氣象監測為森林健康體檢 小花、青蛙充當主播 | 環境資訊中心
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氣象監測為森林健康體檢 小花、青蛙充當主播

2017年12月22日
本報2017年12月22日台北訊,特約記者廖靜蕙報導

森林中除了有樹、有草、有藤蔓、苔蘚、地衣、微生物,以及黑熊、水鹿等野生動物,還隱藏了林業試驗單位為了守護、解碼森林生態系的氣象監測設施!90年來默默運作的氣象監測,隨著科技進步,除了傳統監測溫度、雨量等元素,現在菱形奴草長得好不好、青蛙幾月求偶鳴叫聲,都可解讀森林微氣象密碼!


森林氣象監測團隊合影。攝影:廖靜蕙

監測森林氣象知生態

隨著極端氣候常態化,氣象監測越來越重要。一般人生活的聚落社區,有中央氣象局設置的觀測站,而人跡罕至、攸關國土保安的高山森林地帶,因不同地形、海拔所形成的微氣象,氣象監測同樣不能少。森林氣象站的設置,更攸關全台覆蓋率達60.7%的森林經營成敗。

氣象監測有助於了解物種行為表現,例如每年植物開花結果的時間,及反映動物行為的改變。農委會林業試驗所主任秘書吳孟玲指出,這幾年在福山植物園發現,以前棲息在較高海拔的山豬,疑因天氣太冷,山下族群量增加,波及福山植物園苗圃。

林試所集水區經營組組長游漢明也說,去(2016)年福山植物園曾低溫降雪,原本有如外衣批在喬木身上的附生植物,因此消失;這也讓研究人員得知吊蘭這類的植物不耐低溫。而這些林木歷經持續一天的低溫,雖有傷害,但隔年已恢復抽芽、開花、結實,讓研究人員了解植物的忍受力超乎預期。

「如果沒有氣象監測資料,就無法得知那些植物耐低溫或不耐高溫。」他說,植物園的功能也在於了解哪些物種尤其易受氣候變遷衝擊。

農委會林業試驗所自1928年至今,在全台各地,共設置了14個森林氣象站,涵蓋北、中、南、東六個試驗研究中心,海拔分布自10公尺至1,510公尺,結合幾個試驗集水區,進行多達十幾項監測,例如降雨、溪流水量、大氣溫度、土壤溫度、溪流水溫、溼度、日照輻射、風速與風向及大氣壓力等。

森林和平地氣象比一比:森林雨水和降雨天數都增加

溫度與降雨的極端值,是氣象元素中,討論極端氣候的主軸。林業試驗所集水區經營組指出,位於南投縣魚池鄉的蓮華池研究中心海拔744公尺,與平地氣象站52年的長期監測資料,發現森林氣象站的年平均降雨量2295.0 mm(公厘,1/10公分),明顯大於平地氣象站1803.0 mm;而年平均溫度21.0℃,則低於平地氣象站23.1℃。

另在海拔570公尺的福山氣象站,年降雨量3963.5 mm,大於平地氣象站2777.5 mm,且每10年的增加率139.44 mm,也較平地19.83 mm明顯。

當一天內降雨量達0.5公分,就會列為「降雨天數」。福山地區每10年的降雨天數有增加趨勢,10年來增加了6.2天,但平地卻呈現減少的趨勢減少3.3天。

游漢明表示,山地地區的多雨及降雨日數的增加,可能是造成宜蘭地區容易澇害的主因,但因平地降雨日數的減少,令人較易疏忽山地常有極端暴雨的潛在威脅。

林試所在蓮華池地區歷年的溫度紀錄顯示,極端高與低溫度多出現在1990年以後,顯示受暖化的影響,大氣中貯存較以往更多的能量,因此推動熱流流動的能力更強,導致世界各地出現極端溫度與降水的頻率較以往更高,福山植物園出現了極端低溫,造成部分植物物候的改變,即為一例。

讓小花、青蛙成為氣象播報員

林試所也找出對當地氣候最敏感的物種,列為監測指標物種,進行生態或聲景的監測;游漢明說,台灣物種非常多,但需挑具指標性,還能兼具景觀性考量的物種,讓民眾有感。這些山地森林氣象站也將結合現代數位科技,朝向智慧生態即時監測網絡的建置。

1924年由林試所第一任所長金平亮三在蓮花池發現的菱形奴草,生長於蓮華池森林底層,開花時期十分賞心悅目;林試所即以其物候表現做為蓮華池生態監測的物種;它同時代表此地生態樣貌未受破壞、仍維持完好的樣貌;由於低海拔農墾開發、未能保持闊葉天然林,因此限縮菱形奴草生育地,蓮華池是少數還找得到的地方。


寄生植物菱形奴草,主要寄生於殼斗科,隨著平地農墾行為、闊葉林消失,菱形奴草生育地也縮減。攝影:林仁瀚

寄生植物菱形奴草,主要寄生對象是殼斗科植物,沒有殼斗科植物,就看不到它。蜘蛛、野蜂、螞蟻是主要的授粉媒介,繁殖順不順利、族群消長可能與殼斗科物種有關,也可能影響節肢動物。

另外,設置蛙類聲景平台,透過聲景接受器傳輸資料,將聲紋辨識結合微氣象,了解蛙類求偶鳴叫時間、聲量代表的族群增減,與氣候資料進行比對,了解其關聯性。

上網也可找到森林氣象即時資訊

至於森林氣象的應用十分廣泛,游漢明認為,如森林火災的預防、登山資訊的提供,未來發展林下經濟、混農林業,都是重要的參考依據;而氣象資料更是生態研究的重要佐證,長期生態樣區調查就需氣象資料支持。

林試所主任秘書吳孟玲表示,這項監測是「物候曆」,概念有如「農民曆」,知道植物開花結果的時間,也是森林健康監測最基本的資料。由這項長期監測看出森林有降溫的效果,雨水沖刷也擋得住、減少土石流發生。

他說,這套模式未來也可以複製到都會公園,若能掌握氣象變化先機,從溫度預防介殼蟲等病蟲害發生,都市林的噴藥作業就可因監測減少1/3用藥量。

林試所也自今年起,與中央氣象局簽署合作備忘錄,執行「強化臺灣海象暨氣象災防環境監測計畫」計畫,預計在5年內於全所試驗林地設置5座氣象站。

目前已在蓮華池研究中心、扇平森林生態科學園及台北植物園,以有線與無線網路串接了各個生態監測點,包含菱形奴草監測點、荷花池監測點、聲景監測點與氣象站;資料經過辨識後將上傳至展示平台,同時亦以open data方式置於農委會及政府相關單位之資料開放平台,提供各界人士瀏覽及下載。

作者

廖靜蕙

環境記者/自由撰稿人,致力於生物多樣性主流化。從事社工10餘年,認知到再弱勢的人都可以為自己發言,決定轉投生態保育,為無法以人類語言發聲的生命與土地寫報導。現居台北市,有貓、有龜,以及一些過客。個人粉專「小麻通訊」。