• 沒有找到結果。

塔塔加雲杉林永久樣區,以臺灣雲杉為主要優勢,伴生臺灣鐵杉與華山松,

雲杉最早建立於 1963 年,齡級結構呈雙峰分布,分別於 1760~1860、1860 年以 後有兩個世代的同生群,並在空間上有明顯區隔,呈現塊集的鑲嵌體,老樹多殘 過去曾於 1740’s、1850's 年代發生林分取代性擾動,地震或颱風挾帶之豪雨造成之 大面積崩塌,應為擾動的主要成因,1850’s 年代之擾動影響範圍為樣區西半側(與 2009 年莫拉克颱風造成崩塌面積類似),新建立之族群自東側與西北角向內填滿孔 隙,族群建立於 1900’s 達到高峰,1930’s 趨於飽和;1740’s 年代之擾動影響範圍 為樣區東半側(受 1850’s 擾動清洗,西側較不明確),新建立之族群自東側上坡處向

54

參考文獻

大氣研究資料庫,網址: http://dbar.ttfri.narl.org.tw/

王松永。1983。商用木材。臺北市:中華民國林產事業協會。 的應用。生態學報 31(11):3215-3222。

柯傑夫。2010。鐵立庫崩塌地,北臺灣:以試驗判斷岩盤湧水扮演的角色。臺灣

梁曉東、葉萬輝。2001。林窗研究進展。熱帶亞熱帶植物學報 9(4):355-364。

55

56

57

藍永如、劉高煥、邵雪梅。2011。近 40a 來基於樹輪年代學的梅里雪山明永冰川變 化研究。冰川凍土 33(6):1229-1234。

魏聰輝。2002。塔塔加高山生態系表層土壤熱收支特性之研究。臺灣大學森林學 研究所博士論文。

Applequist, M.B. 1958. A simple pith locator for using with off-center increment cores.

Journal of Forestry 56: 141.

Black, B. A. and M. D. Abrams. 2003. Use of boundary-line growth patterns as a basis for dendroecological release criteria. Ecological Applications 13: 1733-1749.

Black, B. A. and M. D. Abrams. 2004. Development and application of boundary-line.

Dendrochronologia 22: 31-42.

Black, B. A. and M. D. Abrams. 2005. Disturbance history and climate response in an old-growth hemlock-white pine forest, Central Pennsylvania. Journal of the Torrey Botanical Society 132: 103-114.

Black, B. A., M. D. Abrams, J. S. Rentch and P. J. Gould. 2009. Properties of boundary-line release criteria in North American tree species. Annals of Forest Science 66: 205.

Buras, A., M. Hallinger and M. Wilmking. 2012. Can shrubs help to reconstruct historical glacier retreats? Environmental Research Letters 7: 044031.

Canham, C.D. 1985. Suppression and release during canopy recruitment in Acer saccharum. Bulletin of the Torrey Botanical Club 112: 134-145.

Cook, E. R. 1987. The decomposition of tree-ring series for environmental studies.

Tree-ring Bulletin 47: 37-59.

Cook, E. R., K. J. Anchukaitis, B. M. Buckley, R. D. D’Arrigo, G. C. Jacoby, W. E.

Wright. 2010. Asian monsoon failure and megadrought during the last millennium.

Science, 328, 486-489.

58

Corona, C., J. L. Saez, M. Stoffel, G. Rovera, J. L. Edouard and F. Berger. 2013. Seven centuries of avalanche activity at Echalp (Queyras massif, southern French Alps) as inferred from tree rings. Holocene 23(2): 292-304.

Daniels, L. D. 2003. Western redcedar population dynamics in old-growth forests:

Contrasting ecological paradigms using tree rings. Forestry Chronicle 79: 517-530.

Fraver, S. and A. S. White. 2005. Identifying growth releases in dendrochronological studies of forest disturbance. Canadian Journal of Forest Research 35: 1648-1656.

Frelich, L. E. 2002. Forest dynamics and disturbance regimes. Cambridge University Press.

Fritts, H. C. 1976. Tree rings and climate. Academic Press, London.

Grissino-Mayer, H. D. 2001. Evaluating crossdating accuracy: A manual and tutorial for the computer program COFECHA. Tree-Ring Research 57: 205-221.

Guan, B. T., W. E. Wright, C. H. Chung and S.T. Chang. 2012. ENSO and PDO strongly influence Taiwan spruce height growth. Forest ecology and management 267:

50-57.

Hart, J. L., M. L. Buchanan, S. L. Clark and S. J. Torreano. 2012. Canopy accession strategies and climate-growth relationships in Acer rubrum. Forest Ecology and Management 282: 124-132.

Holmes, R. L. 1983. Computer-assisted quality control in tree-ring dating and measurement. Tree-Ring Bulletin 43: 69-78.

Huang, T. C. et al. 1994. Flora of Taiwan (2nd edition), Vol. 1. Department of Botany, National Taiwan University, Taipei.

Lorimer, C. G. and L. E. Frelich. 1989. A methodology for estimating canopy

disturbance frequency and intensity in dense temperate forests. Canadian Journal of Forest Research 19: 651-663.

59

Lorimer, C. G., L. E. Frelich and E. V. Nordheim. 1988. Estimating gap origin probabilities for canopy trees. Ecology 69: 778-785.

Niukkanen, L. and T. Kuuluvainen. 2011. Radial growth patterns of dominant trees in two old-growth forests in eastern Fennoscandia. Journal of Forest Research 16:

228-236.

Nowacki, G. J. and M. D. Abrams. 1997. Radial-growth averaging criteria for reconstructing disturbance histories from presettlement-origin oaks. Ecological Monographs 67: 225-249.

Oliver, C. D. 1981. Forest development in North America following major disturbances.

Forest Ecology and Management 3: 153-168.

Oliver, C. D. and B. C. Larson. 1996. Forest Stand Dynamics. John Wiley & Sons, Inc., USA.

Panayotov, M., D. Kulakowski, L. L. Dos Santos and P. Bebi. 2011. Wind disturbances shape old Norway spruce-dominated forest in Bulgaria. Forest Ecology and Management 262: 470-481.

Rentch, J. S., T. M. Schuler, G. J. Nowacki, N. R. Beane and W. M. Ford. 2010. Canopy gap dynamics of second-growth red spruce-northern hardwood stands in West Virginia. Forest Ecology and Management 260: 1921-1929.

Rozendaal, D. M. A. and P. A. Zuidema. 2011. Dendroecology in the tropics: a review.

Trees-Structure and Function 25: 3-16.

Rubino, D. L. and B. C. McCarthy. 2004. Comparative analysis of dendroecological methods used to assess disturbance events. Dendrobiology 21: 97-115.

Saez, J. L., C. Corona, M. Stoffel, L. Astrade, F. Berger and J. P. Malet. 2012.

Dendrogeomorphic reconstruction of past landslide reactivation with seasonal precision: the Bois Noir landslide, southeast French Alps. Landslides 9: 189-203.

60

Schweingruber, F. H. 2007. Wood structure and environment. Springer-Verlag, Berlin.

Shi, C., V. Daux, Q. B. Zhang, C. Risi, S. G. Hou, M. Stievenard, M. Pierre, Z. Li and V.

Masson-Delmotte. 2012. Reconstruction of southeast Tibetan Plateau summer climate using tree ring delta O-18: moisture variability over the past two centuries.

Climate of the Past 8: 205-213.

Song, K., Q. Yu, K. Shang, T. Yang and L. Da. 2011. The spatio-temporal pattern of historical disturbances of an evergreen broadleaved forest in East China: a dendroecological analysis. Plant Ecology 212: 1313-1325.

Speer, J. H. 2010. Fundamentals of tree-ring research. Tucson, University of Arizona.

Stan, A. B. and L. D. Daniels. 2010. Calibrating the radial-growth averaging method for detecting releases in old-growth forests of coastal British Columbia, Canada.

Dendrochronologia 28: 135-147.

Stoffel, M., D. R. Butler, C. Corona. (2013). Mass movements and tree rings: A guide to dendrogeomorphic field sampling and dating. Geomorphology (in press),

http://dx.doi.org/10.1016/j.geomorph.2012.12.017

Stoffel, M., D. Schneuwly, M. Bollschweiler, I. Lievre, R. Delaloye, M. Myint and M.

Monbaron. 2005. Analyzing rockfall activity (1600-2002) in a protection forest - a case study using dendrogeornorphology. Geomorphology 68: 224-241.

Svoboda, M., P. Janda, T. A. Nagel, S. Fraver, J. Rejzek and R. Bace. 2012. Disturbance history of an old-growth sub-alpine Picea abies stand in the Bohemian Forest, Czech Republic. Journal of Vegetation Science 23: 86-97.

Trotsiuk, V., M. L. Hobi and B. Commarmot. 2012. Age structure and disturbance dynamics of the relic virgin beech forest Uholka (Ukrainian Carpathians). Forest Ecology and Management 265: 181-190.

Veblen, T. T. 1989. Tree regeneration responses to gaps along a transandean gradient.

Ecology 70: 541-543.

61

Watt, A.S. 1947. Pattern and process in the plant community. The Journal of Ecology 35:

1-22.

Whitmore, T. C. 1975. Tropical rain forest of the far east. Clarendon, Oxford.

Wils, T. H. G., I. Robertson, Z. Eshetu, R. Touchan, U. Sass-Klaassen and M.

Koprowski. 2011. Crossdating Juniperus procera from North Gondar, Ethiopia.

Trees-Structure and Function 25: 71-82.

Yamamoto, S-I. 2000. Forest gap dynamics and tree regeneration. Journal of Forest Research 5: 223-229.

Zielonka, T., J. Holeksa, P. Fleischer and P. Kapusta. 2010. A tree-ring reconstruction of wind disturbances in a forest of the Slovakian Tatra Mountains, Western

Carpathians. Journal of Vegetation Science 21: 31-42.

62

附錄一、COFECHA 結果:敘述統計

第一部分為基本資訊:樹芯名稱(Seq Series)、標記問題的區段數(No. Flags)、

樹間相關性 (Corr with Master)等;第二部分為輪寬統計值:平均輪寬(Mean msmt)、標準差(Std dev)、自相關係數(Auto corr)、平均敏感度(Mean sens)等。第三 部分為用三次平滑曲線、移除自相關等後得到的輪寬指數:指數最大值 (Max value)、自迴歸模式(AR)等。因為大部分延遲效應已被移除,故自相關係數會接近 於 0;自迴歸模式介於 1-4 之間,數字越大表示延遲效應越久。表中最下面一行為 樣本的總和或平均值。表 A1.1 臺灣雲杉之 COFECHA 敘述統計。

63

續表 A1.1 臺灣雲杉之 COFECHA 敘述統計。

64

表 A1.2 臺灣鐵杉之 COFECHA 敘述統計。

表 A1.3 臺灣華山松之 COFECHA 敘述統計。

65

附錄二、COFECHA 結果:主序列年表 (master chronology)

主序列年表是由 COFECHA 檢驗後,樹間相關性較好的樹芯組成。用以對未 定年的樹芯比對而得到定年修正的參考,其值為負值表示輪寬小,正值表示輪寬 大。數值大於 2 或小於 -2,則表示輪寬極寬或極窄。表中 No 代表當年樣本數量,

Ab 代表當年發生缺輪的樣本數量,Ab 旁帶有<<表示發生缺輪的當年,在其他樣 本輪寬不窄,即在正常狀況下應該不會發生缺輪。

表 A2.1 臺灣華山松之主序列年表 ( ●窄年、○寬年 )

66

表 A2.2 臺灣雲杉之主序列年表 ( ●窄年、○寬年 )

67

表 A2.3 臺灣鐵杉之主序列年表 ( ●窄年、○寬年 )

68

附錄三、COFECHA:序列修正

在 COFECHA 輸出的最後一部分,提供了給未定年序列的修正建議,藉由與 主序列的各時間區段的相關性排名,可做為序列需要平移(shift)幾年的參考。

Add 若為 0,則表示序列不需平移;若為負值,則表示需要加入缺失輪;若為正 值,則要檢查是否有偽輪或有測量錯誤。觀察相關性突然下降的區段,找出可能 的修正位置;

以 S1307 樣本為例,樣芯一號的建議是要加 10 個缺失輪、二號是 4 個,因為 這個樹芯是直徑鑽取在分為兩半,最內的髓心年代應該是一致的,考量原先測量 的開始年分(1924、1918),若修正後會同樣為 1914 年,推測此建議應為可信的,

並檢視原始樣本,加入缺失輪於 1985-9、1994-8 年(一號),1985-6、2005-6(二號)。

另以 S5908 為例,建議同為加 34 缺失輪,可能兩樣芯呈現同樣的氣候周期,抑或 真的缺少如此多輪。採納 COFECHA 建議時皆需檢查原始樣本,不可盲從。

69

70

附錄四、樣芯缺失輪年分

數字為各刻度之年代,粉紅、粉綠、淺藍色色塊為鐵杉、華山松、雲杉,每 條色塊代表一個樣芯,長度為其起始年分;黃色色塊為缺失輪(Lab)、內部紅字為 缺失輪起始年分;下方以灰階色塊、直方圖,表示不同年份缺失輪的累計次數。

71

附錄五、擾動年代表(以樣芯為單位)

將未合併成樹之樣芯擾動年代表呈現如下,與合併成樹之擾動年代表相比,

兩者趨勢不變,合併成樹之後,強度釋放變少(因為將樣芯「無-強度釋放」合併成 樹「中度釋放」),相對化擾動年代表的數值較高。

圖 A5.1 不同方法之樣芯擾動年代表。(a)為齡級結構;(b)、(c)、(d)為不同方法,

分別為移動平均法、標準界限曲線法、絕對生長法。直方圖底下之細直線為顯示 強度釋放的年分。

72

圖 A5.2 不同方法之相對化樣芯擾動年代表。將釋放次數除以當年之樣本深度 (sample depth)做相對化。(a)為齡級結構;(b)、(c)、(d)為不同方法,分別為移動平 均法、標準界限曲線法、絕對生長法。

73

圖 A5.3 移動平均法之樣芯擾動年代表。(a)、(b)、(c)分別為臺灣雲杉、

鐵杉、華山松。直方圖底下之細直線為顯示釋放的年分。

圖 A5.4 移動平均法之相對化樣芯擾動年代表。將釋放次數除以當年 之樣本深度做相對化。(a)、(b)、(c)分別為臺灣雲杉、鐵杉、華山松

74

圖 A5.5 標準界限曲線法之樣芯擾動年代表。(a)、(b)、(c)分別為臺灣 雲杉、鐵杉、華山松。直方圖底下之細直線為顯示釋放的年分。

圖 A5.6 標準界限曲線法之相對化樣芯擾動年代表。將釋放次數除以當 年之樣本深度做相對化。(a)、(b)、(c)分別為臺灣雲杉、鐵杉、華山松

75

圖 A5.7 絕對生長法之樣芯擾動年代表。(a)、(b)、(c)分別為臺灣雲杉、

鐵杉、華山松。直方圖底下之細直線為顯示釋放的年分。

圖 A5.8 絕對生長法之相對化樣芯擾動年代表。將釋放次數除以當年 之樣本深度做相對化。(a)、(b)、(c)分別為臺灣雲杉、鐵杉、華山松

76

附錄六、2009 年 8 月 18 日空照圖(莫拉克颱風過後)

77

附錄七、傷疤解剖特徵

傷疤、傷癒樹脂溝、癒傷組織、反應材、生長減緩等,皆為林木受擾動所影 響之證據。

78

79

附錄八、各林木之釋放歷史

粉綠、粉紅、淺藍色色條為華山松、鐵杉、雲杉,每條色條代表一棵樹,長 度為其自起始年分開始;紅色色塊為強度釋放、深綠色塊為中度釋放,(黃色、淡 綠色塊為釋放之持續時間)(缺失輪則刪除留白)。

80

81

82

附錄九、生長釋放之空間分布

將樹輪傷疤與各方法所偵測之生長釋放,繪成空間分布圖,1850’s 年代之擾動 分布,範圍集中於小樹區之邊緣,樣區東側較無影響;1940’s 與 1980’s 之擾動,

範圍散布全樣區,但多分布於小樹區。

83

write.csv(temp,'Pall_1.csv',quote=F) # 引號內為欲輸出之檔名

# 將 excel 格式 轉成 tucson 格式

84

85

# R 批次繪圖,可用來直觀輪寬 pattern (批次後,多餘的錯誤圖片需自行刪除) setwd("C:/ R/draw/splot") # 資料夾自行設定

he=read.csv('he.csv',header=F) # 檔案僅有一列的樣芯編號

RAW=read.csv('RAW.csv',header=T) # 輪寬檔案第一行年份的標題需補上"yr"

RGR=read.csv('RGR.csv',header=T) # 檔案為%GC 值 ABS=read.csv('ABS.csv',header=T) # 檔案為 ABS 值

for(i in 1:290) # 長度視樣本數量而決定 {

bitmap(file=paste(he[1,i],".tif",sep=""),res=300) par(mfrow=c(4,1),mar=c(3, 4, 1, 3))

plot(RAW$yr,RAW[,i],type="l",lwd=2,xlab=RAW[1,i],ylab=he[1,i]) par(new=TRUE)

plot(RAW$yr,RGR[,i],type="l",lwd=2,col="blue",yaxt='n',xlab='',ylab="") abline(h=0.5,col="blue",lty=4,lwd=2)

abline(h=1,col="blue",lty=2,lwd=2) axis(4,col="blue")

plot(RAW$yr,RAW[,i],type="l",lwd=2,xlab=RAW[1,i],ylab=he[1,i]) par(new=TRUE)

plot(RAW$yr,ABS[,i],type="l",lwd=2,col="red",yaxt='n',xlab='',ylab="") abline(h=0.7,col="red",lty=4,lwd=2)

abline(h=1.4,col="red",lty=2,lwd=2) axis(4,col="red")

plot(RAW$yr,RAW[,i+1],type="l",lwd=2,xlab=RAW[1,i+1],ylab=he[1,i+1]) par(new=TRUE)

plot(RAW$yr,RGR[,i+1],type="l",lwd=2,col="blue",yaxt='n',xlab='',ylab="") abline(h=0.5,col="blue",lty=4,lwd=2)

abline(h=1,col="blue",lty=2,lwd=2) axis(4,col="blue")

plot(RAW$yr,RAW[,i+1],type="l",lwd=2,xlab=RAW[1,i+1],ylab=he[1,i+1]) par(new=TRUE)

86

plot(RAW$yr,ABS[,i+1],type="l",lwd=2,col="red",yaxt='n',xlab='',ylab="") abline(h=0.7,col="red",lty=4,lwd=2)

abline(h=1.4,col="red",lty=2,lwd=2) axis(4,col="red")

dev.off() }

相關文件