徐嘉君/桃山神木山谷裡的數學課 解謎巨木含碳量 | 環境資訊中心
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徐嘉君/桃山神木山谷裡的數學課 解謎巨木含碳量

2024年07月11日
文:徐嘉君(找樹的人)

桃山神木居住的谷地。攝影:Steven Pearce

「說句難聽的,要不是2026歐盟就要開始開徵邊境碳稅(CBAM)了,沒人在意你們這些遠得要命的森林。」

我有點憤世嫉俗。

原始森林一直被我們人類消費,從幾十年前的森林多樣性,到近十年的碳吸存,人們只在意樹對我們有什麼用,卻沒有想過它們遠在我們來到這塊土地前千百年就居住在這裡了,先住民問後來者有什麼可以貢獻的不是比較合理嗎?

「不過人類就是這麼霸道,我們也沒辦法。」

森林裡的巨木在夢中對我嘆著氣這樣說。


找樹的人利用光達點雲描繪出桃山神木所在山谷的巨木們。圖片來源:徐嘉君 提供

今(2024)年一步入6月的夏天,大家便開始哀號猛暑的威力,我在電腦前檢視著找樹的人利用光達資料,在桃山神木周邊200*200公尺範圍內的4公頃原始林地(扣除桃山神木旁的看天池面積約0.55公頃)標示出來的133棵巨木,這133棵樹的平均樹高達到令人咋舌稱奇的40.6公尺。


光達專家在原始林裡利用氣球標示光達測量點。攝影:李香秀導演

2022年10月,找樹的人背負重達40公斤,價值600萬的地面光達設備,進入桃山神木谷地進行測量,取得有史以來樹高超過75公尺的台灣杉巨木第一手資料,經過精密的計算之後,我們測得桃山神木單棵巨木不含樹葉的總材積約為251.2立方公尺。


桃山神木體積的計算方法,利用自動化點雲分類法將點雲分為樹葉和樹幹(包含枝條),後續移除樹葉,樹幹的點雲利用圓柱擬合的方式,樹幹分段與變動圓柱直徑的方式,以最小二乘法擬合樹幹與樹枝。圖片來源:徐嘉君 提供

251.2立方公尺恰巧與找樹的人合作夥伴、塔斯馬尼亞「The tree project」的博士桑格(Sanger),在島上的原始林所測得的最大樹材積量(254.3立方公尺)相當(引自Sanger and Ferrari, 2023)。事實上全世界生物量(含碳量)最高的森林便位於澳洲大陸東南的維多利亞省,該省中央高地的王桉(Eucalyptus regnans)原始林的總碳吸存量(total carbon density,包含生立木與地表枯木),高達每公頃1867噸。

相當於48棵桃山神木的碳吸存量。


對比巨木可見人類的渺小啊。攝影:Steven Pearce

換個計算法,我們用地面光達估算出來桃山神木一棵樹不含葉,體積251.2立方公尺,乘上台灣杉的碳轉換係數0.155,大概儲存了40噸的碳。

40噸的碳有多少呢?差不多是20年生生長良好的台灣杉1公頃造林地碳吸存總量的六成,換算車輛碳排每公升油耗排碳2.7公斤、一年累積里程數1萬公里的話,可以給我騎機車上班通勤60年(40公里/公升)!

這只是一棵樹而已,不含樹上的腐植質跟附生植物,也不含它的葉子,還記得在桃山神木這個山谷裡,有133棵平均40公尺高的巨木吧?裡面很多是檜木,而且檜木的碳轉換係數還比台灣杉高1/4呢!

是世界等級的巨木森林。


世界等級的巨木森林就在台灣。攝影:李香秀

除此之外,找樹的人初步利用十年光達的樹高差異資料,發現超過65公尺的巨木,雖然在十年間折損了4%(2024年找樹的人利用空拍機勘查,發現很多巨木消失是因為山坡地崩塌),但仍然達到平均30公分左右的樹高生長量。

2014年《自然》(Nature)期刊刊登的一篇研究指出,分析來自16個國家38位學者403個樹種的資料,樹的生物量(與碳吸存成正比)累積速率,隨著樹齡而增加,研究中最極端的例子是一棵大樹,其一年的生長量就等同於一棵中型的樹。


研究報告顯示,樹木的生物量累積速率隨樹齡而增加。來源:Stephenson et al., 2014

除了碳吸存量隨樹齡增加而提升速率以外,整座森林的含碳量其實幾乎都儲存在大樹上,2013年針對120座森林的研究發現,70%的含碳量都儲存在胸徑超過70公分以上的大樹裡(引自Slik et al,. 2013),而我們的夥伴在塔斯馬尼亞的巨木森林裡的研究也發現,60%的含碳量就儲存在前20棵大樹裡,我們不禁好奇,像桃山神木山谷這樣充滿巨木的森林,含碳量到底有多少?能不能打破世界紀錄?


桃山神木這等巨木的樹冠層碳吸存量幾乎都無法估計也沒有估計。圖片來源:徐嘉君 提供

為了解答以上的問題,找樹的人與台灣環境資訊協會(自然保育與環境資訊基金會)合作,招集了十多位公民科學家,預計在今(2024)年8月進入桃山神木山谷進行樹木調查,除了量測、紀錄133棵巨木的胸徑和樹種以外,也會以樣區的方式取樣地表的大倒木和土壤,進行整座森林初步的碳儲存量估測,解謎台灣的巨木森林含碳量。

「可是如同不能買賣天空一樣,你們也不能買賣森林、巨木和雲霧。」

夢裡的西雅圖酋長認真的告訴我。

「我知道,不過有時候我們可以換一種語言溝通。」

我無奈的回答。

※ 本文轉載自作者部落格,原文標題〈森林裡的數學課--找樹的人2024桃山神木工作坊