在評估台灣進行疏伐減碳的成本效能實屬可行後,本研究旨在改良複選目標 規劃法及其相關技術在疏伐減碳等多目標森林經營之應用。首先探討複選目標規 劃法在設定目標值時可能因設定偏差而無法找到較佳理想解的狀況,並提出三階 複選目標規劃法改善此問題。接著,本研究利用加拿大多目標森林經營案例分別 探討複選目標規劃法及三階複選目標規劃法之適用性,並檢證後者是否可改善前 者的求解效率。此外,也以新竹林管處柳杉人工林為案例,利用多段目標規劃法 配合線性規劃法將疏伐面積及疏伐程度二個決策變數同時納入考量,以此建置疏 伐減碳規劃法模型,探討該方法的適用性。確認三種方法在林業經營規劃可行後,
本研究整合三種方法提出新竹柳杉人工林之最適疏伐減碳多目標規劃。
研究結果顯示,複選目標規劃法可協助森林經營者同時考量多種森林替代方 案並找出最適方案,例如森林經營期程的抉擇。該方法也可協助森林經營者找到 更佳的森林經營規劃以獲得更多的森林產出,但也會發生本研究所指出的目標值 設定偏差問題。本研究提出之三階複選目標規劃法則可確保決策者不會有期望目 標值的設定偏差,且該方法可在每次計算過程中縮減一半的搜尋範圍,並省略一 連串目標值的設定及求解後的理想解比較,迅速找到較佳的理想解。接著,多段 目標規劃法建置之新竹林管處人工林疏伐減碳模型研究結果顯示,該方法可節省 768 次的模擬次數,計算一次即可找出最適疏伐期程。並可針對不同齡級之林分 施以適當程度的疏伐促其發揮最佳碳吸存功效,例如對年輕林分施以中度疏伐,
或對成熟林分施以強度疏伐。
本研究最後整合三階複選目標規劃法及多段目標規劃法進行新竹林區管理 處之疏伐減碳多目標規劃。研究結果指出,應用該二方法確實可規劃出適當的疏 伐期程,達到既定之碳吸存、就業機會及土壤保護經營目標,各齡級之林分也都 施以適當的疏伐作業促其發揮最佳之森林功效,但卻仍有求解耗時甚長之問題。
本研究建議,後續研究者在設定三階複選目標規劃及多段目標規劃法時,可利用 修正後複選目標規劃法(revised MCGP)的方式,在設定目標值及參數值之搜尋範 圍後,以線段式的搜尋概念替代設定多階層數值的方式減少模型中二元變數的數 量,增加電腦求解效率。
承研究結果所述,本論文印證 3-level MCGP 及 MSGP 在疏伐減碳等多目標
規劃之實用性,後續研究者可再將此二種方法應用至不同的研究範疇,例如在新 竹以外的七個林區管理處挑選符於成本效益的人工林區位進行規劃,然而,此二 種方法在使用上仍受基礎資料建置不足的問題限制。3-level MCGP 係更有效率的 設定 MCGP 以找到更好的規劃結果,早期研究者使用傳統 GP 進行的研究,如森 林伐採規劃研究可利用此方法找到更好的林地伐採規劃而求得更佳解。此類研究 也較不受限於樹種或林地區位等變數影響,例如以面積為決策變數時,可利用各 種測計方法推估每公頃森林之蓄積,以作為伐採面積之對應參數。但若研究者欲 探討森林伐採對於森林功能之影響,例如伐採每公頃森林對森林遊憩人數的影響,
則仍面臨缺乏基礎資料推估之窘境。而 MSGP 在林業經營的應用限制相較於 MCGP 或 3-level MCGP 更多,因該方法係將參數視為決策變數,可套用的研究 議題不多,能找到相對應的參數值更為不易。以本研究的疏伐程度設定為例,樹 種選取必須受限於柳杉或台灣杉,因此二樹種有較完整的疏伐後林木生長模式可 供換算疏伐後的減碳功效,故若欲模擬其他樹種的疏伐減碳規劃較為不易。此外,
利用疏伐促進野生動植物資源等森林功能的模擬也同樣受限,因為目前尚未有模 式探討疏伐程度與野生動植物資源等森林功能之間的關係。因此,研究者若利用 MSGP 處理林業經營問題,目前似乎僅能探討疏伐與林木收穫之間的關係,應用 範圍較為受限。
最後,本研究提出此二種方法在森林經營之後續研究建議可分成多目標森林 經營規劃、林地規劃及森林作業規劃三個議題討論。在多目標森林經營規劃的部 分,環保及減碳趨勢促使林木資源的循環利用日益重要,森林經營者可重拾傳統 的森林經營概念,以輪伐期提出一套可永續利用林木資源的森林伐採規劃。但林 木收穫尚須兼顧水源涵養、國土保安等森林功能,此可仰賴 MCGP 與 3-level MCGP 求得最適規劃。然而,傳統輪伐期的制訂係根據林木收穫最大化單一目標 所設定,輪伐期是否應重新調整以因應多目標森林經營,值得重新定義與探討。
在林地規劃部分,目前台灣各林地依照土地利用狀況進行區分,以自然保護區設 定為例,區分為核心區、緩衝區及永續利用區,此三種區域面積大小的設定可利 用 MCGP 與 3-level MCGP 進行規劃,但前提是必須取得相關參數,例如核心區 每增加一公頃可增加的野生動物數量,以此換算 Shanon 生物歧異度指數,提出 可提高核心區生物多樣性的最適規劃。不同的森林作業規劃對森林功能有不同的 影響,例如不同程度的施肥對林木生長有不同的效果,若可取得相關參數,則可
利用 MSGP 探討在財務或人力等有限資源的條件下,不同地位指數的林地應施 以何種程度的養分,以獲得較高的林木生長效果。上述三個議題為本研究認為可 供後續發展之議題,但實際森林經營面臨的問題更多元化,若研究者可深入瞭解 並加以研究,應可提供可靠數據改良現行之森林經營政策與目標,使森林資源的 利用更能符合社會期待及林業現況。