幹與大型衰微的林木，以增加下一代森林的結構多樣性與複雜度。

國內對增加人造林的多樣性上，以往均以建造多樹種與多層森林為主要的方法。在行政院農委會的資助下，臺灣大學實驗林將在今年開始針對早期疏伐與綠木留存等方法進行大規模的試驗與評估，以為爾後國內人造林經營的基礎。

建造人造林的目的除生產木材外，亦肩負水源涵養、休閒旅遊等多目標的功能；而在受到強烈干擾如土石流或大面積崩塌地的地區，人造林亦可迅速地覆蓋土地，以安定水土及減少土壤流失。

然而一般大眾因誤認人造林缺乏多樣性而有所反對，但事實卻未必如此。綜上觀之，在適當的經營方法下，人造林的多樣性不一定會較低，甚且亦可扮演保育、生物生長、環境維護等重要的角色，進而達成經濟與環境並重的目標。

資料來源

《科學發展》2003年6月，366期，18 ~ 23頁

森林事知多少：物種多樣性的人造林

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