昨天大概看了一下轉貼的狀況,大概可以知道最多被質疑的地方,就是樹木的生長率曲線是怎麼產生的?

老實說,這是森林學的「聖像」阿!正等著人們來破解。

我就一步一步來跟大家解釋好了。

 

早期的森林經營者並沒有太多生態學的觀念,但中國人很早就有「斧斤以時入山林,材木不可勝用也。」的概念;也就是適時、適當的取用,就可以確保林木資源的永續供應。

於是早期的森林學者,致力於研究森林的成長,以便在所謂適當的時間進行伐採;用經濟學來解釋,就是要縮短至最少時間、降低到對低成本、獲取最大的收穫和經濟利益。

你也知道的,人們總是為了賺錢不遺餘力,特別是像嚴謹的德國人,就推出了一種叫做法正林的經營方式;認為只要森林達到法正齡級、法正排列、法正生長、法正蓄積,就可以得到最高的收穫。

雖然是經濟利益導向的目標,但卻開啟了人們對森林與樹木的研究。

要在適當的時間伐採樹木,就一定要瞭解樹木的生命史,知道樹木的成長過程、方式,因此有了森林測計學、林木生理學

而這個「生長曲線聖像」森林系的我們不只是測計學、生理學要學,經營學、林產學、育林學甚至是生物統計學都或多或少的會沾到邊;那他到底是怎麼產生的呢?

一般而言,會以樹種作為基本的單位進行調查,能夠知道年齡的造林木當然是最好的選項,並量測單木的胸高直徑與樹高。

樹高1  

胸高直徑如上圖所示,是在1.3m的位置,也就是大部分人的胸口位置;使用輪尺(一種放大版的測微尺,但沒有那麼精準)測量樹的直徑,這是一種方便、統一計算的方式。

樹高通常是用三角測量,也就是測點位置到樹木的距離與測點到樹木頂點的仰角做三角函數的換算。

因此一棵樹木就會有樹齡、直徑、樹高三個數值

這三個數值可以幹嘛呢?

利用直徑、樹高兩個數值,就可以計算樹木的材積。

只要把樹木的直徑換成斷面積乘上樹高和形數,就能知道樹木的材積有多少了。

形數  

至於這個形數是怎麼來的,在能夠砍伐樹木的地方,就是透過砍伐下來的木頭進行分段的測量,取得樹種樹幹的規律,作為該數種的形數。

最後將獲得的材積數字按照樹齡、地位級(栽植林地的一種分等)排列製成材積表,供林業經營及收穫預測使用。

而材積表也就是樹木材積生長的數字表現法,透過這些數字的製圖,我們就可以得到樹木的累積生長曲線。

樹高2  

累積生長量曲線會呈現類似S形的生長曲線,快速生長後逐漸趨緩;傳統林業經營就是選在最高生長的頂點進行森林伐採。

而將累積生長量換算成生長率或是單位生長量,則會比較接近下面山丘形的曲線。

關於這些生長曲線的研究其實不少,而近代台灣的研究因為不能砍樹,在進行生長曲線的分析時都會直接以樹高曲線或是直徑曲線來進行。

 

材積表、生長曲線可能因為例外或其他情形被破解嗎?

其實有可能是可以的,而且我也希望看見他的真相,無論破解與否。

破解方式很簡單,只要找一塊肥沃的空地,這塊空地要盡可能的廣大(可只至少要一個操場那麼大吧),栽植一棵樹(我想這種研究就算沒有到達最低樣本數也很有價值,當然如果地可以多一點當然更好),接著持續觀察他、保護他、確保他有足夠的資源持續成長(包括砍除影響到他的其他樹木,但不能對他修枝)直到他自然死亡

盡可能的紀錄他的所有數值資料(直徑、樹高、葉數……等),但結果在開始之人有生之年都看不到,需要好幾批研究人員傳承研究。

最後再來看看,他到底是會停滯生長、長到頂點直接死掉或是根本就不會死掉。

這樣的研究看起來很蠢,但是開始的跟結束的應該都會受到非常大的敬重。

但目前任何的研究都還未破解這個生長曲線,也似乎沒有看到指出樹會不斷生長直到死亡的文獻(歡迎提供)。

 

而在此研究結果出現之前,我們已知的研究結果至少知道兩個要素:

1.森林內因為影響因子繁多,樹木的生長是有極限的。

2.有不少大型樹木還在快速成長中。

 

這樣的結果至少確定,人工林需要疏伐;甚至根據研究結果,如果天然林因為擁擠而無法達到最高固碳效率,也必需疏伐。

不過我個人還是認為,天然林的價值包括生物多樣性,無論如何不可以做出未經評估的砍伐;而台灣的執行單位和砍伐人員有沒有可能因為疏失或故意誤伐大型樹木?這是有可能的,所以我會贊成天然林繼續禁伐。

至於柳杉林則很適合作為討論的例子,台灣很多柳杉林已經過度擁擠,以至於生長停滯;就算木材因為品質不好不用,固碳效益也極低,其樹冠鬱閉度高、林下植物難以生長,更不用說演替蓋過柳杉林了,也進而使得生物多樣性極低;更不用說將來有一天單純同齡林發生同時間大規模死亡的事件,小苗難以生長、大雨一來變成大量漂流木,都是很危險的。

所以有學者持有柳杉林放任演替的觀點,確實值得討論;但也聽說柳杉林保存了一些獨特的生態資源,總結就是任何伐採行動都需要謹慎評估。

 

無論如何,這種長期、看似沒有效益的研究一直以來都不被重視,確實森林學者可以更積極,但大家的支持也是很重要的;我們都期待大家看重這些生態系的研究,並透過各種方式支持和鼓勵進行相關研究的學者。

我們都期待看見世界更好、看見環境更好。

 

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  • ll tree ll
  • 文章相當好,非常科學的態度,但照理講,樹的生長與年齡無太大關係,根長密了,自然長得快,有些樹之所以可長成神木,原因只在於生長環境與樹本生較其它樹強壯吧XD
  • 您好!謝謝您的回應

    樹的生長與年齡會不會有關係,就是我寫出這篇的文章;基本上目前仍然是兩個假說各有人支持的,也就是樹會不斷生長與樹會減緩生長。

    然而之所以寫出這篇,是為了解釋林業領域的學者專家對於樹木生長方式"信仰"為何。

    而成長衰老確實也是整個生物學上對所有生物的認知,所以也會有一年生草本或是較短壽命的樹種存在(有些樹種確實已知有生長極限所在);當然,本文也保留了樹木無限生長的可能,但也需要有心人,花上一輩子或是數輩子去研究的。

    至於神木,確實的,與樹的生長環境以及他本身的基因條件都有關聯;所以我們也可以在樹木中大致去分出灌木、小喬木、中喬木、大喬木等樹種(雖然這些條件也確實會改變)。

    江懿德 於 2014/07/26 23:03 回覆