112 年 國立臺灣大學森林環境暨資源學系碩士班丁組《森林經營學》

這是一道關於森林經營學重要性的基本概念題。

森林經營學是林業經營的核心學科，其重要性體現在以下幾個方面：

1. 永續經營的理論基礎：森林經營學提供了一套系統性的理論和方法，指導如何以永續的方式管理森林資源。它強調在滿足當代需求的同時，不損害後代子孫滿足其需求的能力，確保森林生態系統的健康和生產力得以長期維持。
2. 資源優化配置與效益最大化：森林不僅是木材等經濟資源的來源，也提供水源涵養、生態保育、遊憩觀光等多樣化服務。森林經營學幫助經營者了解不同資源的價值，並制定策略以最有效率的方式配置資源，在經濟、社會、生態等多重目標間取得平衡，達成效益最大化。
3. 應對環境變遷與挑戰：氣候變遷、病蟲害、森林火災、外來入侵種等是現代林業面臨的嚴峻挑戰。森林經營學研究這些威脅的影響，並發展出預防、監測和應對的策略，例如建立抗逆性強的樹種結構、發展有效的病蟲害防治措施等，以提升森林的韌性。

這題考的是如何透過森林經營計畫來兼顧森林的多元生態服務。

森林生態系統能提供多樣的服務，這些服務對於人類福祉和地球生態平衡至關重要。要透過森林經營計畫來兼顧這些多元的生態服務，需要採取整合性的、多目標的規劃方法。以下是具體的說明：

核心概念： 森林經營計畫應從單一（如伐木）導向轉向多目標導向，將生態服務納入經營決策的核心考量。

具體策略與方法：

1. 生態服務的辨識與評估 (Identification and Valuation of Ecosystem Services)

   • 盤點現有服務： 在規劃初期，必須詳細盤點目標森林區域所能提供的各種生態服務，包括：
     • 供給服務 (Provisioning Services)： 木材、非木材林產品（如菇類、藥用植物）、水源。
     • 調節服務 (Regulating Services)： 碳儲存與封存、氣候調節、水源涵養、土壤侵蝕控制、洪水調節、病蟲害調節。
     • 支持服務 (Supporting Services)： 養分循環、生物多樣性、棲地提供。
     • 文化服務 (Cultural Services)： 遊憩觀光、美學價值、精神與宗教意義、教育科研。
   • 評估服務價值： 盡可能量化或定性評估這些服務的價值，包括經濟價值（如木材產值、觀光收入）和非經濟價值（如生態保育、文化傳承）。這有助於在決策時權衡不同服務的重要性。

2. 多目標經營計畫的制定 (Development of Multi-objective Management Plans)

   • 設定明確的經營目標： 經營計畫應明確列出各項生態服務的經營目標，並給予適當的權重。例如，在某區域可能優先保育水源，在另一區域則側重碳匯功能或生物多樣性。
   • 空間分區管理 (Zoning)：將森林區域依其生態敏感性、服務功能和經營潛力劃分為不同的管理區。例如：
     • 嚴格保護區 (Strict Reserve Zones)： 僅允許最低限度的研究活動，以保護生物多樣性與生態原貌。
     • 生態保育區 (Ecological Conservation Zones)： 允許適度的生態旅遊或教育活動，但以維持生態功能為主。
     • 永續林產品生產區 (Sustainable Forest Product Production Zones)： 進行選擇性伐採或林相更新，以生產木材或非木材產品，但須確保生態功能不致嚴重退化。
     • 水源涵養區 (Water Catchment Protection Zones)： 嚴格限制開發與干擾，確保水質與水量穩定。
   • 時間尺度考量 (Temporal Scale Consideration)：生態服務的產出往往需要較長的時間尺度，經營計畫應包含長期監測與調整機制。

這題考的是台灣目前森林經營的重要目標與達成策略。

台灣森林經營的目標隨著社會變遷與價值觀的轉變，已從過去單純追求木材生產，轉向更加多元、強調永續與生態保育的方向。以下列舉三項重要的經營目標及其達成策略：

1. 經營目標：提升森林生態系功能與生物多樣性保育

• 重要性： 台灣作為生物多樣性熱點，其森林生態系統提供多樣的生態服務（如水源涵養、氣候調節、碳儲存），並孕育豐富的物種。保育生物多樣性是維護生態系統健康與韌性的基礎。
• 達成策略：
  • 劃設自然保留區與保安林： 依據森林法及相關法規，劃定並加強管理自然保留區、自然保護區、野生動物保護區及各類保安林（如水質水量涵養保安林、國土保安林、生態保育保安林等），限制或禁止干擾活動，保護原生生態系統。
  • 推動森林生態系經營 (Ecosystem-based Forest Management)： 採取較少人為干預、強調生態過程的經營方式，例如：
    • 保留成熟林與枯立木： 增加棲地異質性，提供野生動物所需空間與資源。
    • 推廣多樣化樹種與林齡結構： 建立更具韌性、更能適應環境變遷的森林。
    • 控制外來入侵種： 監測並移除對原生生態系統有威脅的外來物種。
  • 建立生態廊道： 連結破碎化的棲地，促進物種遷徙與基因交流。
  • 加強森林健康監測： 運用遙感、地面調查等技術，監測森林的健康狀況、病蟲害發生情形，及早介入處理。

2. 經營目標：兼顧永續木材生產與非木材林產品開發

• 重要性： 雖然台灣的木材自給率偏低，但仍有部分森林具備永續生產木材的潛力。同時，林下經濟、林產加工品等非木材林產品也具有開發價值，可增加林農收益並帶動地方產業。
• 達成策略：
  • 推動永續森林認驗證 (Sustainable Forest Certification)： 鼓勵林業經營者採用國際認可的永續森林經營標準（如 FSC, PEFC），確保生產的木材來源合法、符合環境與社會責任。

這題考的是森林測計的內涵以及最新技術發展重點。

森林測計 (Forest Mensuration) 是林業科學中一個基礎且重要的分支，其核心在於對森林資源進行量化與測量，為森林經營、管理、規劃及評估提供數據支持。

一、森林測計包含的內涵：

森林測計的內涵廣泛，主要涵蓋以下幾個方面：

1. 單木測量 (Single Tree Measurement)：

   • 樹高測量 (Tree Height Measurement)： 測量樹木從地表到頂梢的高度。常用儀器如測高儀 (hypsometer)、超音波測高儀。
   • 胸徑測量 (Diameter at Breast Height, DBH)： 測量離地表 1.3 公尺處的樹幹直徑。常用儀器為測徑器 (caliper) 或測徑帶 (diameter tape)。
   • 材積計算 (Volume Calculation)： 根據樹高、胸徑及樹幹形狀參數，利用材積表或迴歸公式計算單株樹木的材積。
   • 樹齡測定 (Age Determination)： 透過生長錐 (increment borer) 鑽取年輪，或依據樹高、胸徑與生長模型推估樹齡。

2. 林分測量 (Stand Measurement)：

   • 林分面積測量 (Stand Area Measurement)： 確定特定林分區塊的面積，常結合地籍資料、地圖或 GPS。
   • 林分密度與結構測量 (Stand Density and Structure Measurement)：
     • 株數密度 (Number of Trees per Hectare)： 計算每公頃的樹木數量。
     • 斷面積 (Basal Area)： 計算每公頃林木斷面積的總和，是衡量林分密度與競爭的重要指標。
     • 林分蓄積量 (Stand Volume)： 計算單位面積（如每公頃）或整個林分的總蓄積量。
     • 林分平均樹高、平均胸徑、樹高等級分佈 (Height/Diameter Distribution)： 了解林分內樹木大小的變異性。
   • 林分生長量測量 (Stand Growth Measurement)： 估計林分在一定時間內的蓄積量、材積或材積成長量。
   • 林分組成與結構分析 (Stand Composition and Structure Analysis)： 記錄樹種組成、林齡結構、層次結構等。

3. 森林資源盤存 (Forest Inventory)：

   • 抽樣設計 (Sampling Design)： 設計有效的抽樣方法（如永久樣區、隨機抽樣、系統抽樣），以較低的成本估計大面積森林資源的總量與狀況。
   • 數據採集與管理 (Data Collection and Management)： 建立標準化的數據採集流程，並利用資料庫進行有效管理。
   • 資源參數估計 (Estimation of Forest Parameters)： 根據抽樣數據，推估總蓄積量、年成長量、木材儲量、碳儲量等。

4. 林木生長模型建立 (Forest Growth Modeling)：

   • 單木生長模型 (Individual Tree Growth Models)： 模擬單株樹木的生長過程。
   • 林分生長模型 (Stand Growth Models)： 模擬整個林分的生長動態。
   • 資源動態模型 (Resource Dynamics Models)： 預測森林在不同經營情境下的未來變化。

二、最新技術發展重點：

這題考的是如何運用森林經營的施業措施來達成生物多樣性保育的目的。

生物多樣性保育是現代森林經營的重要目標之一，它不僅關乎生態系統的健康與穩定，也對人類福祉至關重要。透過適當的森林經營施業，可以在兼顧其他森林功能（如生產、水土保持）的同時，有效地提升或維護森林的生物多樣性。

核心觀念： 創造並維持棲地異質性 (Habitat Heterogeneity)，提供多樣化的生態環境，以支持不同物種的生存需求。

具體施業措施與說明：

1. 維持與增加棲地異質性 (Maintaining and Increasing Habitat Heterogeneity)

   • 林相多樣化 (Diversification of Forest Structure)：
     • 多樹種混淆造林與植生 (Mixed Species Planting and Vegetation)： 避免單一樹種純林，鼓勵栽植多樣的本土樹種。不同樹種提供不同的食物來源、遮蔽、繁殖場所，並形成不同層次的植被結構（喬木層、灌木層、草本層）。
     • 保留不同林齡層 (Retention of Various Age Classes)： 經營計畫中應包含年輕林、成熟林、過熟林等不同齡期的林分，因為不同齡期的森林提供不同的生態條件，例如，成熟林提供較佳的棲地給依賴老樹的物種，而年輕林則適合某些草本或灌木物種。
     • 營造林冠層與林下結構 (Creating Canopy and Understory Structure)： 透過適當的疏伐或撫育，增加林冠的孔隙度，讓陽光進入林下，促進灌木和草本植物生長，增加林下結構的多樣性。
   • 保留枯立木與倒木 (Retention of Snags and Fallen Logs)： 枯立木（Snags）是許多昆蟲、鳥類（如啄木鳥）、蝙蝠、小型哺乳動物的重要棲息地和覓食場所。倒木（Fallen Logs）則為腐生昆蟲、真菌、兩棲爬蟲類、苔蘚植物等提供棲地，同時也是養分循環的重要組成部分。應盡量在伐採時保留一定比例的枯立木和倒木。
   • 保留樹冠層與林緣 (Retention of Canopy Gaps and Forest Edges)： 伐採時設計性地保留部分樹冠層的孔隙（樹冠孔隙），讓陽光得以進入，促進林下植物生長，創造小型的開闊環境，吸引對光照有需求的物種。同時，維持或營造林緣（森林與開闊地交界處）的多樣性，因為林緣通常具有較高的物種豐富度。

2. 營造與保護關鍵棲地 (Creation and Protection of Key Habitats)

   • 保護水源地與濕地 (Protection of Water Sources and Wetlands)： 水源地、溪流、濕地是許多兩棲爬蟲類、鳥類、哺乳動