福山森林動態樣區一隅。醒目紅漆表示該樹已調查完畢。（圖／劉珈均攝）
初見「森林動態樣區」這詞，腦海可能會浮現《魔戒》裡樹人張牙舞爪的樣子，「要是樹木的反應有樹人那麼快就好了！」福山樣區每木調查計畫（
註1）共同主持人、中山大學生物科學系助理教授張楊家豪說。
但樹木生根不動，生命史動輒數百年，森林各種生物的交互關係錯綜，使得生態調查總得耗費一段時日。「森林動態樣區」（Forest Dynamics Plot, FDP）是一種標準化的研究方法，目標是針對森林做長期而精準的監測。
標準化調查 獲取研究森林所需的珍貴基本資料
樹口普查流程與紀錄內容說明。（圖／沈佩泠 繪）
生態學家選定保護制度完善、可長期研究的地方劃設樣區，並定期普查樹木，稱為「每木調查」。樣區內「每一棵」胸高直徑大於等於1公分的木本植物皆編碼追蹤——距離植物根部130公分處是直徑的量測點，也就是說，當你見到一株植物，它的主幹在你胸口高處有小拇指粗，就得調查它的身家。
每木調查會得到全區的樹種空間分布圖，成為研究森林各種交互關係的基礎。理想上，樣區每五年普查一次樹木，如此累積幾次紀錄，就能拉出幾十年時空縱橫的動態變化趨勢；標準化的調查方法，更可以讓研究者跨域比較。
福山樣區的每木調查紀錄表。左頁為樹木分布圖，編號對應著右頁的樹種與各項狀態紀錄。（圖／劉珈均攝）
全世界第一個森林動態樣區設立於1981年，位在巴拿馬運河中間的巴羅科羅拉多島（Barro Colorado Island ），面積50公頃，至今已歷經八次樹木普查，累積了將近40年的森林基礎資料，明年（2020）即將進行第九次的每木調查。
原本此方法用於熱帶森林，後來也擴展到亞熱帶、溫帶森林，目前已有27個國家、69個森林動態樣區加入全球研究網絡「地球森林觀測站」（The Forest Global Earth Observatory, Forest GEO）。
臺灣有南仁山、福山、蓮華池三個森林動態樣區加入「Forest GEO」網絡，南仁山樣區建立於1989年，福山樣區則在2004年設立，這兩處是臺灣唯二持續進行每木調查的樣區。
調查員與兩位志工於福山動態樣區執行每木調查。圖中左一為紀錄員，其餘兩人為量測員，向紀錄者回報樹木各項狀態。（圖／劉珈均攝）
挑戰滿滿的野外調查現場
福山樣區為邊長500公尺的正方形，是臺灣首座面積達到25公頃的樣區，也是全球第一個設於亞熱帶的森林動態樣區。「要完成一次福山樣區的每木調查是非常艱辛的浩大工程，每次得聘請8~10位研究助理專職擔任調查員，歷時一年，經費需要近千萬元。」張楊家豪說。
福山25公頃動態樣區（左方藍色區塊）設於林務局新竹林區之烏來事業區林班內。該區鄰近哈盆保護區（下方綠色區塊）、福山植物園（中央粉紅區塊）及前勢溪水源保護區（上方黃色區塊），為臺灣低海拔重要原生林之一。（圖／張楊家豪提供）
調查員們住在福山植物園裡的工作站，清晨五點起床，六、七點出發爬山，入山不久就毫無基地台訊號。這段路約莫要走一小時，每每還未進樣區工作，就已被汗水和露水浸濕。
下午三、四點收工，帶著滿身泥土與油漆沿來時路下山，至晚上整理完當日數據才算告一段落。調查員每天重複同樣路徑與工作，努力推進進度。
福山的天氣非常潮濕，一年有超過200天下雨，野外淋雨是家常便飯。冬天的調查相當磨練心志，曾有調查員說：「寒流來時，冰箱還比外面溫暖！」夏天得小心毒蛇毒蜂，還有午後暴雨或颱風攪局，總得繃緊神經，否則出了意外，還得先翻山才能回文明世界。
由左至右，調查員正為樹木綁上標牌、測量樹圍、記錄樹木狀態。（圖／劉珈均攝）
人員除了複查五年前普查留下的舊紀錄，看到成長達到胸高直徑1公分的小樹也要新增紀錄。人員給這些植物專屬編碼，綁上不銹鋼牌，並記下樹種、胸高直徑、生長狀況、標定相對座標，最後在植物身上漆一抹紅漆標示普查完成。
規則簡單，但野外環境複雜許多。自上次調查至今，植物可能被倒木壓垮、倒伏生長、藏在膝下草葉中、隨地勢崩塌再被溪水沖走……有時人員還要依據環境「推理」，才能於一片狼藉中翻找到舊紀錄上的樹牌。還有好些長在陡峭邊坡或溪溝的植物、量測點因故挪移到兩、三公尺高處的大樹，調查員每天都有不同挑戰。
一般來說，樹的量測點在離根部1.3公尺處，但有時因故提高至2～3公尺高處，調查員就必須爬樹上去量。（圖／練釗攝）
聽起來很驚人，經過普查重訪，就會知曉眼前茫茫樹海中有株樹木不見了、持續健在的樹木變瘦或長胖、長了多少枝條、哪棵樹曾瀕臨死亡而今萌了新芽等。若樹木全株死亡，這棵樹就會從紀錄上劃除，編碼牌收回，往後複查名單不再有它。而樹木種種生存紀錄，則蘊藏了環境變化的線索。
生態學是來自時間的應答，也唯有時間能與之應答
「這些年累積這些資料，更能體會到自己真的還很不了解這片森林——為什麼樹木會發生這些變化？是什麼機制在主導？為什麼不同樹種有不一樣的變化？」張楊家豪說。氣候變遷更是漫長過程，通常要累積30年以上的氣候與生態數據，才能了解它如何影響生態系。
全球能定期複查的樣區並不多，雖然福山樣區設立時間不算長，但努力地維持各項監測項目，詳實完整的基礎資料吸引許多學者在此研究。
與福山森林動態樣區相關的論文目前已有67篇，其中有超過40篇是跨樣區的比較研究。張楊家豪解釋，福山森林最大的特色就是有非常頻繁的颱風干擾，從全球角度看，福山可以幫助了解，經常性的擾動會如何形塑一個森林。
「很多時候遇到計畫銜接的空窗，經費不足，只能硬著頭皮繼續做。放棄比較容易，要說為什麼願意一直堅持下來，大概因為這是真愛吧～就祈禱自己能身體健康，長長久久繼續做下去囉！」
福山森林動態樣區的複查計畫由林務局提供經費，東華大學自然與環境系教授孫義方、中山大學生物科學系助理教授張楊家豪共同主持。團隊共花了349天、271個野外工作天、1,845人次完成調查，為福山積累第15年的基礎資料。此次總計調查了143,293株樹，分屬39科65屬101種，其中存活的植株共117,439株、死亡及消失的舊樹25,854株。
團隊以樹木的高度與胸徑大小來定義冠層、次冠層與灌木。冠層樹木是可以成長到森林樹冠層、最大胸徑超過50 cm的大樹；灌木則是其成體最大胸徑不高過10 cm、樹高不超過5 m的樹種；次冠層則是介於兩者之間。冠層優勢樹種為殼斗科與樟科樹木，次冠層樹種則以「山龍眼」數量居冠，林下灌木則是全樣區數量最多的「柏拉木」的天下。
（左）福山樣區座標圖，一個方格代表20mx20m面積，研究員由南往北（沿著Y軸）進行植物調查。（右）工作站牆上的進度表。一個圓點代表完成一塊10mx10m樣方。除非地形艱難，一天做四個10mx10m是基本進度（=一個20mx20m）。右上為去年九月的進度表；右下為全數完成調查。（圖／張楊家豪提供；組圖／劉珈均）
