本研究於第柒章確認多段目標規劃法配合線性目標規劃法在疏伐減碳規劃 之適用性，故於本章探討疏伐可達成之減碳等多目標森林經營。為了更有效的求 解，本研究結合三階複選目標規劃法及多段目標規劃法，規劃新竹林管處柳杉人 工林可達成多目標森林經營之疏伐期程。疏伐期程的設定與第陸章第三節之設定 相同，但由於疏伐對其餘森林功能之參數值無法取得，故僅能探討疏伐對碳吸存、
就業機會及土壤沖蝕控制等三個森林經營目標的影響。
本章中，由於疏伐模式設定新增加就業機會目標及土壤沖蝕控制二個目標，
故本研究將介紹此二目標的目標式設定，並依據第柒章中求得解估算各目標的期 望目標值上限與下限，以此設定各目標值有三個層級的期望目標值。接著，本研 究將操作 Lingo 軟體求解，探討該柳杉人工林如何分配各期程的疏伐面積及疏伐 程度，以及 20 年的疏伐期程可達成之碳吸存、就業機會及土壤沖蝕控制目標。
一、目標值及目標式設定 (一)碳吸存目標
在多段目標規劃法應用評估一節顯示，該三個齡級透過疏伐最多可吸存 1,379,643.03 公噸之二氧化碳，故本研究將碳吸存目標值的上界設定為 1,380,000 公噸。設定碳吸存目標值的下界必須考量土壤保護目標，減少疏伐量可減少土壤 流失，但疏伐促進碳吸存的效果勢必降低，故本研究期望碳吸存量的流失量最多 不超過 20%，將其設定為 1,100,000 公噸。
(二)就業機會目標及目標式
本研究設定之 20 年疏伐木產量限制為 825,303 立方公尺，以此配合疏伐效 率參數計算可知，20 年內至多可提供 4,708 個就業機會，本研究為方便計算，將 上界設定為 20 年提供 5,00018個就業機會。由於就業機會目標與土壤保護目標屬
18 依據行政院主計處公布之 2006 年產業關聯統計表顯示，林產部門之國內生產總值為 2,100 百 萬元，其中每一元之國內生產總值內含 0.619 元之工資支出，即該年之勞動報酬為 1,299.9 百萬 元。若以該年度工業部門每人平均月薪 35,938 元計算，林業部門的 1,299.9 百萬元勞動報酬，表 示每年可提供 3014.22 個工作機會。若本研究設定之 5000 個就業機會可達成，則每年可增加約 8%的就業機會。
於負相關，卻又與碳吸存量呈正相關，本研究難以判定下界該如何設定為宜，故
(三)土壤沖蝕控制目標及目標式 進行疏伐作業時(j=k)，進行 l(l=1,2,3)程度的疏伐後，相較於不疏伐時的土壤沖 蝕增量，該係數值可參照陳明杰(2007)之研究。
表 8-1-2、不同疏伐程度的土壤沖蝕增量 疏伐強度 土壤沖蝕增量(ton/ha)
皆伐 0.3677
強度 0.2272
中度 0.1718
弱度 0.0875
資料來源：整理自陳明杰(2007)
二、多目標森林經營之最適疏伐規劃 碳吸存 1380000 1380000 1380000 1345000 1345000 (ton) 1240000 1310000 1345000 1327500 1336250 1100000 1240000 1310000 1310000 1327500 土壤 1500 967 967 967 967
沖蝕 1000967 734 851 909 938
控制(ton) 500 500 734 851 909 就業 5000 3750 3750 3438 3282 機會 3750 3125 3438 3282 3204
(人) 2500 2500 3125 3125 3125
註：框選之數值為求得解
本研究進一步將疏伐規劃以及各經營目標在各期程的產出統整後列於表 8-2-2。在疏伐規劃部分，進行疏伐作業的林地面積總共有 4818.78 公頃，這些疏 伐地主要來自於齡級 11-20 及 31-40 之林分，各分別疏伐 2633 及 2186 公頃的林，
幾乎佔各齡級之所有面積。然而，未進行疏伐的林地尚有 5960.22 公頃，主要來
自齡級 21-30 公頃的林分，有 5949.22 公頃，也幾乎是該齡級的所有面積。
上述疏伐面積的分配可由碳吸存目標及疏伐木限制說明。由於齡級 11-20 年 生的林分生長力最佳，有最高的碳吸存能力，故在第一期程時疏伐該齡級所有林 地，在該期程的疏伐木數量也將限制後續期程的疏伐木數量。第二期程的疏伐木 數量會受第一期限制，決策者必須從齡級 21-30 及 31-40 的林分挑選適當的面積 獲取疏伐木以盡量接近第一期程的疏伐木量。值得注意的是，齡級 31-40 的林地 的碳吸存能力較齡級 21-30 的林地差，但第二期程時卻主要疏伐齡級 31-40 的林 地，此因齡級 21-30 的林分單位面積蓄積量較低，相較於單位面積林分蓄積較佳 的 31-40 齡級，必須伐採較多面積的林地方能得到相同數量的疏伐木，為了考量 碳吸存以外的土壤沖蝕控制目標，則必須針對齡級 31-40 的林分進行疏伐以減少 疏伐面積，進而減少土壤沖蝕量。
本研究接著分析各齡級在各期程的疏伐程度分配，發現齡級 11-20 的林分有 2300 公頃的面積在第一期程即進行中度疏伐，此因該齡級在中度疏伐後的生長 力最佳，若施以強度疏伐反而會使其生長力降低。而該齡級在第三及第四期程則 分別有 224 及 107 公頃的面積施以強度疏伐，此因齡級成熟的林分必須以強度疏 伐方能刺激其林木生長，也因此，齡級 31-40 的林分在第一至四期程分別有 17、
822、630 及 706 公頃的林地進行強度疏伐。其餘進行弱度疏伐的少數面積，例 如第二期程時 11-20 齡級的 2 公頃與 21-30 齡級的 0.32 公頃，第三期程時齡級 21-30 的 0.59 公頃，本研究認為係用以滿足各期疏伐木收穫等量收穫的條件而附 加伐採。
疏伐期程中具有附加價值的疏伐木收穫主要來自於齡級 11-20 及 31-40 的林 分，各期的疏伐木收穫量合於本研究所設定的各期疏伐木收穫等量限制，第一至 第四期程分別收穫 122,185.28、12,8632.30、141,462.44 及 155,482.38 立方公尺，
呈現遞增的情形，此係因為在收穫等量限制中有上下 10%的容許誤差，為了最佳 化林木之碳吸存能力同時提供較多的就業機會，故後續期程的疏伐木數量均達成 收穫限制中的上限。在四個疏伐期程後，總共收穫 547,762.40 立方公尺，並沒有 達到本研究設定的疏伐木總量門檻，本研究推測此原因係受限於土壤沖蝕控制目 標，是位了避免疏伐過多面積增加土壤沖蝕量。
本研究將各經營目標可達成的目標值列於表 7-2-2。首先，碳吸存目標的產 出主要由齡級 11-20 及 21-30 兩個生長力較佳之林分生產，20 年後共分別生產
536,509.10 及 530,286.40 公噸的二氧化碳，齡級 31-20 林分的疏伐面積雖然與 11-20 齡級之林分接近，但由於其即使受到疏伐刺激，生長力仍偏弱，故只產出 260,704.52 公噸的二氧化碳。各期程透過疏伐獲得的總碳吸存量接近，第一至第 四期程分別為 316,592.53、337,154.45、314,956.04 及 358,798.00 公噸，四個期程 後總共可獲得 1,327,500.02 公噸的二氧化碳產出。
土壤沖蝕控制目標與疏伐面積與強度呈正相關，第一期程由於疏伐 2,317 公 頃的面積，故當期的土壤沖蝕量為 399 公噸，但隨後由於伐採單位面積蓄積量較 高的林地，伐採面積也隨之降低，故第二至第四期程的土壤沖蝕量降低為 186.96、
194.08 及 186.96 公噸，四個期程總計有 967 公噸的土壤沖蝕增量。
就業機會目標則與疏伐木數量呈正相關，故每期所提供的就業機會接近，且 呈遞增趨勢，各期分別為 697.07、733.85、807.05 及 887.03 個，總計 3125 個就 業機會，也就是每年可提供約 156.25 個就業機會。
雖然近年台灣森林經營強調森林減碳，但若比較疏伐對減碳等多目標森林經 營及單一碳吸存量目標的結果可知，多目標經營之碳吸存量略低，只減少了約 4%左右的碳吸存量，但土壤沖蝕量卻可減少高達約 33%，更能達到森林維護國 土安全的功能。此外，就業機會雖然減少約 33%，但考量人民生命財產安全顯然 更為重要。
表 8-2-2、碳吸存等多目標森林經營之疏伐期程規劃與產出
註：S=強度疏伐，M=中度疏伐，W=弱度疏伐，N=不疏伐
第一期 第二期 第三期 第四期 合計 no thinning
疏伐規劃 疏伐面積 11-20 2300M 2W 224S 107S 2633.00 0N
(ha) 21-30 0 0.32W 0.59W 9.87S 10.78 5949.22N
31-40 17S 822S 630S 706S 2175.00 11N
total 2317 824.32 854.59 882.87 4818.78 5960.22N
疏伐木 11-20 119876.00 75.38 30708.16 17785.71 168445.25
(m3) 21-30 0.00 13.42 28.98 1652.57 1694.97
31-40 2309.28 128543.50 110725.30 136044.10 377622.18 total 122185.28 128632.30 141462.44 155482.38 547762.40 經營目標 碳吸存 11-20 142608.50 149804.40 130962.40 113133.80 536509.10 (ton) 21-30 130073.00 122791.10 110783.30 166639.00 530286.40 31-40 43910.03 64558.95 73210.34 79025.20 260704.52 total 316591.53 337154.45 314956.04 358798.00 1327500.02
土壤沖蝕 11-20 395.14 0.18 50.89 24.31 470.52
控制(ton) 21-30 0.00 0.03 0.05 2.24 2.32
31-40 3.86 186.76 143.14 160.40 494.16
total 399.00 186.96 194.08 186.96 967.00
就業機會(人) total 697.07 733.85 807.05 887.03 3125.00
三、小結
本研究透過三階複選目標規劃法配合多段目標規劃法的結合運算，節省許多 疏伐方案組合的設定與比較，並找到最適疏伐期程的規劃，獲取較佳的森林減碳 等森林經營目標。在結合此二種方法運算求解時，誠如多段目標規劃法應用評估 的小結所述，本研究同樣面臨運算時間過長的問題，但後續研究者可採取線段式 的設定方式解決此問題。而本研究在設定各目標值的達成目標時，乃採取各目標 重要程度相等的狀況，也就是將各目標的權重分別設定為 1，但後續研究者可視 經營需求調整權重，或者，可直接將各目標設定較高的目標值，以代替權重設定。