崩塌地植生學問大 人造林別急進場 研究揭密:與土地公合作最有效 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

崩塌地植生學問大 人造林別急進場 研究揭密:與土地公合作最有效

2019年08月05日
環境資訊中心 特約記者廖靜蕙 高雄報導

颱風以及地震是造成大面積崩塌的主因,只是在災害過後,要選擇放任「土地公造林」的自然演替,還是尋求「人造林」助攻呢?前者省錢又省人力,卻必須花很長的時間,另一方面,政府又常迫於保全對象及民眾觀感,而須以人為方式加快植生速度。

農委會林業試驗所六龜研究中心即針對八八風災後,進行崩塌地監測調查,發現最有效的方式是兩者並行,先讓土地公打好基礎,等先驅陽性樹種長好、改變林下的微環境,再由人類進場「與土地公合作造林!」

政府崩塌地治理,常因民眾觀感而急著進場播種,但是時機不對,往往事倍功半、浪費公帑。圖片來源:林試所
政府崩塌地治理,常因民眾觀感而急著進場播種,但是時機不對,往往事倍功半、浪費公帑。圖片來源:林試所

六龜研究中心針對八八風災後,進行崩塌地監測調查,探討初期樹木生長特性,並設小苗樣區調查構成未來森林的成員。研究發現,當先驅陽性樹種改變崩塌地微環境之際,是造林技術進場的好時機;而土壤蘊含豐富的種子庫,看似初生的小苗,根系早已往地底延伸,找好求生途徑。

揭密土地公造林:探究土壤種子庫 先驅陽性樹種打頭陣

「崩塌地植被的恢復,都沒有土地公造林來得有效。」六龜研究中心主任陳永修說,地底下蘊含豐富的休眠種子,只待有機可乘,就會找到合適的位置與條件冒出來,比人工造林分配的位置更適合生存。

植物依喜好光線的程度,分為先驅、陽性、中度耐陰、耐陰以及極耐陰樹種。六龜研究中心副研究員林文智解釋,其中先驅及陽性樹種的種子較小,且多數屬於耐儲存的特性,得以進入土壤中長期休眠,甚至長達10年以上,構成為數眾多的「土壤種子庫」。當崩塌地形成,土壤翻動將種子翻至表土接受到光線,就會發芽生長。

六龜研究中心試驗林地約9882公頃,2009年在莫拉克颱風衝擊下,轄內的扇平、多納、與鳳崗等林道,多處斷裂、崩塌,裸露面積達1860公頃,而且不分天然林與人工林。

過去此處曾嘗試採用種子撒播的方法進行造林,但由於地形過於陡峭加上降雨總是又急又大,讓撒播材料流往溪底或是集中在下邊坡處,對於大部份區域崩塌仍未發揮保護作用。

反觀,在無人為干擾下,幾年下來,崩塌地逐漸恢復植被,從土壤種子庫中發芽的白匏子和山黃麻這類陽性先驅樹種打頭陣,成為優勢樹種,也意味著此地已進入早期演替階段。

另一方面,在這些先驅陽性樹種形成的林冠下,許多演替中後期樹種的小苗也開始出現,它們有望取代現有的樹種,在這片崩塌地成林。「探究這些蘊藏在林下的苗木庫、又能耐陰的樹種是誰,以及為何能緊緊抓住這塊不毛之地、長大成樹,是幫助我們了解崩塌地演替成森林的關鍵因素!」陳永修說。

揭密土地公造林:調查耐陰小苗 未來森林潛力股

為了瞭解土地公造林的秘密,2017年的春天,六龜研究中心團隊進行了多納林道崩塌地樹木種類的組成與空間分布調查研究。

研究人員於多納林道8.5公里處崩塌地,海拔約900~1200公尺,設置四個各0.25公頃的樣區,記錄樣區內的光線亮度、物種分布,對胸高直徑達1公分以上的樹木編號,逐筆記錄樹木名稱、胸高直徑、位置、估測樹高,並依據物種的種類與數量來計算重要程度。

接著,研究人員再將每個樣區劃為25個10公尺×10公尺的小樣區,並於每個小樣區中央設置1個2公尺×0.5公尺的「小苗樣區」,4個大樣區共計100個小苗樣區,研究人員就在當中調查小苗樹種。

研究人員在小苗樣區內調查記錄小苗基礎資料。圖片來源:林試所
研究人員在小苗樣區內調查記錄小苗基礎資料。圖片來源:林試所

研究人員記錄小苗樣區內,所有小苗的「種類」、「數量」、「株高」以及葉片數量;「葉片數量」分為20片(含)以下、21~50片及50片以上三個級距,複查時,若葉片級距改變,就視為葉片明顯增加或減少。

「小苗」是指初次記錄時,植株高度等於或小於1.3公尺的苗木。這項試驗研究,特別關心耐陰小苗的生長情形。

林文智解釋,耐陰性樹種的種子一般較大,不易進入土壤且不耐儲存,無法形成數量眾多的土壤種子庫。但當先驅陽性樹種形成的森林林下光線變暗,其小苗無法生長或種子無法發芽時,就由動物從附近周圍的天然林、次生林帶來的耐陰樹種實接棒。

由於是動物帶來的種子而非土壤種子庫,因此無論數量、種類及分佈異質性都高。又因來自附近森林,要瞭解崩塌地成林的潛力股,研究人員就須調查崩塌地附近的天然林、次生林樹種,並透過耐陰性因素,篩選適合種植於崩塌地的苗木種類。

揭密土地公造林:先長根系求生 再向上發芽

研究人員在樣區共記錄到3089株的木本植物,計有28科42屬52種,以山黃麻(Trema orientalis)最為優勢,其次分為白匏子(Mallotus paniculatus)、台灣山桂花(Maesa perlaria)、山胡椒(Litsea cubeba)、羅氏鹽膚木(Rhus javanica var. roxburghiana)、賊仔樹(Tetradium glabrifolium)等;在樹冠較鬱閉的林下出現菲律賓樟(Machilus philippinensis)、香楠(Machilus zuihoensis)、香桂(Cinnamomum subavenium)、三斗石櫟(Pasania hancei)、印度苦櫧(Castanopsis indica)、小西氏石櫟(Pasania konishii)等,屬於演替後期較耐陰的樹種,初窺未來森林的樣貌。

研究人員也從崩塌地六種先驅陽性樹種,挖取苗木根系、了解小苗根長與苗高,從中發現根長超過苗高10倍的單株,山芙蓉植株更有高達22倍的紀錄;最小比例則屬山胡椒樣本,也有3.2倍。

山芙蓉小苗植株與根系。圖片來源:林試所
山芙蓉小苗植株與根系。圖片來源:林試所

山黃麻小苗植株與根系。圖片來源:林試所
山黃麻小苗植株與根系。圖片來源:林試所

研究人員推論,崩塌地演替早期,樹木的生長特性是先往下扎根,讓根系得以吸收到土壤中的水分及養分,才能適應台灣西南部乾濕季分明的氣候,讓小苗度過10月至隔年的4月、長達半年的乾季,然後在雨季來臨時向上生長。

「此種生長特性才能適應台灣西南部長達半年乾季的氣候,這正是土地公造林成功之秘訣!」陳永修說。

反之,人工造林的苗木在崩塌地的存活率低,主因是人工造林的苗木,根系與苗高的比例過低,無法適應長達半年乾季的氣候。

與土地公合作造林 抓準時機造林更有效

研究報告指出,土地公造林初期,以先驅陽性樹種為主的森林,調節了崩塌地的微氣候,讓之後遷移到此的耐陰樹種得以冒芽生長;只是,樣區耐陰樹種的小苗庫雖蘊藏未來天然林相的潛力,但種類比例及數量偏低,且分布不均質,要恢復成天然林相需漫長的等待,若再加上每年颱風侵襲的干擾因素,只會更為緩慢。

若在此時,適度引入當地演替中後期的耐陰樹種,利用適當的造林技術,可能是加快崩塌地森林演替速度的關鍵,同時也加快恢復具有良好水土保持功能的原始森林。因此必須思考,土地公造林到什麼程度,人工造林進場最有效。這包括瞭解天然下種的苗木,如何度過第一年的乾旱期、加速演替的速度。

崩塌地耐陰樹種常常是動物從周圍的森林帶來,調查周邊森林樹種的目的是了解未來森林潛力股。攝影:廖靜蕙
崩塌地耐陰樹種常常是動物從周圍的森林帶來,調查周邊森林樹種的目的是了解未來森林潛力股。攝影:廖靜蕙

陳永修說,崩塌地剛形成時,還處於不穩定狀況,很可能一場大雨又沖刷一次,這個時期種什麼都無效;不如讓土地公先打好基礎,等先驅陽性樹種長好、改變林下的微環境,尤其是光線及溫度,才由人類進場「與土地公合作造林!」

他澄清,種樹造林不是萬能,不要認為土石沖刷、崩塌,一定是造林沒做好。他舉例,像八八風災巨大的衝擊力道,連森林也敵不過,瞬間/整體雨量瓦解樹根抓地力,倒下的巨樹反而衝擊力道更大。從當時六龜附近的河川,塞滿被沖刷下來的針葉樹即可見一斑。

參考資料

※ 本文與 行政院農業委員會 林務局  合作刊登

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」。