森林裡的測量課 那些關於森林的數字們

一棵樹有多高?有多少片葉子?森林有多少棵樹?這些問題幾乎是孩童時期十萬個為什麼裡必定收錄的疑問。但隨著年紀漸長,發現樹葉根本數也數不完,手邊的尺根本不夠丈量,就放棄追問了。

長大後,若非成為森林相關的從業人員,這些問題跟我們的生活成了平行線,但每回走進森林,是否仍會勾起你的好奇,森林怎麼量測,量測得來的數字有什麼意義呢?

森林測量是解決這些問題的方法,也是認識森林的途徑之一。但論空間、時間,森林的尺度都大過人的極限,所以研究者想方設法地,用量測工具、科學儀器、數學公式和抽樣統計等來了解森林。數字也是描述自然的語言之一,調查得來的數據成為森林的基本資料,人們藉以經營森林,也從中學習與自然共存之道。

森林裡的測量課 那些關於森林的數字們
爬上樹,徐嘉君著迷於樹冠層的附生植物。

尋找最高的樹
如何知道或描述一棵樹有多高?舉例來說,台灣杉是東亞最高的樹種,魯凱族稱其為「撞到月亮的樹」,而行政院農業委員會林業試驗所助理研究員徐嘉君的方法是「爬上去」。
徐嘉君是研究樹冠層附生植物的森林生態學家,把自己弄到樹上是必要的技能。剛開始她學前人採種的方式,在樹上打L釘,踩釘上樹,後來改採攀岩的方式爬樹。
除了掛在樹上研究附生植物,徐嘉君另一興趣是尋找台灣巨木。因為總是掛在樹上,引起她的好奇,想要知道樹可以長到多高,有多少環境因素會影響一棵樹的成長。「這像一個解謎的過程,很多調查方式都是非典型的,沒有人做過,沒有前例可參考,那就要自己想辦法。」
早期要找到最高的樹,多是林業人員口耳相傳,或是用測高儀、三角函數推估;如今可借助科技,如空載光達(airborne LiDAR),自上空向地面發射雷射光束,藉由回波訊號計算對地面的距離,以獲得精密的地表資訊。徐嘉君跟成功大學測量及空間資訊學系教授王驥魁團隊合作,利用內政部在莫拉克風災後,啟動全島光達探測計畫的資料,輔以演算法,善用雷射穿透森林樹冠層的特性,繪出樹冠高度及地面地形的模型,靠光達篩選出巨木的區域,再由人力實地探勘。2019年,成功找到迄今尋獲最高、位在大雪山區南坑溪上游的台灣杉,樹高72.9公尺。
徐嘉君與找樹團隊還曾順利爬上南投縣信義鄉神木村的一棵「樟樹公」,經測量後,有46.4公尺,成功將其登錄在「世界神木網站」上,「樟樹公」是全球目前已知最高的樟樹。
利用量測,找到最高的樹,然後呢?徐嘉君說:「其實很多科學研究剛開始都起因於學者的好奇心」,但好奇心卻可能引起大迴響。她在2017年發起「台灣杉等身照片拍攝計畫」,邀請了澳洲「The Tree Projects」拍攝團隊來台,為位在棲蘭山區的台灣杉三姊妹拍攝等身照。這佇立在170號林道上的台灣杉三姐妹,少說已800歲高齡了,其中一株高達69.5公尺,約是一棟23樓高的建築。拍攝團隊架起垂直的相機軌道,由底而上拍攝,再一張張拼接起來。三姊妹的全貌一曝光,讓許多人驚嘆,「很多人都不知道台灣有這麼漂亮的樹,從而升起一股驕傲和自我認同感。」讓更多人認識台灣山林的美麗,提升森林保育意識,是尋找高樹外的另一個迴響。

森林裡的測量課 那些關於森林的數字們
附生植物對於氣候變化反應敏銳,可以視為生態系變化的指標。(徐嘉君提供)

全島森林資源調查
場景轉到新竹,我們跟著林務局竹東工作站的同仁李聲銘和羅時凡的摩托車,在山區左拐右彎地深入竹東五指山的林班地。依著GPS的資料接近樣區附近,還要再東鑽西探尋找前人的路徑,費了一番功夫才找到調查樣區的中心點。依著中心點,兩人協力朝上往下拉好中線,框出樣區的範圍,調查的準備工作才算完成。這一區是巒大杉的人造林,需要調查的樣樹有50棵之多,依前人繪製的位置圖找到樣樹,複查每一顆樣樹的樹徑、樹高資料,再將資料更新記錄在樣樹上的RFID上,若有樣樹傾倒,也要特別記錄。
李、羅兩人正進行的是第四次森林資源調查的複查,儘管第四次森林資源調查已在2013年完成,林務局仍持續維持五年一次複查。
森林資源調查的作用在於盤點森林資源的面積、蓄積(指森林面積上生長著的林木樹幹材積總量,是國家森林資源總規模和水平的重要指標)及生長量等基礎森林資訊,以作為國家林業政策制定之依據與參考。
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