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疏伐作業在2004 年 9 月間執行,疏伐方式為下層疏伐,依林分 株數疏伐,選木標準包括:樹種、林木冠級形質與林木位置距離,疏 伐樹種以柳杉為主,其餘為劣質之林木;而經疏伐後之林木有部分外 移利用,其它皆留於樣區內(林世宗等人,2004, 2005):疏伐度以株數 疏伐度為基準,採用下層疏伐,分25%及 40%之疏伐區,分別取樣區 每木調查,先考量林木形質由柳杉中自劣勢木選取再由下層木選取至 預定之疏伐株數,如為分叉木擇其中之一較優良主幹保留,叢生小徑 之闊葉樹則去除。但原生樹種生長良好之林木,如檜木、台灣檫樹、

山櫻花、紅榨槭等,包括屬於下層之小徑木者均需保留,另疏伐對象 之選擇需考量林木之位置,由林分株數疏伐度及現存株數可計算留存 林木之平均株距,本林分現存總林木之平均株距為3.1 m,25%株數疏 伐度區調整平均株距為3.5 m;40%疏伐度區調整平均株距為 4.0 m。

如於林分空隙處、林木稀疏處(如株距大於 5 m),應考量保留部分林 木,即使是小徑木,應如果林分內株距太小(如株距小於 2.5 m),即林 分密集處則考量增加疏伐木,即使是較大之林木,枯死木均應伐除,

因前述調查之林木是以胸徑≧10 cm 者為對象,對小於 10 cm 樹形不 良之林木亦應清除。

依據疏伐處理之前各樣區林分株數詳細調查的結果(表 1),在未 疏伐處理區(0%)內,生立木株數平均為 1278 株/公頃,其中柳杉佔 39%、紅檜佔 25%、檫樹佔 5%與闊葉樹佔 31%,而枯立木(DBH≧10 cm)株數平均為 120 株/公頃。在 25%疏伐處理區內,生立木株數平均 為1155 株/公頃,其中柳杉佔 52%、紅檜佔 15%、檫樹佔 4%與闊葉樹 佔29%,枯立木(DBH≧10 cm)株數平均為 131 株/公頃。在 40%疏伐 處理區內,生立木株數平均為1142 株/公頃,其中柳杉佔 43%、紅檜

佔12%、檫樹佔 6%與闊葉樹佔 38%,枯立木(DBH≧10 cm)株數平均 為148 株/公頃。不同疏伐度處理樣區之生立木株數平均值差異不大,

樣區間的變異也相當;柳杉所佔的比例以25%疏伐處理區最高(52%),

紅檜在未疏伐處理區(0%)中所佔比例最高(25%),闊葉樹則在 40%疏 伐處理區內佔有最高的比例(38%)。40%疏伐處理區內的枯立木株數平 均值最高,其次為25%疏伐處理區與 0%疏伐處理區,但 25%疏伐處 理區的枯立木株數變異量相當高(405%)。

另外,表2 所示為疏伐試驗區樹種疏伐木株數,在 25%疏伐處理 區共伐除林木294 株/公頃,其中柳杉佔 55%、紅檜佔 3%、檫樹佔 1%

與闊葉樹佔40%。在 40%疏伐處理區共伐除林木 425 株,其中柳杉佔 37%、紅檜佔 3%、檫樹佔 1%、闊葉樹佔 59%。由疏伐株數計算實際 疏伐強度的結果,25%疏伐處理區之實際疏伐度平均為 26%,40%疏 伐處理區之實際疏伐度平均為36%。另外,以斷面積計算疏伐率的結 果(林世宗等人,2005),25%疏伐處理區之實際斷面積疏伐度平均為 14%,40%疏伐處理區之實際斷面積疏伐度平均為 20%。

表1 疏伐前疏伐試驗區之林分株數統計表(plant/ha)*

疏伐度 生立木 柳杉 紅檜 檫樹 闊葉樹1 枯立木2

0% 1278±211(17) 504±224(44) 316±173(55) 62±53(85) 396±146(37) 120±30(25) 25% 1155±115(10) 596±136(23) 171±116(68) 45±35(78) 333±130(39)

131±530(405)

40% 1142±146(13) 489±256(52) 142±72(51) 72±71(99) 439±344(78) 148±53(36)

*:每種疏伐處理為四個重覆樣區的平均值±標準偏差(Mean±SD);括號內為變異係數百 分比(CV%)

1:未包含胸徑小於 10cm 的闊葉樹株數數量。

2: DBH≧10cm。

(資料來源:整理自林世宗等人(2005))

表2 疏伐試驗區樹種疏伐木株數統計表(plants/ha)

疏伐度 柳杉 紅檜 檫樹 闊葉樹1 留存株數 疏伐株數 疏伐度

%

留存 砍伐 留存 砍伐 留存 砍伐 留存 砍伐

0%

Mean 504 0 316 0 62 0 396 0 1278 0 0 SD 224 0 173 0 52 0 146 0 210 0 0

CV% 44 0 55 0 84 0 37 0 16 0 0

25%

Mean 433 163 171 10 44 2 214 119 862 294 26 SD 107 58 101 4 33 2 104 32 92 33 2 CV% 25 36 59 40 75 100 49 27 11 11 8

40%

Mean 330 159 131 11 69 3 187 252 717 425 36 SD 175 108 66 7 67 4 111 240 53 161 9 CV% 48 68 50 64 97 133 59 95 7 38 25

1: 未包含胸徑小於 10cm 的闊葉樹株數數量。

(資料來源:整理自林世宗等人(2005))

在疏伐試驗區的林分平均鬱閉度變化方面(表 3),疏伐前三種疏 伐度處理區的平均鬱閉度約為83%;疏伐後,在未疏伐處理區之平均 鬱閉度略為降低,2004/11-2005/9 間的平均鬱閉度約為 80%;在 25%

及40%疏伐處理區,疏伐後平均鬱閉度有明顯的下降,2004/11-2005/9 間的平均鬱閉度分別為72%與 70%,疏伐後兩者的林分鬱閉度差異不 大,亦皆小於未疏伐處理區。疏伐試驗區在2005/9 所觀測到的平均鬱 閉度有較大的變化,主要是因為在2005/6-2005/9 間臺灣地區受到包括 海棠、馬莎、珊瑚、泰利、與龍王等數個輕度至強烈的颱風侵襲,疏 伐試驗區的林分遭受強風豪雨的破壞,因而平均鬱閉度有明顯的降 低,其中又以25%疏伐處理區的變化最大。

表3 疏伐試驗區疏伐前後平均鬱閉度統計表(%)*

0% 25% 40%

疏伐前

2004/08/03

82.3±4.1(5) 83.2±3.4(4) 84.5±2.0(2)

疏伐後

2004/11/10

80.9±1.7(2) 67.7±4.7(7) 65.5±3.3(5)

2005/03/19

79.1±3.2(4) 70.7±1.8(3) 68.7±4.2(6)

2005/06/29

80.5±2.1(3) 76.1±1.1(1) 73.6±2.0(3)

2005/09/29

78.9±1.1(1) 71.8±1.2(2) 71.4±2.2(3)

*:每種疏伐處理為四個重覆樣區的平均值±標準偏差(Mean±SD);括號內為變異係數百 分比(CV%)

(資料來源: 整理自林世宗等人(2004, 2005))

在各組成分乾物質量的統計方面(表 4):未疏伐處理區(0%)內,

總乾物量平均為261tons/ha,其中針葉樹佔 78%、闊葉樹佔 19%、灌 木層佔0.13%、地被植物佔 0.31%、枯枝落葉層佔 2.56%;在 25%疏 伐處理區內,總乾物量平均為218tons/ha,其中針葉樹佔 73%、闊葉 樹佔23%、灌木層佔 0.12%、地被植物佔 0.31%、枯枝落葉層佔 2.93%;

在40%疏伐處理區內,總乾物量平均為 278tons/ha,其中針葉樹佔 56%、闊葉樹佔 41%、灌木層佔 0.11%、地被植物佔 0.25%、枯枝落 葉層佔2.46%。

在三種不同疏伐處理下,各組成分的平均乾物量多寡皆依序為針 葉樹>闊葉樹>枯枝落葉層>地被植物>灌木層。針葉樹以未疏伐處理區 (0%)較高;闊葉樹以 40%疏伐處理區較高,灌木層、地被植物及枯枝 落葉層三者在各處理間並無明顯之差異。25%疏伐處理區之總乾物量 在三者中較低,而40%疏伐處理區內的總乾物量明顯較高,但變異量 最高(62%)。

表4 疏伐試驗樣區各組成分乾物質量統計表(tons/ha)*

疏伐度 針葉樹 闊葉樹 灌木層 地被植物 枯枝落葉層 總乾物量 0% 203±47(23) 50±25(49) 0.34±0.39(117) 0.81±0.65(80) 6.67±3.71(56) 261±77(29) 25% 160±73(46) 51±25(48) 0.26±0.20(80) 0.68±0.32(48) 6.38±2.51(39) 218±101(46) 40% 155±81(52) 115±89(77) 0.31±0.29(92) 0.69±0.32(46) 6.85±3.24(47) 278±174(62)

*:每種疏伐處理為四個重覆樣區的平均值±標準偏差(Mean±SD);括號內為變異係數百 分比(CV%)

(資料來源: 整理自林世宗等人(2004))

林分各組成生物量的估算與統計結果(表 5):疏伐前,在三種不 同疏伐處理下,各組成分的平均生物量大小皆依序為針葉樹>闊葉樹>

灌木層>地被植物;針葉樹以 0%疏伐處理區較高,闊葉樹以 40%處理 區較高,灌木層及地被植物層皆以25%處理區較高;灌木層生物量的 變異量最高(91-139%),其次為闊葉樹(51-91%)與地被植物(38-71%)。

疏伐後,針葉樹之三種處理間的生物量依序為0%>25%>40%;闊葉樹 之生物量為0%>40%>25%。但各處理間並無統計上顯著差異。

另外,林分各組成之碳濃度(%)(表 6)依序為枯落物層>闊葉樹>

地被植物>灌木層>針葉樹。枯落物層的碳濃度可達到 50%,而針葉樹 的平均碳濃度約為47%,各組成間的碳濃度差異不大,平均而言疏伐 試驗區林分各組成的碳濃度約為48%。

表5 疏伐試驗區疏伐前後林分各組成生物量表(tons/ha)*

針葉樹 闊葉樹 灌木層 地被植物

疏伐前

0% 195.0±64.0(33) 48.2±24.5(51) 1.4±1.6(114) 0.7±0.5(71) 25% 185.6±41.2(22) 44.3±32.3(73) 2.8±3.9(139) 0.9±0.5(56) 40% 184.7±75.0(41) 61.1±55.8(91) 2.1±1.9(91) 0.8±0.3(38) 疏伐後

0% 195.1±64.0(33) 48.2±24.5(51) --# -- 25% 162.3±37.9(23) 37.1±32.0(86) -- -- 40% 155.0±53.6(35) 43.3±37.6(87) -- --

*:每種疏伐處理為四個重覆樣區的平均值±標準偏差(Mean±SD);括號內為變異係數百 分比(CV%)

#: no data

(資料來源: 整理自林世宗等人(2005))

表6 疏伐試驗區林分各組成的碳濃度表(%)*

針葉樹 闊葉樹 灌木層 地被植物 枯落物層

碳濃度% 46.6±0.1(0.3) 48.1±0.1(0.2) 47.5±0.1(0.1) 47.7±2.1(4.5) 49.7±0.2(0.3)

*: Mean±SD; 括號內為變異係數百分比(CV%) (資料來源: 整理自林世宗等人(2005))

利用林分各組成的生物量與碳濃度來推估林分各組成的碳含量 (表 7):疏伐前,針葉樹以 0%處理區最高,25%及 40%處理區則無明 顯差異,但40%處理區的變異量較高;闊葉樹以 40%處理區時最高,

0%及 25%處理區在數量上無明顯差異。灌木層、地被植物及枯落物層 三者在各處理間並無明顯差異。疏伐後,25%及 40%處理區之間的針 葉樹碳含量差異不大;25%處理區的闊葉樹碳含量最低,0%與 40%處 理區之間的差異也不大。

表7 疏伐試驗區疏伐前後林分各組成碳含量表(tons/ha)*

針葉樹 闊葉樹 灌木層 地被植物 枯落物層

疏伐前

0% 91.0±29.8(33) 22.7±11.5(51) 0.7±0.8(117) 0.4±0.3(71) 3.4±0.9(26) 25% 86.5±19.2(22) 20.9±15.2(73) 1.3±1.9(142) 0.4±0.2(60) 3.1±1.2(40) 40% 86.1±35.0(41) 28.8±26.3(91) 1.0±0.9(92) 0.4±0.1(38) 3.7±1.1(29) 疏伐後

0% 91.0±29.8(33) 22.7±11.5(51) --# -- -- 25% 75.7±17.7(23) 17.5±15.1(86) -- -- --

40% 72.3±25.0(35) 20.4±17.7(87) -- -- --

*: Mean±SD; 括號內為變異係數百分比(CV%)

#: no data

(資料來源: 整理自林世宗等人,(2005))

二、研究區地質概況

研究區域主要屬於中央脊樑山脈帶中出露不分層的始新世(Eocene) 地層-畢祿山層(何春蓀,2003)。畢祿山層以板岩和千枚岩為主要岩性,但 是在變質的泥岩中夾有較厚的變質砂岩層,有的為石灰質砂岩,有的為長 石質砂岩。另外,在太平山附近的三星山層,主要由板岩、厚層變質砂岩 及砂岩和板岩的互層組成,上部夾有薄層結晶石灰岩。

三、研究區氣候概況

研究區的氣候概況,經整理中央氣象局太平山測站的資料

(1995/4-2006/3),表 8 為月平均氣溫的統計表(1995/4-2005/12),表 9 為月 平均降雨量的統計表(1995/4-2005/12)。7 月之月平均溫度最高(17.7℃),1 月之月平均溫度最低(6.1℃),年平均溫度為 12.4℃;9 月的累積雨量最高 (平均 627 mm),3 月的累積雨量最低(平均 92.4 mm),年降雨量(1996-2004) 在2300-5500 mm 之間,年平均降雨量(1996-2004)為 3666 mm。研究的降

北季風的影響,降雨量的變化較大。

另外,研究期間的溫度與降雨量的變化(圖 2),由圖中可知 2005/7 的 氣溫最高(17.7℃)(圖 2(a)),與前述 1995/4-2005/12 之 7 月之月平均溫度相 當;2005/1 的氣溫最低(5.3℃),較低於 1995/4-2005/12 之 1 月之月平均溫 度。降雨量的部分,2005/7-2005/10 的降雨量相當高,主要由於此期間的 颱風頻繁發生,包括強烈颱風海棠(7 月中)、中度颱風馬莎(8 月初)、輕度 颱風珊瑚(8 月中)、強烈颱風泰利(8 月底)、中度颱風卡努(9 月中)、中度 颱風丹瑞(9 月底)與強烈颱風龍王(10 月初)等 7 個直接影響臺灣地區的颱 風。2005/1- 2005/12 間的累積雨量高達 5900 mm。在強風暴雨的影響之下,

造成前往研究區的道路中斷,使得研究監測與採樣也一併中斷。

四、研究區的主要植被種類

根據林世宗等人(2004)的調查,主要樹種為柳杉造林木(Cryptomeria

japonica (L. f.) D. Don)及紅檜(Chamaecyparis formosensis Matsum.)。另

外,包括白花八角(Illicium anisatum L.)、厚葉柃木(Eurya glaberrima Hayata)、狹葉夾迷(Viburnum foetidem Wall. var. rectangulatum (Graebner) Rehder)、深山野牡丹(Barthea formosana Hayata)、細枝柃木(Eurya

loquaiana Dunn)、森氏櫟(Cyclobalanopsis morii (Hayata) Schottky)、變葉新

木薑子(Neolitsea aciculata (Bl.) Koidz. var. variabillima (Hayata) J. C.

Liao)、高山新木薑子(Neolitsea acuminatissima (Hayata) Kanehira &

Sasaki)、假柃木(Eurya crenatifolia (Yamamoto) Kobuski)等亦分布於林內。

表8 太平山地區之月平均氣溫統計表(℃)

時間:1995-2004,經度:121°31' 03〞E,緯度:24°30' 26〞N)

表9 太平山地區之累積降雨量統計表(mm) 1999 135.5 52.5 76.0 77.0 237.0 772.0 624.5 660.5 379.0 397.0 176.5 312.0 3900 2000 196.5 418.0 102.0 214.0 221.0 469.0 288.0 1295.0 230.5 708.5 588.0 370.0 5101 2001 202.5 84.5 102.0 177.5 556.0 253.5 679.5 308.5 2568.0 211.0 111.5 231.5 5486 2002 64.0 67.5 31.5 38.0 130.0 283.0 631.5 185.5 284.0 243.0 200.5 219.0 2378 2003 59.5 32.5 65.0 137.5 39.0 235.0 267.5 293.0 731.0 373.5 320.5 46.5 2601 2004 61.0 167.5 134.5 113.5 293.0 216.0 370.0 744.0 636.0 488.0 107.5 658.5 3990 AVG. 113.0 162.2 92.4 133.1 241.9 316.0 477.1 580.0 626.8 479.1 254.5 239.6 3666#

#:1995 年的資料不全,不列入計算年平均降雨量。

(資料來源:中央氣象局逐年逐月氣象資料。測站:太平山 C0U710,項目: 累積

8.9

94/1 94/2 94/3 94/4 94/5 94/6 94/7 94/8 94/9 94/10 94/11 94/12 95/1 95/2 95/3 Date

94/1 94/2 94/3 94/4 94/5 94/6 94/7 94/8 94/9 94/10 94/11 94/12 95/1 95/2 95/3 Date

precipitation (mm)

(a)

(b)

圖2 研究期間(94 年 1 月至 95 年 3 月)研究區之氣候(a)氣溫;(b)降雨量。

五、土壤樣體的選擇、採集與處理