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實驗林研究計畫成果摘要、研究人員年度研究計畫
105年度本處之研究計畫  105年本處研究計畫成果摘要
104年度本處之研究計畫  104年本處研究計畫成果摘要
103年度本處之研究計畫  103年本處研究計畫成果摘要
102年度本處之研究計畫  102年本處研究計畫成果摘要
101年度本處之研究計畫  101年本處研究計畫成果摘要
100年度本處之研究計畫  100年本處研究計畫成果摘要
99年度本處之研究計畫   99年本處研究計畫成果摘要
98年度本處之研究計畫   98年本處研究計畫成果摘要
97年度本處之研究計畫   97年本處研究計畫成果摘要
96年度本處之研究計畫   96年本處研究計畫成果摘要
95年度本處之研究計畫   95年本處研究計畫成果摘要
94年度本處之研究計畫   94年本處研究計畫成果摘要
93年度本處之研究計畫   93年本處研究計畫成果摘要

105年度本處之研究計畫:

一、 陳有蘭溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
105

單一樹種之全方位發展主題(A01)
總計畫名稱:功能性生物質材料之研發(1/3)-以孟宗竹為例

/總主持人:鄭森松
以生命週期進行孟宗竹利用碳排評估 柯淳涵
孟宗竹抽出物和竹酢液抗褐根病菌之評估 鄭森松
孟宗竹廢材焙燒行為研究 張芳志
以孟宗竹活性碳吸附水中重金屬離子 劉素玲
去皮及熱處理加工對孟宗竹桿物理、機械性質及化學組成分的影響 莊閔傑
高溫乾燥法於孟宗竹材之應用與性質探討 李佳如

單一樹種之全方位發展主題(A02)

總計畫名稱:臺灣杉育林系統之建構 (1/2)/總主持人:王介鼎
臺灣杉遺傳及種源後裔之研究(1/2) 王介鼎
臺灣杉病害名彙及防治方法之建立(1/3) 蕭文偉
臺灣杉菌根功能之研究 (1/2) 陳潔音
臺灣杉人工林林分結構與林分蓄積量之研究(1/2) 郭福麟

森林健康主題(A03)

總計畫名稱:不同土地利用型態中外來入侵種的分布格局與預測—以臺灣大學實驗林為例/總主持人:葉信廷
數種半翅目入侵種昆蟲擴散途徑與潛在發生區之預測 (1/3) 葉信廷
臺大實驗林鱗翅目林木昆蟲的分布、大發生來源的追踪與模式預測 (1/3) 吳立偉
臺大實驗林外來植物及其入侵等級劃分 楊智凱
格斯特家白蟻之族群監測及孳生源調查 (1/3) 蔡明哲

森林健康主題(A04)

總計畫名稱:空氣汙染對森林健康及環境影響之監測、定量及傳輸模式建立之研究/總主持人:曹崇銘
交通汙染對溪頭不同海拔森林環境影響之監測研究 曹崇銘
茶園-溪頭-杉林溪空氣污染空間變異模式之建立 衛強
樹木葉面對空氣汙染物攔截效能之定量研究 鄭景鵬

生態系功能與服務主題(A05)

總計畫名稱:生物及氣候因子對相鄰之天然闊葉林及人工林枯落物分解之影響/總主持人:陳秋萍
相鄰之天然闊葉林及人工林之不同分解程度枯落物之含碳官能基分佈 陳秋萍
相鄰之天然闊葉林及人工林枯落物中節肢動物群落組成差異 陳陽發
以土壤呼吸、植物蒸散及枯落物之關係評估三種不同林相之地上部碳循環特性 羅明慧
溪頭地區不同林相之土壤微生物差異之研究 陳勇至

生態系功能與服務相關主題(A06)

總計畫名稱:亞熱帶島嶼動物群落在不同海拔梯度上的變化/總主持人:李春霖
糞金龜群落的海拔變異-以臺大實驗林為例 李春霖
氣候變遷對不同海拔段鳥類群聚之影響(1/3):臺灣繁殖鳥類於中海拔地區之分布變遷─以溪頭為例 吳采諭

通量及長期試驗地的資料整合主題(A07)

總計畫名稱:溪頭柳杉人工林陸地-大氣交互過程先驅研究/總主人:賴彥任
溪頭地區大氣邊界層宏觀特徵之研究 賴彥任
溪頭地區柳杉林鳥巢狀蕨類植物之生態適應研究 劉威廷
溪頭地區柳杉林枯落物動態之研究 余瑞珠
溪頭地區環境因子對土壤碳與養份通量之研究 江博能
二、 個別研究計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
105 臺大實驗林與臺灣林學及林業之發展(二):從1949年至1980年 洪志遠(鄭欽龍)
下坪自然教育園區樹木危險性風險之檢查及評估 李佳如(林振榮)
疏伐木釘接組合樑建材之研發(2/3) 莊閔傑(張豐丞)
木材塑膠再生綠色複合材之耐久性評估 李佳如(楊德新)

105年本處研究計畫成果摘要:

01. 以生命週期進行孟宗竹利用碳排評估
 

由盤查分析過程可得知,竹材之生產主要以機械加工處理為主,因此機械的電力消耗及生產效率是影響生命週期潛在環境衝擊關鍵因素,因此我國電力的結構將會是影響竹材生產利用時造成環境汙染的最大主因。
由特徵化結果比較可發現,在電力消耗方面,漂白竹材積層板於三單板熱壓積層階段之潛在環境衝擊最高,尤其以可吸入性無機物質之衝擊項目佔比最大,其次為全球暖化及非再生能源之衝擊項目;過氧化氫藥劑也同樣具有相當高的潛在環境衝擊,其在致癌性人類毒性項目佔比最大。熱處理竹材積層板於乾燥階段之潛在環境衝擊最高,同樣以可吸入性無機物質之衝擊項目佔比最大,其次為全球暖化及非再生能源之衝擊項目。另外,竹材積層板因其元素組成之50%為碳元素,利用竹材則等同於將碳元素以有機質方式貯存在生活周遭,具有碳貯藏之效果,因此在全球暖化項目具有正面的環境效益。
由損害結果比較可發現,竹材積層板之加工處理在人類健康、氣候變遷及資源危害等指標有較高的環境衝擊,其中又以竹材乾燥、熱壓及過氧化氫使用等階段所佔的比例較高,而將兩積層板之結果比較可知,漂白竹材積層板在四個損害類別的環境衝擊皆較熱處理竹材積層板低。
將竹材積層板與其他材料相比可得以下結果,由特徵化結果可知,混凝土除了在全球暖化項目較竹材積層板高以外,其所造成的環境衝擊皆較其他材料低,而竹材積層板僅在游離輻射項目較PVC高,其他項目皆較鋁材、鋼筋及PVC的環境衝擊低。由損害結果比較可知,混凝土在氣候變遷的損害項目較竹材積層板較高以外,其所造成的損害衝擊是最少的,竹材積層板在氣候變遷的損害項目上具有正面的環境效益,鋁材所造成的環境衝擊最高。

由溫室氣體排放結果比較可知,竹材積層板的碳排放雖然較某些材料高,然而碳貯存效果可以抵消加工過程中所造成的碳排放,反而具有碳貯存之效果,故使用竹材積層板對溫室氣體減排具有正面的效益。
02. 孟宗竹抽出物和竹酢液抗褐根病菌之評估
  本研究萃取孟宗竹竹桿和竹葉中甲醇抽出物以及竹酢液進行抗褐根病菌活性評估,同時也進行竹酢液各種性質測定。由試驗結果得知,孟宗竹竹葉甲醇抽出物的收率較竹桿高,而未萃取過孟宗竹竹桿之竹酢液含量比萃取過孟宗竹竹桿高。另外,萃取和未萃取孟宗竹竹桿竹酢液之基本性質方面,二種方式所產之竹酢液比重並無差異;但萃取後的孟宗竹竹桿之竹酢液的pH值會較未萃取大;有機酸含量會偏低;焦油率會偏高並且顏色也偏深。另比較孟宗竹竹桿和竹葉甲醇抽出物及萃取前後竹桿之竹酢液對褐根病菌之抑制效果,以萃取過孟宗竹竹桿所生產的竹酢液抑菌效果較好,至於孟宗竹竹桿和竹葉甲醇抽出物並不具抑菌效果。
03. 孟宗竹廢材焙燒物性質研究
  本研究以加工後之廢棄竹材(孟宗竹)進行不同溫度與時間之焙燒反應,探討其固體、液體與氣體產物特性,並與臺灣電力公司之煤炭採購規範比較,以判斷該生質燃料之品質。研究結果顯示廢棄孟宗竹具有綠色能源利用之潛力。廢棄孟宗竹之活化能介於48.52與54.56 kJ/mol間。廢棄孟宗竹生質物焙燒後其熱值可達5103.4 Cal/g、水份含量為0.02%、灰份含量為2.03%、氮含量為0.15%、硫份含量則低於偵測極限,因此,焙燒後之孟宗竹可符合台灣電力公司燃煤II級之規範要求,未來可取代部分之燃煤,應用於鍋爐燃燒。
04. 萃取後孟宗竹製備活性碳及其吸附水中銅金屬之性能
  本研究的目的是經甲醇萃取後之孟宗竹廢棄材料,應用炭化活化技術製備成活性碳,並探討此活性碳對於吸附水溶液中銅金屬之效能。結果顯示,未處理與經甲醇萃取後孟宗竹活性碳,收率分別為24.50、22.27 %,比表面積為561.75、889.77 m2/g,萃取後之孟宗竹活性碳其孔隙性質較佳,等溫吸脫附曲線皆屬於Type IV類型。2種活性碳的表面電位皆在溶液pH值>4時帶負電位,但銅金屬離子吸附性皆會隨pH值升高而增加,在pH5.7時吸附性最佳,又知,甲醇萃取孟宗竹活性碳吸附效能高於未處理者約3.67 mg/g。
05. 評估孟宗竹竹桿經熱處理及去皮加工後於物理、機械及化學組成分的影響
  由評估竹皮部對熱處理桂竹及孟宗竹基本性質之影響可得知不同加工型態之桂竹及孟宗竹經熱處理後之含水率均較未處理者低,且竹皮對於竹材含水率的影響並不具明顯的差異。桂竹之醇苯抽出物含量明顯較孟宗竹低,且含有竹皮的孟宗竹具有較無竹皮者高的醇苯抽出物含量,經熱處理後,顯示醇苯抽出物均有提高的趨勢,其中又以中國孟宗竹之醇苯抽出物含量最高。由全纖維素含量測定顯示桂竹較孟宗竹高,其中又以中國孟宗竹全纖維素含量最低;於α-纖維素含量方面則可得知同樣以含竹皮桂竹含量最高,當孟宗竹去除竹皮後可得知臺灣與中國孟宗竹之α-纖維素含量相近,竹材經熱處理後將同樣使得竹材半纖維素含量下降。各竹材內的木質素含量均未因經過熱處理而使得含量產生明顯下降趨勢,主要係因本研究熱處理條件為120 oC加熱4 hr,未能使得木質素含量產生明顯降解或再聚合反應,因此木質素含量變化的情形均不顯著。熱處理將使桂竹及孟宗竹密度產生稍微下降趨勢,且不同加工型態竹材之全纖維素及α-纖維素含量下降情形與密度變化的趨勢相同。熱處理製程及竹皮均會使得竹材EMC下降。
06. 高溫乾燥法於孟宗竹材之應用與性質探討
  本研究「高溫乾燥法於孟宗竹材之應用與性質探討」以國產孟宗竹材為材料,於乾球溫度110oC,濕球溫度95 oC 之設定溫度下,採混合空氣與蒸汽法進行高溫乾燥,探討高溫乾燥法應用於竹材乾燥之可行性,並同時比較與傳統窯乾、天然氣乾下竹材之基礎物理性質、顏色與表面粗糙度變化及力學性質之差異,期待能為未來竹材之作業與應用開創新的契機。結果指出,以傳統窯乾方式進行乾燥的竹材,氣乾密度值為最高,而高溫乾燥之竹材其平衡含水率則為最低。機械性質部分,統計結果顯示三種乾燥竹材之抗彎MOR值無顯著差異,然高溫乾燥竹材之MOE值則明顯高於天然氣乾組,而三種乾燥竹材之抗彎破壞型態均呈現縱向劈裂之現象,且高溫乾燥竹材由於含水率較低,材質較為硬脆,劈裂情況有明顯向外擴張之趨勢,反之天然氣乾材料則因含水率較高,劈裂情況較為趨緩,然易有橫向潰陷之情形產生。而抗壓強度之趨勢與抗彎性質相似,隨乾燥溫度之提高,竹材之抗壓強度亦隨之上升。表面顏色變化之部分,傳統窯乾乾燥之竹材明度值明顯較天然氣乾者低,材色偏深、偏紅,而天然氣乾者則保有原竹之色澤,此外,高溫乾燥之竹材明度值較傳統窯乾者更為降低,整體材色顯著偏深褐色至黑色之間。另一方面天然氣乾者之吸水率明顯高於傳統窯乾與高溫乾燥之竹材,其縱向伸長率與厚度膨脹率亦具三種乾燥竹材間之最大值,而高溫乾燥者則具有最佳之尺寸安定性表現。
07. 臺灣杉遺傳及種源後裔之研究(1/2)
  臺灣杉又名亞杉,臺灣主要天然分佈於海拔1,500至2,500公尺高山區,為針葉樹種中貴重材之一,也是重要經濟造林樹種,以往種子來源主要採自天然林母樹,多於豐年時採收儲藏,供苗木栽培使用,惜因大量砍伐至今所留母樹多在交通不便之深山中,採種時常有困難。臺灣杉種子多採自天然母樹,因此造林木之生長差異大,雖然有利用部分母樹之後裔建造後裔試驗林,但後續追蹤事宜仍有待加強。本試驗分析台大實驗林設立之臺灣杉種源試驗地及營養系庫各種形質資料調查進行分析,期能選出優良品系,提供後續造林所需之優良種子,建造出優良林分並提供具競爭力之優良臺灣杉材。以2016年臺灣杉種源試驗資料得知,溪頭及大霸尖山2號種源在各性狀的生長表現明顯優於其他種源,以林木生長最具代表性指標之胸徑比較,也高於其他研究之平均值。此結果提供未來造林所需種子採種最佳之基本資料,而後續待林木達成熟生產種子時,該試驗地也可供為採種園,因此,種源相關之研究應持續觀察。
08. 臺灣杉病害名彙及防治方法之建立(1/3)
  臺灣杉又名亞杉,臺灣主要天然分佈於海拔1,500至2,500公尺高山區,為針葉樹種中貴重材之一,也是重要經濟造林樹種,以往種子來源主要採自天然林母樹,多於豐年時採收儲藏,供苗木栽培使用,惜因大量砍伐至今所留母樹多在交通不便之深山中,採種時常有困難。臺灣杉種子多採自天然母樹,因此造林木之生長差異大,雖然有利用部分母樹之後裔建造後裔試驗林,但後續追蹤事宜仍有待加強。臺灣杉苗木的撫育措施包括澆水、施肥、除草及病蟲害防除,針對病蟲害之撫育措施,並未系統性進行病害資料調查以及防治方法的建立,其結果常常造成藥劑的濫用,且並未達到預期防治效果,因此本研究針對臺灣杉種媒、小苗之病害,進行病害調查、分離、培養鑑定及防治,並建立病害名彙,針對臺灣杉重要病因提供防治方法,以確保苗木品質及造林木健康。
09. 臺灣杉菌根功能之研究 (1/2)
  早期臺灣杉為臺灣重要的造林樹種,近年來因造林計畫才又重新啟動臺灣杉的育苗作業,在國內育苗過程中,則未曾考慮菌根接種問題,有關菌根與苗木生長關係的研究資料尚付之闕如。惟據野外觀察及溫室試驗,苗圃中有菌根感染的臺灣杉幼苗較無菌根苗生長量相差20倍,證明苗木培育過程中菌根感染的有無極為重要。而不同植物與菌根真菌的組合,其植物細胞水通道蛋白基因之表現情形,及根部導水度的變化,亦是目前專家學者熱烈討論的主題。在各種植物基因表現因菌根真菌變化的研究結果中,菌根真菌如何改變這些基因表現,其產生的訊號分子、以直接或間接方式影響,仍需要後續研究。由於有關臺灣杉菌根研究之闕如,本試驗採集篩選臺灣杉林地內自然共生之菌根菌種,分離、大量繁殖菌根菌,選取菌種進行臺灣杉菌根接合試驗,下一步希望可以藉由耐旱試驗,並利用分子生物學技術,解析菌根協助臺灣杉抗逆境之模式,用以建立分子標記,設立育種之篩選平台。本試驗已獲得野外臺灣杉菌根菌種2屬4種,其中分布較廣泛的2種菌根菌Acaulospora scrobiculataA. morrowiae完成大量繁殖,並進行臺灣杉種子苗接種菌根菌試驗。結果顯示臺灣杉種子苗之初期 (2個月) 接種菌根後,A. morrowiae形成根內菌絲的根段比率約20-25%,且根內菌絲初始形成,尚未形成根內產孢,且未發現根內囊泡。而A. scrobiculata菌根接合試驗。
10. 臺灣杉人工林林分結構與林分蓄積量之研究(1/2)
  臺灣杉是臺灣的常見造林樹種,本研究目的在於分析台灣杉生物量基礎資料,以瞭解林分結構及蓄積量。
11. 數種半翅目入侵種昆蟲空間分佈與潛在發生區之預測 (1/3)
  本計畫整理臺灣有發生記錄之植食性外來種和入侵種昆蟲,共計7目35 種,其中半翅目種類計有16種。今年度調查實驗林轄區內下坪熱帶植物園、水里木材利用實習工廠、水里興隆國小、清水溝營林區樹木標本園及和社營林區松竹梅步道和塔塔加楠梓仙溪林道3處等共同樣區發生之半翅目外來入侵種昆蟲,以馬氏網定點監測以及不固定式穿越線的調查方式進行,共記錄粉蝨科(Aleyrodidae)之棉絮粉蝨(Aleurothrixus floccosus)、盾介殼蟲科(Diaspididae) 蘇鐵白輪盾介殼蟲(Aulacaspis yasumatusi)、膠介殼蟲科(Kerriidae) 紫膠介殼蟲(Kerria lacca)、木蝨科(Psyllidae) 銀合歡木蝨(Heteropsylla cubaua)、圓飛蝨科(Issidae) 棕額薩圓飛蝨(Thabena brunnifrons)等5個外來入侵種類,此5 種以分佈在低海拔地區為主,寄主植物多半為果樹、園藝栽植植物、行道樹為主,尚未在主要造林樹種,發現半翅目外來入侵種危害。本計畫從Global Invasive Species Database資料庫中整理臺灣與鄰近國家的植食性外來入侵種的資料,其中有數種臺灣未有發生記錄的鞘翅目、半翅目和鱗翅目種類,因其入侵的能力較強,未來應針對這些種類進行入侵風險評估及監測工作。
12. 臺大實驗林轄區內的鱗翅類林木昆蟲的空間分佈、大發生來源的追蹤與預測 (1/3)
  鱗翅目昆蟲相調查的目的在於提供基礎物種資料,以利監測可能危害臺大實驗林轄區內的林木生長。今年度以和社營林區為主要調查地點,結合2015年的蝶類調查結果共計有318種蛾類與151種蝴蝶。調查期間尚未發現危害嚴重的鱗翅目昆蟲,但從中列舉26種具有潛在林木威脅的蛾類作為明年度重點監測物種。
13. 臺大實驗林外來植物及其入侵等級劃分(1/3)
  伴隨人類的活動能力及道路工程的增加,有意或無意之間引進外來植物,而歸化植物以能夠不依靠直接的人為干預而能持續繁殖並維持族群超過一個生命週期,進一步的入侵植物則能讓會造成原生物種遭到排擠,嚴重的狀況甚至消失滅絕。臺大實驗林轄區外來植物初步調查到230種外來植物,多已成為歸化植物,少部分已成為入侵植物。下坪自然教育園區共調查記錄到134種(附錄);清水溝營林區初步調查到外來植物種類有71種;內茅埔營林區初步調查到的外來植物種類有30種;溪頭營林區初步調查到的外來植物種類有到21種;對高岳營林區初步調查到的外來植物種類有11種;和社營林區初步調查到的外來植物種類有84種;水里營林區初步調查到的外來植物種類有118種;塔塔加地區初步調查到的外來植物種類有48種。本次調查結果發現外來入侵種如小花蔓澤蘭、王爺葵、銀合歡、香澤蘭、大黍等,本處未來需更進一步進行相關生物學研究,提供有效的控管機制。
14. 格斯特家白蟻之族群監測及孳生源調查
  格斯特家白蟻 (Coptotermes gestroi) 是入侵臺灣的有害白蟻物種,對臺灣森林與樹木健康具有潛在威脅。本研究在下坪熱帶植物園內埋設木樁及設立監測站,針對格斯特家白蟻進行監測並以Recruit HD白蟻餌劑防治。下坪熱帶植物園的格斯特家白蟻群體在投藥後的四個月後開始停止活動,約一年的時間內沒有在樣區內發現格斯特家白蟻,支持Recruit HD能有效防治森林中的格斯特家白蟻群體,但在防治過後的2年內有66%的格斯特家白蟻監測站遭臺灣土白蟻 (Odontotermes formosanus) 的入侵,且放置Recruit HD的餌劑被入侵的機率顯著較高。土白蟻會在入侵後在4個月內取食完餌劑,雖然臺灣土白蟻並非防治目標,但其取食餌劑的行為會加速餌劑之消耗,造成防治成本之提高,再測試餌劑中含有的硬脂酸是否會增加土白蟻的取食偏好,而結果並不顯著。樣區中的木樁在防治結束的18個月後再次受到格斯特家白蟻取食,分析其群體內的兵蟻形態,發現與過去防治的群體並不相同,為新的格斯特家白蟻群體。針對樣區內的枯立木和倒木調查其是否為格斯特家白蟻的孳生源,發現78棵枯立木或倒木中只有2棵發現格斯特家白蟻,推測枯立木或倒木並非其主要的孳生源。為瞭解格斯特家白蟻在不同海拔森林地區的擴散,在5個不同海拔的地點設置馬氏網,發現只有海拔最低的下坪熱帶植物園於3月15日至4月14日間採集到格斯特家白蟻有翅型,推測其尚未擴散至中高海拔的森林地區。本研究將持續監測施用餌劑後格斯特家白蟻監測站及木樁上的物種演替與消長。
15. 交通汙染對溪頭不同海拔森林環境影響
  本研究是利用環保監測車的自動觀測儀器,選定不同海拔監測地點,對森林環境中的SO2、O3、CO、NO、NO2、NOx及PM10懸浮微粒進行監測。並同時計數通過溪頭151號道路的車流量數。結果顯示在平日為4,694輛,在假日為8,917輛,總計進出溪頭車流量假日增加近一倍。從車流量所帶來的SO2、CO、O3、NO、NO2、NOx及PM10懸浮微粒等污染物,對溪頭森林環境的空氣品質汙染不可忽視。目前溪頭園區管理者必須針對遊客人數成長及遊憩承載量進行長期監測、做為評估經營管理之依據。暑假周末及年假期間停車位不足及嚴重塞車問題,所造成的森林環境污染問題不可忽視,必須積極進行有系統的研究及環境監控,才能瞭解汙染來源及影響範圍,並提出有效防治辦法。
16. 溪頭-杉林溪空氣污染空間變異模式之建立(1/3)
  本研究探討溪頭-杉林溪之北勢溪上游集水區之空間污染物之空間變異結構,為臺灣地區進行山區空氣污染物空間分佈之先驅研究。由本年度冬季與夏季兩季之空氣污染物監測結果,不同污染物之空間變異量與空間分佈趨勢仍有差異,影響範圍參數值小且變化不大,呈現在極小範圍時其變異值即有很大變化之碎塊效應。部份污染物之濃度與地形高程、平均風速與遊客人數呈現高度相關性,與前人研究結果與氣象物理特性相符。
17. 樹木葉面對空氣汙染物攔截效能之定量研究
  本研究為研究溪頭地區與杉林溪地區交通污染對溪頭森林環境的影響,主要調查目標為孟宗竹林與其葉面攔截懸浮粒子與交通流量所帶來的硫化物,結果顯示五個地區的竹林密度依序為溪頭天文台>杉林溪附近茶園>溪頭第一停車場>武岫農場>溪頭苗圃,葉面積指數分別是溪頭天文台>杉林溪附近茶園>武岫農場>溪頭第一停車場>溪頭苗圃,冠層開闊度與其成反比。量測葉片的葉面積時將掃描葉片區別為,幼葉、中葉、老葉、受損葉四種狀態,結果顯示由Photoshop與葉面積儀計算比較掃描後的葉面積值,葉面積為19.93 cm2到1.66 cm2之間,由成對樣本t檢定發現兩者之間無顯著性差異。計算4種型態葉片之滯塵量之結果顯示滯塵量依序為成熟葉>枯損葉>老熟葉>幼葉,平均滯塵量為0.539 mg/cm2,比一般闊葉樹較為低;利用LAI換算五個地區的竹林葉片滯塵量平均為每公頃1.3769 kg。而硫化物的截流量則為則依序為枯損葉、老熟葉、成熟葉、幼葉,總平均0.998μg/cm2,四種葉片中枯損葉生長時間較長,可見硫化物的截流量與竹葉年齡有正相關,利用LAI換算五個地區的竹林葉片硫化物平均為每公頃總平均0.013 kg。
18. 相鄰之天然闊葉林、柳杉林與竹林枯落物動態變化對土壤碳儲存之影響
  為了解不同林相枯落物量、組成及不同分解程度枯落物之碳氮比與土壤碳儲存量之關係,本研究針對臺大實驗林管理處溪頭營林區之天然闊葉林及與其相鄰之柳杉林與竹林,定期收集枯落物以進行評估。研究結果顯示,排除9月因颱風來襲而掉落之大量落葉及枝條,天然闊葉林及竹林之枯落物以落葉為主,柳杉林則以其他分類之枯落物為主,落葉量遠低於其他兩種林相。天然闊葉林3月至10月之落葉量介於205.1-913 kg ha-1,佔每月枯落物總量之68.2 % - 87.6 %。天然闊葉林4月的高峰主要是因為林木換葉,6、7月的高峰則是因林木換葉和枝條枯落。竹林之落葉量介於68.9-1056.0 kg ha-1,佔每月枯落物總量之18.8 % - 78.6 %。不同林相3月至10月之枯落物總量,除8、9月以外,皆以天然闊葉林最高 (270.9-1021.2 kg ha-1),竹林次之 (142.4-878.5 kg ha-1),柳杉林則最少 (45.8-398.8 kg ha-1)。不同林相新鮮凋落葉(3月)之碳氮比以柳杉林最高,孟宗竹林次之,天然闊葉林最低。隨著分解時間之增長,三種林相枯落葉之碳氮比皆呈現下降之趨勢,其碳氮比之高低仍大致為柳杉林 >天然林 > 竹林。結果顯示,柳杉林枯落葉之分解速率最慢,竹林最快。
19. 相鄰之天然闊葉林及人工林森林地表與枯落物中節肢動物群落組成差異
 

(一) 節肢動物物種調查
土壤動物多樣性作為生態環境評價的重要指標,可以反映群落組成的複雜程度,其高低能反映群落的穩定性 (趙等,2006)。溪頭自然教育園區三種不同植被類型森林生態系統中,整體而言以天然闊葉林中的土壤節肢動物組成多樣性最高,人工林次之,竹林最低。竹林內的植物種類組成較為單一 (見附錄一),節肢動物豐度和豐富度較低,以一般土壤節肢動物中數量最典型的彈尾目、端足目、等足目為例,竹林內的數量特別明顯低於其他兩種林相,推論可能跟竹子本身對其他植物具有排他性 (allelopathy,植物向環境釋出代謝物質以抑制自己或其相鄰植物生長的現象) 有關而造成伴生物種多樣性的降低 (竹子落葉含有植物鹼,會妨害其它植物的生長,根部亦會分泌相剋物質allelochemicals破壞土壤成份,致使其它植物無法生長),除了直接影響節肢動物,也會減少其他種植物而間接減少節肢動物所需的資源。竹林的節肢動物以雙翅目豐度最高,且數量集中在四、五月,推論是三月份竹筍成熟後,腐爛的筍皮和筍肉增加雙翅目的個體數。
在鞘翅目中,三種林相的豐富度相近 (柳杉人工林:10種;天然闊葉林:11種;竹林10種),但天然闊葉林的豐度較高,顯示天然闊葉林較其他林相有較高的鞘翅目種類。值得注意的是隱翅蟲科的數量在竹林最多、人工林最少,推測是隱翅蟲喜好在遮蔭性較好的環境有關;在象鼻蟲科方面,則以柳杉人工林、天然闊葉林數量明顯高於竹林數量,推測是竹林內植物相單一之故。另外,在步行蟲科等捕食者中,可見以天然闊葉林最高、柳杉人工林次之、竹林最低,與蜘蛛目採集結果類似,與林相中的節肢動物種類、數量有關;在菌食性的出尾蟲科、擬瓢蟲科、大蕈蟲科以天然闊葉林數量最高、柳杉人工林次之、竹林最低,顯示天然闊葉林中有較豐富的真菌種類和數量。

(二) 螞蟻物種調查 105年1月至10月為止,三種森林以柳杉人工林的螞蟻種類數較其他兩種林相多,且使用非計量多元尺度分析發現柳杉林和其他兩種林相有部分重疊,顯示柳杉林可包含其他兩種林相的螞蟻,且在四種只出現在柳杉人工林的螞蟻種類中,熱烈大頭家蟻、皮氏大頭家蟻、日本皺家蟻為中低海拔地區常見的螞蟻,顯示柳杉林的環境除了適合其他兩種林相的螞蟻,也適合低海拔的螞蟻生存。 功能群方面,柳杉人工林和天然闊葉林有樹棲性種類群、冷氣候種類群、隱密性種類群、普遍化家蟻群、逢機種類群、捕食種類群、熱帶種類群等7種類群,且類群比例類似,顯示兩種林相螞蟻組成較為相近。竹林缺少樹棲性種類群,顯示竹林的環境不適合樹棲性種類群這類螞蟻的生存。 從105年1月至10月的螞蟻物種曲線中,天然闊葉林的螞蟻種類除氣候影響外均呈現穩定,為較完整且不易受干擾的群聚結構;柳杉人工林和竹林各月份的螞蟻物種數並不穩定,屬於易受干擾的群聚結構,且柳杉林還出現中低海拔地區的螞蟻,顯示此區域還受到外來螞蟻族群的影響。 掉落陷阱 (pitfall traps) 與落葉袋陷阱 (winkler bag) 兩種採集方法所調查到的螞蟻豐富度皆為1種,但兩者合併後的種類共有19種,因此共同使用這兩種採集方法可以使螞蟻和其他節肢動物資料更為完善,未來建議可增加其他調查方法例如針對食性的誘餌式陷阱或是增加棲地類型 (樹上型陷阱),以增加更多螞蟻和其他節肢動物豐富度。 掉落陷阱 (pitfall traps) 與落葉袋陷阱 (winkler bag) 兩種採集方法所調查到的螞蟻豐富度和豐度皆不相同,雖然落葉陷阱採到的螞蟻豐富度和豐度較高,但掉落陷阱有出現落葉陷阱沒有的螞蟻物種,因此共同使用這兩種採集方法可以使螞蟻和其他節肢動物資料更為完善。

20. 不同植被之枯枝落物分解對於土壤呼吸影響之研究
 

土壤呼吸為全球碳排放的第二大來源,因此其對大氣碳量有不可忽略的影響。由於不同植被造成土壤呼吸排放的碳量有異,本研究在溪頭鳳凰山設置三個樣區,分別為天然闊葉林,柳杉林與孟宗竹林。本研究目的在於探討此三種不同植被之間的枯落物分解速率及土壤呼吸之差異。我們利用EGM-4 (Environmental Gas Monitor, PP systems)觀測三種不同處理方式的土壤呼吸:含枯落物及根呼吸、不含枯落物呼吸、不含枯落物和根呼吸。此外,由於枯落物分解速率加快會造成土壤呼吸增加,本研究亦在三個樣區內設置了60個枯落物分解袋,觀測不同植被的分解速率。結果顯示天然闊葉林的土壤呼吸速率高於柳杉林及竹林。土壤呼吸各實驗處理與土壤溫度的相關性顯示,目前天然闊葉林及竹林之土壤呼吸跟土壤溫度具有密切的關係 (r2 = 0.42~0.72),不同實驗處理的Q10亦相同(1.65~2.45)。枯落物分解實驗的結果顯示至6月底天然闊葉林及竹林的分解速率皆高於柳杉林。此現象之原由可能為柳杉林的土壤酸性較高,而妨礙到微生物之活性。但到了10月柳杉林的分解量卻最大。本研究卻仍需要更長的時間觀測土壤呼吸與枯落物分解才能判斷二者之間的關係。

21. 溪頭地區不同林相之土壤微生物與枯落物分解之探討
  本研究選取溪頭鳳凰山之闊葉樹天然林地、與天然林毗鄰之75-2號柳杉造林地、56-1A竹林做為試驗地點。利用總體基因體學的方式,剖析土壤微生物的多樣性,經過多種廠牌微生物DNA抽取套件的測試,以PowerSoil® DNA Isolation Kit (MO BIO, USA) 抽出的DNA品質最好,並選擇微生物16S rRNA,V3-V4之保守區段,作為增幅之目標,四個季節之樣本,皆有成功增幅出PCR產物,並建構其總體基因體庫,俟將定序序列透過軟體的分析後,方可進行更進一步針對土壤微生物與枯落物分解進行探討與分析。
22. 糞金龜群落的海拔變異-以臺大實驗林為例
  本計畫以金龜子科中的糞食性金龜(即馬糞金龜亞科與糞金龜亞科兩亞科類群)為取樣對象,沿臺21線實驗林轄區海拔800-2800公尺間的東埔山森林中,取每海拔400公尺為一間隔,各海拔在100公尺設置3個攔截板陷阱收集掉落的糞金龜個體。自105年4月至10月共計獲有馬糞金龜亞科8種,糞金龜亞科20種,共10,622隻的糞食性金龜子個體,其中包括2種的世界新種;另外,1200公尺的海拔梯度具有6個梯度中最大的物種豐度與個體豐富度,2800公尺則最小,800公尺則是出現的物種與數量相對穩定;多數的種類活動海拔範圍在1-2個海拔梯度內(即400-800公尺),少數種類則可跨3-4個海拔梯度(即1200-1600公尺);海拔分佈越廣者,其所獲個體總數越多,但仍具有季節性分佈與出現個體數上的變異;最後,依現有6個月資料判斷糞金龜物種海拔替代效應發生在海拔1600至2000公尺範圍間。
23. 氣候變遷對臺灣繁殖鳥類時空分布之影響(1/3)
  本研究預計以三年時間探討不同海拔梯度下之臺灣繁殖鳥類分布狀況與變遷,配合環境因子資料與物種分布預測模式,評估全球氣候變遷之影響。本年度以中海拔地區(溪頭,海拔800m-1800m)為研究區域,探討鳥類群聚之分布狀況,並與歷史資料相比較。於2016年的調查中,總共紀錄到29科59種鳥類,其中保育類16種,特有種14種。以藪鳥 (Liocichla steerii) 占總隻次的比例達29.1%,為本區之優勢種,其次依序為白耳畫眉 (Heterophasia auricularis) (16.7%)、冠羽畫眉 (Yuhina brunneiceps) (10.8%)、山紅頭 (Cyanoderma ruficeps) (6.0%)。選擇相同月份、相同調查範圍,進行年度間差異分析,結果顯示2016年之鳥類物種組成與2006年有顯著差異,整體數量則顯著低於2006年,詳細機制有待進一步探討。
24. 以溪頭通量站為基礎進行溪頭地區大氣邊界層宏觀特徵之研究(1/3)
  由於ABL厚度牽動著地氣能量、養分以及空污等交互作用,6個微氣象站資料顯示天文台至鳳凰林道最後一個髮夾彎之間經常於白日發生逆溫現象,然此可能是天文台測站周遭過多人為構造物導致快速升溫所致,溪頭地區白日ABL層頂於夏秋季應高於天文台;然於冬春二季則可能低至量水堰,於強烈下沈氣流下甚至可低至內湖國小。苗圃地區於下午降溫速率大於櫻花平台且冬季速率差大於夏季,因此此區間常於夜間發生逆溫現象且冬季頻次高於夏季,夜間穩定層應常發生於此區間。進一步分析溪頭地區的ELR顯示月均溫的ELR介於-5.46~-1.91℃-Km-1,屬於潮濕氣候典型型態。由於目前設置的地點海拔均有相當的差異,僅能宏觀瞭解溪頭ABL宏觀特徵,未來將持續針對關鍵區域增設測站,以提高空間解析度。另通量塔的氣溫剖面資料顯示,冠層上下氣溫變動為重要轉折區域,逆溫的產生可能導致林下渦流無法有效傳遞至冠層之上導致通量量測有所偏差,此部分將與蒸散作用整合探討;另相較於林外氣溫,林內氣溫相對穩定,是否為林下植群生態提供相當程度的保護作用,也將與其他子計畫進行交互探討。
25. 利用通量及樹液流法研究溪頭地區柳杉林之蒸發散特性
  氣候變遷愈來愈影響到水文循環,導致依賴霧氣或低雲的環境如雲霧林的水文逐漸受到負面影響。蒸發散在水文循環當中扮演重要的角色,因此研究其特性可有助於多了解雲霧林的水文機制。本研究主要目的在於探討環境因子對於蒸散的影響,及利用樹液流或氣孔導度推算的蒸散(T)與通量蒸發散(ET)的關係,而補充ET的資料。本研究在溪頭中海拔雲霧林進行,以柳杉林為對象,利用通量法與樹液流法分別推測蒸發散ET及蒸散T。通量法利用溪頭40公尺高通量塔之開放路徑式氣體分析儀(LI 7500, LI-COR, Lincoln, NE)搭配一台三維音波風速計(3D sonic anemometer, CSAT3, Campbell Scientific, Logan, UT),推算溪頭柳杉林一年的蒸發散量。另外利用Granier熱消散探針觀測15棵柳杉的樹液流樹,並推算林分一年的蒸散量。結果顯示降雨量會影響到蒸散與VPD之間的相關性,便間接影響到蒸散量的多寡。2011至2014年TET之間呈現相當高的相關性,而有助於模擬ET的日變化趨勢。補充ET資料後得到的T/ET比例為26%,低於其他相關研究結果(大約59%)。因此將來必須再探討溪頭蒸發散的特性,並可試著利用閉路式氣體分析儀的資料與上述模擬結果比較。
26. 溪頭地區柳杉林鳥巢狀蕨類植物之生態適應研究
  針對地表及樹冠層處之臺灣山蘇花進行光合作用速率之量測,結果顯示柳杉林中之光度隨不同高度向林內地表處遞減,位於樹冠處之臺灣山蘇花較地表植株有著較高的光合作用速率,且其蒸散速率亦有相當程度會隨著光合作用強度改變,當光合作用較強時,蒸散速率會較高,氣孔導度也會隨著正散速率之變化而產生改變。由於溪頭地區的氣候不穩及樹冠層量測之困難,本研究目前僅針對兩株臺灣山蘇花進行量測,且未能完全自日出前至日落進行測量,對於台灣山蘇花此類附生型鳥巢狀蕨類之光生理反應仍所知有限,待未來累積更多樣株之量測資料後或能更清楚此類大型附生植物之生長適應特性。
27. 溪頭地區柳杉林枯落物動態之研究
  枯落物是森林生態系物質流動與養分循環中重要的一部份。本研究目的以溪頭二氧化碳通量塔研究樣區範圍進行枯落物動態研究,以了解其枯落物量、組成及季節變化。經過將近6年(2011~2016)的監測,其間共收集了60次,年枯落物量為2,912 kg ha-1。月平均為243 kg ha-1mon-1,並介於12至575 kg ha-1mon-1間,其中組成主要為落葉,佔23.28 %-92.69 %,小枝條次之,佔5.94 % - 17.84 %,其餘為樹皮、花、果、蟲、其他物質。總枯落物最大量出現在2013年8月主要是受蘇力、譚美颱風影響,各月份之枯落物含水率變化大至與雨量相同。
28. 溪頭地區環境因子對土壤碳與養份通量之研究
 

1.穿落水水中養份濃度受雨量影響呈現冬高夏低趨勢,養份通量將結合通量塔冠層外雨量與穿落水量關係式進行估算養份釋放,並呈現整體通量變化。

2.土壤水水中養份濃度除受雨量影響外並受枯落物數量影響,溪頭通量站地區土壤中鈣含量高,因此土壤水中溶出之鈣離子含量亦高。
29. 臺大實驗林與臺灣林學及林業之發展(二):從1949年至1980年
  藉由戰後臺灣林學教育及林學研究的相關文獻的分析,探討1950年至1980年臺灣林業蓬勃時期,臺大實驗林及其與臺灣大學森林系的關係,對於臺灣林學發展的角色,進而瞭解戰後臺灣林學的發展及對與臺灣林業的影響。從文獻分析可知:(一)實驗林所謂的「學校基本財產林」資源有助於臺大森林系設置初期的師資養成(二)延續發展日治時期在柳杉造林與森林經理的研究結果,(三)隨臺大森林學系師資的養成及引進,日後創設臺灣第一所林學研究所使林學教育分工更細,促成臺灣林學研究更深化和多樣。
30. 下坪自然教育園區樹木危險性風險之檢查及評估
  本計畫目的在對下坪自然教育園區樹木,應用目視樹木檢查法及非破壞性技術,檢測及評估樹木的結構安全性,以提供臺大實驗林管理單位作為樹木管理的參考依據。研究得知樹木檢查首先採取目視法檢查樹木外觀結構性,後續因樹木結構性問題採取不同的非破壞技術,檢測樹木內部的解剖構造,以診斷樹木的結構安全性。不同的樹種有不同的結構性特性及材質,應建立不同樹種的健全標準參考值,以做為劣化程度的比較。不同的結構性問題,應使用不同的非破壞性技術,以檢測樹木不同的結構性缺點及劣化現況,如必要時結合不同的非破壞性技術,以瞭解整體樹木的外部及內部狀況。
31. 疏伐木釘接組合樑建材之研發(2/3)
  本研究擬使用國產柳杉人工林疏伐木為原料,以金屬連接件接合方式集合成各種形式斷面之組合樑,並對其應用於建築結構之性能加以分析驗證,以期能發展出輕量及高性能之工程用構造元件;並將此概念應用於其他人工林製材品,以及使用於木構造建築實務設計中,除了推動國產材合理生產利用,也能達到節能減碳之環保效益。結果指出,木質組合樑以金屬連接構件方式進行接合,自攻螺絲的釘著力與剪斷強度皆高於鋼釘的釘著力與剪斷強度,且釘入面為弦切面或徑切之釘著強度最佳。當金屬連接構件距離增加(釘距大於10 cm),整體平均剪斷強度隨之降低,顯示出木質組合樑設計金屬連接構件之釘距愈大,金屬連接構件提供抵抗木材構件間滑移變形之性能無加成效果。從不同斷面型態之抗彎試驗中,II字型與口字形之抗彎強度高於工字型之抗彎強度,而II字型與口字型的樑腹設計位置對於最大載重能力並無顯著差異,但是會影響斷面慣性矩。因此斷面設計上,還是以口字型斷面較佳。
32. 木材塑膠再生綠色複合材之耐久性評估
  本研究「木材塑膠再生綠色複合材之耐久性評估」以國立台灣大學實驗林管理處水里木材利用實習工廠於製材與加工作業時所產生之邊皮材與下角料廢料作為木粉來源,並與購自士捷企業有限公司之回收廢棄聚丙烯(Recycled polypropylene, RPP)容器,搭配紅色色料、光穩定劑及紫外光吸收劑研製耐候型WPC,針對耐候後之物理性質、機械性質進行試驗,並比較材料耐候前後之生物耐久性(防腐試驗與防黴試驗),最後選取性能保留率與耐久性最佳者進行潛變行為之評估。結果指出,耐候型WPC於2000 hr長期耐候後其密度、含水率等物理性質均較未耐候時有所下降,而各組之機械性能亦有下降之趨勢,強度保留率最佳者為色料、與紫外光吸收劑共同添加組(P-U)。另一方面,耐候型WPC之抗腐朽性能試驗結果顯示無論係以白腐菌或是褐腐菌進行試驗,經長期耐候後之WPC其質量損失率均高於未耐候者。防黴試驗結果與抗腐朽之趨勢相同,惟WPC同時添加色料、光穩定劑與UV吸收劑者(P-UL),於耐候2000 hr後黴菌之生長面積為最低之20%,防黴等級為1。而材料TTS短期潛變試驗之相對形變量與對應時間顯示,於潛變試驗初期WPC有較大之形變量存在,然後續之形變量則趨於恆定至緩慢上升間,亦證實此類耐候型WPC具有一定之潛變抵抗能力,且於60oC以下之戶外環境使用時將無顯著之變形情況產生。


104年度本處之研究計畫:

一、 北勢溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
104 溪頭自然教育園區之遊客活動對鳥類活動模式之影響 吳采諭、丁宗蘇
溪頭及鳳凰地區毒蛾科生態及多樣性調查研究 陳陽發、楊平世、徐堉峰
溪頭地區原生林及人工林內之金花蟲種類群聚調查 葉信廷
溪頭自然教育園區大型真菌調查 蕭文偉
溪頭豆蘭族群遺傳變異之研究 王介鼎
利用地面光達多測站掃描資料建模萃取每木位置、胸高直徑、樹幹形狀 鄭景鵬、蔡明哲、邱祈榮
溪頭地區六種蕨類植物物候監測研究 劉威廷、鍾國芳
三種原生闊葉樹種於不同栽植密度下之林分結構變化研究 劉興旺、關秉宗、江博能
溪頭地區鳳凰山天然闊葉林烏心石族群結構之研究 郭福麟、王介鼎
溪頭自然教育園區柳杉健康性與危險性之檢測及評估 蔡明哲、林振榮
茶園經營改變後對土壤養份與農藥殘留之影響 江博能
臺大實驗林溪頭教育園區柳杉林蒸發散組分之研究 羅明慧、久米朋宣
溪頭森林環境大氣汙染之研究(1/3) 曹崇銘、洪志遠
臺大實驗林鳳凰茶園土壤肥力之研究 白創文
二、 二、 陳有蘭溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
104 臺灣產殼斗科苦櫧屬植物葉表皮之研究 楊智凱、鍾國芳
臺大實驗林與臺灣林學及林業之發展(一):日治時期 鄭欽龍
臺大實驗林金龜子類甲蟲的多樣性(1) 李春霖
臺灣杉菌根功能之研究 (1/3) 陳潔音、曲芳華
和社自然教育園區鱗翅目昆蟲多樣性之調查 吳立偉
利用Metagenomics技術進行沉香微生物分析 陳勇至、王介鼎
臺灣原住民族自然主權與公權力間衝突解決機制探討 黃智慧、江妤、洪志遠
青剛櫟不同生長期苗木接種黑孢塊菌菌根形成之研究 劉啟福、蔡明哲
利用TD/GC-MS/FID分析臺灣造林木室內裝修材料之揮發成分組態(1/2) 莊閔傑、張上鎮
臺灣櫸不同部位精油及抽出物應用於褐根病菌防治之評估 鄭森松、張上鎮
施用餌劑對森林地區格斯特家白蟻及黃肢散白蟻族群消長之研究(1/2) 蔡明哲
耐候型木材塑膠再生綠色複材之研發(1/2) 楊德新、李佳如
麻竹活性碳吸附水中重屬離子之研究-pH值對吸附性之影響 (1/3) 劉素玲、蔡明哲、盧崑宗、黃金城
以生命週期進行造林活動碳排評估 柯淳涵
廢針葉樹、闊葉樹與竹材焙燒行為研究 張芳志
分等木材於工廠之應用及其工程木材之研發 蔡明哲、楊德新、李佳如
臺大實驗林轄區因應氣候變遷降雨量時空分佈之研究(3/3) 衛強
利用MODIS影像監測臺大實驗林轄區雲霧時空變化情形之研究(1/3) 賴彥任
中高海拔山區不同土地利用方式之土壤碳儲存量垂直分佈 陳秋萍

104年本處研究計畫成果摘要:

01. 溪頭自然教育園區之遊客量對鳥類日鳴唱模式之影響
 

溪頭自然教育園區有豐富的鳥類資源,每年吸引上百萬以上的遊客到訪。然而人類的遊憩活動可能破壞生物的棲息環境,干擾生物的活動與棲息,導致生物產生行為之變化。森林性鳥類主要靠聲音溝通,例如繁殖季的雄性鳴唱行為具備宣示領域與吸引配偶功能。本研究探討溪頭地區之藪鳥鳴唱模式是否受到遊客量之影響。於2015年繁殖季,在溪頭自然教育園區內遊客人數較高之大學池林道、神木林道,以及園區外(無遊客)之馬彎步道之柳杉林內,每月錄音一次(涵蓋平日與假日),以人工監聽記錄藪鳥鳴唱頻率,配合繁殖季內平日與假日各3次遊客人數調查,以瞭解藪鳥鳴唱模式是否受遊客量之影響。

研究結果顯示,溪頭假日遊客人次顯著高於平日,大學池林道之遊客人次高於神木林道。藪鳥的日鳴唱頻度與時間呈線性關係,日出時最頻繁,之後隨時間遞減,大致符合一般鳥類之日鳴唱週期模式。鳴唱頻度隨月份(四月至六月)有逐月遞減的趨勢,亦與繁殖季前後期之鳥類鳴唱模式相符。藪鳥於大學池林道與神木林道的鳴唱頻度均較馬彎步道高,但僅神木林道有達顯著標準;假日的藪鳥鳴唱頻度則顯著較平日低。在溪頭自然教育園區內的藪鳥活動頻率高於園區外之馬彎步道,可能來自遊客餵食行為之影響。而假日時每10分鐘可高達150-200人次以上之遊客量,可能導致藪鳥避免在人類活動噪音密集之假日時段鳴唱。
02. 溪頭地區原生林及人工林內之金花蟲種類群聚調查
 

為了要能夠更精確地解釋及分析森林生態系內的變化,研究者會利用能對於環境的變化感知靈敏的生物來做為指標生物 (bioindicator)。因為昆蟲擁有族群種類豐富、族群的生物量穩定等優點,且通常在生態系統的運作過程中扮演不可或缺的重要角色,許多研究都以昆蟲做為指標生物,來瞭解及監測環境或生態系的變化情形。本研究主要目的是以調查金花蟲(鞘翅目,金花蟲科)在不同類型的林相中種類組成的多樣性,分析金花蟲種類組成與植群組成、環境因子之間的關聯性,探討以金花蟲做為不同林相代表指標生物的可行性。根據往昔研究,本試驗於溪頭自然教育園區選定 4 條人工林穿越線(紅檜林、柳杉林、孟宗竹林和闊葉林),及 1 條原生闊葉林穿越線,每條穿越線各 500公尺,於 2014 年 11月至 2015 年 9 月,每個月採用沿途掃網的方式採集樣本,再將金花蟲挑出後鑑定至種,並於 2015 年 10 月調查 5 條穿越線的植被組成。使用 Shannon 多樣性指數以及 Pielou 均勻度指數比較不同穿越線內的金花蟲種類組成,分析結果顯示人工柳杉林的多樣性指數最低,人工闊葉林的多樣性指數最高,而原生闊葉林次高。各條穿越線內金花蟲種類組成與成蟲活躍的時間有所不同,本研究未來將更進一步分析其與植群組成、環境因子的關聯性,期望本研究結果能做為森林生態系的環境監測、林業管理以及生態保育的參考。

關鍵詞:指標生物、金花蟲、人工林、天然林、生物多樣性
03. 溪頭豆蘭族群遺傳變異之研究
  溪頭豆蘭為蘭科豆蘭屬植物,最先由Ying(1995)於新書中發表,為臺灣特有種,分布於中部山區,溪頭地區較為常見。本研究針對瀕臨滅絕等級之溪頭豆蘭進行其族群遺傳變異分析,希望能了解其族群內及族群間變異情形,提供解說及保育之基礎資料,並做為育種及親緣關係等之輔助工具。在溪頭地區共觀察到100以上個體,依區域採集了36個樣品,另於奮起湖地區調查,採集了10個個體,經辨識應為阿里山豆蘭,並無發現溪頭豆蘭踪跡。溪頭地區之溪頭豆蘭主要可分為三個熱點,即舊大門上方杜鵑植株群、紅樓前灌木群及土石流監站旁杜鵑雲杉群。利用13組蝴蝶蘭之SSR分子標誌引子均可成功擴增溪頭豆蘭DNA,刻正進行基因型分析中,其中ZSM122之SSR標誌可檢測到多型性對偶基因,待全部SSR標誌分析完成後將可計算遺傳變異。
04. 臺灣產殼斗科苦櫧屬植物葉表皮之研究
  利用光學顯微鏡及電子掃描式顯微鏡觀察臺灣產苦櫧屬所範圍內8種殼斗科植物的葉表皮。11種苦櫧屬植物葉部形態(臺灣產苦櫧屬植物7種及中國大陸香港地區的苦櫧屬植物4種)。葉遠軸面的表皮細胞不具氣孔,細胞常形狀為多邊形的至規則形,垂周壁邊緣從直、輕微波狀或者淺波狀。葉近軸面具有氣孔。毛的形式可分為單細胞毛、叢生毛、具柄叢毛及中間形式的毛狀物。從葉部形態的遠軸面及近軸面觀察發現,不同種之間具有顯著差異,對於物種鑑定上可提供有用的訊息。
05. 臺大實驗林金龜子類甲蟲的多樣性(1)
  金龜子為許多人所熟悉的甲蟲類群,種類多且有色彩斑紋艷麗多變或有趣的獨特形態與生態習性,有相當研究、觀賞與解說價值。臺灣產金龜子種類經本計畫確認有8科555種。至104年11月19日止,經首次系統性調查實驗林轄區內金龜子類計有7科137種,其中2種是未經命名之世界新種,包括溪頭多鰓脊頭金龜(Megistophylla sp. nov.)與溪頭黑金龜(暫訂中名)(Holotrichia sp. nov.),前者尚且為該屬在臺灣的首次分佈記錄。另外觀察得雪隱金龜族群與地區登山遊客量呈正相關趨勢,具深入分析探討價值。
06. 臺灣杉菌根功能之研究 (1/3)
 

據野外觀察及溫室菌根試驗,苗圃中有菌根共生之臺灣杉幼苗較無菌根苗生長量相差20倍,證明臺灣杉苗木培育過程中有無菌根感染極為重要。不同植物與菌根真菌的組合,其植物細胞水通道蛋白基因之表現情形,及根部導水度的變化,為目前專家學者熱烈討論的主題。在各種植物基因表現因菌根真菌變化的研究結果中,菌根真菌如何改變這些基因表現,其產生的訊號分子、以直接或間接方式影響,仍需後續研究。本研究首先採集臺灣杉自然共生的菌根菌、分離、大量繁殖菌根菌,進行臺灣杉菌根接合及逆境試驗,利用分子生物學技術,解析菌根協助臺灣杉抗逆境之模式,用以建立分子標記,設立育種之篩選平台。

本試驗已獲得野外臺灣杉菌根菌種2屬4種,其中分布較廣泛的2種菌根菌完成大量繁殖,並進行臺灣杉種子苗接種菌根菌試驗。結果顯示臺灣杉種子苗之初期 (2個月) 接種菌根後,A. morrowiae形成根內菌絲的根段比率約20-25%。
07. 和社自然教育園區鱗翅目昆蟲多樣性之調查 (1/3)
  今年度的鱗翅目調查計畫分別於和社營林區27林班瞭望台林道及25林班羅溪林道進行蝴蝶資源調查,目的為建立和社營林區的基礎蝶相資料,做為解說教育之教材。調查結果兩地點監測數量達1198隻次,共112種。結合不定期不定點的調查結果,共紀錄和社營林區131種蝴蝶。蝶種組成分別為弄蝶科 (Hesperiidae) 18種、鳳蝶科 (Papilionidae) 18種、粉蝶科 (Pieridae) 19種、蛺蝶科 (Nymphalidae) 57種、灰蝶科 (Lycaenidae) 18種與蜆蝶科 (Riodinidae) 1種。在蝴蝶豐富度方面,比較Shannon index在不同月份的調查結果,兩監測地點的結果相似,除了在1-2月較低外(分別為0.69與1.56),3-10月指數平坪約為2.5,符合氣溫較低的1-2月份蝴蝶物種數量及種類偏少,氣溫較高時則出現的數量及種類數相對穩定,其中以斑蝶、眼蝶與鳳蝶類蝴蝶最為常見,常見在園區內訪花飛舞。和社營林區蝴蝶調查的物種曲線雖然仍未達到飽和,目前結果可將常見蝴蝶編寫成解說材料提供園區教學使用,未來持續進行監測建立完整的和社營林區蝴蝶資源。
08. 利用Metagenomics技術進行沉香微生物分析
  沉香是一種受到刺激後會大量累積二次代謝物而能產生濃郁香氣的物種,目前人工結香技術又以植菌結香的方式最為盛行,本研究亦是使用營養液施打沉香植株,其結果發現,施打後12周即有結香情形產生,並透過Metagenomics的方法分析施打6周及22周植株的微生物菌相,發現其造成結香的微生物可能以真菌類群為主,並屬於Ascomycota門下的分類群。
09. 青剛櫟不同生長期苗木接種黑孢塊菌菌根形成之研究
 

黑孢塊菌(Tuber melanosporum, Vittad.)可與松科(Pinaceae)、樺木科(Betulaceae)、榛木科(Corylaceae)及殼斗科(Fagaceac)等多數樹種形成菌根,可人工接種青剛櫟合成形成菌根,因此人工接種栽植之可行性應是樂觀的,期能於台灣地區海拔800~ 1,500公尺區域之石灰質土壤或人工施用石灰改良土壤之生育地栽培之。本研究擬探討黑孢塊菌在不同生長期之青剛櫟苗木合成菌根之效應,建立菌根苗培育技術以推廣林地栽培之應用。

不同生長期(3、6、9、12個月生)之苗木接種黑孢塊菌後2個月,皆可感染並形成菌根,接種後第3個月,各不同生長期苗木其菌根感染率皆呈顯著差異,其中以9、12月生苗木之感染率較高約15~18%,而3、6月生苗木則較低約5~9%;接種後第6、9個月,各不同生長期苗木其菌根感染率皆不呈顯著差異,其感染率分別約25及27~28%。接種黑孢塊菌後之各不同生長期苗木之苗高及基徑生長,其生長趨勢(生長線斜率)一致,另地上部鮮重及地下部鮮重,其生長趨勢以第9、12月生之苗木較佳,快速增加根莖之生長量。
10. 溪頭自然教育園區柳杉健康性與危險性之檢測及評估
  本研究柳杉樹木健全性檢查,由樹木外觀建立判斷樹木強度結構的危險缺點項目,並建立檢查表作為現場快速檢查樹木的危險性,樹木內部木質部的檢查係建立不同非破壞性技術檢測健全柳杉樹木的標準參考值,其中應力波斷面影像法,檢查健全柳杉樹木的斷面影像及相對應的平均最低、平均、最高橫向應力波速度值。應力波斷面影像法,檢查不同腐朽損害柳杉樹木的樹幹橫斷面的狀況,其平均最低橫向應力波速度是較健全樹木的值低。健全柳杉樹幹直徑與橫向應力波速度值的線性相關性分析,發現橫向應力波速度隨著直徑愈大時,會有愈大的趨勢。本計畫結果可實際應用於現場柳杉立木健全性檢查及評估,提供樹木管理之參考依據。
11. 利用TD/GC-MS/FID分析臺灣造林木室內裝修材料之揮發成分組態(1/2)
  本研究利用GC-MS分析紅檜、臺灣扁柏、柳杉、杉木及臺灣杉等5種臺灣造林木的精油及BVOCs成分鑑定之外,亦利用TD/GC-MS/FID分析各材部的BVOCs之動態釋出速率及其釋出量,探討不同造林木精油成分與各材部揮發氣體組成分的差異,由結果得知紅檜精油以18.04% cis-myrtanol、17.26% α-eudesmol及14.2% Myrtenal為主要成分;臺灣扁柏精油以26.42%之α-Cadinol及21.49%之T-Cadinol+T-Muurolol + δ-Cadinol為主要成分;臺灣杉精油則以27.98% α-Cadinol、23.45% T-Cadinol+T-Muurolol及16.29% Cedrol為主要成分;杉木精油成分方面則同樣以62.26% Cedrol為主要揮發成分,可知5種人工造林木精油成分的化合物以倍半萜類含氧化合物為主,而單萜類、二萜類及二萜類含氧化合物含量均顯著較低。於BVOCs成分定量方面,紅檜材部於常溫下以Myrtenal及trans-Myrtanol為主要揮發成分(分別為65.03及17.38 mg h-1 m-2),臺灣扁柏材部則以α-Pinene、Verbenone及Myrtenal等為主要揮發成分(分別為8.05、6.91及6.53 mg h-1 m-2),顯示二種材部的味道具顯著差異,經6個月室內曝露後,各材部揮發成分的釋出量均明顯減少,但臺灣扁柏主要揮發成分的釋出量仍稍較紅檜多,可知紅檜及臺灣扁柏於室內放置初期,紅檜具有較臺灣扁柏濃郁的香味,經6個月室內放置後,臺灣扁柏可聞到較紅檜香的味道。至於杉木的主要揮發成分為α-Cedrene化合物,臺灣杉方面則以α-Cedrene及Thujopsene(分別為12及11.43 mg h-1 m-2)為主要揮發成分,且二者釋出量相似,由此可知杉木與臺灣杉材部的味道迥異的原因,由文獻可證實上述各萜類化合物均有良好的生物活性,若將5種林木做為室內裝修材料,即可以沐浴在芳香氣味中,並具有殺菌、殺蟲、鎮靜神經、提神、消炎、抗氧化、保健醫療等功效。
12. 臺灣櫸不同部位精油及抽出物應用於褐根病菌防治之評估
  本研究目的係萃取臺灣櫸不同部位精油及乙醇抽出物,並利用氣相層析質譜儀分析臺灣櫸不同部位精油成分之差異,另外也評估不同部位精油與乙醇抽出物的抗褐根病菌活性。試驗結果顯示,臺灣櫸心材精油的收率最高,枝條精油之收率最低。至於乙醇抽出物的收率,則以葉子最高,邊材最低。而在不同部位精油成分分析方面,臺灣櫸心材、邊材和枝條精油之主成分均以倍半萜類含氧化合物(-)-7-Hydroxycalamenene為主;葉子精油之主成分以單萜類含氧化合物 (-)-Terpinen-4-ol為主。另比較不同部位精油和乙醇抽出物對褐根病菌之抑制效果,試驗結果顯示,臺灣櫸心材精油和乙醇抽出物對P. noxius的抑菌效果最好。由上述結果得知,臺灣櫸心材精油和乙醇抽出物具有良好的抗褐根病菌效果,非常值得進一步開發利用。
13. 施用餌劑對森林地區格斯特家白蟻及黃肢散白蟻族群消長之研究(1/2)
  「格斯特家白蟻 (Coptotermes gestroi) 是入侵臺灣的有害白蟻物種,對臺灣森林與樹木健康具有潛在威脅,而黃肢散白蟻 (Reticulitermes flavicepes) 為臺灣常見的白蟻害蟲。本研究在下坪熱帶植物園及鳳凰自然教育園區內埋設木樁及設立監測站,分別針對格斯特家白蟻及黃肢散白蟻兩種白蟻害蟲進行監測並以Recruit HD白蟻餌劑防治。下坪熱帶植物園的格斯特家白蟻群體在投藥後的四個月後開始停止活動,目前已約一年的時間沒有在樣區內發現格斯特家白蟻,支持Recruit HD能有效防治森林中的格斯特家白蟻群體,然而,在防治後有58%的格斯特家白蟻監測站遭臺灣土白蟻 (Odontotermes formosanus) 入侵,入侵後在四個月內取食完Recruit HD餌劑,雖然臺灣土白蟻並非防治目標,但其取食餌劑的行為會加速餌劑之消耗,造成防治成本之提高。本研究將持續監測施用餌劑後格斯特家監測站內的物種演替與消長,分析造成臺灣土白蟻入侵之原因。鳳凰自然教育園區內共埋設162根木樁,其中9根遭到黃肢散白蟻取食,已埋設監測站,在2015年11月在其中的兩個監測站放入Recruit HD開始進行防治,未來將繼續監測黃肢散白蟻活動,以瞭解防治之成效。
14. 耐候型木材塑膠再生綠色複材之研發
  本研究「耐候型木材塑膠再生綠色複合材之研發」以國立台灣大學實驗林管理處水里木材利用實習工廠於製材與加工作業時所產生之邊皮材與下角料廢料作為木粉來源,並與購自士捷企業有限公司之回收廢棄聚丙烯(Recycled polypropylene, RPP)容器,搭配紅色色料、光穩定劑及紫外光吸收劑研製耐候型WPC,針對其進行其物理性質、表面性質與機械特性試驗,最後施以加速劣化流程再行各項性能之變化量評估。結果指出,於耐候試驗後,對照組與各耐候型WPC均有些許密度與含水率下降之情形,而接觸角則有顯著之提升,另一方面,耐候流程所造成之材面顏色變化主要以木質填料及塑膠基質受降解後產生之白化為主,而添入色料與紫外光吸收劑共同製成者具最低之顏色變化。材面之粗糙度評估中,各組材料均隨耐候時間延長,而有明顯之粗糙度上升趨勢,同時添入三種添加劑者於耐候後具有最為光滑之表面。最後於強度性能評估上,耐候型WPC於長期耐候試驗中,相較於未添加藥劑之對照組具有較高之強度保留率,其中,以色料及紫外光吸收劑共同添加者之效果最佳。
15. 麻竹活性碳吸附水中重屬離子之研究-pH值對吸附性之影響
  本研究利用麻竹在30、60、90、120 min等不同持溫時間,製備四種不同持溫時間之氯化鋅活性碳、磷酸活性碳;再以此自製活性碳為吸附劑分別進行水中Cu2+、Cr6+、Cd2+金屬離子之吸附試驗。結果得知,活性碳之孔隙性質,對於Cu2+、Cr6+、Cd2+吸附性影響不大,但是碳材之界面電位性質以及表面官能基,對金屬離子吸附性影響很大。以自製活性碳吸附水溶液Cu2+與Cd2+金屬離子時,若其溶液之界面電位為正電位,則吸附能力不佳;當界面電位小於等電位點時,因溶液中帶較多的負電荷,使得吸附性會隨著溶液pH值上升而增加。當pH<7時,銅及鎘金屬在水溶液中的物種型態分別以Cu2+、Cd2+為主要優勢離子,可知當銅及鎘金屬水溶液pH值上升,因酸性官能基的解離,使得活性碳在Cu2+、Cd2+金屬溶液中時,其表面電位點較H+離子更具有競爭性,且隨著pH值增高吸附性更佳。此外,Cr6+之pH值小於5時,以HCrO4-為主要優勢離子。以自製活性碳吸附水溶液Cr6+時,在pH 4時出現最大吸附量。以四種不同持溫時間製備氯化鋅活性碳、磷酸活性碳,皆以持溫時間30 min者得到Cu2+、Cr6+、Cd2+之最大吸附量,可達成節能、省時、省成本之條件。
16. 以生命週期進行造林活動碳排評估
  近年來隨著京都議定書(Kyoto Protocol)生效,受規範之已開發國家積極建構、並落實溫室氣體排放管制工作,同時透過清潔發展機制(CDM)等國際合作減量機制之發展與運作,亦促使第三世界國家為溫室氣體減量作出貢獻。過去研究大多針對造林所產生的碳匯效能進行評估研究,對於造林活動所產生的碳排放量則較少闡述,整體碳排放、碳吸收量計算尚有遺漏,因此無法凸顯出造林整體所產生的減碳效益,實屬可惜,因此本研究利用生命週期評估軟體進行相關評估,以了解台大實驗林在進行造林活動時所產生的碳排放,可作為未來納入總體減碳目標計算及造林相關減碳政策訂定之參考。由以上數據可以發現,木質材料之碳排量明顯較其他材料低,其主要原因係台灣非原料之生產國,由國外海運進口原料,需消耗大量的運輸能源,且其他材料之原料開採耗能也相對較高。林木生長時之光合作用會將CO2從大氣中吸收並轉換為碳儲存於生質物中,因此將木材加工生產林產品使用,其碳儲存之功能可以減緩全球暖化潛勢,雖然在加工時,仍有化石能源之消耗,但其本身所儲存之碳素可以抵銷製程所排放的碳素,使用木製產品也具有碳替代之功能,因此,相較於其他材料而言,林產品對於地球之環境負荷較小。木材是一可再生且環保的材料,將其生產利用能夠具有碳儲存之功能。若森林以永續經營方式進行管理,則將有永不匱乏之森林資源,將其製成林產品作為碳儲存之使用,不僅可以提供人們日常生活所需,對於全球暖化之減緩亦有相當大之幫助。
17. 分等木材於工廠之應用及其工程木材之研發
  本年度計畫「分等木材於工廠之應用及其工程木材之研發」,係以國產柳杉(Japanese cedar, Cryptomeria japonica)造林木作為結構用材之集成元,並經CNS 14630針葉樹結構用製材分等標準進行集成元分等後,進行同等級與異等級結構用集成材之設計,並探討其集成元之構成對結構用集成材之性質影響。結果指出,以機械分等方式或以非破壞試驗方式進行集成元等級區分,較目視分等為佳。此外,以E50級集成元所研製之同等級集成材,尚未能達到標準要求,而E70級集成元所研製之同等級集成材則能符合 E65-F255之最低強度要求;透過集成設計將高等級集成元配置於集成材之外側,研製成異等級集成材,則可有效提升國產柳杉中低等級材之應用性,本研究所設計之異等級集成材均可符合E65-F225之最低要求。
18. 利用地面光達多測站掃描資料建模萃取每木位置、胸高直徑、樹幹形狀
  為達萃取每木位置的目標,在期中報告中將單一測站以擬合圓的方式中,測試出點雲分布只要滿足45%以上的圓弧,每木位置的誤差最大平宜在6 cm處,而胸徑誤差在3%。然而將所掃描的造林地點雲資料連接後所有立木所獲得的完整性與點雲數量成正比,檔案也隨之增大,經前處理後林地裁切1.25 m至1.35 m處高度的點雲後,投影至平面,應用霍夫轉換的方式,偵測圓形。結果顯示:所擬合出來的圓心座標與半徑即為每木位置與胸高直徑,但受到坡度限制,當檢視誤差時,受到地面高程無一致性的影響難以逐一找尋所對應的高度,但該座標仍指在樹體中,與實測值最大誤差值與。應用擬合圓型或擬合圓柱的方式以區分材積法建模樹幹形狀或是計算材積時,差異性隨著單木的擷取厚度成正比。
19. 三種原生闊葉樹種於不同栽植密度下之林分結構變化研究
  本研究以櫸木、青剛櫟及烏心石3種原生闊葉樹種為試驗樹種,於清水溝營林區10、11林班與水里營林區之18林班交界處,於99年春季進行整地栽植,面積約為3.8公頃。本試驗地採低、中、高3種栽植密度設計,每公頃分別為1,000、1,500、及2,000株,每一樹種的每一栽植密度栽植區約0.3公頃,於其中各設置兩個重複樣區,每一樣區為0.05公頃。目前共進行三次取樣調查,第一次進行測量的時間為99年10月,第二次為99年11月,第三次則是100年09月。櫸木的分析結果顯示,樹高生長情況在三個測量時間有顯著的不同,但是與初期栽植密度則無顯著的證據可得知之間的關聯。另一方面,胸高直徑生長情況也與三個測量時間有顯著的不同,並且有顯著的證據可以得知胸高直徑與初期栽植密度呈現拋物線的關係。青剛櫟的分析結果顯示,樹高生長情況在三個測量時間有顯著的不同,且所有測量時間的樹高結果與初期栽植密度呈現負線性關係,表示該樹種的樹高隨著初期栽植密度的增加而減少。另一方面,胸高直徑生長情況也與三個測量時間有顯著的不同,但是並無顯著的證據可以得知胸高直徑與初期栽植密度呈現何種關係。烏心石的分析結果顯示,樹高與胸高直徑皆與三個測量時間有顯著的不同,但是與初期栽植密度則無呈現線性關係。
20. 茶園經營改變後對土壤中農藥殘留之影響
 

本計畫除調查轉型有機耕作茶園之土壤養份與殘留農藥情形,並利用已建立之化學分析方法比較鄰近茶園慣行農法之農藥及肥料施用對土壤環境之差異,並評估有機耕作效異。結果顯示,茶園經營方式改變以阿薩姆紅茶為例,經40年造林後土壤有機質顯著較高,因此採行有機農法經營將有助土壤性質改善。而土壤中農藥主要以殺蟲劑及殺菌劑為主,依分佈位置而言,以中坡及坡底分佈較坡頂高,並依時間增加而中坡與坡底之農藥累積增加。這可能是期間降雨致使土壤表層農藥產生逕流移動。

21. 台大實驗林溪頭教育園區柳杉林蒸發散組分之研究
  蒸發散在陸地水文循環當中扮演重要的腳色。研究蒸發散的機制便可多了解氣候變遷對於不同陸地環境的水文循環之影響。蒸發散分成植物蒸散與土壤蒸發,分別推測蒸散與蒸發散便能推估樹木對於當地水文循環的影響。本研究在溪頭中海拔雲霧林進行,以柳杉為對象,利用通量法與樹液流法分別推測蒸發散ET及蒸散T。通量法利用溪頭40公尺高通量塔之開放路徑式(LI 7500, LI-COR, Lincoln, NE)搭配一台三維音波風速計(3D sonic anemometer, CSAT3, Campbell Scientific, Logan, UT),推算溪頭柳杉林一年的蒸發散量。另外利用Granier熱消散探針觀測15棵柳杉的樹液流樹,並推算林分一年的蒸散量。結果顯示溪頭柳杉的T/ET比例比其他森林環境小快三倍。雖然其他雲霧林地區也顯示同樣的現象,但需要更多試驗(例如土壤蒸發或地被植物蒸散的觀測)更深入了解雲霧林水文循環的特性。
22. 溪頭森林環境大氣汙染之研究(1/3)
  交通污染對森林環境影響之研究在大氣及森林環境科學領域是非常重要的課題。本研究的目的是證明溪頭自然教育園區周休二日期間,交通污染物與森林環境之間的傳輸關係,並利用環境監測車分析溪頭森林環境空氣品質。在溪頭三個不同海拔高度地點如天文台(海拔1815 m)、苗圃(1174 m)和第一停車場(1105 m)進行空氣品質監測比較,並且在溪頭151號道路(海拔 995 m)進行車流量監測。結果顯示三個地點在平日及假日NO、CO、O3、SO2、PM10懸浮微粒濃度、溫度及風速,在統計上有顯著的差異。隨著車流量增加在三個觀測點的污染物濃度也隨著增加,特別是,在苗圃和第一停車場的CO,O3和PM10濃度有明顯地隨著車流量增加而增加。假日溪頭車流量總和平均為8,203輛,平日車輛總和平均為2,436輛,假日是平日車流量的3.37倍。交通污染物可被傳送至高海拔的天文台觀測站,顯示交通污染影響森林環境品質。交通污染對溪頭森林環境的影響必須受到重視,未來須進一步尋求解決辦法。
23. 利用MODIS影像監測臺大實驗林轄區雲霧時空變化情形之研究(1/3)
  臺灣中海拔是臺灣生物多樣性最為豐富的區域,其中700m至2600m所涵蓋的森林,有許多區域常為雲霧繚繞之區域,蘊育出許多適生於此環境之動植物相,學者稱此區域為霧林帶。本計畫藉由遙測技術對臺大實驗林轄區雲霧觀測,針對MODIS雲遮蔽產品建置了一套擷取台灣地區與座標轉換的流程。根據初步分析,轄區以夏季下午雲霧發生率最高,冬季凌晨較低;擷取溪頭地區的雲遮蔽資料並分析長期變化趨勢結果顯示,年均變動無明顯差異,以下午約有80%雲遮蔽的發生率最高。季節性分析發現1-3月似有減少的趨勢,4-6月及10-12月似有增加的趨勢。年間雲霧發生率與ENSO有顯著的關係,且ENSO對雲霧發生率的影響約遲滯3-4個月。
24. 中高海拔山區不同土地利用方式之土壤碳儲存量垂直分佈
  本研究選擇臺灣中部溪頭地區相鄰之柳杉林人工林、臺灣杉人工林、茶園及孟宗竹林等不同土地利用方式試驗地進行試驗,以期在降低環境因子的影響下,調查土地利用方式之改變對土壤碳儲存量之影響。研究結果顯示,0-50 cm土壤碳儲存量由高至低依序為臺灣杉林 > 柳杉林 > 茶園 > 竹林。其中,臺灣杉林的碳儲存量與柳杉林相近,而竹林與茶園相近。茶園、柳杉林及臺灣杉林之碳儲存量皆以0-5 cm土壤最高,竹林土壤則以10-30 cm土壤最高,表層土壤最低。四個試驗地以表層土壤之碳儲存量差異最大,枯枝落葉有機碳含量之高低即分解速率可能是導致表層土壤碳儲存量差異之主要原因。針葉林則由於枯枝落葉之有機碳含量較高、分解速率較緩慢且林下植被較多,進而增加其土壤碳儲存量。


103年度本處之研究計畫:

一、 北勢溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
103 103年度臺大實驗林管理處長期試驗地調查計畫 蔡明哲、魏聰輝、沈介文、鄭景鵬
鳳凰山茶PEBP家族基因之選殖及其特性分析之研究(III) 王亞男、王介鼎、周宏祈、楊智凱、王志成
溪頭地區烏心石天然更新族群結構之研究 王亞男、趙怡姍、郭福麟、陳潔音、楊智凱、劉威廷
鳳凰山區附生維管束植物調查研究 王亞男、劉威廷、楊智凱、張倍誠、郭福麟
牛樟扦插苗菌根之研究 (2/2) 王亞男、顏江河、陳潔音、蕭文偉
應用地面光達掃描對於紅檜人工林生長之研究 王亞男、蔡明哲、邱祈榮、鄭景鵬、張維國、劉冠翔
臺灣中部溪頭地區人工林與鄰近竹林土壤中磷的特性與分佈 王亞男、鄭智馨、白創文、邱志郁、陳秋萍
臺灣中部溪頭地區天然林與毗鄰之不同人工林枯枝落葉成份對土壤碳儲存量影響 王亞男、張上鎮、鄭智馨、陳秋萍、莊愷瑋、白創文
溪頭及鳳凰地區天蛾科生態及多樣性調查研究 楊平世、徐堉峰、陳陽發、楊智凱、林育綺、林容諄、余文良
溪頭地區取食竹類之蚜蟲分類研究 葉信廷、楊智凱、許洞慶、柯俊成、廖治榮
社區林業計畫之區域策略架構探究-以清水溝溪流域為例 曹崇銘、趙淑芬、盧道杰、江品君、陳怡安、林倢、鄭光辰
溪頭柳杉人工林分不同高度能量收支之探討(二) 陳明杰、賴彥任、洪志遠、魏聰輝、張振生
鳳凰茶園空氣中冷凝水化學之研究(3/3) 曹崇銘、黃正良、薛美莉、賴韋伶、魏聰輝
溪頭柳杉人工林降雨截留與水化學組成之研究(二) 陳明杰、張振生、江博能、魏聰輝、賴彥任、曹崇銘、洪志遠
二、 陳有蘭溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
103 降尺度估算臺大實驗林轄區地表溫度之研究(2/2) 賴彥任、魏聰輝、張振生
臺大實驗林轄區因應氣候變遷降雨量時空分佈之研究(2/3) 衛  強、魏聰輝、葉惠中、陳彥璋、鄭克聲
人工林疏伐作業碳足跡及疏伐廢棄物資源化 王亞男、柯淳涵、張芳志、王介鼎
臺灣杉心材抗褐根病菌成分之分離與鑑定 王亞男、張上鎮、鄭森松、莊閔傑、林群雅、陳育涵
探討臺灣麻竹、孟宗竹及桂竹竹管香味成分 王亞男、張上鎮、莊閔傑、林群雅、鄭森松、李佳如
國產疏伐木製材殘料應用於木材塑膠綠色生物複材之研發 楊德新、蔡明哲、李佳如、林志憲、林育群、賴玟融、趙偉成
活性碳在不同pH值下對於重金屬吸附之影響 王亞男、黃金城、劉素玲、夏滄琪、阮巽雯
木灰活化製備柳杉活性碳及其吸附染料之研究 王亞男、林翰謙、彭嘉文、莊閔傑
臺大實驗林永久樣區土壤調查計畫(二) 王亞男、江博能、余瑞珠
臺灣產殼斗科石櫟屬植物葉表皮之研究 王亞男、鍾國芳、楊智凱、張良芳、李勇毅、陳陽發、劉威廷
利用白蟻餌劑 Recruit HD bait 防治格斯特家白蟻暨中低海拔森林地區白蟻多樣性與危害方式研究(二) 蔡明哲、葉信廷、李後鋒、邱俊禕、梁維仁
臺大實驗林內臺灣特/稀有鳳尾蕨屬之演化研究 王亞男、趙怡姍、劉威廷、黃曜謀
臺灣中部地區人工林臺灣杉對氣候變化之生長反應研究(二) 王亞男、關秉宗、劉興旺、魏聰輝、賴彥任、黃聖焜
不同土壤質地對青剛櫟苗木接種黑孢塊菌菌根形成及生長之研究 王亞男、劉啟福
鳳凰自然教育園區大型真菌調查 王亞男、蕭文偉、陳潔音
臺大實驗林菌食性甲蟲的多樣性(2)-大蕈甲科 李春霖、楊平世、鄭明倫、陳陽發、謝瑞帆

103年本處研究計畫成果摘要:

01. 牛樟扦插苗菌根之研究 (2/2)
  本試驗已獲得野外牛樟菌根菌種5科11屬21種,其中分布較廣泛的3種菌根菌完成大量繁殖,以三種土壤進行牛樟扦插苗接種菌根菌試驗。結果顯示牛樟扦插苗之育苗初期接種菌根後,可促進淨高生長、全株乾重、菌根依存度等功效。
02. 應用地面光達掃描對於紅檜人工林生長之研究
  依據不同林分密度、地形與林下植被條件下,找出測站網絡掃描規劃標準作業流程,包括測站間距離與相對位置等規劃。以紅檜人工林為例,所建立之SOP流程分為外業與內業,外業為A:掃描前掃描區域設站規劃、B:掃描時儀器設站注意事項、C:掃描時共軛球設置要領、D:掃描時掃描解析度選取要領、E:多測站掃描操作要項。內業為a:掃描資料之檢查與前處理、b:多測站掃描資料連結操作要領、c:掃描資料計算地面高程、d:掃描資料萃取立木位置、e:手動量取胸徑與樹高值。
03. 溪頭及鳳凰地區天蛾科生態及多樣性調查研究
 

天蛾為中、大型蛾類,其成蟲的停棲方式、幼蟲的形態與行為,皆適合作為解說教育、推廣賞蛾的開端。本研究每月定期調查,建立天蛾種類於不同季節之多樣性變化及生態調查研究成果。2013年11月底至2014年10月之調查期間,以夜間水銀燈誘集天蛾,共調查到19屬26種,共58隻。一年調查結果顯示,天蛾有41.4%於春天(3至5月)活動,41.4%夏季(6至8月)活動,推測春、夏二季為天蛾科主要之發生季節。本研究調查期間,半緣缺角天蛾、平背天蛾、缺六點天蛾與白點天蛾出現的數量最多,且涵蓋二至三個季節,可能為鳳凰教育園區之優勢種。建議可依此調查結果如蛾類主要發生期間、數量、種類等資訊,發展春、夏季賞蛾折頁,製作常見天蛾物種簡介,發展臺大實驗林之鱗翅目推廣教育。

關鍵詞:天蛾、多樣性、水銀燈誘集
04. 溪頭地區取食竹類之蚜蟲分類研究
  本研究由 2014年 1 至10月每月調查臺大實驗林所轄之溪頭自然教育園區竹類標本園內取食竹類的蚜蟲,結果記錄 3 亞科 9 屬 14 種蚜蟲,其中包含斑蚜亞科之刀腹竹斑蚜 (Chucallis latusigladius Qiao, Jiang & Chen) 為臺灣新記錄種,經文獻整理與調查後,確認目前臺灣已知取食竹類的蚜蟲種類,包含常蚜亞科 (Aphidinae) 2 種、斑蚜亞科 (Calaphidinae) 8 種和扁蚜亞科 (Hormaphidinae) 13 種,共計 23 種。本研究提供溪頭地區 14 種取食竹類蚜蟲之檢索表,做為鑑定之用。本文揭示溪頭竹類標本園中 57 種竹種及所對應取食的蚜蟲種類關係,提供植物園管理和選植竹種植栽的參考。
05. 社區林業計畫之區域策略架構探究-以清水溝溪流域為例
  臺大實驗林自行開辦社區林業計畫以來,已累積相當成果,但是社區林業計畫在內容上較為零散,無一整體架構,難以對實驗林的經營管理有所回饋。因此本研究主要目的在於以清水溝溪流域為例,回顧分析清水社區與榮生會的組織運作狀況、人口背景及社區林業計畫執行狀況,並討論以流域為區域範疇,從封溪護漁的面向切入,是否可以成就實驗林的社區林業計畫架構。研究結果發現,從清水社區與榮生會的經驗看來,社區組織的意願、共識以及與實驗林之間的溝通機制,是有效運作執行的關鍵。另一方面,本研究參考林務局對溪流經營管理的相關政策,建議實驗林可透過社區林業計畫,串連清水溝溪流域的六個社區與榮生會,分溪段進行溪流魚類調查與環境調查,累積監測資料,冀為實驗林的對溪流的經營管理有所回饋。
06. 臺灣產殼斗科石櫟屬的植物葉表皮之研究
  利用光學顯微鏡及電子掃描式顯微鏡觀察臺灣產石櫟屬所範圍內14種殼斗科植物的葉表皮。本屬葉上表皮構造簡單,僅觀察到兩樣特徵:表皮細胞、毛基。表皮細胞型態可分兩型,不規則型及光滑型;毛基的密度則因種類的不同而有所差異。葉片下表皮共觀察到5種不同形態的毛狀物:單根毛、兩岔毛、單根毛與兩岔毛、兩岔毛與四岔毛,四岔毛。而其中以單根毛較為常見。下表皮另一種常見的構造:乳凸。乳凸著生的形態又可分為兩型,單生型、連生型與單生型並存的兩種著生方式。葉部表皮的特徵可用來探討屬間與種間的分類和系統發育的關係。
07. 台大實驗林內台灣特/稀有鳳尾蕨屬之演化研究 (1/3)
  本研究針對台灣阿里山鳳尾蕨群的演化進行研究。雖然形態相近,然在綜合葉綠體核基因的結果發現,除了過去認定的阿里山鳳尾蕨、傅氏鳳尾蕨(含二倍體及三倍體)、烏來鳳尾蕨、及無柄鳳尾蕨外,尚有兩個新分類群,總共7個分類群包括在阿里山鳳尾蕨群內,且這些分類群已有了地理分布的分化,而約略由北而南的分布型式為傅氏鳳尾蕨三倍體、無柄鳯尾蕨、烏來鳳尾蕨、新分類群1、阿里山鳳尾蕨、新分類群2,而傅氏鳳尾蕨二倍體則分布於海岸。其中傅氏鳳尾蕨二倍體和新分類群1為可能的親本,而其他均為雜交起源。這種在小區域內種化的情形,與海拔高度及微棲地的相關性,值得進一步分析研究報導。台大實驗林轄區內僅有阿里山鳳尾蕨。
08. 臺灣中部地區人工林臺灣杉對氣候變化之生長反應研究(2/2)
  本研究於臺大實驗林管理處溪頭、清水溝、水里與內茅埔4個營林區,以生長錐鑽取共7個樣區取樣(溪頭占4個) 211株臺灣杉樹芯,樣本依樹輪氣候分析流程處理,經交叉定年後,挑選樹間相關性良好之序列進行氣候相關性分析。其中,溪頭地區樣本對氣候之反應較為清楚,遂選做為主要分析對象。採用EEMD方法將生長訊號分解成不同頻率之分量(IMF),並採用不同組合做為分量總和年表。分析溪頭之臺灣杉與溪頭、阿里山氣象資料之關係,於1970至2013年期間,發現其生長受阿里山之溫度關係較大,雨量則較不明顯。臺灣杉輪寬之高頻訊號(IMF1、2)與前一年6月至當年1月、3至4月之溫度,大致呈負相關;而與當年之6至8月、9至11月溫度,大致呈正相關。當年7、8月之降雨與輪寬呈正相關。臺灣杉輪寬之較低頻訊號(IMF3)與北太平洋海平面溫度呈正相關,就所顯示之溫度場型式判斷,其可能受到太平洋十年期振盪(PDO)之影響。
09. 不同土壤性質對青剛櫟苗木接種夏塊菌菌根形成及生長之研究
 

本研究擬探討夏塊菌在不同土壤介質(河床沙土、森林土壤、作物栽培區土壤、人工介質土壤及前述各種混合土壤)與青剛櫟合成菌根之效應,建立菌根苗培育技術以推廣林地栽培之應用。試驗結果顯示:不同土壤介質中,青剛櫟苗木接種夏塊菌皆可形成菌根,接種4個月後之菌根感染率,呈極顯著差異(P<0.005),以河床砂土之感染率23.08%最佳,其次為人工介質20.22%及混合土壤19.93%,而森林土壤1.72%及作物栽培區土壤1.82%最差。接種後4個月之苗高生長,呈顯著差異(P<0.05),以森林土壤 15.7cm及耕地土壤14.5cm較佳,而河床砂土11.0cm、人工介質11.4cm及混合土壤11.7mm較差且互不呈顯著差異;苗基徑生長,呈極顯著差異(P<0.005),以森林土壤3.0mm及作物栽培區土壤2.8mm最佳,其次為人工介質2.7mm及混合土壤2.7mm,而森河床砂土2.6mm最差。各不同土壤介質,夏塊菌接種與未接種(對照組)者之苗木基徑生長皆未呈顯著差異,苗高生長除耕地土壤者呈顯著差異外,其餘皆未呈顯著差異。

試驗分析結果,菌根感染率低,此可能受環境溫度高(日間溫度約30~35℃)及培育期間短所致,又苗木生長與菌根菌感染與否,未具相關性,此與菌根感染率之多寡及培養介質養份有關,故本試驗尚有待後續繼續調查分析。
10. 鳳凰自然教育園區大型真菌調查
  自2014年1月至2014年11月期間,每月2次於臺大實驗林鳳凰自然教育園區內進行大型真菌相調查及監測,共發現18種大型真菌並完成種間之鑑定,多孔菌目5屬8種、傘菌目5屬6種、異擔子菌類3屬3種、炭角菌目1屬1種。
11. 臺大實驗林菌食性甲蟲的多樣性(2)-大蕈甲亞科
  大蕈甲亞科是森林中體型較大,幼蟲與成蟲期皆以真菌為食的昆蟲,目前臺灣有21屬52種記錄。本計畫於轄區內溪頭南、北嶺線步道、賞鳥步道、神木溪等地設置收集裝置,或於夜間進入森林搜集出現在真菌或樹皮上之個體,確認有9屬13種的分佈。由於大蕈甲取食的真菌是森林中重要的分解者,因此真菌與大蕈甲間的關係,可做為森林營養循環環境解說教育中的一個良好範例,又大蕈甲多具有鮮豔多變的色澤與斑紋,行動緩慢,也可發展成夜間導覽觀察的對象物種,目前轄區內以溪頭南、北嶺線步道與賞鳥步道最具潛力做為規劃路線。
12. 人工林撫育作業碳足跡及撫育廢棄物資源化
  林木撫育作業之施行為森林經營重要的一環,本研究調查撫育作業過程中造成之碳排放,並進行撫育廢棄物(疏伐木加工廢棄物與廢棄竹材)之資源化,評估其製備衍生燃料之潛力。研究結果顯示,新植作業在能源消耗、生物物量與污染排放上均高於撫育作業。新植育林作業造成之污染排放為405.0 kg CO2/公頃、50.1 g CH4/公頃與27.1 g N2O/公頃;除草撫育作業則為277.7 kg CO2/公頃、36.3 g CH4/公頃與19.0 g N2O/公頃。竹材與雜木之主要成分為C、O與H,N與S含量均低於歐盟衍生燃料標準所規範之N或S含量,因此,以竹材或雜木製備之衍生燃料不會產生NOx或SOx之污染,因此,此類生質物具有CO2零排放之特性。添加20%廢機油可有效提升廢竹材衍生燃料之熱值,其特性符合台電一般亞煙煤之採購規範(熱值>5000 cal/g、水分<22%、灰分<8%、硫<1.0%),因此,利用廢雜木或廢竹材製備衍生燃料,不僅可再利用廢棄雜木或竹材,亦不會造成空氣污染問題,未來亦可作為小型鍋爐使用之替代燃料。
13. 臺灣杉心材抗褐根病菌成分之分離與鑑定
  「本研究目的係萃取臺灣杉 (Taiwania cryptomerioides Hayata) 心材精油及乙醇抽出物,再分離與鑑定心材中具抗褐根病菌活性之成分。試驗結果顯示,臺灣杉心材乙醇抽出物的收率比精油高。經由液相-液相分配、管柱層析、HPLC和GC-MS分離鑑定臺灣杉心材精油和乙醇抽出物,並配合抗褐根病菌活性篩選其抗菌活性成分,結果顯示,T-Cadinol、T-Muurolol、α-Cadinol與Ferruginol為主要抗褐根病菌之活性成分。由試驗結果證實,臺灣杉心材精油和乙醇抽出物及其抽出成分的抗褐根病菌效果相當良好,非常值得開發為天然抗褐根病菌藥劑。
14. 探討臺灣麻竹、孟宗竹及桂竹竹管香味成分
  本研究利用SPME方法萃取麻竹(Dendrocalamus latiflorus)、孟宗竹(Phyllostachys pubescens)及桂竹(P. makinoi)桿之揮發成分,評估蒸煮(100℃)及烘烤(230℃)二種加熱方式及時間對三種竹桿揮發成分之影響,經GC-MS分析結果顯示三種竹材蒸煮或烘烤30 min後,桂竹竹筒的揮發成分種類最多(分別為22種及17種),其揮發成分均以92.06%及74.82%之倍半萜類化合物為主,且麻竹及桂竹竹筒同樣以蒸煮方式獲得之揮發成分種類較烘烤者多;而麻竹經蒸煮或烘烤後同樣以苯環類化合物及含氮化合物為主。孟宗竹筒蒸煮後,其揮發成分中含氮化合物之揮發成分為Indole。桂竹筒蒸煮不同時間後三種主要揮發成分之變化結果得知,主要成分為具花卉香味之倍半萜類化合物Cyclosativene。麻竹竹筒烘烤 30 min時,主要揮發成分為具紫丁香味道的 48.42% Phenylacetaldehyde,而加熱時間增至 60 min時,此成分則降為 32.22%。當孟宗竹筒烘烤後,主要揮發成分均為具有如堅果及花卉般香味的含氮化合物之Indole;桂竹竹筒於100 ℃烘烤時間增至 30 min時,主要揮發成分為具有如木材嗅覺印象的41.19% α-Muurolene,而當烘烤時間增加至60 min時,其二萜類化合物(24.8% DT 1)含量則顯著性增加,而α-Muurolene含量則明顯下降。
15. 國產疏伐木製材殘料應用於木材塑膠綠色生物複材之研發
  本年度計畫「國產疏伐木製材殘料應用於綠色複材之研發」以台大實驗林水里木材利用實習工廠於製材時所產之製材殘料與回收之聚丙烯(recycled polypropylene, rPP)、聚乙烯(recycled high-density polyethylene, rHDPE)塑膠為材料,探討製材殘料與塑膠種類、混煉及成形製程等對以平板狀結構為基礎之木材塑膠再生綠色複材(Wood-Plastic Composites, WPC)之基本物理與機械性質影響。結果指出,在不同木粉與塑膠比例對WPC性質之影響上,兩種不同塑膠基質(rPP與rHDPE)所研製之WPC,其物理性質與機械強度性質,均隨木粉比例之增加而降低,但抗彎彈性模數則隨木粉比例增加而增大,其中又以rPP所製備之WPC其機械性質較佳。
16. 活性碳在不同pH值下對於重金屬吸附之影響
  牛糞及刺竹為原料製備活性碳並與商用活性碳作比較,探討不同pH值對重金屬吸附之影響。發現活性碳電位點均在pH2~pH3之間,會影響Cr(VI)的吸附性質,而水溶液中金屬的形態會影響Cu(II)、Zn(II)及Cr(III)吸附性,其吸附量附皆會隨著pH值上升而增加,又得知3種活性碳吸附重金屬,不僅是表面吸附,主要吸附於孔隙中。3種活性碳表面吸附性,以鉻金屬較銅及鋅為佳。
17. 木灰活化製備高吸附性能柳杉活性碳及其吸附染料之研究
  本計畫係將柳杉 (Cryptomeria japonica D. Don) 疏伐木粒片進行預炭化 (溫度200oC) 後,接續木灰-水蒸氣複合活化製備柳杉活性碳,在灰/水比0.25 wt%及活化溫度750oC等條件下,可製備具有高比表面積 (SB) 1619 m2/g、外部表面積 (Sex) 940 m2/g及總孔隙體積 (Vtot) 0.84 cm3/g之活性碳,且其孔隙結構為微孔及中孔所組成,相較於未經預炭化處理者,其SB、Sex及Vtot分別高約1.3、1.7及1.3倍。又其對鹽基性染料金胺O及孔雀綠等可達最高吸附量,分別為625.0 mg/g及769.2 mg/g,又以Langmuir吸附等溫式解析推知,其具有作為鹽基性染料金胺O及孔雀綠廢水污染之適宜性的潛力。
18. 利用白蟻餌劑 Recruit HD bait 防治格斯特家白蟻暨中低海拔森林地區白蟻多樣性與危害方式研究 (二)
  格斯特家白蟻 (Coptotermes gestroi) 是入侵臺灣的有害白蟻物種,其對臺灣森林與樹木健康具有潛在威脅,為了瞭解其在森林地區的生態活動與防治的可行性,本研究持續在下坪熱帶植物園的4個樣區內進行每月白蟻調查,2013 年6月起已經開始在地下木樁內發現格斯特家白蟻取食的現象,截至2014年10月底,已經在4個樣區共埋設16個地下餌站,根據標記再捕法,估算3個格斯特家白蟻族群大小介於12.7–20.8 萬隻之間,而其群體活動範圍差異大,從侷限於單棵樹上至橫跨 80m 的範圍皆有。木樁調查發現的3種白蟻,以臺灣土白蟻 (Odontotermes formosanus) 出現頻度最高,格斯特家白蟻居次,而食土性的新渡戶歪白蟻 (Pericapritermes nitobei) 最罕見。根據每月木樁取食量分析,發現格斯特家白蟻的取食活動高峰集中在6至10月間本試驗。本研究於2014年10月28日分別針對3個已知群體及領域大小的白蟻巢,選擇該蟻巢距離被害木最近的餌站放置Recruit HD bait進行防治試驗。另外,調查平地造林地內的白蟻多樣性與寄主植物的關聯性,能瞭解不同白蟻種類對造林樹種的危害方式與威脅性。本研究以臺大實驗林設置於屏東之二氧化碳通量研究試驗地為樣區,調查白蟻多樣性及危害方式,結果顯示臺灣土白蟻在光臘樹上出現的機率較高,而樹木的東西冠幅對臺灣土白蟻出現的機率有正面顯著之影響,推測東西冠幅較大的樹能提供較多遮陰,較容易受白蟻危害。
19. 臺灣中部溪頭地區人工林與鄰近茶園及竹林土壤中磷的特性與分佈
  本計畫選定台大實驗林溪頭營林區人工造林地為試驗地點,了解不同林相與不同深度土壤中磷物種之分布,以作為本處日後在生態保育及經營管理的參考。研究結果顯示,分別屬於柳杉、台灣杉與孟宗竹等三種林相下土壤樣體之剖面形態特徵與物理化學性質,主要受到所處地形之影響而有所差異。所有土壤樣體化域層大多以坋粒為主要粒徑組成,黏粒含量則以 B 化育層較高。所處位置較為平緩之台灣杉土壤樣體有較明顯黏粒洗入堆積的現象發生。三個代表性土壤樣體的 pH 範圍介於 2.8〜4.6 之間,有機碳含量皆以表層土壤最高,並隨著土壤深度增加有遞減的趨勢。本研究中土壤樣體之陽離子交換容量的變化與有機碳類似。受到有機物含量較高的影響,表層土壤的鹽基總量較高,因此鹽基飽和度也相對較高。然而,林分之成熟度及林相差異對於土壤性質之影響是否具有相關性,仍需持續進行採樣與分析來印證。由目前以化學連續抽出法所得到不同樣區區表層土壤中的不同型態磷的含量可以看出,可抽出磷的總量以茶園的表層土壤為最高,而孟宗竹林地土壤磷含量大於柳杉與台灣杉,其可能與孟宗竹林的枯落物分解速度會較快,且其枯落物中的組成以枯葉的分解較快,較易形成土壤有機物累積在土壤表層有關。在柳杉與台灣杉表層土壤中的磷的劃分 (fractination) 是以鹽酸可抽出的有機型態的磷為主,而在在底層土壤則是以氫氧化鈉可抽出磷的含量較高。森林土壤是一個複雜的體系,土壤中有機與無機磷的種類眾多且性質相異,在活性方面也極不相同。除此之外,土壤含磷量受到成土過程與利用方式的影響變化也很大。土壤性質影響到磷的物種特性與分佈的情形值得進一步探討,本研究結果可為本處建立不同林相之人工林土壤養分資料庫。
20. 臺灣中部溪頭地區天然林與毗鄰之不同人工林枯枝落葉成份對土壤碳儲存量影響
 

本研究目的在於探討臺大實驗林溪頭營林區管轄區內之鳳凰山柳杉林、竹林及毗林之闊葉天然林中,枯枝落葉組成分及土壤剖面之表層有機質與土壤碳儲存量調查結果之關係。三種林相之0-50 cm土壤之有機碳儲存量介於142-153 Mg C ha-1,以天然林最高,竹林次之,柳杉林最低。柳杉林表層土壤之含碳量較低但枯枝落葉所含有木質素含量最高,可能由於木質素分解速率較慢,間接降低分解後進入表層土壤中之碳含量。柳杉林之13C NMR圖譜所呈現之Aromatic-C含量最高,天然林與竹林則較明顯較弱。柳杉林之枯枝落葉接具有較高之Aromatic化合物,可能與枯枝落葉中含有較大量的木質素有關。因柳杉枯枝落葉之分解速率較其他兩種植生慢,導致其表層土壤中之碳儲存量較低。

21. 溪頭柳杉人工林分不同高度能量收支之探討(二)
  本研究收集通量塔副塔(編號XT-02)2014年01月22日至2014年11月11日之監測資料,與通量塔主塔(編號XT-00)2013年11月01日至2014年01月21日之之監測資料,再分成樹冠層上方(高度31.0 m ~ 34.0 m)、樹冠中層(高度17.3 m ~ 20.3 m)與林下植物層上方(高度2.3 m ~ 5.3 m)等三層進行探討,探討柳杉人工林林分不同高度層於四季的能量收支特性。結果顯示,樹冠層上方、樹冠中層與林下植物層上方的淨輻射通量為65.70 W/m2、7.79 W/m2與4.43 W/m2,土壤熱通量為-0.07 W/m2、-0.04 W/m2與-0.02 W/m2,顯熱通量為10.08 W/m2、4.89 W/m2與-1.34 W/m2,潛熱通量為55.61 W/m2、2.94 W/m2與5.79 W/m2。此外,不同高度層淨輻射通量分配的特性,樹冠層上方與林下植物層上方皆以潛熱通量為主,顯熱通量次之,而樹冠較為稀疏的樹冠中層則以顯熱通量為主,潛熱通量次之。另外,土壤熱通量對越靠近地表的高度層影響較大,且於冬季時較為明顯,代表土壤可以提供植物能量作為潛熱通量之用。各項能量分量的日變化大致與淨輻射通量的日變化相似,於中午時達到最大值,代表淨輻射通量為林分輸入能量,供應林分內氣溫、土溫變化和進行蒸發散作用。
22. 溪頭柳杉人工林降雨截留與水化學組成之研究(二)
  本研究於臺大實驗林溪頭營林區第3林班173號柳杉人工林進行穿落水、幹流水量觀測,觀測期間自2012年2月7日至2014年10月8日,每間隔15日蒐集1次資料,共蒐集59筆資料,刪除強降雨和取樣時造成截留量小於0的觀測誤差後,可用資料為39筆的總降雨量為2514.5 mm,穿落水量、幹流量及樹冠截留量分別為2236.0 mm、61.5 mm、217.0 mm,穿落水、幹流及樹冠截留百分比各為88.9%、2.5%及8.6%。其次,蒐集2013年3月28日至2014年9月24日期間的雨水、穿落水、幹流水水樣作化學分析,穿落水和幹流水中的Na+、Ca2+和 Mg2+因淋洗作用置換雨水中的H+而增加,但和植物生長有關的K+卻未因此而增加,可能為柳杉林齡較高所致,NH4+之濃度於三種水樣中均為最高,亦為輸入林地的主要養分,SO42-和NO3-之濃度經樹冠作用形成穿落水和幹流水後,濃度和輸入量明顯減少,顯見樹冠對偏酸降雨確有緩衝作用。
23. 降尺度估算臺大實驗林轄區地表溫度之研究(2/2)
  森林環境除受地球公自轉及全球大氣環流而產生明顯年間與日夜變化外,由於地形起伏、植被蒸散作用與大氣交互作用所造成的微氣候,對於林內動植物棲地、物種消長與輪替,甚而對於生態多樣性有相當的影響。MODIS-LST雖已確認可轉而模擬成氣溫,進而對於生態的探討有所助益,然而其空間解析度1km,在臺灣之山區因地形起伏劇烈,1km空間內的海拔起伏接近1000m,因此山區的適用性仍受侷限。本研究嘗試利用降尺度模式取得更高空間解析度之地表溫度,結果顯示,小區塊降尺度模式以以加入Lat.,Lon.,DEM為線性權重之區塊通用克利金法最佳。MODIS-LST若以ASTER-LST驗證原始1km解析度,兩者誤差為±1.02℃;250m解析度,若以最鄰網格法取用MODIS-LST值,兩者誤差提高至±2.02℃,採用區塊通用克利金法,可降至±1.90℃;90m解析度,若以最鄰網格法取用MODIS-LST值,兩者誤差提高至±2.38℃,採用區塊通用克利金法,可降至±2.25℃。降尺度模式因均化效應,低解析度區塊間變異不如內部高解析度小區塊變異來得高,以低解析度區塊間環境變數所產生的降尺度模式,可能無法有效反應出高解析度環境變數應有的應變數(以此研究即LST),未來的研究可考慮以敏感度分析的角度,以90m解析度的ASTER-LST為基礎,探討空間解析度變化下,與環境變數間的關係,再以此為基礎進行降尺度,或能解決上述問題。
24. 臺大實驗林轄區因應氣候變遷降雨量時空分佈之研究(2/3)
  本研究分析11個測站之無因次尺度不變高斯馬可夫雨型,結果與平均法有顯著之差異,而此方法因具有最大可能發生及維持尖峰量不變之特性,與其他分析方法比較較為合理與接近真實情況。而分析1960至1990年、1991至1999年與2000至2013年三個時段之雨型差異,發現其降雨尖峰百分比有逐漸下降之趨勢,多數測站於1991至1999年時段降雨尖峰等位點有後延之現象,顯示氣候變遷已造成降雨雨型上之變化,未來進行水文設計或規劃時應注意不同時期雨量資料之應用。研究區域中11測站之區域雨型可分為3群,反應各群在降雨百分比組體圖之差異,應用上應避免引用在水文應用上若僅引用地理空間上最近站之單站雨型,可能形成過於保守或不足之情形出現,應考慮使用本研究分析所建立之分群平均值、區域雨型或分群代表站。


102年度本處之研究計畫:

一、 陳有蘭溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
102 降尺度估算臺大實驗林轄區地表溫度之研究(1/2) 賴彥任、魏聰輝、張振生
牛樟扦插苗菌根之研究 (1/2) 王亞男、顏江河、陳潔音、蕭文偉
溪頭柳杉人工林降雨截留與水化學組成之研究 陳明杰、張振生、魏聰輝、賴彥任、曹崇銘、洪志遠、許祐昇、朱紹嘉、黃敬倫、林宜蓁
溪頭柳杉人工林林分不同高度能量收支之探討 陳明杰、洪志遠、張振生、魏聰輝、賴彥任、曹崇銘、許祐昇、朱紹嘉、黃敬倫、林宜蓁
利用白蟻餌劑 Recruit HD bait 防治格斯特家白蟻暨中低海拔森林地區白蟻多樣性與危害方式研究 蔡明哲、葉信廷、李後鋒
溪頭地區石松類及蕨類植物調查與物候監測研究 王亞男、劉威廷、黃曜謀、楊智凱、黃憶汝、張倍誠、陳輔偕
溪頭及鳳凰地區蠶蛾科生態調查及替代性教材研究 楊平世、徐堉峰、陳陽發、楊智凱、張榮德
鳳凰山茶PEBP家族基因之選殖及其特性分析之研究(II) 王亞男、王介鼎、周宏祈、楊智凱、鍾立展、王志成
溪頭地區柳杉人工林不同齡級樹高生長之研究 王亞男、蔡明哲、邱祈榮、楊勝驛、陳德仁、鄭景鵬、洪志遠
臺灣中部溪頭地區天然林與毗鄰之不同人工林土壤碳儲存量之評估 王亞男、邱志郁、鄭智馨、陳秋萍、白創文
北勢溪集水區霧的時空分布特徵之研究 魏聰輝、賴彥任、張振生、曹崇銘、沈介文、洪志遠、陳明杰、林博雄
崩塌對臺灣中部溪頭地區土壤性質差異之影響 王亞男、鄭智馨、邱志郁、白創文、陳秋萍
溪頭地區蟲癭多樣性調查 (二) 葉信廷、陳陽發、施圓通、蔡有方
鳳凰茶園霧水化學之研究(2/3) 曹崇銘、黃正良、薛美莉、辛旻桀、魏聰輝
臺灣中部地區人工林臺灣杉對氣候變化之生長反應研究 王亞男、劉興旺、關秉宗、魏聰輝、陳柏因、蔡孜奕、張育銘、黃聖焜、楊惟廷
二、 北勢溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
102 和社樹木園大型真菌調查 蕭文偉、陳栢蒼、陳潔音
臺大實驗林菌食性甲蟲的多樣性(1)-大蕈甲科 李春霖、楊平世、劉廷彥、高士弼
臺灣產殼斗科麻櫟屬的植物葉表皮之研究 王亞男、李權裕、張良芳、李勇毅、陳陽發、楊智凱、劉威廷
莿竹活性碳混合牛糞活性碳作為重金屬吸附劑之研究 王亞男、黃金城、劉素玲、阮巽雯、陳韻婷
臺大實驗林轄區因應氣候變遷降雨量時空分佈之研究(1/3) 衛強、魏聰輝、葉惠中、陳彥璋、鄭克聲
麻竹及桂竹筍筍香成分之探討 張上鎮、莊閔傑、王亞男、鄭森松
預炭化及接續木灰活化製備柳杉活性碳及其吸附染料之研究 林翰謙、王亞男、彭嘉文、莊閔傑
非破壞試驗應用於樟樹與臺灣櫸立木材質評估 楊德新、李佳如、陳勁豪、林志憲、陳建銘、林育群、賴玟融、趙偉成
102年度臺大實驗林管理處長期試驗地調查計畫 王亞男、蔡明哲、魏聰輝、沈介文、鄭景鵬
臺大實驗林永久樣區土壤調查計畫 王亞男、江博能
不同品系土肉桂葉子精油及其成分之抗褐根病菌活性 張上鎮、王亞男、鄭森松、莊閔傑、林群雅

102年本處研究計畫成果摘要:

01. 降尺度估算臺大實驗林轄區地表溫度之研究(1/2)
  森林環境除受地球公自轉及全球大氣環流而產生明顯年間與日夜變化外,由於地形起伏、植被蒸散作用與大氣交互作用所造成的微氣候,對於林內動植物棲地、物種消長與輪替,甚而對於生態多樣性有相當的影響。本團隊自2009年至2011年以地面觀測資料驗證MODIS衛星酬載中級解析度成像分光輻射度計(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)觀測資料所產生之Level 3地面溫度 (Land Surface Temperature,LST)產品中,確定無雲及受薄捲雲影響的資料,再利用中央氣象局局屬測候站及遙測自動觀測站之氣溫觀測資料進行驗證,月均溫之相關係數達0.95,誤差之標準偏差為1.69℃,已足以提供生態相關研究使用。進一步分析LST與海拔關係結果顯示,LST之環境遞減率(Environmental Lapse Rate, ELR)變化非定值;再分析LST與坡向之關係,全島海拔1500m~2000m間的6月白天南北向坡溫差在2~2.5℃之間,夜晚溫差約1.5~2℃;12月白天南北向坡溫差在3.5~4℃之間,夜晚溫差約1.5~2℃。再比對楠櫧林帶上層,MODIS地表溫度可反應出南北壓縮(海拔分布降低)的現象,群帶分佈研究當有相當大的助益。
另利用MODIS-LST月均溫與地面觀測月均氣溫之間呈現良好的線性關係(r=0.96),將MODIS-LST月均溫圖層轉換成月均氣溫圖層。另於氣候分區規則敏感度分析中,顯示當各月溫度均較現今溫度上升1℃時,全臺氣候分區面積幾乎均有高於10%的增減,尤其對於最為敏感的高地氣候分區面積均增減35%以上,屬於全球暖化下,對生態衝擊最大熱區,實須加強長期監測與保護。
MODIS-LST雖已確認可轉而模擬成氣溫(Lai et al, 2012),進而對於生態的探討有所助益,然而其空間解析度1km,在臺灣之山區因地形起伏劇烈(Lai et al, 2010),1km空間內的海拔起伏接近1000m,因此山區的適用性仍受侷限。
臺大實驗林海拔分布最低處為濁水溪南岸之龜子頭海拔 220公尺,最高點為南端境界線上之玉山海拔 3,952公尺,高低差達 3,732公尺。由於太陽輻射、氣溫與降雨量的分佈隨地形與區域性大氣狀況而變化,轄區內呈現多樣氣候及植群型的自然環境。臺大實驗林轄區已有10個氣象觀測站長期監測微氣候,另於轄區附近更有中央氣象局之玉山北峰、阿里山及日月潭測候站之長期氣候資料。本研究希望藉由更高解析度的衛星影像所模擬出的地表溫度對MODIS-LST進行降尺度(downscaling),期能獲得更適用於臺灣山區之氣溫圖層。
02. 牛樟扦插苗菌根之研究 (1/2)
  牛樟育苗繁殖技術為林業研究中重要課題之一,目前多採用無性扦插法,但苗木在苗床雖培育成功,後續的野外栽植情況不盡理想,亦缺乏牛樟菌根菌之相關研究。本研究調查牛樟自然共生的菌根菌、分離菌種及探討菌根接種對牛樟生長之效益,完成牛樟扦插育苗體系的菌根接種,以建立強健牛樟苗木。由8處20年生牛樟採穗園之根系菌根菌種採集中,目前已獲得野外牛樟菌根菌種18種,其中分布較廣泛的2種菌根菌已完成大量繁殖;下階段期望培育具有菌根共生之牛樟扦插苗,以了解牛樟苗木之菌根菌效應。
03. 溪頭柳杉人工林降雨截留與水化學組成之研究
  為瞭解人工林生態系水收支及水化學特性,本研究選擇臺大實驗林溪頭營林區第3林班173號柳杉人工林分,進行穿落水、幹流水觀測,分析觀測期間之穿落水量、幹流水量、樹冠截留量的佔降雨量之百分比,並就蒐集的水樣分析水化學的特性。結果顯示,雨季降雨量高時,降雨多以穿落水直接進入林地,截留率低;乾季降雨量低時,截留率高,顯示樹冠截留率隨降雨量增加而降低。而在乾季被降雨濕潤的樹冠,可能有助於霧水的攔截與滴落。研究期間內有47.37%的林內降雨在降雨後1小時內發生,比例最高,29.47%於降雨後立刻發生。溪頭地區雨水pH值介於4.63至5.76之間,平均值為5.33,顯示有偏酸雨之現象,其中偏高的NH4+和SO42-是造成降水偏酸的主因。而幹流水為收集水樣中pH最低者,此結果與杉木、臺灣杉等針葉樹幹流水類似。各水樣之pH值依序為:溪流水>林下植物穿落水>穿落水>雨水>幹流水。降水經過樹冠形成穿落水和幹流水後,各種離子濃度除了NH4+和NO3-濃度降低以外,其餘陽離子和陰離子濃度皆因樹冠作用而提升,但經過林下植物淋洗後,NH4+、NO3-和K+之濃度卻又再度升高,故在林下植被茂密的溪頭,林下植物對林內降雨物質的輸入量,亦可能造成影響。
04. 溪頭柳杉人工林林分不同高度能量收支之探討
  本研究計畫目的為探討柳杉人工林分於不同高度的能量收支特性。收集溪頭營林區第3林班173號柳杉造林地之通量塔主塔的淨輻射、氣壓、溫度、溼度等氣象監測資料,以及土壤熱通量監測資料,資料蒐集時間為102年01月01日至102年09月30日。參考通量塔監測儀器設置的高度,將柳杉人工林分成三個高度層,分別為樹冠層上方(28 m ~ 32 m)、樹冠層中間(23 m ~ 25 m)和林下植物層上方(2.5 m ~ 5.0 m),三個高度層皆以包溫比(Bowen ratio)能量平衡法進行計算,得到各分層之顯熱通量與潛熱通量等能量分量佔淨輻射通量的百分比,並比較柳杉人工林分於不同高度的能量收支特性。結果顯示,樹冠層上方和樹冠層中間之潛熱通量佔淨輻射通量的88.56%和97.72%,顯熱通量佔淨輻射通量的11.99%和3.03%,顯示大部分的能量消耗於蒸發散作用,造成氣溫改變的顯熱通量次之,而樹冠層中間可能因蒸發散作用較旺盛,故潛熱通量佔淨輻射通量的比率較高。其次,土壤熱通量約佔淨輻射通量的 –0.54%和 –0.75%,且對於距離地表較遠的樹冠層,受到土壤熱通量的影響極小,能量主要分配於潛熱通量和顯熱通量。對於林下植物層而言,潛熱通量依然為主要消耗能量的形式,其約可佔淨輻射通量的88.96%,顯熱通量約佔淨輻射通量的16.43%,土壤熱通量約佔淨輻射通量的 –5.39%,顯示接近地表處,受到土壤吸熱或放熱的影響程度較為顯著,特別在日均溫較低的冬天,土壤熱通量會呈現放熱的負值,並且可作為提供植物進行蒸發和蒸散作用的能量。另外,本研究同時使用渦流相關法(Eddy Covariance Method)估算柳杉人工林不同高度之顯熱通量及潛熱通量,並且與包溫比法估算的結果作比較,顯示兩方法估算之顯熱通量具有較高的相關性(r2 = 0.59),另一方面,對於兩方法估算之潛熱通量的相關性相當低(r2 = 0.08)。
05. 利用白蟻餌劑 Recruit HD bait 防治格斯特家白蟻暨中低海拔森林地區白蟻多樣性與危害方式研究
  格斯特家白蟻 (Coptotermes gestroi) 是入侵臺灣的有害白蟻物種,其對臺灣森林與樹木健康具有潛在威脅,為了瞭解其在森林地區的生態活動與防治的可行性,本研究持續在下坪熱帶植物園的四個樣區內進行每月白蟻調查,2013 年六月起已經開始在地下木樁內發現格斯特家白蟻取食的現象,截至十月底,已經有三個樣區埋設2-3個地下餌站,根據兩次的捉放再捕法,估算第三樣區的格斯特家白蟻族群達 24-31 萬隻個體之間,而該白蟻巢的隧道距離達 35 公尺以上。木樁調查發現的三種白蟻,以臺灣土白蟻 (Odontotermes formosanus) 出現頻度最高,格斯特家白蟻居次,而食土性的新渡戶歪白蟻 (Pericapritermes nitobei) 最罕見。根據每月木樁取食量分析,發現白蟻在六月時有一個取食高峰,而九月起又進入另一個高峰。預計 2014 年度下坪白蟻每月調查將持續進行,屆時將能估算各樣區格斯特家白蟻族群大小與領域範圍,進而測試 Recruit HD bait 消滅白蟻群體的表現。
在海拔高度與樹木白蟻危害的研究方面,2013 年分別進行兩個調查,第一個研究在低海拔地區,配合下坪熱帶植物園砍伐108株黑板樹 (Alstonia scholaris) 改植殼斗科標本園的機會,本次檢查樹表面與樹幹內部白蟻蛀蝕痕跡,也檢查從樹幹基部至樹冠層的白蟻危害,突破過去調查僅限於地面上兩公尺以及樹幹表面的限制,結果顯示臺灣土白蟻在92%的樹幹基部表面皆有建築泥道並取食樹表,但其危害僅限於樹幹表面,另外恆春新白蟻則從較高的樹幹開裂處入侵,取食木質部,危害比例為4.6%,兩種白蟻取食的策略與頻度均有相當大的差異。第二個研究,分別在溪頭地區四個中低海拔造林地與兩個中高海拔造林地,進行共 550 株臺灣櫸 (Zelkova serrata) 的白蟻危害調查,結果發現白蟻為害率極低,中低海拔櫸木白蟻為害率 0.4-7.2%,而中高海拔為害率為零,顯示白蟻在中海拔地區對臺灣櫸的健康影響相當有限。2014年度計畫將進行低海拔臺灣櫸白蟻危害調查,完整分析海拔與樹木生長兩個因子,對白蟻危害的影響。
06. 溪頭地區石松類及蕨類植物調查與物候監測研究
  臺灣大學生物資源暨農學院實驗林自設立以來,歷經多次的植物資源調查,並時有相當數量之試驗及研究計畫在轄下林區執行,當中又以溪頭地區之維管束植物調查最為詳盡(柳重勝, 1973;劉棠瑞等, 1972;劉棠瑞、柳重勝, 1975;劉儒淵, 1991;劉儒淵等, 1994;牟善傑等, 1998)。而在這些調查研究中,大多著重於開花植物之資料建立,對於同樣具有維管束之石松類及蕨類植物則相對著墨較少,最主要之調查成果為牟善傑等人(1998)的調查資料,業已出版成冊,供解說利用。近年,管理處內仍持續對於轄下區域進行植物資源調查(楊智凱等, 2009),並將調查所得名錄上傳網頁,供民眾下載瀏覽,但即便如此,目前針對實驗林管理處轄下的石松類及蕨類資源調查仍未臻完善,且近年有關臺灣蕨類植物資源組成(Chang et al., 2009; Chang et al., 2011; Hsu and Chang 2011; Knapp, 2011; Lee et al.,2009; Moore et al., 2010)之研究成果相較過往亦增加許多,未能涵蓋於參考之列亦恐有疏漏之嫌。除植物之多樣性為各項生物研究之基礎外,有關維管束植物的物候觀察亦是植物生態研究中的一重要環節。在蕨類植物的物候研究中,其變化可能受氣候因子所影響,如生長在乾溼季明顯處之物種,其葉片之生長可能會集中在雨季時期(Ash, 1986;Van Schaik et al., 1993)並停止於乾季(Seiler, 1981),但除此之外,亦也有部分研究結果顯示物候之變化與氣候之變遷可能沒有直接之關聯性(Mehltreter and Palacios-Rios, 2003)。目前,有關蕨類物候之相關研究仍進展有限,而臺灣本地的紀錄成果(Lee et al., 2009;李沛軒等, 2000;阮文騰, 2001;蔡沛宏, 2005及李沛軒等, 2008)更是屈指可數。其中,Lee等人(2009)之研究為臺灣目前較為詳盡的成果之一,該研究針對福山植物園之蕨類植物進行物候調查,其結果顯示該地蕨類植物之物候與溫度、降水兩因子有著相當程度的關連性:如幼葉之發生多出現於溫度較高的時期,其它如葉之開展、衰老、孢子成熟乃至釋放等更與溫度此一因子有著極顯著的正相關性。
本計畫之目的乃在藉由步道沿線調查、地面穿越及攀樹調查之方式,針對溪頭營林區內石松類及蕨類植物資源作詳實之踏查,除可知曉區內各物種之數量及分布外,並希藉由物種分布圖之繪製及結合物候監測之結果,增益對本區物種特性之了解。
07. 溪頭及鳳凰地區蠶蛾科生態調查及替代性教材研究
  家蠶 (Bombyx mori)為重要經濟昆蟲,是民眾廣為熟知的昆蟲之一,由於飼養觀察的便利性,因此被編列在九年一貫課程大綱中,當做自然科學實驗觀察物種。馴化的家蠶已喪失飛行能力,教學飼養週期結束後無法有效妥善處理,本研究希望尋找蠶蛾科 (Bombycidae)近緣物種用來替代目前使用的教學用物種,作為日後昆蟲觀察的替代性教材。臺灣中部南投縣鹿谷鄉的溪頭及鳳凰自然教育園區涵蓋豐富的自然資源,本研究以此園區作為蠶蛾科種類生態調查場域,設立4條穿越線,以燈光誘集及翻找寄主植物的方式,尋找蠶蛾科物種的存在,並調查其數量與發生情形。研究期間自2013年1月至2013年10月,共尋獲4屬5種蠶蛾科成員,並建立桑科寄主植物上的其他鱗翅目資源競爭者共6科11種。調查期間尋獲的5種蠶蛾科物種,根據文獻記載之世代性、本研究調查之出現頻率、月份、搜尋難易度、寄主植物取得方便性、可能的海拔分布與飼養難易度、飼育後野放回原棲地的難易度等項目進行評比,評估出最適合作為九年一貫國中小自然觀察的替代性教材之蠶蛾科成員為野蠶蛾 Bombyx mandarina formosana 。本研究可提供臺灣產5種蠶蛾科成員基礎生態學資料作為替代性教材可行性的參考。
08. 鳳凰山茶PEBP家族基因之選殖及其特性分析之研究(2/3)
  山茶花是世界性花卉也是中國傳統名花,花形優美變化多端,且具香氣,極具觀賞價值,全世界原生茶花約有一百多種,臺灣佔有12種。臺灣著名的稀有植物鳳凰山茶(Camellia japonica L. var. hozanensis (Hay.),為山茶花於臺灣島所產之變種,1918年早田文藏博士發表新種命名之,其花冠鐘狀漏斗形,芽圓錐形,花碩大且顏色美可供觀賞及山茶花栽培改良之基本材料。臺灣大學實驗林管理處自2005年起於鳳凰自然教育園區建立茶花標本園,陸續蒐集各種茶花計600餘種,分別屬滇山茶、紅山茶、茶梅、雜交種及其他茶種,而臺灣原生種則有鳳凰山茶(Camellia japonica L.)、泛能高山茶(Camellia transnokoensis Hayata)、恆春山茶(Camellia hengchunensis Chang)等12種皆業已蒐齊並進行培育(王亞男等2011)。
對於山茶花之研究主要針對資源保育、新品種之育成及繁殖與栽培技術等著墨。在分子生物層次之研究多為品種之分子鑑定分析(Yang et al. 2009),近年來開始有部分研究探討花器同源基因在山茶花花形之功能角色(朱高浦等2011),但在開花機制在分子生物學方面的探討甚為缺乏。本研究計畫預計選殖出PEBP家族基因,探討該基因家族在山茶花開花及芽生長發育之調節功能。
PEBP基因家族在演化上是個非常保守的家族,其基因序列從低等的細菌到高等動物及植物皆有,一般而言,PEBP基因似乎以各種信息通路的調節來控制生長和分化 (Chautavd 2004),然而單一基因在參與各種生物生理及發展過程在分子調控機制的角色仍相當有限。在被子植物中,PEBP基因家族成員又可分為三個次家族(FT-like, MFT-like, TFL1-like),其中部分基因已被證實為營養生長轉變至生殖成熟期之重要調節因子(FT-like,但非最上游的調控因子),並且涉及植物型態結構發展(如TFL1-like)(reviewed by Karlgren et al. 2011)。這些研究成果大多來自模式植物阿拉伯芥及其他模式種(Arabidopsis thaliana and other species)(Corbesier et al. 2007),然而最近的研究顯示在多年生植物,其更廣泛的功能是控制分生組織的生長和休眠(Bohlenius et al. 2006; Mohamed et al. 2010)。本研究的主要目的是要探討鳳凰山茶PEBP基因家族在分子遺傳演化上之地位及其分子調節功能,以期對山茶花的開花調節做進一步瞭解,提供育種改良的基本資訊。另進行各種山茶油品質量之分析比較,供培育育具僾質油品之資訊。
09. 溪頭地區柳杉人工林不同齡級樹高生長之研究
  關於柳杉的不同齡級的樹高生長之研究甚少,在計算蓄積量、生物量與碳吸存量之貢獻仍有不夠精準的地方,且長期試驗地的紀錄中對於不同齡級柳杉樹高之生長存在著缺失資料的問題。擬以五年為一齡級,針對45年生以上的不同齡級的柳杉人工(表1)林設置臨時樣區進行每木調查,以及參照柳杉長期試驗地生長量之紀錄,達到深入探討柳杉人工林不同齡級胸徑-樹高的間動態關係變化以及補足過去長期試驗地的缺失資料。
10. 臺灣中部溪頭地區天然林與毗鄰之不同人工林土壤碳儲存量之評估
  選取環境條件相同之溪頭鳳凰山之天然林與毗鄰之柳杉林及竹林做為試驗地,以評估不同林相土壤中之碳儲存量。研究結果顯示在三種林相試驗區中,土壤pH值由低到高為天然林 > 柳杉林 > 竹林。所有土壤剖面皆以土壤表層pH 值最低,並由上往下遞增。土壤有機質含量與土壤 pH 值隨深度增加之趨勢相反。所有剖面表層土壤 (0~5 cm)皆具有該樣區最低之總體密度,且大致隨深度之增加而增加,與有機質含量之趨勢相反。除了超過50cm土層,三種林相之個剖面土壤碳儲存量大致隨深度增加而增加。三種林相不同深度累積之碳儲存量之差異不大。雖然天然林及柳杉林之表層土壤有機碳含量較高,竹林可能由其根部生長較密,凋落物數量未及天然林及柳杉,且竹林林下不似天然林及柳杉林有其他草本植物生長,而使土壤中之有機質含量較其他兩種林相低,總體密度較高,但因此而提升其土壤中之碳儲存量。底層土壤雖然土壤的有機質含量明顯較表層土壤低,但是由於土壤深度較深,且總體密度較大,因此土層中所累積的碳對於碳儲存量有著一定程度的貢獻。
11. 鹿谷北勢溪集水區霧的時空分布特徵之研究
  分別於不同海拔以OFS監測能見度,由能見度觀測值分析不同海拔之逐時成霧頻率,結果獲知北勢溪集水區成霧頻率之日變化,以晝間發生頻率高於夜間發生頻率;空間分布呈現高海拔地區之成霧頻率遠高於低海拔地區。另將觀測值套用Kunkel所提出之模式推估液態水含量,結果為液態水含量空間分布海拔梯度分布極為明顯。溪頭氣象站週遭均為平均樹高達20 m以上人工林,將對於谷風所挾帶霧滴,產生攔截效應,進而使溪頭氣象站(XT02)液態水含量低於鳳凰氣象站(XT04)。SFC、CFC後端連接低成本雨量感應器,導致霧水觀測值接近於甚而高於降雨量的高估現象,若未來經費許可,允宜選擇更換較高品質之雨量感應器,進行後續監測。
12. 崩塌擾動對臺灣中部溪頭地區土壤性質之影響
  臺灣地區的陡峭山地地形與破碎地質結構,加上高強度降雨事件,是造成山區時常出現土石崩塌堆積的主要原因。然而,對於崩塌土石堆積如何影響土壤性質,目前仍缺乏相關研究。本研究選擇溪頭地區森林土壤,建立不同崩塌堆積程度的崩塌序列樣區,以探討崩塌堆積與在不同程度下的崩塌堆積對土壤性質的影響。研究結果顯示,受到土石崩塌堆積之土壤,其 pH 值、總體密度、無機碳含量和鹽基飽和度均上升,且隨崩塌程度增加而升高;但土壤有機碳含量、總氮含量與陽離子交換容量則因崩塌影響而顯著減少,同樣也隨著崩塌程度降低而下降。然而,土壤交換性鉀、鈣、鎂與有效性磷的含量則不受崩塌與否的影響。這些性質的改變,同樣在歷史比較樣區上,即經歷崩土石塌堆積後,造成了土壤有較高 pH 值與較低有機碳含量、氮含量與陽離子交換容量。因此,崩塌作用明顯造成表層土壤性質的改變,特別是土壤有機碳、氮含量的下降,這些土壤性質的改變,預期將對森林生態功能產生影響。
13. 溪頭地區蟲癭多樣性調查 (二)
  「植物癭 (plant gall)」為植物受到外來生物的影響,形成不正常生長的一種構造,其中因昆蟲產卵或取食而引起的植物癭,又稱為「蟲癭 (insect gall)」。目前已知造癭昆蟲種類包含雙翅目、膜翅目、半翅目、纓翅目、鞘翅目及鱗翅目等,全世界超過 13000 種以上。多數造癭昆蟲與寄主植物間顯現出高度的專一性,造癭昆蟲通常只在單一種或近緣種植物形成蟲癭,被子植物是最主要的產癭植物類群,而不同地理區域的主要產癭植物種類有所不同,臺灣地區已知以樟科 (Lauraceae) 及殼斗科 (Fagaceae) 植物上發現的蟲癭形式多樣性最高。目前臺灣對於造癭昆蟲種類的鑑定與分類研究仍然十分缺乏,本研究以鹿谷鄉溪頭及鄰近地區為主要調查範圍,進行蟲癭的全面採集及造癭昆蟲種類鑑定,從2012年2 月3日至2013年11月11日止,記錄 31 科 53 種寄主植物上 61 種形式之蟲癭,其中以樟科 10 種寄主植物總共有 15 種蟲癭形式的多樣性為最高;造癭昆蟲鑑定結果,共有 4 目 30 種及 28 個待鑑定種類,包含纓翅目管薊馬科 (Phlaeothripidae) 2 種,半翅目球蚜科 (Adelgidae) 1種、常蚜科 (Aphididae) 11 種 (含 1 個待鑑定種)、根瘤蚜科 (Phylloxeridae) 1 個待鑑定種、沫蟬科 (Cercopidae) 1種、尖胸沫蟬科 (Aphrophoridae) 1種、木蝨科 (Psyllidae) 1 種、叉木蝨科 (Triozidae) 5 種、榕木蝨科 (Homotomidae) 1 種、木蝨總科 (Psylloidea) 1 個待鑑定種,膜翅目小蜂總科 (Chalcidoidea) 4 個待鑑定種,雙翅目癭蚋科 (Cecidomyiidae) 28 種 (含 20 個待鑑定種) 及 1 個待鑑定科。本研究為首次針對地區性全面調查造癭昆蟲的多樣性,目前部份昆蟲類群尚待進一步分類鑑定,未來將積極尋求不同分類群的專家合作,期望建立臺灣造癭昆蟲種類的基礎資料,再運用造癭昆蟲的 DNA 序列資料,進行分子鑑定及近緣種間親緣關係分析。
14. 鳳凰茶園空氣中冷凝水化學之研究(2/3)
  利用研發的冷凝水採樣器,收集鳳凰茶園地區霧天及晴天時空氣中水氣的冷凝水,並分析其水化學特性,再使用統計檢定方法分析兩者之間差異是否顯著。霧天時的pH值介於4.8至6.6之間平均為5.78,明顯低於晴天時的pH值。從統計檢定結果可以確認pH值、電導度、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、NO2-、NO3-及SO42-等項目的P值均低於0.05以下,顯示在霧天與晴天時濃度有顯著的差異。本研究所研發的採樣器尚屬陽春形式,初步的研究結果還有很多缺點必須改進。未來森林生態系的水文循環、養分循環及環境汙染機制的研究,需要更多的野外觀測資料與統計分析,才能進一步的與理論互相應證,提供森林生態系經營的參考。
15. 臺灣中部地區人工林臺灣杉對氣候變化之生長反應研究(一)
  臺灣杉為臺灣重要造林樹種,本研究藉由樹輪氣候學方法,試圖瞭解臺灣杉對於氣候自然變異的反應,並期望能進一步探討人為氣候變遷所造成之影響,以提供人工林經營、後續栽植及撫育的參考。本計畫擬以2年之時間,同時達成三項目標,亦即(1)評估NCV如何影響臺灣杉人工林之生長及其間之機制,(2)利用老齡臺灣杉人工林重建影響該樹種生長之適當氣候因子與NCV,(3)探討臺灣杉人工老齡林過去50年來之生長趨勢,以瞭解ACC是否影響臺灣杉人工林之生長。
102年度於溪頭、清水溝、水里及內茅埔營林區進行取樣,共計有6個樣區(溪頭有三個,其它各一個),共鑽取166株樹芯,依樹輪學標準方法處理,目視定年較好、可測量輪寬者有257個序列,挑選相關性良好者建立樹輪年表。
臺灣杉樹輪特徵,偽輪之發生頻繁,於春秋材之際出現明顯之偽輪,其可能為十月乾旱所引起;而於生長季初期則出現重年輪,可能為突然之生長逆境造成,仍需相關氣候資料驗證;臺灣杉亦有無明顯休眠期的現象。另外,烏松崙樣區受大擾動(疑似地下水)影響,近十多年生長較差,產生許多細輪,造成定年困難。
其半徑生長速率之平均值為4.67~6.62 mmyr-1,以烏松崙最低,而茶園最高。觀察其連年累積輪寬生長,70多年生之林木仍有很好的生長趨勢,半徑生長仍有機會超過10 mmyr-1,受氣候或環境因子而波動。
溪頭三個樣區之年表呈現相同趨勢,而不同營林區各年表之間仍有部分類似,若建立不分樣區之年表,其組成序列之間的平均相關性約0.45,受限取樣林分之栽植時期,1970年之前的樣本略嫌不足。
明年後續研究將繼續交叉定年之修正、擴大取樣區域,以增加年表之可信度,並進行氣候相關分析,瞭解區域性氣候及大氣環流之震盪對臺灣杉生長之影響。
16. 和社樹木園大型真菌調查
  自2013年1月至2013年12月期間,每月2次於臺大實驗林和社樹木標本園內進行大型真菌相調查及監測,共發現24種大型真菌並完成種間之鑑定,多孔菌目6屬9種、傘菌目5屬5種、炭角菌科2屬2種、異擔子菌類3屬4種、腹菌類1種、刺革菌目1種以及肉座目1種。
17. 臺大實驗林菌食性甲蟲的多樣性(1)-大蕈甲科
  本報告乃是針對臺大實驗林所轄區域內,大蕈甲科中之大蕈甲亞科甲蟲多樣性研究計畫的第1年執行結果。至本(102)年的11中旬為止,已完成臺灣產大蕈甲亞科已知全部3族20屬54種的系統性名錄建置,及其所命名描述的原始文獻或其他重要相關大蕈甲參考文獻,共46份的收集,部分且已轉製成電子檔;另外,藉由在實驗林轄區所長期設置的4處飛行攔截陷阱(FIT)與不定時利用夜間至林地夜採的方式,亦已收集與製作完成了49隻分屬8屬11種的大蕈甲成蟲標本,以及另外2種的待確定種,此一比例約佔臺灣產已知大蕈甲種類的2成,但以實驗林所擁有豐富多樣的林相組成,與鄰近許多種大蕈甲的模式產地-嘉義縣阿里山的地理位置來看,顯然仍有相當的調查工作仍待完成;再者,我們也確認了至少7種,各屬於多孔菌科(Polyporaceae)、口蘑科(Tricholomataceae)和側耳科(Pleurotaceae)的大蕈甲寄主真菌種類,這對未來進一步在野外的調查工作的推行將有正面的效用;至於在臺灣產大蕈甲的模式標本資料建檔工作,則已完成7屬2亞屬11種大蕈甲全模式標本(holotype)、配模標本(allotype)或共模式標本(cotype)的檢查與拍照工作,此也將有利於未來鑑定準確度能量的提升。
18. 臺灣產殼斗科麻櫟屬的植物葉表皮之研究
  葉片是植物行光合作用之重要器官,葉片功能性性狀則直接影響到植物的基本功能及所能適應之環境,本次利用光學顯微鏡及電子掃描式顯微鏡觀察臺灣產麻櫟屬所範圍內7種殼斗科植物的葉表皮,尤其針對葉下表皮的毛被特徵進行觀察較為仔細。共觀察到了從無毛、單毛、多細胞毛、星狀毛。毛被物的演化可能從乳突-單毛-星狀毛;星狀毛則依照從簡單至複雜的演化途徑,分化出各種形態各異和結構複雜的毛系。葉部表皮的特徵可用來探討屬間與種間的分類和系統發育的關係,更可從生態的角度上來看演替早期樹種及演替後期物種在毛被物上的功能適應。
19. 莿竹活性碳混合牛糞活性碳作為重金屬吸附劑之研究
  本研究團隊預備試驗所製牛糞活性碳,初步發現比表面積介於300~500 m2/g之間,總磷含量約介於100~500 mg/kg之間,當元素磷以磷酸鹽形式存在時,可與多種金屬離子進行螯合作用,又文獻記載刺竹活性碳表面積較牛糞活性碳高,介於500~800 m2/g之間,但沒有磷元素存在對重金屬沒有吸附性能。因此本研究嚐試以刺竹活性碳混合牛糞活性碳,並取其優點,進而探討牛糞、刺竹及商用活性碳基本性質及其對重金屬吸附之機制,期以能提升刺竹活性碳及牛糞活性碳的經濟價值,並對環境保護有所貢獻。
20. 臺大實驗林轄區因應氣候變遷降雨量時空分佈之研究(1/3)
 

分析結果顯示五種機率分佈之IDF分析結果相差不大,以SE結果選擇較適合之機率分布,海拔較高之測站較符合極端值第一類分布,海拔較低者較符合皮爾森第三類分佈;以IDF分析結果進行不同延時及重現期距等值線之繪製,在長延時及長重現期距之組合可發現實驗林轄區之降雨有呈現由北往南增加,由東往西增加之趨勢,於阿里山附近形成明顯之降雨中心;雨量變遷分析結果顯示各測站長期變遷趨勢不盡相同,未來對其他氣象要素亦有必要針對局部地區進行分析。

21. 麻竹及桂竹筍筍香成分之探討
  臺灣位處亞熱帶,竹林資源十分豐富,又因竹子具有生長快速、生長量高等優點,吾人無法忽視竹林資源的重要性。竹類屬禾本科(Gramineae)多年生常綠植物,而「筍」是竹林栽培的主要副產物,為竹籜所包裹的根基嫩芽(呂錦明;2001),質地青脆且美味可口,為低熱量高纖維的天然健康食品。由行政院農委會林務局(2000)於臺灣全島竹林資源調查結果顯示,臺灣竹筍栽培面積廣且竹筍品種繁多,其中,孟宗竹(Phyllostachys pubescens Mazel)、麻竹(Dendrocalamus latiflorus Munro)、桂竹(P. makinoi Hayata)、綠竹(Leleba oldhami Nakai)及烏腳綠竹(L. edulis Odashimo)等 5種筍類為主(黃世輝等,1999),產地則以雲林、南投二縣最多;據近年統計,竹筍加工品為臺灣重要出口農產品之一,因此人們更需重視竹筍於食品方面的特色及經濟價值。另一方面,由於不同的竹筍具迥異的特有香味及口感,人們常將它發展成地方特色美食(蔡淑雯,2002),而上述 5種竹筍,又以麻竹筍及桂竹筍最為一般人所喜愛,因此麻竹筍及桂竹筍的食用及經濟價值較高(羅佑杰,2009)。有鑑於 Fu等人(2002)曾分析臺灣特有風味的麻竹醃漬醬筍及Chung et al.(2012)探討孟宗竹筍(冬筍及春筍)筍香成分而達到推廣之效果,因此本試驗利用固相微萃取技術(Solid-phase microextraction, SPME)搭配GC-MS(Gas chromatography-mass, GC-MS)分析筍香的成分,期能鑑定麻竹筍及桂竹筍二種筍香成分及其差異,並進一步配合相關文獻,說明二種竹筍主要香味成分的特性,期能有助於竹筍及竹林產品之推廣及增加其經營價值。
22. 預炭化及接續木灰活化製備柳杉活性碳及其吸附染料之研究
  將柳杉 (Cryptomeria japonica D. Don) 疏伐木進行預炭化後,接續木灰-水蒸氣複合活化製備柳杉活性碳,探討預炭化溫度 (200-500oC)、灰/水比0.25 wt%及活化溫度 (550-750oC) 等條件對所製備活性碳之收率、碘值、BET比表面積、孔隙結構及其對染料吸附之影響。結果得知,經預炭化接續木灰-水蒸氣複合活化製得活性碳之收率介於9.1-21.3%,碘值介於502.4-1171.1 mg/g。以預炭化溫度200oC、灰/水比0.25 wt%、活化溫度750oC及水蒸氣流量0.5 mL/min等製備條件下,可製備出高比表面積1619 m2/g、外部表面積940 m2/g、總孔隙體積0.84 cm3/g及較高收率14.9%之中孔性活性碳。由Bruauer、Deming、Deming及Teller (BDDT) 分類吸附等溫線類型得知,所製備柳杉活性碳係屬於type IV,即孔隙結構為微孔及中孔所組成,且其孔徑分布寬廣,另其對鹽基性yellow 2染料之吸附容量可達671.31 mg/g,推知其具有作為染料廢水應用之潛力。
23. 非破壞試驗應用於樟樹與臺灣櫸立木材質評估
  以臺大實驗林兩處臺灣櫸與樟樹試驗地進行林木健全度評估及非破壞檢測;由立木選材開始,採用德國學者Claus Mattheck 所提出之目視樹木評估法(VTA)及美國林務署之樹冠健康調查法作為樹木健全度的檢查及診斷依據;並依每木調查結果,分別選取優勢木、中勢木與被壓木,再以非破壞檢測儀器如超音波儀、應力波儀、Pilodyn 推估樹木材質強度及空洞程度,並進行生長錐之樹蕊取樣,以Soft X-ray掃描及影像法(QMS Tree Ring Analyzer)及微破壞儀測定樹蕊試材密度及抗壓強度,建立非破壞試驗與破壞試驗之相關數據資料庫,提供未來以非破壞檢測參數評估樟樹與臺灣櫸立木材質之參考依據。
24. 102年度臺大實驗林管理處長期試驗地調查計畫
  實驗林設置長期試驗地140處,包括在轄區內不同海拔處設置之主要經濟樹種長期生長量試驗地共82 處,種源後裔試驗地8處,疏伐撫育試驗地26處,引種試驗地7處,標本園6處,其他試驗地11處,長期調查資料頗具研究參考價值。為延續試驗調查資料之完整性並建立資料庫,擬逐年永續調查,調查之林木生長基本資料可提供相關研究之應用與分析,了解林木生長趨勢與林分結構。
25. 臺大實驗林永久樣區土壤調查計畫
  臺灣過去Chen and Hseu(1997)、Tsai and Chen (2002)及張朝婷等(2005)介由不同土綱等資料推算全臺土壤碳存量,但屬大尺度推估結果。而臺灣森林地形變化大,土壤深度、含石量以及密度受其影響,介由土綱推估結果將致使產生較大變異。本處轄區海拔差超過3000公尺,若能透過永久樣區設置進行土壤採樣並長期監測土壤碳變化,則有助於本處轄區土壤碳吸存了解,並配合經營計畫估算土壤碳儲存量。此外本處永久樣區對於土壤養份變化亦無相關之數據供森林經營參考,因此透過本計畫調查監測將有助於建立土壤性質資料並可供後續長期監測追蹤。
26. 不同品系土肉桂葉子精油及其成分之抗褐根病菌活性
  萃取15種地理種源土肉桂葉子精油,比較不同地理種源土肉桂精油收率之差異,並利用氣相層析-質譜儀 (GC-MS) 分析其成分,再依組成分和群團分析及PCA分析進行化學品系的分類。由精油收率結果得知,以S1-1 (44.07 mL/kg;2.79%) 和 LL (33.20 mL/kg;3.03%) 的精油收率最高,JC-B (1.87 mL/kg;0.06%) 和 SP1 (2.28 mL/kg;0.07%) 的土肉桂葉子精油收率最低。依組成分種類與其相對含量可將15個地理種源土肉桂分為八種化學品系,包括肉桂醛型、肉桂醛/乙酸肉桂酯型、肉桂醛/伽羅木醇型、伽羅木醇型、伽羅木醇/樟腦型、樟腦/乙酸冰片酯型、1,8-桉葉素/對-聚繖花素型及混合型。此外,由抗褐根腐菌試驗結果得知,肉桂醛型 (JC-E)、肉桂醛/乙酸肉桂酯型 (S1-1) 及混合型 (B1) 土肉桂葉子精油對P. noxius褐根病菌均有極佳的抑菌效果,當使用濃度為200 μg/mL時,對P. noxius褐根病菌的抗菌指數皆為100%,其中,肉桂醛型 (JC-E) 和混合型 (B1) 土肉桂葉子精油對P. noxius褐根病菌之半數抑制濃度 (IC50) 分別為119.5 µg/mL和118.4 µg/mL。至於土肉桂葉子精油成分的抗褐根病菌活性,則以肉桂醛、T-Cadinol、T-Murrolol及α-Cadinol等四個化合物具有最強的抑制作用。當使用濃度為200 µg/mL時,對P. noxius褐根病菌之抗菌指數皆為100%。


101年度本處之研究計畫 :

一、 陳有蘭溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
101 溪頭地區蟲癭多樣性調查 (一) 葉信廷
以化學劃分及31P NMR方法評估混農林業系統中土壤磷之有效性及物種 王亞男、邱志郁、莊愷瑋、鄭智馨、白創文、陳秋萍
溪頭地區臺灣杉人工林生長之研究 劉興旺、王亞男、洪志遠、鄭景鵬
鳳凰山茶PEBP家族基因之選殖及其特性分析之研究 王亞男、王介鼎、周宏祈、林添源、楊智凱、張維國、王志成
溪頭蝶類相調查及有毒鱗翅目名錄之建立 楊平世、徐堉峰、陳陽發、楊智凱、張榮德
溪頭地區雲霧影響二氧化碳通量之研究(3/3) 魏聰輝、賴彥任、張振生、沈介文、曹重銘、洪志遠、陳明杰、久米朋宣、林博雄
臺大實驗林殼斗科植物葉表皮結構及葉結構特徵分析研究 王亞男、李權裕、張良芳、李勇毅、陳陽發、楊智凱
二、 北勢溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
101 評估分散性染料於竹皮棕色染色之效果 張上鎮、王亞男、鄭森松、莊閔傑、李佳如
台灣雲霧林生態系環境奈米粒子及水化學之研究 曹崇銘、黃正良、魏聰輝、薛美莉、蔡培祥
紅心和黑心柳杉耐腐朽性之比較 王亞男、張上鎮、鄭森松、江博能、莊閔傑、林群雅
101年度臺大實驗林管理處長期試驗地調查計畫 王亞男、蔡明哲、衛強、鄭景鵬
應用應力波與鑽孔抵抗法於褐根病害立木材質劣化之評估 楊德新、李佳如、林志憲、陳建銘、林育群、楊子賢、李志璇、賴玟融
應用共用鄰域法進行台灣中部陳有蘭溪集水區崩塌地分類之研究 衛強、曹崇銘
木灰及水蒸氣複合活化製備柳杉活性碳之研究 林翰謙、王亞男、彭嘉文、莊閔傑
利用總體經驗模態分解法探討實驗林轄區周遭之氣候特性 賴彥任、魏聰輝、張振生、關秉宗、邱祈榮

101年本處研究計畫成果摘要:

01. 溪頭地區蟲癭多樣性調查 (一)
  「植物癭 (plant gall)」為植物受到外來生物的影響,形成不正常生長的一種構造,其中因昆蟲取食而引起的植物癭,又稱為「蟲癭 (insect gall)」。目前已知造癭昆蟲種類包含雙翅目、膜翅目、半翅目、纓翅目、鞘翅目及鱗翅目等,全世界超過 13000 種以上。多數造癭昆蟲與寄主植物間顯現出高度的專一性,造癭昆蟲通常只在單一種或近緣種植物形成蟲癭,被子植物是最主要的產癭植物類群,而不同地理區域的主要產癭植物種類有所不同,臺灣地區已知以樟科 (Lauraceae) 及殼斗科 (Fagaceae) 植物上發現的蟲癭形式多樣性最高。目前臺灣對於造癭昆蟲種類的鑑定與分類研究仍然十分缺乏,本研究以鹿谷鄉溪頭及鄰近地區為主要調查範圍,進行蟲癭的全面採集及造癭昆蟲種類鑑定,從 2012 年 2月 3 日至 11 月 19 日止,共記錄 25 科 41 種寄主植物上 57 種形式之蟲癭,其中以樟科 10 種寄主植物總共有 15 種蟲癭形式的多樣性為最高;造癭昆蟲鑑定結果,目前包含 4 目 23 種及 20 個待鑑定種類,包含纓翅目管薊馬科 (Phlaeothripidae) 2 種,半翅目球蚜科 (Adelgidae) 1種、常蚜科 (Aphididae) 7 種 (含 1 個待鑑定種)、沫蟬科 (Cercopidae) 1種、尖胸沫蟬科 (Aphrophoridae) 1種、叉木蝨科 (Triozidae) 3 種、榕木蝨科 (Homotomidae) 1 種、木蝨總科 (Psylloidea) 2 個待鑑定種,膜翅目小蜂總科 (Chalcidoidea) 3 個待鑑定種,雙翅目癭蚋科 (Cecidomyiidae) 21 種 (含 13 個待鑑定種) 及 1 個待鑑定科。未來研究將運用造癭昆蟲的 DNA 序列資料,進行分子鑑定及近緣種間親緣關係分析。
02. 混農林業系統中土壤性質與有效性磷之研究
  本研究選擇臺大實驗林清水溝、水里及和社等三個營林區中三個試驗地進行土壤基本性質及磷有效性分佈進行探討。希望藉由實驗結果評估不同造林樹種中之土壤特性與周圍環境之關係,並進一步探知不同混林業農作物及造林樹種對於土壤有效性磷分佈的影響。研究結果顯示,水里營林區 298 號與和社營林區 66 號試驗地之土壤pH 值皆以種植肖楠之土壤為最高。在清水溝營林區 811-1 號試驗地一中,大葉桃花心木與茶樹交界區之土壤 pH 值與周圍土壤相較,稍有下降。土壤含石量以清水溝營林區 811-1 號試驗地最低,和社 66 號試驗地最高。此結果推測可能是由於清水溝 811-1 號試驗地地勢較為平坦,土石沖刷或崩塌的影響較小,而使得含石量較低。和社營林區 66 號試驗地因地形較陡峭,且坡度大,因此,由上方因雨水沖刷或崩塌之可能性大增,而使得土壤的含石量較高。清水溝營林區 811-1 號試驗地之土壤有效性磷遠高於水里營林區 298 號與和社營林區 66 號試驗地。在造林樹種為肖楠之水里營林區 298 號試驗地及和社營林區 66 號試驗地中,皆以種植肖楠土壤之有效性磷最低,其原因可能是因為此兩試驗地的坡度及地形影響土壤中磷之移動及分佈,且由於沖蝕作用與土壤表面逕流水之移動,容易使上方種植肖楠土壤中之磷遷移下方土壤,而使得下方種植臍橙之土壤中的有效性磷增加。而地形較為平坦的清水溝營林區 811-1 號試驗地之土壤有效磷分佈則呈現與遠高於水里營林區 298 號與和社營林區 66 號試驗地不同的情況。然而清水溝試驗地之造林樹種與茶樹交界土壤中之有效性磷,皆比僅種植造林樹種或僅種茶樹之土壤中要高。混農林業系統土壤中有效性磷分佈的現象可能牽涉到管理者施肥管理及其他環境因子。必須再進一步累積各營林區混農林業實作地點之科學數據,方能做為管理處未來在施行混農林業操作方案之決策參考。
03. 溪頭地區臺灣杉人工林生長之研究
  本研究調查溪頭地區8~82年生不同林齡臺灣杉人工林6塊,初步結果顯示,至82年生時不論是胸徑或樹高均與林齡呈正相關,本研究調查所得最高樹高之臺灣杉樹高達42.5m最大胸徑為127.6cm,在臺灣杉人工林已發表的文獻中尚未有超過者,顯示臺灣杉確為溪頭地區優良造林樹種之一。樹高生長與林齡之指數迴歸式為H=1.9782*age0.6502 R2=0.9237,初步結果顯示溪頭地區人工林臺灣杉林齡雖已達82年,但其高生長顯然仍未停滯,隨林齡增加至82年生之人工林臺灣杉,其高生長仍持續生長,且生長速率仍未見有趨緩之勢,仍未趨近一漸進值。另,溪頭地區人工林臺灣杉林胸徑與林齡之指數迴歸式為DBH=0.4303*age1.1835  R2=0.9084,林齡達60年生以後,其徑級生長速率始進入旺盛生長期,如以一般林木徑級生長S形曲線而言,則人工林臺灣杉之徑級生長尚有空間。
本研究顯示隨著林齡增加林分生長漸趨鬱閉,林分相對高生長較之相對胸徑生長減緩,幹材之生長漸趨於圓滿,至82年生時形狀比(height-dbh ratio)之負相關漸趨緩和,其他學者於六龜地區7、8、10、15、17、18年生之臺灣杉人工林調查結果亦顯示相同情形。另外,亦有學者藉由Gompertz生長曲線模擬溪頭地區臺灣杉長期試驗地之臺灣杉平均的單木材積收穫最大輪伐期為96年。易言之,溪頭地區臺灣杉輪伐期或可考慮延長至100年生,以生產優質幹形之大材。
本次調查所得之臺灣杉林分之枝下高,自8年生至82年生,隨林齡增加而增高,但密度較低之82年生庭園木臺灣杉,其枝下高反而低於46與28年生之林分,其原因係由於臺灣杉為極度不耐蔭樹種,如果側光射入充足,則樹冠下端之枝條將可良好生長,致使庭園木之臺灣杉未隨林齡增加而顯示出最高之枝下高。
04. 鳳凰山茶PEBP家族基因之選殖及其特性分析之研究
  本年度計劃完成清水溝自然教育園區原生山茶種源保存區內10種山茶及武威山茶(烏皮茶屬)開花物候觀察,研究發現鳳凰山茶之花芽於八月開始分化,花期於二月開始持續至四月,需經過冬天的冷激(vernalization)才開花,果實於10月成熟,營養芽於5月及8月各抽長一次,已採集各月份之組織,供102年度試驗用。
其他各樹種僅柳葉山茶及阿里山茶(持續觀察中),需經冷激作用後於隔年開花,其他均於同年度開花,不需經冬天冷激之處理。另外花期以台灣山茶最長,從七月開始開花一直持續至2月,花期最短為武威山茶,僅於五月新芽展開後開花,隨至凋落。各種山茶之營養芽生長亦表現出不同生長情形,抽長次數從1次(恆春山茶、能高山茶、泛能山茶)至3次(短柱山茶、垢果山茶)不等。
鳳凰山茶PEBP家族基因之選殖,已利用資料庫中PEBP家族基因保守性序列區塊設計PEBP專一性引子(degenerate primers),以釣取鳳凰山茶基因庫中的PEBP基因片段,選殖作業進行中。
05. 溪頭蝶類相及有毒鱗翅目調查名錄之建立
  臺大實驗林轄區面積廣闊,具有多種林相及不同海拔地形,有相當豐富之生物資源,其中溪頭自然教育園區每年有超過100萬以上遊客造訪,因此須針對園區內各項天然資源進行調查、鑑定整理,做為自然教育推廣之用。本研究計畫自101年1月至11月中旬調查共鑑定整理出5科98種蝶類,其中與前人調查 (林,1994) 結果比較共記錄到21種的新紀錄種,而有34種物種未見於本次調查之中,顯示溪頭自然教育園區內的蝴蝶組成經過時間或空間的變動有所不同,因此定期性的蝴蝶普查是必要的,長期且標準化的蝴蝶監測能提供溪頭自然教育園區更完整且系統性的的蝶類資料。溪頭自然教育園區內雖以人工林為主,但從調查結果顯示園區內仍有相當豐富之昆蟲資源,維護管理情況良好,待未來進行更詳盡研究調查後,相信可發現更多昆蟲種類,並可將調查期間收集之蝶類及有毒蛾類圖檔做為教學研究及出版之用。
06. 溪頭地區雲霧影響二氧化碳通量之研究(3/3)
  本研究首先在溪頭農業氣象站設置三只Decagon Device Inc.(Washington State, USA)所產製葉濕感應器,其中兩只以遮蔽方式安裝,一只以裸露方式安裝;遮蔽式、裸露式各一只連結於EM50型記錄器,另一只遮蔽式連結於CR10x記錄器。不同型號記錄器觀測結果顯示,兩型記錄器所獲致觀測值隨著霧之發生而震盪得相當一致,相關性分析呈現正相關,r2為0.9494,回歸式為y = 0.1472x – 64.748;相關研究或測站,可依據此回歸式推廣至已設置Campbell系列記錄器之測站選擇應用。葉濕感應器可有效偵測大氣水分賦存狀態,唯應採取遮蔽方式施行觀測,方可排除垂直向降水、結露之影響,以符合偵測霧之發生頻率與時間的研究目的。本研究另於觀景平臺安裝一只自動相機,依據相機所拍攝影像判讀霧之發生與消散時間,進而統計成霧總時數、霧日;結果為溪頭地區在此一年間成霧總時數為2,009.8小時、霧日為292日,占全年總時數之比率為22.94%、占全年總日數之比率為75.62%;成霧頻率平均為每日7.0小時。其中能見度小於0.5 Km濃霧的成霧時間為1,405.3小時、霧日為276日,成霧頻率平均為每日4.9小時。依據霧之發生頻率、時間與消散時刻之分布特性,溪頭地區霧之種類為升坡霧。
07. 臺大實驗林殼斗科植物葉表皮結構及葉結構特徵分析研究
  利用光學顯微鏡及電子掃描式顯微鏡觀察臺大實驗林所範圍內10種殼斗科植物的葉表皮,尤其針對葉下表皮的毛被特徵進行觀察較為仔細。共觀察到了從無毛、單毛、多細胞毛、星狀毛。毛被物的演化可能從乳突單毛星狀毛;星狀毛則依照從簡單è複雜的演化途徑,分化出各種形態各異和結構複雜的毛系。葉部表皮的特徵可用來探討屬間與種間的分類和系統發育的關係。
08. 評估分散性染料於竹皮棕色染色之效果
 

麻竹、孟宗竹及桂竹利用 0.1% 分散性染料,於 80℃加熱 1 hr處理,可獲得良好的棕色染色效果(H o值分別為 28.8 o、29.2 o及 30.5 o)。此外,當孟宗竹經前處理後,竹材表面的接觸角較單階段處理者為低(接觸角分別為55.1o及64.3o),此有助於改善竹材表面與0.1%分散性染料的反應性,使竹皮染色後的彩度明顯提升(C*值由單階段處理者 18.6提升至二階處理者的 24.1)。為了縮短竹皮染色製程所需時間及提升染料與竹皮之間的反應性,桂竹即配合超音波振盪加熱處理進行試驗,結果顯示,於常溫下配合振盪加熱處理之結果,顯示不具竹皮染色效果;而於 60℃振盪加熱 60 min時,其 H o值為39.9 o,亦顯示無法獲得卓著的棕色竹皮染色效果;當處理時間延長至 90 min或 120 min時,H o值則分別為 38.2 o及 31.1 o,由此顯示,利用超音波振盪加熱方式進行竹皮染色,並未能獲得良好的竹皮染色效果。

09. 鳳凰茶園霧水化學之研究(1/3)
  空氣中水蒸氣的水化學研究對於瞭解森林生態系的水文循環、養分循環及環境汙染機制非常重要。特別是霧天所帶來的空氣汙染。本研究目的是開發一部能在短時間內大量收集空氣中冷凝水的採樣器。採樣器採用先端致冷晶片技術,將霧天及晴天空氣中的水蒸氣冷凝成水,進行水化學的分析及比較研究。實驗地點選定在實驗林鳳凰茶園,進行霧天及晴天時空氣中pH值、電導度、陰離子(SO42-、Cl-、NO3-、F-)及陽離子(NH4+、Na+、Ca2+、K+、Mg2+)等的時序列變動特性分析。結果顯示所研發的採樣器確實可以收集空氣中的水蒸氣,將之冷凝成水進行水化學分析。霧天的pH值介於4.8至5.8之間平均為5.2,顯示茶園附近有偏向酸雨現象,霧天時酸雨(pH值5.6以下)出現機率高達94%,霧天時的pH值明顯低於晴天。空氣中陽離子的濃度以Na+時比較高,依序為Na+>Ca2+>K+>Mg2+。霧天及晴天空氣中銨態氮的濃度在早上10時至下午17時之間有逐漸增加後再降低趨勢。霧天空氣中Cl-及Na+離子值相對比較高,可能受到海洋氣流吹過來的鹽分影響有關。霧天與晴天時各陽離子及陰離子濃度經過統計分析後,顯示霧天與晴天時各離子濃度有顯著的差異。從陰離子與陽離子總和的比值關係(Σ-/Σ+)顯示,霧天的比值大於晴天。以酸雨沉降中最重要的兩種汙染物,硫氧化物與氮氧化物當作指標的話,陰離子與陽離子總和([NO3-+SO42-]/[ K++Ca2++Mg2++Na+])的比值,在霧天時為0.83大於晴天時的0.77,顯示霧天時兩種汙染物離子濃度有顯著的增加。霧天空氣中水蒸氣的水化學研究需要更多的野外觀測資料與統計分析,才能進一步的證實並提供未來森林生態系的水文循環、養分循環及環境汙染機制的研究。
10. 紅心和黑心柳杉木材耐腐朽性之比較
  本研究目的係比較黑色及紅色柳杉心材和邊材之化學成分與耐腐朽性的差異,抗木材腐朽菌試驗使用Lenzites betulina白腐菌以及Laetiporus sulphureus褐腐菌。試驗結果得知,黑色柳杉心材精油的收率最高,而黑色柳杉邊材精油之收率最低。另外,利用GC-FID 和GC-MS分析鑑定黑色及紅色柳杉心材和邊材精油成分,結果得知黑色柳杉心材和邊材精油之主成分分別以倍半萜類碳氫化合物γ-Cadinene和二萜類含氧化合物Ferruginol為主;紅色柳杉心材和邊材精油之主成分分別以倍半萜類含氧化合物Cubebol和β-Eudesmol為主。又由主成分分析和群集分析結果得知,黑色柳杉心材和邊材與紅色柳杉心材和邊材精油成分的確有差異。而黑色柳杉心材和邊材與紅色柳杉心材和邊材木塊進行90天腐朽試驗後得知,未萃取之黑色和紅色柳杉心材木塊的耐腐朽性較佳,並且黑色和紅色心材木塊二者的耐腐性並無差異。另外,比較黑色柳杉心材和邊材與紅色柳杉心材和邊材精油及甲醇抽出物對2種木材腐朽菌之抑制效果,以黑色和紅色柳杉心材精油的抑菌效果最好。綜合上述結果得知,黑色及紅色柳杉心材和邊材造林木的精油含量和化學成分均不相同,但黑色和紅色柳杉心材之耐腐朽性並無差異性。
11. 101年度臺大實驗林管理處長期試驗地調查計畫
   
12. 應用應力波與鑽孔抵抗法於受病害立木材質劣化之評估
 

本計畫以第一年研究成果為基礎,進一步探討探討柳杉與臺灣杉集成元經MCQ與硼酸鹽防腐藥劑處理後,其強度性質之改變,並利用非破壞檢測技術評估集成元之各項動彈性性質及其與抗彎彈性模數之相關性,最後透過直交式設計製成直交式防腐複合地板,並進行相關強度性質與尺寸安定性之研究。結果指出,利用超音波法與打音法進行集成元之評估方面,可獲良好之相關性,其R2值分別為0.70-0.82與0.94-0.97,其中以打音法所得效果最佳,而此技術可提供相關產業作為其評估基材性質之參考。此外,經防腐藥劑處理後,其集成元之抗彎彈性模數尚能保有94.2-99.0%,而製成直交式防腐複合地板之強度亦屬優良,經浸漬剝離試驗及煮沸剝離試驗結果均無剝離現象發生,顯示SBR乳膠系統可應用於防腐處理材之膠合,最後在尺寸安定性向,經直交式設計,直交式防腐複合地板之縱向尺寸膨脹率並無顯著影響,但在橫向之尺寸膨脹率可減少約56%,同時改善尺寸異方性達68%,可達改善地板之尺寸安定性之效。

13. 應用共用鄰域法進行台灣中部陳有蘭溪集水區崩塌地分類之研究
  本研究利用共用鄰域法分析臺灣中部陳有蘭溪上游集水區之崩塌地,研究中除分析2000年起此流域之崩塌地變遷情形,並針對莫拉克颱風前後所額外增加之崩塌地(624.5公頃,佔本處轄區面積1.9%)進行分類之研究。研究由SPOT及FORMOSAT-II衛星影像以變遷門檻值及 (40%)坡度門檻值進行篩選,崩塌面積在1公頃以上較均勻之地形單元共有51處,其中位於陳有蘭溪上游本處第25-42林班者計有48處,以衛星光譜影像與航照圖比對之結果相當吻合,顯示以多光譜遙測衛星影像來進行長期或突發性災害評估之優越性與重要性。以農業委員會水土保持技術規範所使用簡確法(張石角,1987)萃取各地形單元之坡面沖蝕度、坡向分級、坡度序數、岩體工程性質、岩層構造、土壤深度、地質因數序數、及環境風險率等資料使用共用鄰域法進行分類,並與簡確法使用環境風險率訂定之環境敏感度分級來比對成果,研究結果顯示共用鄰域法分類與簡確法以3類分類之整體正確率僅約25%,各崩塌地目前萃取出之地文因子仍不足以利用該法明確之分析,研究結果顯示該多變量群聚分析方法需加以改良,同時後續仍需進一步檢討增加相關地文參數之必要性,以提高分類精度。
14. 木灰及水蒸氣複合活化製備柳杉活性碳之研究
  本研究係以銀合歡 (Leucaena leucocephala) 木灰作為製備活性碳之天然活化劑,並探討先驅物柳杉經銀合歡木灰 (灰/水比0.20、0.25、0.33 wt.%) 活化後,接續水蒸氣複合活化 (活化溫度650、750、850、950oC及水蒸氣流量0.5、1.0及1.5 mL/min) 等條件對製備活性碳收率、碘值及其孔隙特性之影響。經銀合歡木灰及水蒸氣複合活化製得活性碳收率為14.7-23.4%,而碘值介於887.2至1041.5 mg/g。各製備條件中以灰/水比0.33 wt.%、活化溫度750oC及水蒸氣流量1.5 mL/min下,可製備出最高比表面積1148 m2/g、外部表面積364 m2/g及總孔隙體積0.57 cm3/g之柳杉活性碳,又由其氮氣吸脫附等溫線得知,依據Bruauer、Deming、Deming及Teller (BDDT) 分類吸附等溫線類型;係屬於type IV,即孔隙結構係為微孔及中孔所組成且孔徑分布寬廣,又其BET比表面積較對照組以水蒸氣或木灰活化者;分別高約1.7或1.1倍。
15. 利用總體經驗模態分解法探討實驗林轄區周遭之氣候特性
  綜合目前的執行進度分析顯示,實驗林周遭4個中央氣象局局局屬測候站,由氣候要素間符合許多應有的關係,顯示其觀測資料具可信度,但仍有部分資料的關係仍須往後深入探討,包括嘉義的平均氣溫、最低溫與風速、相對濕度間的關係,日月潭與阿里山測站的分別在霧日數的不同月份間的相互關係,阿里山測站的最低溫、日較差及兩者的不同月份間的相互關係等。另目前的EEMD分析模式仍無法完全解決模態混合的狀況。實驗林周遭4個中央氣象局局局屬測候站的傅利葉分析之週期圖顯示日間與年間變動為分析的氣象要素(氣溫、相對濕度、降水量、日照時數與平均風速)中最主要的影響週期,由於日間與年間變動的影響力遠大於低頻長週期的影響力;若以月平均資料並擷取週期1.2以上的資料繪圖,則可看到全球變遷造成多像氣象要素的最大影響週期在週期圖的最後的情況。WXT520簡易微氣象站氣候特性探討的傅利葉分析之週期圖顯示,地球自轉所造成的一日週期之氣候特性明顯(包括氣溫、相對濕度、風速及太陽輻射量等);神木國小、內湖國小;溪頭天文台與望高茶園4站有明顯山谷風所產生的半日週期,相對濕度同樣也可發現半日週期,顯示風速及相對濕度間具有交互影響,可推測雲霧帶的產生亦應與此有相當的關係,值得後續深入探討。
   
   

100年度本處之研究計畫 :

一、 陳有蘭溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
100 直交式防腐複合地板之研發 李佳如、蔡明哲、楊德新、翁哲盛、林志憲、李志璇
蓖麻油生質柴油之引擎燃燒效能 王亞男、黃金城、劉素玲、阮巽雯、黃慶祥、邱活泉
探討孟宗竹筍筍香成分 張上鎮、王亞男、莊閔傑、鄭森松
塔塔加地區雲杉之冠層物候研究(三) 關秉宗、黃玲瓏、沈介文、魏聰輝、黃憶汝、蔡僑隆、張育銘
木灰水活化製備柳杉活性碳可行性之研究 林翰謙、彭嘉文、林麗貞、莊閔傑、林建忠、何學銘
100年度台大實驗林管理處長期試驗地調查計畫 王亞男、蔡明哲、邱祈榮、鄭欽龍、劉啟福、鄭森松
二、 北勢溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
100 不同疏伐作業強度對土壤養份循環與管理 江博能、鄒裕民、林添源、劉興旺、余瑞珠、蔡僑隆
溪頭地區雲霧影響二氧化碳通量之研究(2/3) 魏聰輝、賴彥任、張振生、沈介文、王亞男、陳明杰、關秉宗、久米朋宣、林博雄
模擬泡茶模式對不同季節之茶葉進行抗氧化活性評估 張惠婷、李文馨、鄭森松、林添源、鄭岳霖
台灣中部溪頭地區人工林土壤碳儲存量之評估 王亞男、邱志郁、白創文、陳秋萍
溪頭地區常見甲蟲調查 (一) 楊平世、陳陽發、張榮德、楊智凱、黃憶汝
溪頭營林區大學坑生態滯洪池效益評估之研究(2/2) 衛強、魏聰輝、洪志遠、黃憶汝、陳陽發、楊智凱、林松村、陳玉珍
臺大實驗林溪頭營林區野生蘭科植物多樣性及其保育研究 王亞男、鍾國芳、鐘詩文、李勇毅、楊智凱、陳陽發、鍾年鈞
溪頭地下水流動特性之研究 陳明杰、賴彥任、洪志遠、魏聰輝、張振生
利用高解析空間資料推估臺大實驗林轄區氣候分區之研究(3/3) 賴彥任、魏聰輝、張振生
臺灣杉不同部位精油及抽出物應用於褐根病菌防治之評估 王亞男、張上鎮、鄭森松、莊閔傑、李文馨、林群雅、劉怡秀


100年本處研究計畫成果摘要:

01. 直交式防腐複合地板之研發
  本計畫以第一年研究成果為基礎,進一步探討柳杉與臺灣杉集成元經MCQ與硼酸鹽防腐藥劑處理後,其強度性質之改變,並利用非破壞檢測技術評估集成元之各項動彈性性質及其與抗彎彈性模數之相關性,最後透過直交式設計製成直交式防腐複合地板,並進行相關強度性質與尺寸安定性之研究。結果指出,利用超音波法與打音法進行集成元之評估方面,可獲良好之相關性,其R2值分別為0.70-0.82與0.94-0.97,其中以打音法所得效果最佳,而此技術可提供相關產業作為其評估基材性質之參考。此外,經防腐藥劑處理後,其集成元之抗彎彈性模數尚能保有94.2-99.0%,而製成直交式防腐複合地板之強度亦屬優良,經浸漬剝離試驗及煮沸剝離試驗結果均無剝離現象發生,顯示SBR乳膠系統可應用於防腐處理材之膠合,最後在尺寸安定性向,經直交式設計,直交式防腐複合地板之縱向尺寸膨脹率並無顯著影響,但在橫向之尺寸膨脹率可減少約56%,同時改善尺寸異方性達68%,可達改善地板之尺寸安定性之效。
02. 蓖麻油生質柴油之引擎燃燒效能
  本研究嘗試評估蓖麻油生質柴油作為燃料之最佳配方及引擎燃燒性能,並探討其各種性質之差異,初步試驗結果如下:
1、脫水時間長短及反應規模(100g及2.0kg)皆會影響蓖麻油的油脂性質,100g規模者以脫水反應80min者為最佳條件2.0kg規模者則以脫水反應50min者為最佳。
2、以Charoenchaitrakool與Thienmethangkoon(2011)的兩階段反應實驗,改善生質柴油反應之缺點,減少純化步驟,提高其酯含量, 100g規模者硫酸1%及氫氧化鉀1.5%催化者其酯含量最高有95.1%,為目前文獻所知最高者;而2.0kg規模者硫酸1.5%及氫氧化鉀1.5%催化者其酯含量最高有80.3%,但仍較100g規模者低。
03. 探討孟宗竹筍筍香成分
  本研究利用SPME方法萃取孟宗竹(Phyllostachys pubescens)春筍及冬筍之揮發成分,評估不同加熱溫度及不同蒸煮時間對二種竹筍揮發成分之影響,GC-MS分析結果顯示:常溫下,春筍及冬筍之揮發成分各有9種及6種化合物,且二種竹筍的主要揮發成分均以Methoxy-phenyl oxime為主,並以n-Hexanol及具”鮮綠”香味的3Z-Hexenal次之。比較二種竹筍成分的差異得知,常溫下,春筍具特有防止昆蟲危害之Methyl salicylate(12.30%)及9.71% epi-Cedrol,而冬筍具有蘑菇香味之1-Octen-3-ol(17.00%)。春筍於100℃加熱後,其主要揮發成分之烴類、醛類及醇類化合物隨加熱時間之增長而減少,而酯類化合物含量則隨加熱時間之增長而增加,加熱60 min後, Methyl salicylate的含量明顯減少,而Benzyl salicylate則成為主要成分(43.30%);冬筍於100℃加熱,其主要烴類化合物n-Heneicosane之含量與加熱時間成正比,加熱60 min後之含量為83.60%,而特有的1-Octen-3-ol含量卻明顯的降低。
04. 塔塔加地區雲杉之冠層物候研究(三)
  本研究取樣觀測塔塔加長期試驗地之臺灣雲杉(Picea morrisonicola)冠層物候,2009年及2010年觀察到其枝條側生的小芽於9月已出現營養芽及生殖芽分化情形,惟外觀仍包被於多層苞片內不易辨識。觀察營養芽部分得知,9月芽體分化後發育至11月即停止生長,至隔年2月均無明顯變化,3月葉始原抽長,6月頂破苞片包被並於7月完成展開,質地趨硬由黃綠色轉為墨綠色,隨後逐漸木質化。觀察生殖芽部分,(1)雌毬果(female strobilus):於10月觀察到有苞鱗及大孢子葉(megasporophyll)始原出現。11月至隔年2月無明顯變化,4月觀察到成熟的胚珠,5月珠鱗外翻開始受粉,6-7月閉合至10月時種子發育成熟,毬果開始木質化。(2)雄毬果(male strobilus):9月觀察到小孢子葉始原發育至11月停留在造孢細胞時期,至隔年2月無明顯變化,3月已觀察到自由小孢子時期(營養層瓦解),而4月已有成熟花粉開始飛散。而今(2011)年並無觀察到雌毬花及雄毬花,且於前(2010)年9月-11月之芽體樣本顯微解剖中並未觀察到生殖芽之分化,此觀察有待進一步研究證實台灣雲杉是否有生殖生長休息(欠年)之情形。
塔塔加地區雲杉冠層之日均溫約介於-1℃至17℃,不同冠層高度之日均溫及GDD (Growing Degree Days)之累積沒有太大之差異。
05. 木灰活化製備柳杉活性碳可行性之研究
  本研究係以柳杉作為先驅者,柳杉及銀合歡燃燒後之木灰作為活化劑 (灰/水比0.20-0.33 wt.%) ,經炭化溫度 (750-950 ℃) 及活化時間 (0.5-1.5 h) 製備成柳杉活性碳,並測定其收率、碘值、BET比表面積、孔隙體積及孔徑分布等,以探討木灰活化製備柳杉活性碳之可行性。由元素及工業分析結果顯示,柳杉含碳量高、灰分低,其為製備活性碳之良好先驅者。柳杉及銀合歡木灰水均隨著灰/水比增加,其pH值呈現上升之趨勢,且製備活性碳之收率亦呈增加之趨勢,但隨著炭化溫度增加,其收率則呈現下降趨勢。其中以柳杉木灰活化者:灰/水比0.33 wt.%、炭化溫度850 ℃及持溫時間1 h者,可製備出收率41 %、碘值1106 mg/g、BET比表面積1430 m2/g、總孔隙體積0.74 cm3/g 及氮氣吸脫附等溫線屬於 type Ⅳ型之活性碳,其孔隙結構主要以微孔及中孔為主,另以銀合歡木灰活化者:灰/水比0.33 wt.%、炭化溫度950 ℃及持溫時間1 h者,可製得收率33.7 %、碘值891 mg/g、BET比表面積753 m2/g、總孔隙體積0.36 cm3/g 之活性碳及其氮氣吸脫附等溫線屬於 type Ⅰ型,其主要為微孔組成及狹窄孔徑分布之結構特性。由上述結果得知,木灰活化具有提高活性碳之收率及促進孔隙生成之效果。
06. 100年度台大實驗林管理處長期試驗地調查計畫
  目前本實驗林設置之長期試驗地總計有140 處,其中包括在轄區內不同海拔處設置之主要經濟樹種長期生長量試驗地共82 處,種源後裔試驗地8處,疏伐撫育試驗地26處,引種試驗地7處,標本園6處,其他試驗地11處,長期調查資料頗具研究參考價值。為延續試驗調查資料之完整性並建立資料庫,擬逐年永續調查,調查之林木生長基本資料可提供相關研究之應用與分析,了解林木生長趨勢與林分結構。
應用Forest Window空間分布分析軟體,可了解林分生長之3D結構,累計長期之調查數據可建立林分結構之變動模式,作為森林變動之預測模式。
07. 不同疏伐作業強度對土壤養份循環與管理
  森林經營管理的方式將能吸存大氣中CO2進而達到減碳的功效,其中人工林可以透過合理的經營管理方式(如疏伐處理)達成目標。然而疏伐作業直接或間接影響土壤碳保存、凋落物分解、土壤有機質轉化和土壤呼吸等作用,進而干擾森林生態系統碳循環與碳累積過程。本試驗地點已進行兩年疏伐後枯落物分解試驗與土壤可溶性有機碳與氮動態試驗,然而對於疏伐試驗地自然枯落與疏伐枯落物養份釋放與土壤養份回歸間並沒有深入探討。因此本試驗研究目的配合不同孵育處理以釐清自然枯落與疏伐枯落物對養份釋放的貢獻。研究結果顯示不同溫度與不同枯落物添加量後滲漏液pH值隨時間增加而增加(圖2a),經過30天後,滲漏液pH值呈下降趨勢,這可能是受到枯落物分解可溶性碳釋出影響。滲漏液DOC量則隨時間增加而減少,這可能是受到枯落物添加後初期分解速度快,因此釋出大量DOC,但隨時間增加,可分解之枯落物減少也因此釋出量也減少。不同溫度處理間顯示,當溫度越高,其可分解DOC釋出量越多。不同溫度下枯落物添加後滲漏液K+、Ca2+及Mg2+含量經20天後隨時間增加而釋出量降低,並呈穩定釋放。對照組經20天後呈釋出量降低並呈穩定釋放。這可能是受到土壤中有機物分解影響,雖然初始階段添加枯落物後DOC會因易分解部份分解後快速釋放,後續難分解枯落物則呈緩慢分解,此時K+、Ca2+及Mg2+則因枯落物分解持續釋出。落葉中的鐵及鋁離子易與植體內有機酸形成錯合物,因此分解的過程中並不容易被釋放出來。而釋出後又易與土壤有機物或與磷酸根形成錯合並停留於土壤中。當枯落物經過分解後,植體中的蛋白質被釋出並供給土壤中微生物養份,經礦化作用後轉變為NO3-,進而增加了土壤中離子的濃度,同時PO43-及SO42-也會被釋放出來。釋出之PO43-及SO42-進入土壤,PO43-及SO42-與土壤中鐵與鋁離子產生強烈鍵結,因此被固定於土壤中,隨時間增加PO43-及SO42-釋出量降低。
08. 溪頭地區雲霧影響二氧化碳通量之研究(2/3)
 

自工業革命以降,人類所導入的全球氣候變遷,導致氣溫、降水量及太陽輻射等氣象要素異常分布,其所形成之驅動力間接影響亞熱帶山區的雲霧之推移;對於極易破碎的亞熱帶山區雲霧帶森林所形成的生態系統,其結構與功能受制於霧之發生頻率與數量;雲霧亦為森林生態系顯熱、潛熱及二氧化碳通量之重要影響因子,入射太陽輻射於成霧之際急劇降低,直接影響光合作用速率與蒸發散量。
「霧」是因為空氣接觸較冷的地表,底部冷卻達到飽和而生成。山區之霧多屬氣團霧中的升坡霧,係空氣夾帶水氣沿著坡面向上滑行,因空氣上升產生冷卻而形成,此時之氣溫往往接近於露點溫度。霧由肉眼看不見的的小水滴所組成,聚集並懸浮在近地面的空氣中,因為數量很多,所以使水平能見度大為縮減。氣象觀測實務上,將相對濕度高於75%、能見度介於1~10 公里的無降水天氣現象稱之為靄(mist)或是輕霧;能見度低於1 公里、相對濕度接近100%稱之為霧(中央氣象局,1986)。臺灣東北部棲蘭山山區的霧,不論是時間上或空間上均屬均質性分布,Beiderwieden et al. (2008)監測棲蘭山山區雲霧林之顯熱通量、潛熱通量及霧滴沉降,結果表明正午無霧之際,溫差(ΔT)及比濕差(Δq)達到峰值;成霧之際則隨即下降,顯示「霧」對於熱量收支與水文收支佔有相當程度的影響。霧沉降對於森林集水區而言,通常被認定為水文收支的一個收入項(Klemm et al., 2005)。
臺灣中海拔地區長時間籠罩在雲霧之中,為亞熱帶雲霧林之氣候特徵;雲霧影響太陽輻射量和光合作用有效輻射通量大幅的下降;此種氣候特徵可能限制了雲霧林內植物的生長,同時對植物的競爭扮演了重要的角色。溪頭地區為眾所周知的多霧地區,雲霧對於通量因此成為不可忽視的監測項目。本研究經由葉濕感應器、自動照相機之裝設與監測,分析溪頭地區霧之發生頻率與數量及時間分布;此外,根據閉路式二氧化碳濃度、水汽濃度分析儀(Li-840)之觀測數據,冀可量化霧沉降,進而探討霧沉降影響動量、熱量與水汽通量之效應與機制。
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09. 模擬泡茶模式對不同季節之茶葉進行抗氧化活性評估
  茶葉中的兒茶素及其總酚類含量所帶來之抗氧化效益,一直為許多學者研究的重點方向,本試驗針對實驗林管理處所生產之茶種-青心大冇及金萱2027號進行總酚類含量分析及捕捉DPPH自由基評估,另外,亦針對不同製程及季節對其抗氧化能力之影響進行評估。本試驗以熱水模擬實際泡茶情形結果得知,粗製茶的含水率高於精製茶,而在秋季採收之茶葉熱水抽出物收率(10.85-16.11%)較其它季節採收之茶葉高;評估不同季節及不同製程之二種茶葉熱水抽出物之總酚類含量,結果發現所有的茶葉熱水抽出物之總酚類含量皆高於200 mg of GAE/g,顯示實驗林管理處所生產之茶葉富含多酚類物質;而在捕捉DPPH自由基活性方面,則以秋季所生產之茶葉活性較佳,並且精製茶也較粗製茶為佳,金萱2027號之抗氧化活性較青心大冇為佳,綜合以上結果得知,秋季所採收之金萱2027號精製茶的熱水抽出物捕捉DPPH自由基能力最好,其IC50值為6.62 µg/mL。
10. 臺灣中部溪頭地區人工林土壤碳儲存量之評估
  在全球暖化影響下,人們開始關注碳循環相關議題,森林碳循環更是研究的主要目標之一。本研究選擇溪頭地區造林時間介於 40-90 年時間序列的柳杉人工林樣區,進行樣區土壤碳庫調查與土壤基本性質分析,包括質地、pH值、可交換陽離子容量等;同時,也進一步估算樣區內柳杉林木、林下底層植物、枯枝落葉層與木質殘材等不同碳庫碳量,以得到柳杉人工林時間序列樣區生態系統碳量。結果顯示,溪頭土壤碳庫與造林時間並無直接相關,同樣地,溪頭土壤性質也與造林時間無顯著關係,推測溪頭人工林土壤性質可能受到除林木之外的外在因子 (如崩塌干擾、微氣候) 的影響。實驗結果僅發現柳杉林木碳量與造林時間有明顯正相關,即柳杉林齡過了 40 年仍然處在林木繼續生長的碳吸存狀態。柳杉人工林生態系碳庫介於 290.88-365.46 Mg C ha-1之間,以林木碳量佔最大比例,約為 50-74%,其次是土壤碳庫碳量約佔 24-45%。就不同碳庫比例而言,林木碳量比例隨林齡增加而增加,土壤碳庫比例隨著林齡增加而下降。日後將持續監測不同林齡下的生態碳庫碳量與碳收支,以了解不同碳庫的改變情形,柳杉林地碳庫調查與碳收支資料將可協助未來林業經營方向政策之擬定。
11. 溪頭常見甲蟲調查(一)
   臺大實驗林轄區面積廣闊,具有多種林相及不同海拔地形,有相當豐富之生物資源,其中溪頭自然教育園區每年有超過100萬以上遊客造訪,因此須針對園區內各項天然資源進行調查、鑑定整理,做為自然教育推廣之用。本研究計畫自100年1月至11月調查初步發現鑑定整理出28科、136屬、174種甲蟲,其中包含5種保育類甲蟲。另外因鞘翅目昆蟲為臺灣昆蟲中種類最豐富之類群,許多分類群研究資料相當不足,在本次調查中雖有採得樣本,但無法鑑定至種級,有待未來更多學者投入研究探討。
    溪頭自然教育園區內雖以人工林為主,但從調查結果顯示園區內仍有相當豐富之昆蟲資源,維護管理情況良好,待未來進行更詳盡研究調查後,必可發現更多昆蟲種類,例如多數金花蟲種類體型較小,採集過程中容易忽略。另許多訪花性甲蟲僅出現於凌晨或夜間,加上停棲位置常位於樹冠層上,不易採集,未來必須投入更多人力進行調查,同時須尋求國內外更多學者進行研究,方能獲得較周全之研究結果。本次研究調查結果中已取得初步溪頭甲蟲名錄,可初步看出溪頭甲蟲相組成,同時收集到 200 種以上甲蟲生態圖檔,可將調查期間收集之甲蟲圖檔做為未來教學研究及出版之用。
12. 溪頭營林區大學坑生態滯洪池效益評估之研究(2/2)
 

本研究由水文滯洪效益及週遭生態營造兩個面向來探討溪頭營林區大學坑生態滯洪池之效益。由水文模擬及實際水位觀測顯示,儘管上下滯洪池之最大蓄洪體積雖然僅有666.6 及875.4 ,但由三場降雨延時較短之午後雷陣雨及梅雨鋒面降雨事件顯示仍可分散主坑溝洪峰流量及延遲洪峰時間,確實有達到分流之效益,但大豪雨及颱風侵襲時因尚未取得實測資料仍有待進一步分析。由全年度生態調查資料及遊客問卷分析之初步結果可發現大學坑滯洪池在設立後其生態之多樣性與豐富度增加,並得到造訪遊客之肯定:由植生調查與昆蟲採集之結果亦顯示滯洪池周遭與原主坑溝內有明顯之差異,遊客問卷之分析與調查亦顯示生態滯洪池之設立對於大學坑生態復育、景觀營造等面向具有正面之意義。

13. 臺大實驗林溪頭營林區野生蘭科植物多樣性及其保育
  溪頭營林區位於臺灣中部,行政區域屬於南投縣鹿谷鄉,總面積共計2,488公頃,由臺大實驗林負責經營管理。區內植物資源豐富,包括許多稀有植物,如臺灣奴草(Mitrastemon kawasasakii)、臺灣目賊芋(Remusatia vivipara)、日本卷柏(Selaginella nipponica)、阿里山冬青(Ilex arisanensis)、阿里山蕨萁(Botrychium lanuginosum)、連抱一條線蕨(Vaginularia paradoxa)…等。
    至目前為止本研究共收錄溪頭自然教育園區之蘭科植物43屬91種,包含38種為地生型、44種為附生型、9種為腐生蘭等3種生活型,其中特有種有20種。另除收集植物之分布、產地、花期與族群生育情形外,並同時調查各植物之生育地環境以及附近植物群落之類型,以便對蘭科植物之群落加以研判。並依據IUCN(2003)瀕危物種紅色名錄及保護區的具體情況對其瀕危等級進行評估,計列出75種值得保護之蘭科植物,包括稀有植物9種與易受害植物(生存後威脅) 66種。
    溪頭自然教育園區的蘭科植物物種多樣性隨著海拔高度的升高呈現為鐘型,最大物種多樣性於中海拔。中海拔由於降雨量最豐富,有著最適宜的生長環境,從而植物物種多樣性最高(Tang & Ohsawa, 1997)。中海拔的喬木、灌木、草本均最為豐富,更有著適應各種生活型蘭科植物生長的水分、光照、土壤,所以不同的生活型蘭科植物在繁衍生長。
    微生育地對於蘭科植物的生長非常重要,溪頭相對濕度大,地勢平坦,降雨量豐富,加上地形複雜,植群多樣化,讓多樣的蘭科植物能在多樣的微生育地環境中生存,部分對於生育地要求嚴苛的稀有種類也能在此生長。
    此次研究為溪頭蘭科植物多樣性及保育提供了一些基本的科學資料。考慮到溪頭蘭科植物如此豐富的多樣性,有關蘭科植物種間、授粉昆蟲及共生真菌之間的錯綜複雜關係,我們認為必須對溪頭蘭科植物進行長期的深入觀察和研究,才有可能制訂出合適的保護策略,使溪頭的蘭科植物得以長存。
14. 溪頭地下水流動特性之研究
  本研究針就集水區地下水的流動特性及其變化的情形,找出大學坑地下水的觀測與分析方法,以探討森林集水區生態與所處水文環境之關係。對於大學坑集水區地下水機制的研究,係利用水位井的設置,配合相關的試驗進行之。觀測及試驗項目,主要有:水位、電導度及水溫的變化觀測、食鹽水檢層與抽水試驗。
   水位觀測顯示,D1-1直至地下12m,D2-1直至地下23m應皆為崩積層;相對位於較偏左岸外側之D1在約22m處,D2在約10m處可能是境界層,也有可能存在巨石,仍待乾季水位進行比對判斷。
   大學坑應有豐沛之伏流水量,藉由本研究已逐漸勾勒出地形、地質狀況所反映出伏流水流動特性。經本研究測試顯示,利用CTD進行食鹽檢層可容易瞭解各孔位之地質與伏流水流動狀況,未來將嘗試利用此試驗方式於各孔位進行多次試驗,希能更全盤掌握大學坑之伏流水特性。
  綜合目前研究進度與資料分析,大學坑水位變化跟雨量有極大的關係,而陰陽梨子分析表示極有可能與上游使用農藥與肥料有相關,因今年上沒有颱風等暴雨產生,然仍未能於暴雨期間進行現場試驗,未來可考慮進行長期紀錄,或能填補此部分伏流特性。
15. 利用高解析空間資料推估臺大實驗林轄區氣候分區之研究(3/3)
  氣候與植群之分布有著相互的影響,氣候分區將有助於我們對於棲地基本特性的瞭解。臺灣逐月氣溫圖層之建立,雖以往利用地面測站以GIS技術建立關係式與以建立,已可有相當的參考價值,然礙於地面測站密度過少,山區更是稀少,導致此圖層運用於臺灣特殊地形之山區森林生態領域有相當限制。本研究利用MODIS-LST產品與地面測站氣溫比對,結果顯示兩者相關性極高,MODIS-LST可用來建立臺灣逐月氣溫圖層。此圖層比以往溫度圖層更能明確指出臺灣植群分佈之南北壓縮現象為溫度所影響,另可看出小尺度之南北坡向溫度差異,因此更適用於臺灣山區森林生態領域。
利用MODIS-LST建立之臺灣逐月氣溫圖層與邱祈榮等(2004)之雨量圖層所推算轄區內崔瓦沙氣候分區結果顯示較邱祈榮等(2004)之結果多4種氣候分區,但主要是海拔差異之變化,而非有新氣候分區產生,此乃因崔瓦沙氣候分區屬全球尺度之分區模式,在區域尺度之實驗林轄區內不易看出太多差異,然同一氣候分區可能有相當多的植群帶,初步研究顯示MODIS-LST圖層確實更能說明植群帶分佈情形。另於全球尺度之氣候變遷上,則顯示實驗林將面臨全年度溫度上升與乾濕季更趨明顯,低海拔逐漸轉為熱帶冬乾氣候,高海拔之寒帶氣候與苔原氣候將逐漸消失,此將是經營上亟需未雨綢繆積極面對的課題。
16. 臺灣杉不同部位精油及抽出物應用於褐根病菌防治之評估
  本研究目的係萃取臺灣杉不同部位精油及乙醇抽出物,並利用氣相層析質譜儀分析臺灣杉不同部位精油成分之差異,另外也評估不同部位精油與乙醇抽出物的抗褐根病菌活性。試驗結果顯示,臺灣杉心材精油的收率最高,而邊材精油之收率最低;至於乙醇抽出物的收率,則以葉子的最高,而邊材的最低。而在不同部位精油成分分析方面,心材和枝條精油之主成分均以倍半萜類含氧化合物α-Cadinol為主,含量分別為27.81%和29.02%;邊材和樹皮精油之主成分均以二萜類含氧化合物Ferruginol為主,含量分別為35.35%和24.49%;葉子精油之主成分以單萜類碳氫化合物α-Pinene (15.31%) 為主。另比較不同部位精油和乙醇抽出物對褐根病菌之抑制效果,試驗結果顯示,臺灣杉心材精油和乙醇抽出物的抑菌效果最好,對P. noxius之半數抑制率分別為51.5 μg/mL和77.8 μg/mL。由上述結果得知,臺灣杉心材精油和乙醇抽出物具有良好的抗褐根病菌效果,非常值得進一步開發利用。

99年度本處之研究計畫 :

 

一、 陳有蘭溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
99 塔塔加地區雲杉之冠層物候研究(二) 關秉宗、沈介文、魏聰輝、黃憶汝、翁世豪、蔡僑隆
柳杉枝條樹皮抽出物抗氧化能力之初探 張惠婷、李文馨、鄭森松、李佳如
直交式集成複合木竹板之研發 蔡明哲、楊德新、李佳如、翁哲盛、林志憲
竹材室內家飾之開發與設計研究(2/2) 張上鎮、王亞男、楊賜霖、莊閔傑、鄭森松
蓖麻油製造生質柴油及其性質改善之研究 王亞男、黃金城、劉素玲、阮巽雯
二、 北勢溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
99 下坪熱帶樹木園大型真菌調查(2/3) 王亞男、蕭文偉、陳潔音、楊智凱
利用高解析空間資料推估臺大實驗林轄區氣候分區之研究(2/3) 賴彥任、魏聰輝、張振生
溪頭地區雲霧影響二氧化碳通量之研究 魏聰輝、賴彥任、張振生、沈介文、陳明杰、關秉宗、久米朋宣、林博雄
不同疏伐作業對土壤可溶性碳與氮循環之影響 II 江博能、鄒裕民、林添源、劉興旺、余瑞珠、曾聰堯
台灣中部溪頭自然教育園區人工林土壤中磷的特性與分佈 白創文、王亞男、王明光、邱志郁、辜茂松、陳秋萍
台大實驗林轄區內原生樹種開花結實資料之建立(3/5) 劉興旺、翁世豪、沈介文、游啟皓、林添源、楊智凱
疏伐對人工林土壤呼吸動態之變化 王亞男、余瑞珠、江博能、杜大治
不同耐陰性樹種於不同栽植密度下之林分結構變化研究 王亞男、郭幸榮、關秉宗、劉興旺、林添源、翁世豪、陳和田、林靜宜
溪頭營林區大學坑生態滯洪池效益評估之研究(1/2) 衛強、魏聰輝、王秋雄
鳳凰山天然闊葉林外生菌根菌族群生態調查 王亞男、顏江河、陳潔音、蕭文偉
臺大實驗林溪頭地區稀有或瀕危植物之調查研究 王亞男、鍾國芳、楊智凱、鐘詩文、張和明、朱恩良、陳陽發
溪頭牛樟採穗園建立-葉子精油成分及化學多態性分析 張上鎮、王亞男、葉永廉、鄭森松、莊閔傑、劉玲華、林群雅
溪頭地區雌光螢科昆蟲資料調查及生物學研究 何健鎔、陳陽發、張榮德、楊智凱、黃憶汝、鄭恕涵
99年度台大實驗林管理處長期試驗地調查計畫 王亞男、蔡明哲、鄭欽龍、邱祈榮、劉啟福、鄭森松



99年本處研究計畫成果摘要:

01. 塔塔加地區雲杉之冠層物候研究(二)
  本研究於2009-2010年間取樣觀測塔塔加長期試驗地之台灣雲杉(Picea morrisonicola)冠層物候,觀察其枝條側生的小芽於9月已出現營養芽及生殖芽分化情形,惟外觀仍包被於多層苞片內不易辨識。觀察營養芽部分得知,9月芽體分化後發育至11月即停止生長,至隔年2月均無明顯變化,3月葉始原抽長,6月頂破苞片包被並於7月完成展開,質地趨硬由黃綠色轉為墨綠色,隨後逐漸木質化。觀察生殖芽部分,(1)雌毬果(female strobilus):於10月觀察到有苞鱗(cover scale primordia)及大孢子葉始原(ovuliferous scales primordial)出現。11月至隔年2月無明顯變化,4月觀察到成熟的胚珠(ovule),5月珠鱗(ovule scale)外翻開始受粉,6-7月閉合至10月時種子發育成熟,毬果開始木質化。(2)雄毬果(male strobilus):9月觀察到小孢子葉始原(microsporophyll primordia)發育至11月停留在造孢細胞時期(Proliferation of Sporogenous tissue),至隔年2月無明顯變化,3月已觀察到自由小孢子時期(free microspores),而4月已有成熟花粉開始飛散。
塔塔加地區雲杉冠層之日均溫約介於-1-17℃,不同冠層高度之日均溫及GDD (Growing Degree Days)之累積沒有太大之差異。
02. 柳杉枝條樹皮抽出物抗氧化能力之初探
  為了解柳杉枝條皮抽出物之活性,本試驗使用乙醇萃取得其枝條皮抽出物並進行抗氧化能力之評估。首先評估不同徑級乙醇抽出物,結果顯示徑級4-5 cm (TB45)及徑級2-3 cm(TB23)抽出物皆含有總酚類含量,分別為121.63及134.03 GAE mg/g,以TB23抽出物之含量較高;另外測定原花青素含量,TB23之含量(38.57 CAE mg/g)亦較TB45之含量(33.49 CAE mg/g)為高;而評估兩者抗氧化活性,評估方法包括DPPH自由基捕捉試驗、還原力試驗和總抗氧化能力試驗,TB23抽出物之自由基捕捉能力與還原能力都較TB45抽出物為佳。另將TB23抽出物進一步細分為正己烷分離部、乙酸乙酯分離部及水分離部,並進行抗氧化活性評估,在多酚類含量測定試驗中,以乙酸乙酯分離部之多酚類含量最高;而抗氧化能力試驗結果亦顯示,乙酸乙酯分離部抗氧化能力在3個分離部中最佳。
03. 直交式集成複合木竹板之研發
  本研究以國產孟宗竹材與國產柳杉、台灣杉造林木木材為材料,進行直交式集成複合木竹板之研發,評估其作為平板類結構如地板、桌面板甚至壁體結構使用之可行性,以作為將來有效利用國產木竹材之基礎。本研究先以目視分等法、超音波分等法、振動法與抗彎試驗法評估柳杉與台灣杉集成元強度性質,再以直交式集成方式進行直交式集成複合木竹板之製造,並依CNS11031結構用集成材標準進行膠合性質與各項強度性質之試驗。結果指出,集成元經目視分等後,其抗彎彈性模數雖有隨目視分等等級上生而增加之趨勢,但仍不如機械分等準確,而以非破壞試驗法(超音波法與振動法)評估柳杉與台灣杉集成元之抗彎彈性模數發現以橫向振動法所得結果較佳,其R2值分別為0.77與0.87。膠合性質方面,以20%之MDI添加於SBR乳膠中,可通過CNS11031標準中之反覆煮沸剝離試驗,以集成元強度等級為E90-E130之柳杉與台灣杉集成元製作為直交式集成木竹複合板其抗彎強度為44.41-46.80 MPa,抗彎彈性模數為9.26-9.75 GPa,可符合CNS 11031標準中之E90規範。
04. 竹材室內家飾之開發與設計研究(2/2)
  竹集成材作為新型家具基材除了可維持竹材本身良好的物理、力學性能之外,經過膠合及熱壓等加工後亦可有效地提升尺寸安定性,目前已大量應用於現代生活的日常用品、家具和裝潢用材。此外,曲木加工技術為近20年來常見的木材加工技術,將木材單板藉由高週波加熱應用在製作各種不同曲線的板材加工方面,其產品如座椅板、椅背板、家具等。本研究結合竹集成材料及曲木加工技術製造出「躍」、「交錯」及「虛與實」三種曲線造形家具製品,以竹的簡約線條及特性構思竹集成材家具的結構造形,其製品除了可兼具實用機能之外,亦可提升竹集成材製品的特色。
05. 蓖麻油製造生質柴油及其性質改善之研究
  本試驗係評估生蓖麻油先脫水再行轉酯或先轉酯再脫水等程序下分別於磷酸、硫酸及鄰苯二甲酐等催化劑進行脫水,接著選取最佳製程者,分析其生質柴油之性質,所得結果歸納如下:
生蓖麻油於磷酸1.0%或硫酸0.5%作用下脫水反應可改善蓖麻油物化性質。
脫水反應前後蓖麻油脂肪酸組成明顯產生變化,生蓖麻油脂肪酸含量最高者為蓖麻油醇酸(Ricinoleic acid),而經脫水者,所含之不飽和脂肪酸,約增加至85-90%,其中以亞麻油酸(Linolenic Acid)含量最高。
蓖麻油生質柴油之製造,採用1次轉酯反應者,酯含量會隨著轉酯所用NaOH催化劑的添加量增加而增高之趨勢,而2次轉酯者則與1次反應者呈相反趨勢,即催化劑量較低者其酯含量較高,而2次轉酯者在催化劑添加量為0.75%之條件所得酯含量,能達到CNS 15072標準。
06. 下坪熱帶樹木園大型真菌調查
  自2010年1月至2010年12月每月2次於臺大實驗林下坪熱帶樹木園內進行大型真菌相調查及監測,一年內共發現有42種大型真菌並完成種間之鑑定,無褶菌目17屬17種、傘菌目13屬17種、炭角菌目2屬3種、異擔子菌類2屬2種、腹菌類1種、盤菌目1種以及釘菇目1種。一年內出現9個月以上之優勢種計有Ganoderma australe、Phellinus gilvus、Microporus affinis、Xylobolus spectabilis、Magoderna subresinosum以及Skeletocutis nivea等6種。一年內出現1個月(含)以下之少見種計有Russula amoena、Favolaschia pustulosa、Dictyophora indusiata、Calvatia craniiformis等4種。
07. 利用高解析空間資料推估臺大實驗林轄區氣候分區之研究(2/3)
  氣候與植群之分布有著相互的影響,氣候分區將有助於我們對於棲地基本特性的瞭解。研究中利用MODIS-LST月均溫與地面觀測月均氣溫之間呈現良好的線性關係(r=0.96),可將MODIS-LST月均溫圖層轉換成月均氣溫圖層。另於氣候分區規則敏感度分析中,顯示當各月溫度均較現今溫度上升1℃時,全台氣候分區面積幾乎均有高於10%的增減,尤其對於最為敏感的高地氣候分區面積均增減35%以上,屬於全球暖化下,對生態衝擊最大熱區所在,實須加強長期監測與保護。
08. 溪頭地區雲霧影響二氧化碳通量之研究(1/3)
 

年度於溪頭氣象站安裝葉濕感應器三枚,分別連結於EM50型及CR10x型計錄器,進行為期近10個月的觀測,結果顯示葉濕感應器近於真實樹葉的熱力學性質,模仿真實樹葉的濕潤狀態,可契合於真實成霧狀態。
由葉濕感應器所推算的成霧合計時間為2,731.0小時及成霧合計日數為237日。

關鍵詞:全球變遷、亞熱帶山區雲霧林、二氧化碳通量
Keywords: Globe change, subtropical mantane cloudy forest, carbon dioxide flux.

09. 不同疏伐作業對土壤可溶性碳與氮循環之影響 II
  生態系中養份的循環藉由落葉分解釋放至土壤,再由植物根系吸收後利用,當生態系維持平衡時,落葉分解釋放之養份恰足以供給植物生長。當藉由疏伐等森林經營管理方式增加森林碳吸存與生長量時,短期間將會改變原有之各種環境條件(如枯落物增加、地表溫度升高、水份含量與光照改變)。本研究目的將針對不同疏伐方式比較疏伐前後養份吸收之影響,同時也比較枯落物分解與枯落物養份回歸模式。本研究將通過枝葉包法來分析人工杉木林在疏伐前後枝葉分解速率以及碳與氮等養份之變化。經疏伐後枯落物分解速率較對照組快,這可能是受到疏伐後土壤溫度增加因此增加土壤微生物活度。枯落物分解依時間可區分成兩個階段:初期分解受到氣候與枯落物品質所影響,試驗中枯落物為新鮮枝葉經烘乾後再放置現地分解,相對於自然枯落物有較多之養份;而後期分解則因為針葉中相較闊葉含有較多難分解物質(recalcitrant compound),因此分解會受到枯落物內多酚以及木質素影響。鉀留存率均呈現下降趨勢,其變動範圍介於12-100%間。鉀離子易受到淋溶作用的影響,因此不管何種處理下,鉀離子呈現較為一致的變化。枯落物鉀分解速率常數分別為1.53 yr-1(Control)、2.15 yr-1(40%)及1.61 yr-1(60%)。只有在初始分解階段,枝葉包中之鉀離子具有較高之濃度。由目前所得的到重量留存率顯示落葉分解尚未達到一平衡狀態,但已進入緩慢分解階段,後續仍需要再持續觀察其動態變化。
10. 台灣中部溪頭地區人工林土壤中磷的特性與分佈
  本計畫選定台大實驗林溪頭營林區人工造林地為試驗地點,了解不同林相與不同深度土壤中磷物種之分布,以作為本處日後在生態保育及經營管理的參考。研究結果顯示,分別屬於柳杉、台灣杉與孟宗竹等三種林相下土壤樣體之剖面形態特徵與物理化學性質,主要受到所處地形之影響而有所差異。所有土壤樣體化域層大多以坋粒為主要粒徑組成,黏粒含量則以 B 化育層較高。所處位置較為平緩之台灣杉土壤樣體有較明顯黏粒洗入堆積的現象發生。三個代表性土壤樣體的 pH 範圍介於 4.2〜5.4 之間,有機碳含量皆以表層土壤最高,並隨著土壤深度增加有遞減的趨勢。本研究中土壤樣體之陽離子交換容量的變化與有機碳類似。受到有機物含量較高的影響,表層土壤的鹽基總量較高,因此鹽基飽和度也相對較高。然而,林分之成熟度及林相差異對於土壤性質之影響是否具有相關性,仍需持續進行採樣與分析來印證。由目前以化學連續抽出法所得到不同茶區表層土壤中的不同型態磷的含量可以看出,可抽出磷的總量以孟宗竹林的表層土壤為最高,其可能與孟宗竹林的枯落物分解速度會較快,且其枯落物中的組成以枯葉的分解較快,較易形成土壤有機物累積在土壤表層有關。在柳杉與台灣杉表層土壤中的磷的劃分 (fractination) 是以碳酸氫鈉與氫氧化鈉可抽出的有機型態的磷為主,而在孟中竹林土壤中則是以碳酸氫鈉與氫氧化鈉可抽出的無機型態的磷為主。森林土壤是一個複雜的體系,土壤中有機與無機磷的種類眾多且性質相異,在活性方面也極不相同。因此,土壤含磷量受到成土過程的影響變化也很大。總結來說,土壤養分會受其生長樹種的影響,而且不同樹種對於養份的偏好與需求亦有差異,因而會造成土壤性質的差異。相對地,土壤性質影響到磷的物種特性與分佈的情形,本研究結果可為本處建立不同林相之人工林土壤養分資料庫。
11. 台大實驗林轄區內原生樹種開花結實資料之建立(3/3)
  本研究為紀錄台大實驗林轄區內原生樹種開花結實之資料,以樟科及殼斗科為主要觀察對象,並在此楠櫧林分佈區域亦同時觀察其他原生樹種開花結實之資料;本研究經3年調查後共記錄27科56種原生樹種(包含10種樟科植物、10種殼斗科植物及36種其他原生樹種)盛花期及果熟期資料,累積長期觀測資料後則可選擇優良樹木作為未來採種之母樹。所記錄之資料及相片建置數位檔案後,可套疊至GIS圖層,並以台大實驗林管理處使用之Arc View軟體讀取,將所有林木資料呈現於地圖上,以「樹木地圖」方式呈現此資料庫。
12. 疏伐對人工林土壤呼吸動態之變化
  利用密閉式採樣法於溪頭2林班56-1號造林地作觀測得知疏伐處理初期,土壤CO2通量顯著大於未疏伐對照區,但此結果在疏伐後第8個月後,各處理之土壤CO2通量皆無顯著差異。以及在不同疏伐強度處理於土壤C釋出量也呈現無顯著差異,說明此疏伐作業並不會增加柳杉林地土壤碳的釋出量。
13. 不同耐陰性樹種於不同栽植密度下之林分結構變化研究
  本研究以櫸木、青剛櫟及烏心石3種原生闊葉樹種為試驗樹種,於清水溝營林區10、11林班與水里營林區之18林班交界處,於99年春季進行整地栽植,面積約為3.8公頃。栽植樣區的土壤理化性質分析結果顯示土壤黏粒介於6~24%間,因此介於砂質壤土~壤土間,表層土壤黏粒含量相較底層土壤低,其土壤質地較底層質地較為砂質。樣區表層土壤pH介於3.61~4.38間,底層土壤pH介於3.76~4.47間,各樣區間一般來說,土壤pH隨深度增加而增加,但表層與底層間差異尚不明顯。樣區土壤可交換性陽離子(Exchangeable cations)濃度介於0~1.4 cmolkg-1 soil間,其中以可交換性鈣離子濃度變異較大,這可能是土層深度不一,底層土壤接近母質,因此受母質鈣溶出所影響。樣區間土壤全碳與全氮含量分別介於4.07-10.08 %及0.41-1.00%間,陽離子交換容量(CEC)介於17.3~44.5 coml kg-1soil間,較之一般森林土壤而言偏低,可能是受到土壤有機質含量較低的影響。
本試驗地採低、中、高3種栽植密度設計,每公頃分別為1,000、1,500、及2,000株,每一樹種的每一栽植密度栽植區約0.3公頃,於其中各設置兩個重複樣區,每一樣區為0.05公頃。經調查顯示實際栽植株數多未達到試驗預期設計,為符合低中高之林分密度,了解不同樹種不同栽植密度間之競爭與林分結構變化,有必要於明年度之試驗進行補植。
苗木高度調查結果顯示,所有三種試驗樹種之苗高分佈範圍甚寬,由於係新植林地,苗高並非因林分競爭而來,係由苗床之競爭結果所造成。而三種試驗樹種之苗高分佈範圍如此之寬,甚至有未達70公分左右基本高度之栽植苗,推測係因栽植時未經篩選。基徑調查結果顯示,所有三種試驗樹種之基徑分佈範圍亦有過寬之情形,但未如苗高之嚴重,但部分苗木之基徑小於5公釐,確實低於出栽苗木之一般規範。此一結果應係出栽苗木未進行篩選,致苗木品質參差不齊,可做為未來施業上的改進參考。
   三種試驗樹種之生物量調查結果顯示,平均單株生物量在19.48~36.27公克之間,以青剛櫟最高,烏心石最低。苗木平均單株各部位生物量百分比,三種樹種之根部生物量類似,約佔全株之26~30%,但莖部之生物量則以臺灣櫸及烏心石之50%類似,青剛櫟之莖部生物量僅佔約34%最低,故葉部生物量以青剛櫟之36%最高,其餘兩樹種約為20~24%。
由於地上堆積巨量砍伐後之孟宗竹殘材,造成栽植列無法如預期寬度開闢,不僅栽植密度無法達到設計要求,苗木品質更是參差不齊,亟需於明年度進行補植,或另行變更試區或樣木選取方式。
14. 溪頭營林區大學坑生態滯洪池效益評估之研究(1/2)
   研究中分析溪頭營林區大學坑2006年初第二期復建工程所完成之兩座生態滯洪池於颱洪時期進行地表逕流之水文模擬。研究分別針對2006復建工程結束後與2010年架設水位計之後之數場降雨事件分析。模擬結果顯示雖然兩座生態滯洪池之容量有限,但對於降雨事件而言仍有紓解及降低主河道洪峰及延遲洪峰到達時間之效果。倘若上池進水口於颱洪事件時能完全開啟則更能提升生態滯洪池之效果。
關鍵詞:生態滯洪池、水文模擬、效益評估
15. 鳳凰山天然闊葉林共生菌根菌族群生態調查
  本試驗於鳳凰山北嶺線天然闊葉林劃設樣區,調查期間自99年1月到11月止,每隔2星期進行調查,採集樣區中所有出現的子實體。將屬於外生菌根菌之子實體進行分離培養,鑑定結果口蘑科(Tricholomataceae)發現1種Tricholomataceae spp.,但分類只鑑定到屬;鵝膏菌科(Amanitaceae)則鑑定至6種,其中1種鑑定到屬,分別是Amanita virgineoides、Amanita vaginata var. punctata、Amanita vaginata var. vaginata、Amanita virosa、Amanita spissacea及Amanita spp.;絲膜菌科(Cortinariaceae)則鑑定出1種,即Cortinarius salor;紅菇科(Russulaceae)則鑑定5種,分別是Russula amoena、Russula cyanoxantha、Russula delica、Russula emetica及Russula foetens;牛肝菌科(Boletaceae)則鑑定出1種,為Xerocomus chrysenteron。本年度研究已完成屬於外生菌根菌鑑定者共計12種,菌種純化成功者有4種,並完成狹葉櫟(Quercus stenophylloides)與高山櫟(Quercus spinosa)之接種試驗。
16. 臺大實驗林溪頭地區稀有或瀕危植物之調查研究
  溪頭位於臺灣中部之南投縣鹿谷鄉境,面積約2,500公頃,海拔介於700-2,000 m之間。本研究在2009-2010間進行以溪頭自然教育園區為範圍,進行稀有或瀕危植物調查,並利用GPS記錄稀有物種座標位置,並參考相關文獻,建立溪頭自然教育園區稀有植物資訊,供保育之參考。本研究至目前為止共記錄246筆稀有或瀕危維管束植物座標位置,合計有56種(含種以下分類群),其中蕨類植物11種、裸子植物2種、被子植物41種,被子植物中雙子葉植物占14種,單子葉植物占27種,其中蘭科植物占了最多的共25種。
17. 溪頭牛樟採穗園建立-葉子精油成分及化學多態性分析
  牛樟 (Cinnamomum kanehirae Hayata) 為臺灣特有樹種,為了瞭解臺大實驗林溪頭牛樟採穗園的品系,收集26株牛樟葉子進行精油分析,並確認其化學品系。本試驗利用水蒸餾法萃取26株牛樟葉子精油,經氣相層析-質譜儀 (GC-MS) 分析共鑑定出58種化合物,精油成分以Linalool、1,8-Cineole、β-Selinene、1-Hexadecyne與α-Cadinol為主。26株牛樟葉子精油經氣相層析-質譜儀分析與群團分析後,依精油組成分種類與其相對含量可分為5種化學品系:芳樟醇型、芳樟醇/1,8-桉醚型、1,8-桉醚型、芳樟醇型/α-杜松烷醇型與混合型。
18.  溪頭地區雌光螢科昆蟲資源調查及生物學研究
  本研究於2010年1月至11月中旬於溪頭自然教育園區內進行雌光螢科 (Rhagophthalmidae) 昆蟲資源調查及其生物學研究,研究期間同時對園區內螢科 (Lampyridae) 昆蟲種類及發生季節進行調查。結果發現園區內雌光螢棲地主要集中於神木林道 (尤其是二氧化碳通量塔周遭) 林下為主,發生季節為4月下旬至5月下旬約1個月,證實溪頭自然教育園區內確實有穩定之雌光螢族群,其種類經鑑定為賴氏雌光螢 (Rhagophthalmus jenniferae Kawashima et Satô, 2001)。該種在繁殖季節雌蟲會主動以尾部之大型發光器發光主動求偶,在溪頭記錄之發光時間為日落後18時40分至20時10分,連續發光求偶約1-1.5小時,待吸引到雄蟲交配完後,隨即停止發光鑽入土表。於室內錄影觀察發現,雌蟲交尾完後2天開始產卵,產卵前全身各體節上之小型發光器持續發光,待產卵後身體呈C字型抱卵直至耗盡體內能量死亡。溪頭自然教育園區內以人工林為主,卻可發現雌光螢及多種螢火蟲實屬不易,顯示園區內環境適宜螢火蟲生存且維護相當良好。除賴氏雌光螢外,調查期間亦於園區內發現螢科昆蟲計8屬25種,顯示園區內有豐富的螢火蟲資源,未來應可透過適當解說規劃配合各項戶外教學以達到生態旅遊及自然教育推廣之目的。
19. 99年度台大實驗林管理處長期試驗地調查計畫
 
 本年度長期試驗地調查分析結果如下:
溪頭湖3000株柳杉疏密度試驗與溪頭湖5400株柳杉疏密度試驗, 每公頃3000株者(DBH:40.6cm, H:27.3m)與5400株者(DBH:39.5cm, H:28.1m),兩者平均胸徑與樹高皆無顯著性差異;但歷年存活率則呈顯著差異,且以密度3000株者為佳。
臺灣杉栽植疏密度試驗,44年生平均胸徑及材積與栽植密度呈極顯著差異,其中每公頃1500株及2000株者互不呈顯著差異,但與600株、1000株者則互呈顯著差異且具負相關性,以600株者(DBH:38.2cm,V:1.40m3)最佳,其次1000株者(DBH:35.5cm,V:1.21m3),而1500株(DBH:31.9cm,V:0.99m3)與2000株(DBH:30.7cm,V:0.88m3)者則最差。平均樹高與栽植密度亦呈極顯著性差異,其中每公頃600株(H:23.4m)、1000株(H:23.6m)與1500株(H:23.6m)者互不呈顯著差異,但與2000株者則呈顯著差異,以2000株者(H:22.6m)最差。
臺灣杉與巒大杉在不同栽植比例間同種的生長沒有顯著性差異,無論何種栽植比例臺灣杉的胸徑與樹高生長皆為較佳。五條溪柳杉林木構成狀態試驗2010年調查結果顯示平均胸徑38.0 cm、平均樹高20.7 m現存25株。五條溪柳杉疏伐試驗調查結果顯示現存株數普遍皆低於30株,在目前的胸徑與樹高生長量上皆無顯著性差異。
三叉崙柳杉生長量試驗目前調查結果顯示平均胸徑26.5 cm、平均樹高20.5 m現存33株。溪頭三千株柳杉生長量試驗目前調查結果顯示平均胸徑48.8 cm、平均樹高24.5 m現存株數55。白葉林麻六甲合歡生長量試驗目前調查結果顯示平均胸徑42.3 cm、平均樹高15.2 m現存4株。卡桐生長量試驗(二)目前調查結果顯示平均胸徑27.3 cm、平均樹高14.9 m現存227株。




98年度本處之研究計畫 :

一、 陳有蘭溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
98 不同疏伐作業對土壤可溶性碳與氮循環之影響 江博能、劉興旺、林添源、曾聰堯、林靜宜
竹材室內家飾之開發與設計研究 (1/2) 張上鎮、莊閔傑、王亞男、楊賜霖、鄭森松
實驗林溪頭地區蝶類群聚之研究 楊平世、王亞男、田佩玲、曾家琳、余文良、陳建志
北勢溪、清水溝溪及陳有蘭溪上游集水區溪流生態系水棲昆蟲及蛙類群聚組成與共域動態之研究 楊平世、王亞男、田佩玲、余文良、林衍德
臺大實驗林轄區雨量站網設計之研究-2/2 衛 強、魏聰輝、王秋雄
塔塔加臺灣雲杉林孔隙更新之研究(Ⅱ) 王亞男、李明仁、許崑衍、李金玲、陳德仁、余旻儒、潘怡帆
塔塔加地區雲霧帶推移之研究(二) 魏聰輝、陳信雄、關秉宗、林博雄、張振生、賴彥任、沈介文、楊士弘
塔塔加地區不同林地滲透之研究(II) 張振生、賴彥任、魏聰輝、劉  維
塔塔加地區雲杉之冠層物候研究 關秉宗、沈介文、魏聰輝、李金玲、黃憶汝、翁世豪、蔡僑隆
不同疏伐作業對柳杉林分結構、樹冠鬱閉度及相對光度之影響 劉興旺、林添源、江博能、林靜宜、李佳霖、宋晨寧
二、 北勢溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
98 利用高解析空間資料推估臺大實驗林轄區氣候分區之研究 (1/3) 賴彥任、魏聰輝、張振生、劉  維
天然林和人工林香杉材油之抗腐朽活性 張上鎮、鄭森松、王亞男、莊閔傑
鳳凰山大型真菌調查(1/3) 王亞男、蕭文偉、陳潔音、張筱婉
數位自動照相機與數位自動錄音機應用在森林生物多樣性調查之研究暨台大實驗林轄區內動物相之調查 姜博仁、裴家騏、陳陽發、蔡宗穎、游啟皓、沈介文、孫清松
遊客之遊憩體驗與滿意度關係之研究-以鳳凰自然教育園區為例 鄭欽龍、林麗貞、陳瑩達、蘇秋君、陳陽發
臺大實驗林轄區內原生樹種開花結實資料之建立(2/5) 劉興旺、翁世豪、沈介文、游啟皓
葡萄糖還原法製備具抑菌之鋅金屬化竹活性碳 王亞男、黃金城、劉素玲、阮巽雯、陳盈甫
溪頭鳳凰山天然林土壤碳儲存量之評估 王亞男、王明光、邱志郁、辜茂松、白創文、陳玉珍
溪頭地區柳杉疏伐林與未疏伐林之林地養分動態(2/2) 王亞男、顏江河、陳潔音、蕭文偉
98年臺大實驗林管理處長期性試驗地調查計畫 王亞男、蔡明哲、劉啟福、鄭森松




98年本處研究計畫成果摘要:


01. 不同疏伐作業對土壤可溶性碳與氮循環之影響
  疏伐等森林經營管理方式增加森林碳吸存與生長量時,短期間將會改變原有之各種環境條件,但卻對於疏伐後枯落物分解後可溶性有機碳與養份動態並不清楚。本研究目的將針對不同疏伐方式比較疏伐前後對可溶性有機物在移動過程所扮演的角色以及對養份吸收之影響。本研究選定臺大實驗林柳杉造林地(溪頭2林班58)進行三種不同程度疏伐(0%、40%、60%下層疏伐),並於疏伐前後進行土壤採樣並分析其土壤性質、可溶性有機碳、陽離子及陰離子。結果顯示疏伐初期枯落物增加但並未分解,因此可溶性有機碳並未從枯落物中釋出。當疏伐後枯落物的分解會將原來被植體吸收的養份釋放出來,但被釋出之可溶性陽離子則在土壤中呈現兩種不同的循環途徑:快速移動與緩慢移動。快速移動:因鈉與鉀離子在移動性較高,因此當枯落物分解時容易釋放至土壤,但也容易受到雨水淋洗而損失。慢速移動:鈣及鎂離子屬移動性不高,而鐵及鋁離子屬於被固定於土壤之陽離子,經疏伐後離子濃度隨時間增加而增加,相較於鈉與鉀離子經雨水淋洗後,其損失量則較少;而經疏伐後枯落物會短時間增加,當枯落物經分解後會釋出有機酸,經雨水淋洗後土壤中原本被固定的鐵鋁與有機酸形成可溶性錯合物,並因此被釋放出來。硝酸根與硫酸根離子則隨疏伐程度增加而濃度增加,當枯落物經過分解後,植體中的蛋白質被釋出並供給土壤中微生物養份,經礦化作用後轉變為硝酸根離子,進而增加了土壤中離子的濃度,同時硫酸根也會被釋放出來。同樣的經過雨水淋洗,陰離子也會受到淋洗而損失。這樣的結果對於疏伐後撫育作業提供了養份循環的影響,同時也觀察到鉀離子的快速損失,當氣候逐漸暖化下,溫暖多雨的環境將導致鉀的大量流失,長期下來可能會提高林木缺鉀的風險。而枯落物釋出的可溶性有機碳將降低土壤pH並與被固定的鐵及鋁形成有機錯合物並淋失。
02. 竹材室內家飾之開發與設計研究(1/2)
  竹材為臺灣重要的森林資源,竹加工業為臺灣重要的傳統產業,近年來由於產業環境的變遷,使得臺灣竹產業呈現明顯的衰退趨勢。本研究以SWOT分析國內竹產業,比較傳統竹工藝與現代設計工藝的差異,其結果顯示竹的天然形體與物理性質等特色,是吸引竹材加工業者及設計師選擇的關鍵。臺灣雖具豐富的竹材加工基礎及竹林資源,但竹產業若未能發展出更具創意及文化特質的製品,並朝企業化模式經營,將令國內竹的發展性受到極大的限制,亦會使得竹材市場居於劣勢的局面。此外,竹材室內家飾開發設計時,首應分析各主題的內容與目的,進而將竹的自然線條與材質結合各種加工技術,以呈現製品的特色。依設計圖進行製作時,需評估是否能克服材料品質、加工技術、設備等問題,而各製品規格化的程度除了影響成本外,亦決定該製品的商業開發潛能及價值。
03. 實驗林溪頭地區蝶類群聚之研究
  目前調查到蝴蝶7科34種共297隻紀錄。蝴蝶的種類及數量均逐月增加,七月份蝴蝶種類與數量最多;三及九月份蝴蝶活動推測受到天候或災害影響,種類與數量較少。環境組成類型影響蝴蝶活動甚大。兩條路線的人造林下層環境較陰暗,空間形式單調,缺乏蜜源植物,故少有蝴蝶出現;多數蝴蝶出現的環境偏向開闊、光照充足或多層次植被結構,這些環境類型可利用空間多,而且較有蜜源植物吸引蝴蝶前來利用。物種組成以短距離移動或是具有領域性的種類為主,蛺蝶亞科、蛇目蝶亞科,小灰蝶科均屬此型式;而活動範圍較廣泛的鳳蝶科、斑蝶亞科的種類,紀錄並不多。最易觀察的蝴蝶種類為細蝶,寄主植物為園區內多處可見的苧麻類植物,常可發現大量幼蟲聚集。
04. 北勢溪、清水溝溪及陳有蘭溪上游集水區溪流生態系水棲昆蟲及蛙類群聚組成與共域動態之研究
  今年度於實驗林轄區內三大上游集水區進行春夏秋三季採集,水蟲初步所得結果計有 8 目 12 科 54 分類群;蛙類 5 科19 種;水棲昆蟲部分,三樣站呈現略微分離,三樣站群聚相似度較低,其中Site1沙理仙溪樣站群聚組成遠離其他樣站;另以月份分析,11月份三樣站群聚組成接近自成一群,可能與八八水災造成實驗樣區內河床土石堆積、河道變形,水棲昆蟲底棲環境變化劇烈,造成11月份群聚組成遠離其他月份樣本。以水棲昆蟲群聚組成評估水質,三樣站水質狀況由Site1、Site2、Site3 依序劣化,Site1屬於very good水質。溪流蛙類調查因採取定性分析,各樣站同月份所記錄之蛙種相似;而11月份樣本聚集且較偏離其他月份樣本,顯示該月份種類與其他月份較為相異,可能是由於進入秋冬季,僅有少數種類於此時繁殖,如長腳赤蛙及梭德氏赤蛙等,其群聚組成與春夏季月份樣本區隔。
05. 臺大實驗林轄區雨量站網設計之研究-2/2
  本研究使用以地理統計法及資訊熵理論分析臺大實驗林轄區之降雨分佈特性,並檢討現有雨量站網是否可掌握其空間變異之特性,並藉由共同資訊與累積站數之關係建議合適之站數及其位置。研究中使用本處轄區內本處自設一級與二級之農業氣象站、中央氣象局所設之自動遙測雨量站、氣候測站、溪頭區於災後復建所架設之雨量站及作者所自設之雨量站自1992年1月至2009年10月計214個月份共50站之資料進行分析。研究結果顯示以地理統計法分析各個月份全實驗林轄區之變化趨勢,由半變異元套配結果顯示使用指數函數可大致符合試驗半變異元之變化趨勢;而對降雨量豐沛之七月至九月,其平均距離參數較短,顯示降雨量較大之月份在空間上具有較小之影響半徑;而較乾旱之月份如12月及1月,其降雨量變化不大,而擁有較大之影響半徑,亦即在空間上需較長之距離方能達到一定之變異值。由目前將流域分割為346個1km見方網格以離散熵站網分析結果,排序結果前五名之網格分別位於29林班邊界往阿里山處、內茅埔營林區辦公室23林班往自強村處、清水溝舊營林區辦公室9林班附近、水里區15及16林班有水坑、和社營林區27林班台21線104公里處,該前5名待選站即能掌握85.52%之降雨不確定性。排序第一名之位置為近阿里山處,經國內學者研究分析原為臺灣中部之降雨中心點,附近本處並無其他測站之資料予以輔助。研究於2007年8 月23日所架設於29林班自忠附近之測站,由本年度觀測莫拉克颱風即取得相當珍貴之第一手資料,未來透過持續之觀測將可進一步輔助觀察接近阿里山降雨中心之變化情形。本年度站網分析研究結果顯示優先選入測站多位於該處或對岸地形畸嶇與高差較大處,透過雨量站網分析未來可有效增加集水區雨量觀測之精確性與代表性,未來更可與其他研究相結合,為水土保持設計及土石流防災預警提供更精確之降雨資訊。
06. 塔塔加臺灣雲杉林孔隙更新之研究(Ⅱ)
  本研究選定本處塔塔加鞍部臺灣雲杉(Picea morrisonicola)林內不同時期且面積大小不同的崩塌地做為研究地點,觀察臺灣雲杉在崩塌地的植物社會之組成及構造,與臺灣雲杉天然更新情形及演替之變化,了解並驗證臺灣雲杉孔隙更新之面積,或者有其他影響等因素。選定研究區內崩塌地4處及一完整林相之樣區作為對照共計5處,以GPS各別定出範圍並計算其面積,於每一崩塌地內各設置數個 5 公尺 × 5公尺的連續小樣區,調查樣區內植物種類、株數、苗徑及苗高等資料。第一區為最新崩塌的區域,經調查以筷子芥及玉山薊等草本植物為主,尚未發現臺灣雲杉更新苗;第二區為稍早崩塌的區域,除高山芒及玉山薊等草本植被外,並發現臺灣雲杉更新苗,且在崩塌地中生長情形頗佳,頻度達本區木本植物之74 %;第三區為更早崩塌的區域,因四周林木遮蔽致孔隙狹小,並未發現更新苗;第四區為崩塌後植群更新恢復的區域,經調查除臺灣雲杉外,尚有玉山木薑子(Litsea morrisonensis)、華山松(Pinus armandi)及鐵杉(Tsuga chinensis)等數種林木;第五區為未經崩塌之極盛相臺灣雲杉林,經調查除臺灣雲杉外,以川上氏小蘗、玉山木薑子及漸尖葉木薑子等木本植物為主,地被層植物以玉山木薑子、川上氏小蘗及漸尖葉木薑子等小苗所佔比例較高,惟未發現臺灣雲杉更新苗,顯示臺灣雲杉無法在鬱閉林分下更新。
研究區內不同時期崩塌與崩塌後穩定之土壤樣體坡面皆為西北向,坡度在300〜450之間,崩塌地之土壤上存在大小不一之石礫,以最新崩塌區域(第一區)之土壤表層含石量最高。在基本物理與化學性質方面,以最新崩塌之區域的土壤表層砂粒含量最高,而黏粒含量則以未崩塌區域之土壤(第五區)的底層較高。所有土壤樣體的pH值範圍在3.9〜4.9之間,以未崩塌區域之土壤表層最低,以最新崩塌區之底層最高,並有隨土壤深度增加而升高的趨勢。土壤有機碳(Organic carbon)含量則是以未崩塌區域之土壤表層最高(173 g / kg),該地因未經崩塌,植物可以較長時期穩定生長於該地,可累積較多有機物質;可交換性陽離子、鹽基飽和度(Base saturation)、陽離子交換容量(CEC)、(全氮量Tota N)及可利用性磷(Available P)的含量也以未崩塌區域土壤表層最高,並均高於其他試區。臺灣雲杉林孔隙更新與土壤環境因子之相互關係,值得更深入探討。
07. 塔塔加地區雲霧帶推移之研究(二)
  本研究於塔塔加麟芷山氣象站設置能見度感應器,監測塔塔加北向坡地區成霧時之露點溫度、全空域輻射量,以作為推判「成霧」時段兩種參數之臨界值,據之應用歷史資料推估麟趾山、鹿林山兩處氣象站,自1997年設站起,至97年為止各年之霧日。分析結果顯示,成霧之際,氣溫與露點溫度差(differnce of air temperature and dew point, DADP)均小於1℃;推估時數值與實測時數值相關式為y=0.8547x+0.8872;相關係數為R2=0.6958。成霧之際,因短坡入射輻射遭霧滴遮阻或吸收,地表所承接之輻射為散射輻射。應用模式推估麟芷山(北向坡)、鹿林山(南向坡)兩處氣象站自86年設站起,至97年為止各年的霧日,分析變化趨勢,呈現霧日逐漸增加之趨勢。
08. 塔塔加地區雲杉之冠層物候研究
  本研究經將近一年之觀測已得知雲杉於2月時生殖芽已分化完成,並於4月中至五月初陸續成熟,雄毬果會出現於整個樹冠層之外圍,雌毬果則僅會出現於冠層頂端,至10月起毬果會陸續成熟並木質化(種子非散)。塔塔加地區雲杉冠層之月均溫約介於3-14℃,然因受莫拉克颱風之影響造成微氣象資料收集中斷,以致無法完整得知雲杉物候行為與累積氣溫之確切關係,此有待持續進行觀測。
09. 不同疏伐作業對林分結構、樹冠鬱閉度及相對光度之影響
  本試驗擇定本處溪頭營林區2林班58-1號造林地為試驗材料,海拔高約1200公尺,林齡為40年,造林面積約為18公頃,樹種包含有紅檜(31,700株)、杉木(19,000株)、柳杉(5,200株),合計栽植55,900株,平均每公頃新植株數為3,100株。但台帳亦記載自1970~1975(民國59~64年)間,陸續補植柳杉54,600株、臺灣杉7,000株、赤楊500株,合計補植62,100株。於該號造林地內就現況地形地勢擬定六種疏伐處理樣區,疏伐前後分別於各處理區內設立一個0.05公頃樣區進行樹種、胸徑、株數調查,另依造林樹種不同徑級之林木,分別測其胸徑與樹高,各徑級林木2株,至少共30株以建立樹高曲線,供計算林分材積量與疏伐作業之基準。樣區內樹種計有兩種,分別為柳杉及杉木,每公頃現存株數約為1,257株,胸高斷面積約63.75平方公尺,立木材積分別為612.25立方公尺,生長狀況良好。
六種疏伐處理分別為疏伐後留存林木株數為每公頃:480、560、660、680、1220、1680株,在每個處理區內設置3個林木樹冠層影像長期監測點,於疏伐前、後分別於97年11月、98年3、6、8、11月在此監測點進行冠層開闊度(canopy openness)之攝影。同時以照度計(Illumination meter Topcon M2D)量測林內光度及林外光度,計算相對光度(林內/林外 × 100)進而推測林分鬱閉狀況,比較疏伐前後光度及冠層鬱閉度之變化。初步結果顯示:(1)所有六種疏伐處理區疏伐後之相對光度於隔年隨即升高,其中除留存株數最多之(II區)1,680株/公頃,以隔年8月之相對光度為最高以外,其餘五種處理均以隔年6月之相對光度為最高,隨後即再次下降,至隔年11月間降至新低點;(2)林冠開闊度之分析結果顯示,疏伐後一年六種處理均呈現上升之結果,顯示下層疏伐因為移除部份冠層,造成林分冠層之空隙增加而使林冠開闊度增加。
10.  利用高解析空間資料推估臺大實驗林轄區氣候分區之研究(1/3)
  臺灣地形起伏劇烈,以地面觀測資料進行氣候分區及植群分佈等相關研究時,山區均有觀測點密度不足之憾,本研究藉由美國國家航空暨太空總署所發射之兩顆地球觀測衛星(Aqua/Terra),衛星酬載中級解析度成像分光輻射度計(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)觀測資料所產生之Level 3地面溫度 (Land Surface Temperature,LST)產品,資料具有相對於地面觀測之1km高空間解析度優點,具有輔助彌補山區觀測不足之潛力。
本研究先以地面觀測資料進行驗證,再進一步探討地形效應之影響。研究顯示,篩檢LST確定無雲及受薄捲雲影響之資料出來,再利用中央氣象局局屬測候站及遙測自動觀測站之氣溫觀測資料進行驗證,月均溫之相關係數達0.95,誤差之標準偏差為1.69℃,已足以提供生態相關研究使用。進一步分析LST與海拔關係結果顯示,LST之環境遞減率(Environmental Lapse Rate, ELR)變化非定值;再分析LST與坡向之關係,全島海拔1500m~2000m間的6月白天南北向坡溫差在2~2.5℃之間,夜晚溫差約1.5~2℃;12月白天南北向坡溫差在3.5~4℃之間,夜晚溫差約1.5~2℃。再比對楠櫧林帶上層,MODIS地表溫度可反應出南北壓縮(海拔分布降低)的現象,對未來臺灣植群帶分佈研究當有相當大的助益。
11. 天然林和人工林香杉材油之抗腐朽活性
  本研究目的係利用水蒸餾法萃取天然林和人工林香杉材部精油,計算精油收率,並評估二種香杉木塊和材部精油及其成分的抗木材腐朽菌活性,抗木材腐朽菌試驗使用Trametes versicolor和Lenzites betulina 2株白腐菌以及Laetiporus sulphureus和Gloeophyllum trabeum 2株褐腐菌。試驗結果顯示,天然林香杉材部的精油收率 (4.09%) 比人工林香杉材部 (0.65%) 高。而天然林和人工林香杉已萃取和未萃取木塊進行90天腐朽試驗結果得知,未萃取之天然林和人工林香杉心材的耐腐朽性較佳,此乃因為抽出成分之影響。另比較2種精油對4種木材腐朽菌之抑制效果,以人工林香杉材部精油的抑菌效果最好,對T. versicolor和L. betulina 2株白腐菌之半數致死率分別為24.0 μg/mL和79.2 μg/mL;對L. sulphureus和G. trabeum 2株褐腐菌之半數致死率分別為61.6 μg/mL和65.4 μg/mL。進一步利用氣相層析質譜儀分析二種香杉材部精油成分,發現天然林香杉材部精油主要成分為單萜類含氧化合物α-Terpinol (26.89%) ,其次為單萜類碳氫化合物α-Pinene,其含量為15.50%;而人工林香杉材部精油則以倍半萜類含氧化合物Cedrol (53.03%) 含量最高,其次為單萜類碳氫化合物α-Pinene,含量為25.57%。另外,比較材部精油7種化合物抑制木材腐朽菌之效果,結果顯示,當使用濃度為100 μg/mL時,Cedrol對4種腐朽菌的抑制效果均不錯,抑菌指數為68.3%-100.0%。綜合上述結果得知,人工林香杉材部精油及Cedrol具有良好的抗腐朽菌效果,非常值得進一步開發利用。
12. 鳳凰山大型真菌調查
  自98年1月至12月每月2次於臺大實驗林溪頭營林區鳳凰山天然林南陵線與白陵線內進行大型真菌相調查及監測,一年內共發現有42種大型真菌並完成種間之鑑定,無褶菌目17屬17種、傘菌目13屬17種、炭角菌目2屬3種、異擔子菌類2屬2種、腹菌類1種、盤菌目1種以及釘菇目1種。一年內出現9個月以上之優勢種計有Ganoderma australe、Phellinus gilvus、Microporus affinis、Xylobolus spectabilis、Magoderna subresinosum以及Skeletocutis nivea等6種。一年內出現1個月(含)以下之少見種計有Russula amoena、Favolaschia pustulosa、Dictyophora indusiata、Calvatia craniiformis等4種。
13. 數位自動照相機與數位自動錄音機應用在森林生物多樣性調查之研究暨臺大實驗林轄區內動物相之調查
  在沙里仙溪、神木林道接近塔塔加地區以及新中橫沿線架設了13處自動照相機樣點與4處自動錄音機樣點(包括一處在自忠檢查哨附近),自98年4月開始收集資料。然而因莫拉克風災影響,許多自動照相機與錄音機樣點遭受掩埋毀損,道路也坍方不通,導致收回的資料不如預期。
 結合現場見聞資料,共計調查到17種哺乳類與62種鳥類。比較自動照相機的動物出現頻度,發現以山羌出現頻度最高,其次為囓齒目與臺灣獼猴,但類似海拔的大武山區中海拔卻是偶蹄目與臺灣獼猴出現頻度較高、其次為食肉目,再來才是小型囓齒目動物。新中橫沿線呈現大型動物較少而小型囓齒目動物較多的狀況,可能與人為干擾有關。
 自動照相機與自動錄音機的結合能夠調查到許多隱密和稀有的動物,而這些有許多物種是很難在現場可以觀察到的。而自動錄音機則需要克服監聽辨識所需的人力,未來需採用取樣人工監聽配合電腦搜尋來進行。
14. 遊客之遊憩體驗與滿意度關係之研究-以鳳凰自然教育園區為例
  研究旨在探討鳳凰自然教育園區之遊憩品質對遊客滿意度、未來遊憩行為意圖等三者間的關係,並進而分析遊憩品質及滿意度此二因素對鳳凰自然教育園區遊客之行為意圖的影響。再依據以上結果探討其在園區管理上之意涵,並提供相關機關參考。
本研究首先參考相關文獻建立影響遊憩品質及滿意度之因素,以及遊憩品質與滿意度對於遊客行為意圖之關係的理論架構。然後設計問卷,其次至現場對遊客進行抽樣問卷調查蒐集相關資料,最後進行統計分析。
本研究在鳳凰園區共面訪309位遊客,受訪者比例男性為50.8%,女性為46.5%,少數未敘明。受訪者年齡在40歲以上者佔58.8%,教育程度為專科或大學以上者佔72.3%,職業為服務業(含公職)佔多數有42.5%,家庭月收入4.1萬元者以上有62.8%。受訪者在一年內第一次來到鳳凰園區有69%,其中76.9%為鹿谷鄉與竹山鎮以外地區來的遊客,61.5%的遊客是兼程前往鳳凰園區。受訪者中有68.6%的交通工具為小汽車,交通時間須費1小時者有53.2%,有51.5%停留園區時間在1小時至2小時。對於園區內的遊憩品質方面,受訪者表示同意、很同意與非常同意此三者合計平均為81.5%;另受訪者對於鳳凰園區的遊憩感到滿意、很滿意、非常滿意三者合計佔全數之91.8%。對本園區的遊憩忠誠度方面,表示有重遊意願的受訪者佔83.6%;另在支付意願的部分,75.6%的受訪者同意表示若減少收費,願意更常來,反之,若增加收費,則願意再來的受訪者僅有35.2%。此外,在本研究所調查的項目中,本地(鹿谷鄉及竹山鎮居民)受訪遊客比較外地受訪遊客有顯著的差異,包括:(1)本地遊客較外地遊客認為本園區內有明顯的遊憩標示,(2)本地遊客較外地遊客不同意「不到此園區無所謂,可去別處」的說法,(3)本地遊客較願意向家人和朋友推薦到本園區,(4)本地遊客較願意向認識的人介紹。後三項之比較顯示本地受訪遊客明顯較外地受訪遊客對本園區更具遊憩之忠誠度。
15. 臺大實驗林轄區內原生樹種開花結實資料之建立(2/5)
  本研究為紀錄臺大實驗林轄區內原生樹種開花結實之資料,以樟科及殼斗科為主要觀察對象,並在此楠櫧林分佈區域亦同時觀察其他原生樹種開花結實之資料;本研究經第2年調查後共記錄9種樟科植物、10種殼斗科植物及29種其他原生樹種盛花期及果熟期資料,累積長期觀測資料後則可選擇優良樹木作為未來採種之母樹。所記錄之資料及相片建置數位檔案後,可套疊至GIS圖層,並以臺大實驗林管理處使用之Arc View軟體讀取,將所有林木資料呈現於地圖上,以「樹木地圖」方式呈現此資料庫。
16. 製備具抑菌之鋅金屬化竹活性碳
  本研究係以國產莿竹為材料,經奈米氧化鋅、硝酸鋅及氯化鋅等鋅化合物,依物理法及化學法製備金屬化活性碳,藉由掃描式電子顯微鏡 (SEM) 觀察其表面構造,以碘值及亞甲基藍吸附值測定其吸附性質,並探討各試樣對大腸桿菌(Escherichia coli,簡稱 E. coli)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,簡稱 S. aureus) 之抑菌效果。選取抑菌效果較佳之試樣進行流水試驗,觀測其抑菌時效、水中鋅含量之變化與流水試驗前後之BET比表面積。
SEM的照片顯示,以氯化鋅處理者之表面呈現氯化鋅結晶,且孔隙大小不規則,以硝酸鋅處理者,則鋅金屬發生團聚現象,經奈米氧化鋅處理之金屬化活性碳表面呈現細小粒子形態分散。三種鋅金屬化活性碳之碘值介於283.69~607.81mg/g,亞甲基藍吸附值介於125.29~454.52mg/g。就 E. coli 及 S. aureus 之抑菌效果而言,未經金屬化之竹活性碳無抑菌效果,且會增加水中菌的滋長,而經鋅金屬化者,以奈米氧化鋅者最佳,抑菌率達到99.9 %。流水試驗得知,抑菌時效以奈米氧化鋅處理者高達600 h為最佳,硝酸鋅者192 h次之,氯化鋅者為48 h,而活性碳僅12 h最差。ICP試驗得知,12 h後鋅含量皆低於5 ppm,其符合行政院環保署飲用水水質標準。
17. 溪頭鳳凰山天然林土壤碳儲存量之評估
  森林生態系在碳吸存的功能上扮演不可忽視的重要角色,本研究於溪頭鳳凰山闊葉樹天然林樣區,依據該天然林主要森林植群之形相、結構與組成選擇三個代表性土壤樣體進行基本物理化學性質的分析,並於各個試驗樣區依照土壤深度分層採樣 (0~10、10~20 與 20~30公分) 以推估土壤有機碳的貯存量。研究結果顯示,三個土壤樣體的 pH 範圍介於 4.4〜6.0 之間,有機碳含量皆以表層土壤最高,並有隨著土壤深度增加有遞減的趨勢。土壤樣體之陽離子交換容量的變化與有機碳類似,受到有機物含量較高的影響,表層土壤的鹽基飽和度最高。研究樣區 0〜30公分 土層中單位面積土壤有機碳的平均含量為 12.4 kg/m2,亦隨土壤深度的增加而明顯降低。計算各樣區不同深度土壤中有機碳總貯存量的結果,0〜10公分 土層的含量範圍在46〜68 ton/ha 之間;10〜20公分土層的含量範圍在21〜48 ton/ha 之間;20〜30公分土層含量範圍在19〜26 ton/ha 之間。平均而言,本研究區天然林地下部土壤碳貯存量 (0〜30公分) 約為113 ton/ha,此結果與國內外其他研究有所差異,推測其原因應與研究區域之土壤類型及植被種類有關。在不同森林生態系中,海拔、坡向與坡度對於土壤有機碳含量皆有顯著影響。未來當我們考慮藉由造林及撫育來增加森林碳吸存量的同時,必須將土壤碳庫的變化納入考量。
18.  溪頭地區柳杉林之疏伐與未疏伐林地養分動態研究 
  本研究於97年5月到98年9月收集溪頭地區柳杉林疏伐區及未疏伐區的降雨,以了解其穿落水、地表水和土壤水的水量變化和營養化學組成及懸浮值之改變。試驗期間溪頭總降雨量為7,194毫米,疏伐區穿落水量426.27毫米,未疏伐區穿落水量為374.56毫米,各占降雨的5.39%和佔4.74%。分析結果顯示穿落水和降雨有顯著線性迴歸。
雨水流經未疏伐區時,電導度及大部分離子濃度自林外雨、穿落水、地表水及土壤水逐漸增加,只有pH值和NH4+呈現減少,雨水>地表水>穿落水>土壤水(隨土深增加而增加),此現象在疏伐區也呈現相同情形。未疏伐區的穿落水增多係數由1.3(NH4+)到3.76(Ca+2),地表水增多係數由1.93(Na+)到17.04(Ca+2),顯示地表水中的離子濃度變化較穿落水高。而未疏伐區之土壤水(15公分, 45公分, 60公分)其增多係數以NH4+(0.67, 0.50, 0.52)為最低,Ca+2 (46.11, 63.86, 34.86)為最高。疏伐區之土壤水(15公分, 45公分, 60公分)其增多係數也以NH4+(0.47, 0.52, 0.48)為最低,土深15公分和60公分處以Ca+2 (31.84, 17.13)為最高,土深45 cm處則以Mg+2(20.61)為最高。
平均每月懸浮值大致為未疏伐區地表水大於疏伐區地表水,但在乾季時(97年末到98年初)呈現相反狀況。在未疏伐區和疏伐區平均每月鮮土中NO3-濃度大於NH4+。
19. 98年度臺大實驗林管理處長期試驗地調查計畫
 
長期試驗地調查是本處歷年重要業務之一,永續調查並建立資料庫。本年度調查「風穴1000株柳杉疏密度試驗」等9處試驗地進行生長資料調查,並依據原試驗設計或資料完整之試驗地予以統計分析,期了解林木生長趨勢與林分結構。
調查結果:(1)溪頭風穴79年生之柳杉1000與 2000株栽植密度試驗:其樹高與胸徑生長,兩不同栽植密度皆未有顯著差異。(2)溪頭55年生柳杉實生苗與插條苗生長比較試驗:其樹高與胸徑生長,兩不同栽植苗木種類皆未有顯著差異。(3)溪頭五種49年生經濟樹木耐陰性試驗:胸徑與樹高生長,除烏心石與扁柏不呈顯著差異外,餘(紅檜、肖楠、樟樹)皆呈顯著差異,其中以紅檜最佳,其次為肖楠、扁柏與烏心石,樟樹最差(皆未成活);存活率,各樹種間皆呈顯著差異,其中以肖楠最佳,其次為烏心石、紅檜、扁柏,樟樹最差(皆未成活)。(4) 溪頭29年生臺灣杉與柳杉混合造林:就臺灣杉樹種而言,胸徑生長方面,除B組(栽植比例:柳杉/臺灣杉=2/1)分別與A組(4/1)及C組(1/1)不呈顯著差異外,餘皆呈顯著差異,其中以A組最佳,其次為B組、C組,而對照組(純林)最小。樹高生長方面,除A組分別與B組及對照組、B組分別與A組及C組不呈顯著差異外,餘皆呈顯著差異,其中以C組最佳,其次為B組、C組,最差為對照組。就柳杉樹種而言,胸徑生長方面,A、B、C組皆互不呈顯著差異,但與對照組皆呈顯著差異;其中以C組最佳,其次為B組、A組,而對照組最小。樹高生長方面,各組間皆不呈顯著差異。在各種不同栽植密度造林中,胸徑與樹高之生長皆以臺灣杉較柳杉佳。(5) 清水溝29年生臺灣杉與柳杉混合造林:就台灣杉樹種而言,胸徑與樹高生長方面,A組(4/1)、C組(2/1)及對照組皆不呈顯著差異,但與B組(3/1)皆呈顯著差異,其中以B組最佳。就柳杉樹種而言,胸徑生長方面, B組與C組及A組與對照組不呈顯著差異,餘皆呈顯著差異;其中以B組、C組較A組、對照組佳。樹高生長方面,A組、B組及對照組皆不呈顯著差異,但與C組皆呈顯著差異,其中A組、B組及對照組最佳,C組最差。在各種不同栽植密度造林中,胸徑與樹高之生長皆以臺灣杉較柳杉佳。




97年度本處之研究計畫 :


一、 陳有蘭溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
97 天然闊葉林林分結構、動態及地上 部生物量估算之研究 (2/3) 王亞男、詹明勳、衛 強、林謙佑
塔塔加臺灣雲杉林孔隙更新之研究 王亞男、白創文、李金玲、許崑衍 、陳德仁
台大實驗林神木溪保護林土壤碳儲 存量之評估 王亞男、王明光、邱志郁、白創文
台大實驗林契約林經營問題之探討 -以信義鄉對高岳營林區為例 李正和、陳重銘、吳宜穗、許炳修
台大實驗林對高岳樟樹神木自然保 護區土壤碳儲存量之評估 賴彥任、曾郁珊、賴靖融
塔塔加地區雲霧帶推移之研究 魏聰輝、陳信雄、關秉宗、張振生 、賴彥任、沈介文、楊士弘
以MTSAT-1R衛星估算地面勢能蒸發 散量之研究 賴彥任、魏聰輝、張振生、劉維
陳有蘭溪上游集水區溪流生態系水 棲昆蟲生物多樣性 王亞男、楊平世、田佩玲
二、 北勢溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
97 台大實驗林轄區內台灣原生樹種採 種母樹資料庫之建立 劉興旺、翁世豪、沈介文、吳宜穗 、游啟皓、林謙佑
孔隙栽植苗木葉片氮與葉綠素含量 之季節變化研究 (續) 郭幸榮、關秉宗、顏江河、劉興旺 、陳和田、沈介文
溪頭地區冬季夜行性螢火蟲棲地監 測與成蟲發生估測之研究 魏聰輝、張榮德、黃憶汝、沈介文 、鍾立展
樹木褐根病防治方法之研究 王亞男、蕭文偉、陳潔音、吳宜穗 、朱珮綺、黃憶汝
評估台灣杜鵑內生菌感染杜鵑科植 物的能力及其效益 王亞男、梁治文、李明仁、林瑞進 、林麗貞、黃憶汝、李怡真、彭靖媛
臺大實驗林溪頭營林區森林地景與 生態變遷之初步研究 (3/3) 衛強、李金玲、廖煥彰、田佩玲、 黃憶汝、曾郁珊、沈介文、賴靖融
下坪自然教育園區遊客之遊憩體驗 研究 鄭欽龍、林麗貞、陳瑩逹
淡黃木層孔菌(Phellinus gilvus ) 分子標誌建立 王亞男、吳宜穗、陳潔音、蕭文偉 、朱珮綺、黃憶汝、李金玲、沈介文
溪頭地區柳杉疏伐林與未疏伐林之 林地養分動態 (1/2) 王亞男、顏江河、陳潔音、吳宜穗 、朱珮綺
國產竹材活性炭製備條件與孔隙大 小相關性之研究 黃金城、鄭森松、劉素玲、阮巽雯
台灣土肉桂種源庫之設置 (1/3) 張上鎮、王亞男、鄭森松、許原瑞 、林瑞進、蕭文偉、朱珮綺、林群雅
塔塔加地區草原與鐵杉林入滲之研 究 張振生、賴彥任、魏聰輝、劉維、 邱正唐
臺大實驗林管理處長期性試驗地調 查計畫 王亞男、詹明勳、林謙佑、劉啟福 、鄭森松





97年本處研究計畫成果摘要:


01. 塔塔加臺灣雲杉林孔隙更新之研究
  本研究選定本處和社營林區塔塔加鞍部臺灣雲杉林內不同時期且面積大小不同的崩塌地做為研究地點,觀察臺灣雲杉在崩塌地的植物社會之組成及構造,與臺灣雲杉天然更新情形及演替之變化,了解並驗證臺灣雲杉孔隙更新之面積,或者有其他影響等因素。取研究區內3處崩塌地點及一恢復穩定之樣區作為對照,分別以GPS定出範圍並計算面積,崩塌地內各設置數個5 m × 5 m的連續小樣區,調查樣區內植物種類、株數、苗徑及苗高等資料。第一區為最新崩塌的區域,面積745.95 m2,其中設置20個小樣區,經調查以草本植物為主,尚未發現臺灣雲杉更新苗;第二區為稍早崩塌的區域,面積2222.66 m2,設置24個小樣區,除草本等植被外,已發現臺灣雲杉更新苗,頻度達木本植物之74%;第三區為更早崩塌的區域,面積僅264.53 m2,設置8個小樣區,因四周林木遮蔽致孔隙狹小,並未發現更新苗;第四區為崩塌後植群更新恢復穩定的區域,設置16個小樣區,面積400 m2,經調查除臺灣雲杉外,尚有玉山木薑子、華山松及鐵杉等數種林木。不同時期崩塌與崩塌後穩定之土壤樣體坡面皆為西北向,坡度在30〜450 之間,崩塌地之土壤上存在大小不一之石礫。在基本物理與化學性質方面,以最新崩塌之區域的土壤(第一區)表層砂粒含量最高,而黏粒含量則以崩塌後穩定之土壤(第四區)的底層較高。所有土壤樣體的pH值範圍在4.1〜4.9之間,以崩塌後穩定之土壤的表層最低,並有隨土壤深度增加而升高的趨勢。土壤有機碳含量則是以崩塌後穩定之土壤的表層最高(135 g/kg),推測原因為崩塌地經過更新後,植物可以較長時期穩定生長於該地,可累積較多有機物質。在不同土壤深度的陽離子交換容量 (CEC),則與土壤黏粒及有機碳含量的分布有所關聯。
02. 臺大實驗林對高岳樟樹神木保護林土壤碳儲存量之評估
  近年來森林生態系所具有之多樣性機能已受到關注,其中在樹木與土壤中長時期碳素的蓄積機能,在地球溫暖化防止之國際公約中亦成為重大的政治性議題。本研究目的除了探討對高岳樟樹神木保護林下土壤的物理化學性質之外,並推算土壤一定深度內有機碳的貯存量,以建置作為各營林區不同樹種地下部土壤碳存量的資料庫,期使將來可供本處在減緩溫室效應或生態系的經營上可提供解決的方案。研究結果顯示,三個代表性土壤樣體中,各個剖面皆以坋粒為主要粒徑組成。黏粒含量則以 B 化育層較高,顯示有黏粒洗入堆積的現象發生,黏粒含量最高者為DCF-2 樣體之B1 層 (34 %)。三個土壤樣的pH 範圍介於 5.1〜6.2 之間,以 DFC-1 樣體的表層最低,且有隨土壤深度增加而增加的趨勢。有機碳含量也是以表層最高,三個土壤樣體表層皆超過 100 g/kg,並隨著土壤深度增加而遞減。雖然陽離子交換容量 (CEC) 與土壤有機物、黏粒及黏土礦物種類有關,無論如何本研究中土壤樣體之陽離子交換容量的變化與有機碳類似。受到有機物含量較高的影響,表層土壤的鹽基總量較高,因此鹽基飽和度 (BS) 也相對較高。本研究區保護林植群組成的研究結果顯示,本區應屬於演替中期的地位,距離成熟林結構尚有一段距離,而林分之成熟度與土壤性質之影響是否具有相關性,仍需持續進行採樣與分析來印證。計算各樣區不同深度土壤中有機碳總貯存量的結果,0〜10 cm 土層的含量範圍在56〜94 ton/ha 之間;10〜20 cm土層的含量範圍在17〜31 ton/ha 之間;20〜30 cm 土層含量範圍在12〜30.0 ton/ha 之間。平均而言,本研究區天然林地下部土壤碳貯存量 (0〜30 cm) 約為124 ton/ha,此結果與國內外其他研究有所差異,推測其原因應與研究區域之土壤類型及植被種類有關。未來當我們考慮藉由造林及撫育來增加森林碳吸存量的同時,必須將土壤碳庫的變化納入考量。
03. 和社地區木質構造建築室內溫濕度變化研究
  本處所轄之和社自然教育中心,以原木建築作為提供遊客住宿之屋舍,木材為多孔質材料應可降低房屋中溫濕度變化幅度,使人體感到舒適。但有關木材對於溫濕度影響之相關研究大多侷限於實驗室或實驗屋,本研究將自記式溫濕度記錄器設置於和社自然教育中心、辦公室等RC建築、原木屋、教學大樓、演講廳等林間原木屋室內及室外高度150公分處,每 5分鐘記錄一次,進行室內微環境長期監測並對其監測結果進行比較,試驗期間則不限制所有房舍之使用,以供後續探討人類活動對室內溫濕度環境變化的影響。本試驗目前收集分析之數據自2008年3月起共有春、夏、秋三個季節,其中以教學大樓及辦公室之使用率最高。研究結果顯示室內日平均溫度與室外日平均溫度之關係圖,呈正相關(r2=0.92),意即室內溫度會受室外溫度影響。室內外平均溫度分佈之高低為:演講廳>辦公室>教育中心>教學大樓>原木屋>室外。並顯示無論是木構造建築或是RC建築皆會因其外在環境(位置、受日照之方向等)及建築形式所引起之差異而影響室內溫度之變化。而大部份木屋溫度變動比都小於1,室內溫差變動幅度小於室外,表示木屋為較舒適之居住環境。和社之室外月平均相對濕度,皆高於所有室內相對濕度,而以辦公室及演講廳為最低。室內與室外日平均相對濕度呈現正相關(r2=0.71),顯示室內之相對濕度會隨室外相對濕度之增減而變化。但木屋室內相對濕度變化受室外相對濕度影響,不如室內溫度受室外溫度影響來得明顯。其中每日相對溼度變動比以演講廳及辦公室最為劇烈,推測演講廳是因為建築形式及方位不同而顯示出與其他木構造建築不同之結果。本研究除可明瞭不同建築材料及不同形式建築之溫濕度經時變化,亦可作為未來轄區內教育中心整修興建房舍之參考。
04. 塔塔加地區雲霧帶推移之研究
  本研究選定本處和社營林區塔塔加鞍部臺灣雲杉林內不同時期且面積大小不同的崩塌地做為研究地點,觀察臺灣雲杉在崩塌地的植物社會之組成及構造,與臺灣雲杉天然更新情形及演替之變化,了解並驗證臺灣雲杉孔隙更新之面積,或者有其他影響等因素。取研究區內3處崩塌地點及一恢復穩定之樣區作為對照,分別以GPS定出範圍並計算面積,崩塌地內各設置數個5 m × 5 m的連續小樣區,調查樣區內植物種類、株數、苗徑及苗高等資料。第一區為最新崩塌的區域,面積745.95 m2,其中設置20個小樣區,經調查以草本植物為主,尚未發現臺灣雲杉更新苗;第二區為稍早崩塌的區域,面積2222.66 m2,設置24個小樣區,除草本等植被外,已發現臺灣雲杉更新苗,頻度達木本植物之74%;第三區為更早崩塌的區域,面積僅264.53 m2,設置8個小樣區,因四周林木遮蔽致孔隙狹小,並未發現更新苗;第四區為崩塌後植群更新恢復穩定的區域,設置16個小樣區,面積400 m2,經調查除臺灣雲杉外,尚有玉山木薑子、華山松及鐵杉等數種林木。不同時期崩塌與崩塌後穩定之土壤樣體坡面皆為西北向,坡度在30〜450 之間,崩塌地之土壤上存在大小不一之石礫。在基本物理與化學性質方面,以最新崩塌之區域的土壤(第一區)表層砂粒含量最高,而黏粒含量則以崩塌後穩定之土壤(第四區)的底層較高。所有土壤樣體的pH值範圍在4.1〜4.9之間,以崩塌後穩定之土壤的表層最低,並有隨土壤深度增加而升高的趨勢。土壤有機碳含量則是以崩塌後穩定之土壤的表層最高(135 g/kg),推測原因為崩塌地經過更新後,植物可以較長時期穩定生長於該地,可累積較多有機物質。在不同土壤深度的陽離子交換容量 (CEC),則與土壤黏粒及有機碳含量的分布有所關聯。
05. 以MTSAT-1R衛星估算地面勢能蒸發散量之研究
  生態上,蒸發散與植物的生理息息相關;在水文收支上,則扮演著支出的角色,臺灣年蒸發散量約佔年降雨量的25%,然而蒸發散也具有調解區域性微氣象的功能,因此在水文研究領域上,經常被視為一個重要的水文機制予以探討。然因山區地形起伏甚劇,單一微氣象站估算蒸發散量恐難代表整個集水區,如何利用衛星影像進行勢能蒸發散量估算成為可被嘗試之方法。
中央氣象局自2008/3/17 00:30(UTC)提供HRIT格式2 bytes可見光波段資料後,即進行排程下載,下載率達100%;經本研究所撰寫程式分析,HRIT格式影像之地理位置偏移情形已較以往減少許多,僅4%影像屬於嚴重偏移。Otani輻射傳遞模式參數本土化分析顯示,原本估算到達地面之太陽輻射量低估34%,採用本土參數後,低估情形降低成12%;若採用本研究修正之Otani大氣透射模式計算,低估情形可更降低至7%。
06. 陳有蘭溪上游集水區溪流生態系水棲昆蟲生物多樣性
  近年來河川污染日漸越下,部分支流的的污染並逐漸由下游往上游擴張;而陳友蘭溪歷經多次風災,集水區內溪流多進行整治工程,溪流環境變化快速,卻無相關溪流動物生態研究隨之記錄。
本計劃於實驗林陳友蘭溪上游集水區域各溪流設置8樣站監測水棲昆蟲組成及水質;以水棲昆蟲群聚組成(物種及豐度)來監視溪流生態系統,探討物種組成與數量之時間與空間分布,紀錄群聚生態並作為溪流保護之參考。利用傳統群聚參數,可以簡單地描繪群聚變動,而近年來逐漸廣泛應用的排序技術 (Ordination techniques),提供對於群聚結構的多變質資料更佳的分析方法。同時利用理化指標之河川污染程度指標 (River pollution index, RPI) 及生物指標之 Hilsenhoff 科級生物指標 (Family-level biotic index, FBI)、EPT index 評估水質之變化。
依據第一、二季採集資料初步所得結果共計有8目32科46分類群;由單向變方分析 (One-way ANOVA) 之結果顯示,水棲昆蟲各單變質群聚參數在各樣站間以密度、優勢種比例、歧異度、FBI及 EPT index呈顯著差異;就整個研究區域而言,以四節蜉科 (Baetidae) 之 Baetis spp. 為優勢分類群。 
以 PRIMER 套裝程式進行多維空間尺度分析各樣站的水棲昆蟲群聚結構;在二維空間尺度分佈圖上顯示分為四大類群,第一群位於25、26林班(筆石溪、阿里不動溪)、第二群位於神木村(霍沙溪、出水溪)、第三群為沙里仙溪養鱒場上游樣站、第四群沙里仙溪養鱒場下游樣站。
07. 臺大實驗林轄區內臺灣原生樹種採種母樹資料庫之建立
  生態系林業經營為世界性趨勢也是國內目前林業之原則,日後造林目標將朝建構物種多樣性及區域性原生樹種為主;然目前不論公、私有林造林或社區綠美化,所選擇樹種不外乎台灣杉、台灣肖楠、台灣櫸、烏心石、台灣欒樹等少數原生樹種,甚至外來樹種如桃花心木、小葉欖仁等……到處充斥,這些少數幾種被造林及環境綠美化樹種種類與台灣原生的一千餘種木本樹木相較之下,在物種歧異度上顯然不足。除推廣不夠外,苗木來源當是根本問題。目前台大實驗林對轄區內採種母樹並無完整物候週期資料之建置,本研究調查臺大實驗林轄區內之臺灣原生樹種採種母樹,本年度調查結果共計有24科42種共60株母樹有結實現象,可提供日後採種之材料。母樹之各項資料及相片建置數位檔案後,可套疊至GIS圖層,並可以臺大實驗林管理處使用之Arc View軟體讀取,將所有母樹資料呈現於地圖上,以「母樹地圖」方式建立此資料庫。
08. 孔隙栽植苗木葉片氮與葉綠素含量之季節變化研究(續)
 

本研究擇溪頭營林區2林班132號柳杉人工造林地(68年生),去除竊植麻竹及蔓藤植物,分兩年於94及95年整地營造不同大小之孔隙,於其內栽植優良原生闊葉樹種6種,包括瓊楠、狹葉櫟、三斗石櫟、栓皮櫟、大葉釣樟、青剛櫟,混合成小型更新群,進行群狀栽植更新,第一年造林約1.8公頃,第二年造林約0.9公頃,合計面積約2.7公頃。沿不同等高線設立樣線,篩選11個不同冠層開闊度(canopy openness)樣點,其冠層開闊度分別為14.3、15.7、15.9、16.4、17.2、18.2、20.7、20.8、21.2、26.7、30.3%。於這11個樣點內設立微環境觀測站,設置各種微環境感測器,監測日平均光量、氣溫、土壤溫度及土壤水勢變化。本計畫繼續利用前期已設置之微環境觀測站,從2005年10月至2008年9月,監測微環境變化。
由瓊楠、狹葉櫟、三斗石櫟、栓皮櫟、大葉釣樟、青剛櫟,混合成小型更新群,進行群狀栽植更新,於造林失敗地內之孔隙經三年生長,其更新以獲得初步成功。瓊楠、狹葉櫟、三斗石櫟、栓皮櫟、大葉釣樟、青剛櫟栽植三年成活率依序為95%、81%、89%、64%、93%、95%,其中栓皮櫟最低,瓊楠、青剛櫟及大葉釣樟三個樹種較佳,將可供為孔隙更新作業之參考。微環境監測成果顯示,冠層開闊度與日平均光量間呈現出線性迴歸關係,其R2值可達0.93,表示冠層開闊度與月均光量兩者間具有甚佳相關性。以葉綠素計(SPAD 502)作為瓊楠、狹葉櫟、三斗石櫟、栓皮櫟、大葉釣樟及青剛櫟等六種樹種葉綠素監測,除栓皮櫟以外,其餘五個樹種顯示極高相關性,R2 分別為0.92、0.95、0.90、0.89、0.89。

09. 溪頭地區冬季夜行性螢火蟲棲地監測與成蟲發生估測之研究
  臺灣光復初期之林業政策,係以林木生產為經營目標,伐木跡地遂以營造人工純林為首要選擇;歷經多年來的開發與經營,使得位於北勢溪源頭的溪頭自然教育園區內呈現大面積的針葉樹人工林,其被覆面積已超過60%。在此區域進行的研究與長期觀測皆著重於林木,與較大型動物上。而螢火蟲的活動在此區域也始終的進行著。不過該區域螢火蟲相關資料與研究極少,而該區偶見冬季螢火蟲後,收集了國內冬季螢火蟲相關研究資料後,發覺相當缺乏;開啟了這項研究動機。
此次針對秋、冬季螢火蟲的種類與發生期的觀測調查,其中以鋸角雪螢為主,做分布區域做族群量調察,在溪頭的成蟲發生期連續2年觀察,共分5個樣區做觀測。並藉由氣溫、草溫、相對濕度及光度等氣象要素之監測紀錄,瞭解螢火蟲成蟲發生與氣象要素之相關性,並對生活史的培育觀察。最後蒐集園區內撫育作業資料,探討棲息地受現行經營措施之影響。
成蟲數量的野外估測,採穿越線調查法。樣區除苗圃這個樣區之外,植群在4個樣區優勢種為柳杉,棲地植被調查所得共有79種,姑婆芋、巴西水竹葉等十餘種為共通種。觀測所得冬季螢火蟲,其成蟲與幼蟲種類含無法確認種已達13種。調查與實驗室飼養,冬季優勢種螢火蟲─鋸角雪螢,對其基本的型態紀錄已完成基本紀錄與量測,包含成蟲體型長度、前胸背板寬度、卵徑、幼蟲期、幼蟲食性、成蟲期發生期、成蟲雄蟲與雌蟲存活時間、交尾狀況、產卵量。實驗室培養仍未知卵期的部份,目前只能以野外觀察來輔助推估卵期。
藉由研究所建立之技術與經驗,提供決策的參考,作為遊客觀察活動與體驗之素材;本研究之成果,並可作為園區遊憩的解說教材。
10.  樹木褐根病防治方法之研究
  自2002年至2008年於臺大實驗林轄區內進行林木病蟲害監測,其中以褐根病菌危害樹木最為嚴重,受害地區以信義鄉最為嚴重,其次為竹山鎮;受害植物共計18種,以金露花數量佔最多,臺灣櫸其次;其中臺大實驗林列管貴重木及南投縣政府列管珍貴老樹中,共有水里鄉印度黃檀、臘腸樹,信義鄉臺灣櫸、青剛櫟,及鹿谷鄉榕樹等五株受害死亡。本研究以臺灣針葉五木(臺灣杉、臺灣肖楠、香杉、臺灣紅檜及臺灣扁柏)之木材精油,對褐根病菌菌絲在馬鈴薯瓊脂培養基(Potato dextrose agar, PDA)平板上之生長抑制能力評估,當有效濃度為100 ppm時,臺灣紅檜、臺灣肖楠兩種精油可完全抑制褐根病菌之菌絲生長,臺灣杉、臺灣扁柏及香杉三種精油之抑制率皆達69%以上;當有效濃度在1000 ppm時,臺灣紅檜、臺灣肖楠、香杉三種供試精油可完全抑制褐根病菌之菌絲生長,臺灣杉及臺灣扁柏兩種精油之抑制率則皆達80%以上。
11. 評估臺灣杜鵑內生菌感染杜鵑科植物的能力及其效益
  杜鵑花隸屬於杜鵑花科杜鵑花屬,為全世界顯花植物中擁有相當大族群的一屬,由於其花色鮮艷、花期長又容易栽植,而被廣泛應用於造景及盆栽上。台灣地區杜鵑花之分布,遍佈全省,可說是從平地至近4000公尺的高山皆有其分布。根據曾彥學等(2003)對台灣野生杜鵑花資源介紹中指出,台灣原生杜鵑共列出15種,其中特有種11種,比例高達73%。雖然台灣有許多杜鵑屬特有種植物,但對台灣原生杜鵑之推廣仍闕如。本試驗得知臺灣杜鵑根系內所分離之內生菌,能和臺灣原生杜鵑(臺灣杜鵑、烏來杜鵑及西施花)及外來平戶杜鵑(粉白杜鵑及大紅杜鵑)形成良好共生,於根系皮層細胞亦出現菌絲圈之杜鵑類菌根特徵,因此,所分離之內生菌能與多數杜鵑科植物形成良好親合性。本試驗雖然得到健壯實生苗,但由於苗齡仍小,無法顯現出生長效益,因此在生長效益上仍無法立即得知,苗木生長仍繼續觀察,俟具體成效後,再行展現。
12. 臺大實驗林溪頭營林區森林地景與生態變遷之初步研究3/3
  本研究將透過對地景生態學(Landscape Ecology, 或稱景觀生態學)之瞭解與知識,探討臺大實驗林溪頭營林區轄區近年歷經多次之天然災害與人為擾動後,造成原有森林地景結構與功能上及兩者交互作用之變遷狀況進行初步研究。本研究中將使用福衛二號衛星多光譜影像資料與不同時期之航照圖,分析計算出轄區內地景嵌塊體之變化、結構與功能,並藉由生態調查資料嘗試解釋其變遷與生態內涵之相關及交互作用,作為未來森林集水區經營之參考。經過全年三年地景分析與生態調查資料研究結果顯示,伴隨受擾動地區之環境趨於穩定,溪頭地區地景單元之均勻度提高及多樣性趨緩,其生態資源之歧異度與物種多樣性有降低之趨勢。
 
13. 下坪自然教育園區遊客之遊憩體驗研究
  遊憩是指個人為追求愉悅和自我滿足而在休閒時間所從事的活動,個人在遊憩活動過程的體驗即是遊憩體驗,其影響因素包括:脫離、自然、學習及社會連結等動機因素,以及吸引力、中心性及自我表現等持續涉入因素。臺大實驗林有多處自然教育園區提供民眾遊憩服務,對遊憩體驗的研究有助於瞭解影響民眾遊憩動機的因素,而可做為自然教育園區經營規劃之參考。
下坪自然教育園區2002年配合政府「全國植物園系統與經營計畫」之推動,以本土植物資源基礎研究、本土瀕危植物資源遷地保育、提供完整自然教育體系、提供具地區特色的生態旅遊等為其經營目標。本計畫以驗證因素分析(Confirmatory factor analysis)驗證下坪自然教育園區遊客的遊憩體驗與動機(Motivation)及持續涉入(Enduring involvement)兩大項因素間的關係,更圖理解自然及學習兩項動機因素與遊憩體驗的關係,以提供下坪然教育園區經營之參考。
14. 淡黃木層孔菌(Phellinus gilvus)分子標誌建立
  樣區位於本處6林班範圍內,面積約8公頃,長尾柯為樣區內最優勢之殼斗科樹木,另調查到校櫟、錐果櫟、鬼櫟等樹種。樣區內之林木,調查發現已長有淡黃木層孔菌子實體的殼斗科樹木19棵,即以其當作感染之判定標準。遭感染之樹木皆為長尾柯,該19株樹的菌種培養中。
15. 溪頭地區柳杉疏伐林與未疏伐林之林地養分動態 (1/2)
  早期林業經營以木材生產為主,大面積的單純林建造,對環境衝擊極大,近年來林務單位提倡森林生態系經營,其目標之一,即為營造複層林及混合林,提高生物歧異度,創造更適合野生動物棲息之環境。此外,為使造林木能形成無節之良材,提高林分品質,必須靠修枝、疏伐等撫育工作,因此適度疏伐為林業經營上重要的撫育之一。
森林生態系探討的兩大主題,包括養分循環與能量傳遞。近年來環保意識高漲,各項森林作業屢屢受到質疑,阻擾森林撫育作業的正常進行,造成林分生長遲滯,林地生產力降低之普遍現象。雖然已有大面積疏伐作業對環境影響的監測正在進行中(林業試驗所主導的人倫地區疏伐試驗),對於森林遊樂區內的疏伐作業,則幾無數據可供參考。
疏伐為目前人工林最重要,卻最受環保團體爭議的森林撫育作業,因此,本試驗於溪頭營林區3林班60-4號柳杉塊狀疏伐地樣區,架設地表水與土壤溶液之裝置。在疏伐區與未疏伐區樣區內分別埋設3支土壤水取樣杯(Soil water sampling, Soilmoisture Equip. USA. #1990),每組分成3種土壤深度(15 cm、45 cm、60 cm),共計18支土壤水採樣器,約經一個月後,等土壤恢復原狀後,再開始抽取土壤溶液。以馬達抽氣機,將土壤水取樣陶杯內抽至70%以上真空,維持管內真空度,經3-4小時後吸取陶杯內之水。抽取之土壤溶液收集在乾淨的塑膠瓶中,置於冰桶中攜回實驗室,測量其pH值,並以0.45 ㎛濾紙過濾後,保存在4℃,以離子層析儀測定土壤溶液中陰、陽離子分析。疏伐區與未疏伐區各選3處,每處埋設3支,共計18支土壤水取樣器;在疏伐區與未疏伐區依地形劃定地表水收集區,以寬25 cm後0.4 cm之黑色塑膠布,將地表水引導集中在收集水瓶中,每次降雨時收集的地表水,以離子層析儀測定水質陰、陽離子以及酸鹼值、懸浮值。進行連續一年以上之土壤溶液分析、林地降雨後地表水分析及疏伐與未疏伐試驗樣區土壤無機態氮分析(每三個月採樣一次,每次每區取3重複)結果監測,探討疏伐對林地養分動態之影響(包含水質)為本研究之主要目的,試驗結果可供林業經營撫育之參考。
16. 國產竹材活性碳製備條件與孔隙大小相關性之研究
  孟宗竹(Phyllostachys makinoi Hayata)及莿竹(Bambusa stenostachya Hackel)之上、中、下桿製成20-40 mesh粒片,經550℃進行炭化程序,然後再分別以700、750及800℃之水蒸汽活化,製成活性碳,藉以探討不同竹材部位、活化溫度對活性碳收率、BET比表面積、孔隙比表面積、孔體積之影響。所得結果得知:(1)兩種竹材製成之活性碳收率約27%以上,其與竹桿部位沒有顯著相關性,但隨活化溫度的上升而下降,且呈顯著差異。(2)竹材試料經炭化及活化後之平均孔徑(脫附)介於1.8~2.1 nm之間,就藍牟爾(Langmuir)吸附曲線屬於Type Ⅰ型,具有微孔之特徵,所得微孔量以活化者較炭化者為高。(3)就竹活性碳而言,相同部位不同溫度之BET比表面積,孟宗竹介於489.05~983.56之間、莿竹介於369.87~764.36之間,較商業化者為高。(4)針對竹材相同部位而不同溫度所得之BET進行Pearson相關檢定,其結果顯示孟宗竹在不同溫度下之BET的γ值為0.882,莿竹對BET的γ值為0.892,兩種竹材皆為高度正相關,亦即溫度越高,BET亦越高,因此BET比表面積與炭化、活化溫度呈顯著關係。(5)相同溫度不同部位所得之BET值進行Pearson相關檢定,其結果顯示孟宗竹在不同部位下之BET的γ值為-0.036,莿竹之BET的γ值為0.032兩種竹材皆為負相關,亦即BET比表面積與竹材取材部位並無顯著關係。(6)孟宗竹與莿竹所製得活性碳,兩者間之比表面積、孔體積、平均孔徑皆沒有顯著差異。
17. 臺灣土肉桂種源庫之設置 (1/3)
  為了評估臺灣固有樹種-土肉桂(Cinnamomum osmophloeum Kaneh.)葉部精油特性,本試驗乃萃取二十種地理品系土肉桂葉部精油,鑑定其成分,並比較不同地理品系土肉桂精油收率與化學組成分之差異。在二十種地理品系土肉桂葉部精油收率方面,以南投蓮花池S1和LL地理品系的精油收率最高(2.82%和2.81%),而福山25-12和南投蓮花池P3地理品系的精油收率則是最低(0.02%)。各地理品系土肉桂葉部精油經氣相層析-質譜儀分析鑑定與群團分析後,依組成分種類與其相對含量可分為五種化學品系:桂皮醛型、枷羅木醇型、樟腦型、桂皮醛-桂皮乙酸酯型與混合型。此結果可供未來建立土肉桂種源庫或選育優良品系土肉桂之參考。
18. 塔塔加地區草原與鐵杉林入滲之研究
  以往已經在塔塔加地區進行了降水的觀測研究,對於截流方面也有一些初步的成果,但其他水文方面的相關研究尚未進行,因此希望藉由本計畫的入滲試驗及土壤水分變動觀測,再次開始在塔塔加地區進行水文研究,以了解塔塔加地區的水文收支情形,以及瞭解水文對於植群及生態的影響。
本年度是選擇在塔塔加地區不同地被的草原與鐵杉林進行土壤調查及野外現地的入滲試驗。依據蔣先覺等1992年在塔塔加遊客中心旁挖取之土壤樣點,土壤之理化性質為中質地之黏質壤土,pH質介於4.6-5.1之間,屬強酸性土壤。有機物含量約在1-11%。野外的入滲試驗選用美國Soil Measurement Systems公司製造之土壤張力滲透計(Tension Infiltrometer),圓盤直徑20公分。
19. 97年度臺大實驗林長期試驗地調查計畫
  本年度執行對高岳營林區28林班17號造林地「金剛鑽柳杉生長量試驗」、12號造林地「開農台柳杉生長量試驗(I)」、23號造林地「丸山下柳杉生長量試驗」、和社營林區27林班78-1號造林地「青剛櫟培養塊菇接種試驗」、溪頭營林區3林班116號造林地「3000株柳杉林分構成狀態試驗」、「4500株柳杉林分構成狀態試驗」及清水溝營林區7林班10號造林地「東埔蚋寮柚木生長量試驗」、8林班78-2號造林地「黑板樹生長量試驗」等8處之生長資料調查,並進行每木GPS定位測量、資料建置及試驗分析。
 




96年度本處之研究計畫 :


一、 陳有蘭溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
96  臺大實驗林契約林經營問題之探討-以信義鄉和社營林區為例  鄭欽龍、李正和、陳重銘、吳宜穗
 台灣櫸造林地林分土壤呼吸量監測(2/2)  王亞男、顏江河、蕭文偉、陳潔音、吳宜穗
 闊葉林地上部碳吸存量估算之研究  王亞男、詹明勳、許崑衍、陳和田
 沙里仙溪水棲昆蟲群聚生態、功能組成及生物指標之研究  王亞男、楊平世、田佩玲
二、 北勢溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
96  溪頭自然教育園區遊客之遊憩體驗研究  鄭欽龍、陳重銘、林麗貞
 巒大杉人工林林下植群生態之研究  許炳修、李金玲、黃憶汝、沈介文、呂德霖、吳俊奇
 孔隙栽植苗木葉片氮與葉綠素含量之季節變化研究  郭幸榮、關秉宗、劉興旺、沈介文、高國華
 台灣杜鵑內生菌之功能(I)- 探討腐生能力  王亞男、李明仁、林瑞進、黃憶汝、林麗貞、李怡真
 溪頭人工柳杉林二氧化碳固定效益之研究  王亞男、詹明勳、余瑞珠、沈育霖、杜大治
 溪頭地區冬季螢火蟲棲地監測與成蟲發生估測之研究  魏聰輝、張榮德、鍾立展
 台大實驗林所屬茶園土壤中磷的特性與分佈  王亞男、王明光、白創文
 台灣杜鵑林枯落物動態  鹿兒陽、朱珮綺、吳宜穗、彭靖媛
 溪頭銀杏林健康監測及防治方法之研究  鄧偉雄、蕭文偉、陳潔音、陳重銘
 柳杉人工造林地林下闊葉樹動態研究  吳宜穗、陳潔音、沈介文、翁世豪、游啟皓、李金玲
 溪頭134號台灣杉長期試驗地林分生長枯死及空間結構動態之研究  王亞男、詹明勳、陳德仁、劉素玲、許崑衍
 北勢溪流域木質構造建築室內溫濕度變化研究  賴彥任、賴靖融、曾郁珊
大學坑伏流水機制之研究(二) 賴彥任、張振生、魏聰輝、劉  維
 北勢溪集水區環境生態變遷之研究(三)  魏聰輝、張振生、賴彥任、衛強、陳信雄
溪頭地區大學坑土砂生產特性的調查與研究(二) 魏聰輝、張振生、賴彥任、衛強、陳信雄
 臺大實驗林溪頭營林區森林地景與生態變遷之初步研究2/3  衛強、李金玲、廖煥彰、田佩玲、黃憶汝、曾郁珊、沈介文、賴靖融、吳俊奇、張榮德





96年本處研究計畫成果摘要:



01. 台大實驗林契約林經營問題之探討-以信義鄉和社 營林區為例
  本研究藉由統計契約林地台帳資料與抽樣問卷調查,以瞭解台大實驗林和社營林 區契約林地之經營問題。研究結果發現和社營林區契約林地雖佔各林班之比例較實驗林其他營林區低,但契約林地未續約筆數及 地上物之種類 複雜度大於其他營林區。此外,本研究抽樣246位承租人,總計回卷124份,回卷率50.4%。回卷顯示受訪承租人以男性為主,年齡 為40歲至49歲 ,教育程度為國小及以下,家庭月收入為2萬元以下,職業以農業居多。原始契約人僅佔少數,且預期繼續持有林地生產林木的比 例極低。然而 卻有高達85.5%的受訪者不願意讓政府補償收回林地。
02. 台灣櫸造林地林分土壤呼吸量監測(2/2)
  於內茅埔臺灣櫸造林地以開放式連續抽氣法進行土壤呼吸試驗,包括保留枯枝落 葉及去除枯枝落葉兩種處理。試驗自2006年5月至2007年10月止,結果顯示臺灣櫸人工林土壤呼吸因季節不同而異,土壤呼吸量範 圍從16.42~ 208.21 CO2 kg ha-1 day-1 (去除枯枝落葉) 及11.28~403.86 CO2 kg ha-1 day-1 ( 保留枯枝落葉),土壤呼吸尤以夏季更為明顯,與土壤溫度有顯著正相關;而保留枯枝落葉處理土壤呼吸皆大於去除枯枝落葉處理 。土壤呼吸在 季節變化上皆與溫度呈相同趨勢,但土壤呼吸於日變化上不顯著。土壤呼吸與土壤含水率呈正相關,但相關性較小,顯示土壤呼 吸受溫度的影 響較大。未來實驗方向可朝土壤呼吸與土壤微生物量的關係方面著手。
03. 闊葉林地上部碳吸存量估算之研究
  樟樹神木闊葉保護林為典型之亞熱帶與暖溫帶常綠闊葉林,林分結構分為3層,24 m以上突出冠層之樹種以計有5種,24 m以下11 m以上主冠層之樹種計有32種,另外11 m以下之底冠層樹種計有13種,合計50種。 各冠層樹種間 生長速率差異不顯著,主要與取樣樹種株數重複不夠有關,另外各冠層間木材密度差異不顯著。各樹種碳重量百分比變異較大 43.4-47.3%。
地上部生物量估算由9個樣區應用4種AGB模式估算,第2種估算模式與另外3種模式估算值相關性最低,採3種相關性高之模式估算 值加以平均2002年為17.8 M kg ha-1,2007年為20.3 M kg ha-1,5年間平均每年AGB增加量為0.44 M kg ha- 1。碳量估算2002年為7.52 M kg ha-1,2007年為12.64 M kg ha-1,5年間平均每年AGB增加量為 0.18 M kg ha-1
04. 沙里仙溪水棲昆蟲群聚結構、功能組成及生物指標 之研究
  於沙里仙溪設置5個採樣站,自 2007年 3 月至 2007 年 9 月進行3次採樣,所得 結果計有9目34科84分類群。各樣站計算水棲昆蟲群聚參數,以瞭解群聚之變動;並應用多維空間尺度 (Multi-dimensional scaling, MDS) 分 析群聚結構在時間及空間上的變異,及與環境因子間之關係。同時利用Hilsenhoff科級生物指標 (Family-level biotic index, FBI) 評估水 質之變化。各樣站並同時調查環境因子的變動 (水溫、溶氧量、電導度、酸鹼值、濁度、氨氮、硬度、總鹼度、溪流量、遮蔽度 、懸浮固體值 、硝酸鹽及磷酸鹽)。由單向變方分析 (One-way ANOVA) 之結果顯示,水棲昆蟲以分類群豐度、密度、均勻度及歧異度皆呈顯著 差異;FBI水質 在樣站間為顯著差異;群聚參數與環境因子相關性中,以分類群豐度及歧異度與水溫、氨氮、總鹼度、硝酸鹽、遮蔽度等參數為 顯著相關 (p<0.01、p<0.05),多變質方法以MDS 處理,顯示 氨氮、硝酸鹽、遮蔽度三個環境參數組合之排序圖與群聚排序圖具最高 之相似性 (ρw = 0.494);以群聚資料檢視各樣站間樣本群聚相似度,MDS分佈圖顯現第 1、2及3 站與第4、5站之群聚呈現顯 著分離之兩群組 。
05. 溪頭自然教育園區遊客之遊憩體驗研究
  本研究旨在探討溪頭自然教育園區遊客的遊憩體驗的構成及影響因素。本文首先 參考國內外相關文獻建立遊憩體驗的理論模型,並以此設計遊客訪談問卷,問卷內容主要分為:遊憩動機、持續涉入行為及受訪 人社經背景三 大問項。然後,依據問卷調查資料,利用結構方程模式以驗證因素分析方法 (Confirmatory factor analysis) 驗證溪頭自然教 育園區遊客的 遊憩體驗與其遊憩動機及持續涉入兩大項因素之關係。
本研究於2007年10月分別在溪頭自然教育園區之遊客導覽中心、大學池、空中走 廊及神木等主要遊憩地點進行遊客面訪。在非假日及假日分別蒐集174及1013份有效問卷,共計有效問卷1187份。分析結果顯示: 遊憩體驗理論 模型的整體配適程度良好,表示(1) 脫離、(2) 自然、(3) 學習及(4) 社會連結等遊憩動機為構成及影響遊憩體驗之直接因素, 而持續涉入為 遊憩動機的構成因素,並為遊憩體驗的間接影響因素。
本研究顯示,溪頭自然教育園區在自然及學習此二構成遊憩體驗的動機因素上具 有其他地方所無的特色,故滿足遊客在自然及學習方面的遊憩動機可設為溪頭自然教育園區經營規劃之重點。
06. 巒大杉人工林林下植群恢復之研究
  本研討選定臺大實驗林管理處水里營林區16林班之坪林203號巒大杉造林地 (3.98 ha) (未進行疏伐及69-1號巒大杉造林地 (於94年進行疏伐作業) 做為研究地點,進行林下植被調查,以了解人工林經疏伐處理與 否,是否會造 成林下植物恢復之差異,進而了解其與人工林生育地之相關性。於研究地區共設置8個10 m × 30 m的樣區,共紀錄55科89屬114種 。調查木本 ( 地徑≥1 cm) 植株總數為1044株。將69-1號與203號的林下植被調查結果與16林班全區做一比較,發現這兩區之前二種優勢樹種雖 相同,然經疏 伐處理的69-1造林地內之前伴生優勢物種已有變化。蕨類商數分析結果,全區值為3.29;203號造林地為2.85;69-1號造林地為 3.85。經疏伐處 理的69-1號林地之各月份冠層開放度普遍低於未經疏伐處理的203號造林地,如下表。

本研究8個樣區之冠層開放度百分比
日期 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8
96.02.15 12.73 12.90 12.43 14.18 12.43 12.08    
96.03.16 10.88 11.88 12.03 15.38 12.48 11.08    
96.04.17 11.45 12.56 11.52 12.75 12.53 11.22    
96.05.16 11.35 11.38 10.35 13.1 12.32 11.08    
96.06.23 11.01 10.85 10.34 13.11 12.31 10.55 10.29 11.40
96.07.18 10.52 12.17 10.85 12.57 12.04 10.57 11.20 10.81
96.08.30
(受直射光影響)
11.52 15.71 12.56 12.75 10.79 14.45 13.20 12.90
96.09.23
(受直射光影響)
15.81 18.42 15.7 18.9 17.57 14.37 12.41 13.38
96.10.18
(柯羅莎颱風後)
11.59 12.95 11.85 12.9 14.35 11.94 12.92 13.27
07. 孔隙栽植苗木葉片氮與葉綠素含量之季節變化研究
  本研究於孔隙栽植三年後,從微環境監測結果得知,冠層開闊度與日平均光量間呈現出線性迴歸關係,兩者間具有甚佳相關性,其R2值可達0.93。於造林失敗地內之孔隙以瓊楠、狹葉櫟、三斗石櫟、栓皮櫟、大葉釣樟、青剛櫟等六個樹種,混合成小型更新群進行群狀栽植更新,經三年生長,其更新已獲得初步成功。其中栓皮櫟最低僅64%,瓊楠、青剛櫟及大葉釣樟三個樹種較佳,分別為95%、95%、93%,將可供為孔隙更新作業之參考。
以葉綠素計 (SPAD 502) 作為該六種樹種葉綠素監測儀器,於96年11月取樣分析之廻歸分析結果顯示,栓皮櫟的葉綠素濃度與葉綠素計讀值間的廻歸關係較低,其R2值僅為0.59,其餘五個樹種顯示極高相關性,R2 分別為0.92、0.95、0.90、0.89、0.89。
08. 台灣杜鵑內生菌腐生能力之探討
  不同的菌根菌具有不同的效益,而杜鵑類菌根菌在加速有機質分解的能力已被證 實。本研究目的是要探討台灣杜鵑所分離出的內生菌之腐生能力;首先,測試此內生菌是否會分泌胞外氧化酵素,緊接測試酵素 種類,於確定 菌株能分泌酵素之後,利用市售水苔及原生育地O層有機質來分析這些內生菌之腐生能力。雖然利用單寧酸培養基測試時,得知 Rf9、Rf28、 Rf32等菌株有分泌細胞外氧化酵素的反應,僅有Rf-3無反應;但進一步試驗酵素種類時,得知全部菌株都有分泌過氧化酵素的反 應;在測試漆 氧化酵素部份,在利用剛果紅PDA培養基測試時,得知Rf28、Rf32、Rf-3等菌株有分泌漆氧化酵素的反應;在測試酪胺酸酵素部份 ,得知Rf9、 Rf28、Rf32、Rf-3等菌株有分泌酪胺酸酵素的反應。
根據腐生能力試驗結果,在原生育地O層有機質質中,以Rf28-1及Rf32菌株在有機質 的損失率達到最高,其值高達10%;其他菌株之有機質損失率也都有6%以上的水準。以上菌株之酵素測試及腐生能力試驗,各分離 之菌株都具有 相當優勢的能力來分解,因有這些菌株的共生,也使得共生植物能在各種逆境中生存。台灣杜鵑為台灣特有種,能在石楠原之生 育地中存活一 定有其特殊機制,根據本研究得知此分離之內生菌能降解原生育地的有機質,提供寄主植物所需養分,進而使寄主成為該生育地 之優勢種。
09. 溪頭人工柳杉林二氧化碳固定效益之研究
 
a. 光合作用日平均變化
  由試驗結果可看出光合作用速率陽葉和陰葉在11時達最大值,而在8至10時及13時陰葉光合作用速率略大於陽葉。
b. 蒸散作用日平均變化
  蒸散作用變化之總平均值為0.17 mmol/m2/s。由結果中可以發現蒸散作用速率在10時及13時有兩個低點,最高值出現在11時,陽葉和陰葉有相近的趨勢。
c. 溪頭地區人工柳杉林固定CO2效益
  估計整株柳杉光合作用固定量,如下表,計算柳杉之總枝條數約為1092,平均每一小枝條之葉片數約為12片,推算全株葉面積約為25.07 m2,而一天9小時,CO2固定量約為1.43mol/m2/day
10. 臺大實驗林轄區雨量站網設計之研究- 1/2
  本研究於溪頭自然教育園區內進行。調查冬季螢火蟲的出現種類,深入了解溪頭地區冬螢的資源,冬季螢火蟲生態棲息地在受現人為行除草撫育與苗圃經營措施下與天然災害下的變化,並經由氣候監控,包含溫度、雨量、溼度及光度來估測螢火蟲成蟲發生的情形,生活史方面以鋸角雪螢為主要觀察對象,為期兩年所得資料將做為生物多樣性復育及在經營策略上做參考,並可提供冬季遊客至溪頭自然教育園區遊憩活動中做為體驗的選項。

發現螢火蟲成蟲之種、蟲別及成蟲發生期
種 類 發現蟲別 發生期
螢科 Lampyridae
 弩螢亞科 Ototretinae    
  垂鬚螢屬 Stenocladius Deyrolle et Fairmaire, 1879    
    雙色垂鬚螢 Stenocladius bicoloripes Pic,1918 成蟲♂、幼蟲 10~11月
 熠螢亞科 Luciolinae    
  熠螢屬 Luciola Laporte, 1833    
    端黑螢 Luciola gorhami Ritsema, 1883 成蟲♂、幼蟲 10月
  脈翅螢屬 Luciolinae    
    梭德氏脈翅螢 成蟲♂、幼蟲  
 螢亞科 Lampyrinae Motschulsky 1850    
  扁螢屬 Lamprigera Motschulsky, 1853    
    雲南扁螢 Lamprigera yunnana (Fairmaire, 1897) 成蟲♂♀ 11月
  窗螢屬 Pyrocoelia    
    山窗螢 Pyrocoelia praetexta (Olivier, 1911) 成蟲♂幼蟲 10月
    紅胸窗螢 Pyrocoelia formosana (Olivier, 1911) 幼蟲 10月
  短角窗螢屬 Diaphanes Motschulsky, 1853    
    橙螢 Diaphanes citrinus Olivier, 1911 成蟲♂ 10月
    雪螢 Diaphanes niveus Jeng et Lai, 2001 成蟲♂ 11月
    鋸角雪螢 Diaphanes mpyroides (Olivier, 1891) 成蟲♂♀、幼蟲 11月~1月
    神木螢 Diaphanes mubilus Jeng et Lai, 2001 成蟲♂ 2月
  鋸角螢屬 Lucidina Gorham, 1883    
    北方鋸角螢 Lucidina biplagiata(Motschulsky,1866) 幼蟲 10月
11. 台大實驗林所屬茶園土壤中磷的特性與分佈
  本研究選擇台大實驗林鳳凰自然教育園區所屬茶園,以連續化學抽出法與磷-三十一核磁共振光譜儀 (31P-NMR) 研究土壤中磷之組成、含量及其在不同深度的分佈情形,由化學連續抽出法所得到不同茶區表層土壤中的不同型態磷的含量可以看出,在該區表層土壤中的磷的劃分 (Fractionation) 是以碳酸氫鈉與氫氧化鈉可抽出的有機型態的磷為主,其可能與表層土壤有機物含量較高有關。31P-NMR的分析結果顯示,三個茶區的土壤中皆以正磷酸鹽單酯磷 (Orthophosphate monoester-P)、正磷酸鹽雙酯磷 (Orthophosphate diester-P) 為主。雖然在化學抽出的過程中磷的組成可能發生水解反應,加上在核磁共振的分析中會產生輕微的系統誤差,一般而言,化學連續抽出法與31P-NMR所估算的結果相近。本計劃初步瞭解不同茶樹種類土壤中磷物種之特性與分布,期作為本處日後在茶園經營與管理上的參考。
12. 台灣杜鵑林枯落物動態
  本研究在溪頭營林區之鳳凰山系及杉林溪森林遊樂區內燕奄之台灣杜鵑林進行枯落物的收集與分析,目前已完成4~7月份的枯落物分類,主要區分為落葉、枝條、苞片、杜鵑花、杜鵑果、其他繁殖體與其他,兩區均以落葉為最主要組成,僅杉林溪在6月份以枝條為最主要組成,落葉次之。落葉組成又依樹種進一步區分,在鳳凰山之樹種主要區分為臺灣杜鵑、薯豆、長尾柯、紅楠、大頭茶及其他葉,杉林溪則主要區分為臺灣杜鵑、薯豆、錐果櫟、長尾柯、木荷及其他葉;4~7月落葉量最多者,在鳳凰山為大頭茶(4、5月份)與台灣杜鵑(6、7月份),杉林溪則為錐果櫟(4月份)與長尾柯(5、6月份)、木荷(7月份)。
13. 溪頭銀杏林健康監測及防治方法之研究
  溪頭自然教育園區銀杏林 (Ginkgo biloba L.) 植株樹勢呈現衰弱,經2003年12月調查共計105株,2006年3月調查銀杏林有38株健康、34株罹病嚴重、20株罹病輕微、3株死亡,2007年3月調查銀杏林35株健康、34株罹病嚴重、21株罹病輕微、15株死亡倒伏,同年10月調查31株健康、33株罹病嚴重、24株罹病輕微、17株死亡倒伏死亡株數增至17株,造成樹幹空洞木材腐朽菌經鑑定有血紅密孔菌 (Pycnoporus sanguineus (L. ex Fr.) Murr.) 及木耳 (Auricularia auricular),藥劑試驗結果以銅快得寧對兩種木材腐朽菌具有初步抑制效果;樹木主幹及根基部有多處腫瘤主幹上發現癌腫病,腫瘤直徑大小可達1-9公分,主要發生於根冠、樹幹。由腫瘤處分離所得之細菌在PDA培養基上形成黏濕,圓形具亮光,不透明的白色菌落,為革蘭氏陰性,好氣性,具有1-6根週生鞭毛的桿狀細菌。該細菌以Biolog GN Microplate鑑定結果與Agrobacterium tumefaciens相似。該細菌接種於胡蘿蔔肉質根切塊上,經4-5天後於形成層處形成淡綠色癒合組織狀之腫大。根據上述試驗結果顯示造成銀杏癌腫病之病原菌為Agrobacterium tumefaciens,藥劑試驗結果以嘉賜銅及streptomycin具有初步抑制效果。
14. 柳杉人工造林地林下闊葉樹動態研究
  本研究目標在於瞭解將此種退化或是破碎之人工林復育為當地原生闊葉林的過程,選定國立臺灣大學實驗林和社營林區25林班60-4號造林地進行柳杉人工造林地內闊葉樹種動態研究,藉由人工林內發生稚樹之調查,瞭解當地原生闊葉樹種子在人工林分內之現生狀況,以期獲知該地經過35年之變化過程。另依據柳杉林分發展序列及其特徵,選擇演替後期有機會維持優勢之樟科植物—紅楠作為目標樹種,觀察其分佈位置。
研究區內闊葉樹均為天然下種所成,目前共記錄到25科50種木本植物,以江某數量最多,牛奶榕次之;樟科植物以長葉木薑子最多,紅楠次之,調查結果亦顯示試驗區內有殼斗科樹種出現,以大葉校力居多。以種類而言,樟科植物最多,計有10種,殼斗科植物亦出現3種。初步從各樣區出現物種果實型態統計,顯示鳥類傳播方式,可能在研究區內對物種散佈距離,具有相當大的影響性。
一般而言,越靠近種源區且為小稜線或地形坡度較平緩處,物種數會有增多情形,在小尺度時,地形效應是影響分佈較顯著的因子(陳益明,2002)。觀察結果紅楠之分佈無顯著之聚集,也非全出現於空隙地中,應受地形影響較巨。對於森林植群的建立與動態,樹木的分佈距離受種子傳播距離的限制(Foster and Tilman 2003),以地域性而言,種子的種類和密度隨著距離的增加而減少,直至無法到達(Devlaeminck et al. 2005);比較四樣區中的紅楠分佈,以最靠近可能種源之P區出現數量最多,Q區次之,顯示應有距離之效應存在。
比較四樣區中的植群調查結果,以最靠近可能種源之P區出現數量最多,物種數也最多,多樣性指數計算結果也以P區多樣性最高,顯示距離之效應,因此,保存周邊天然林內母樹,對柳杉林內植物組成恢復過程,應具有正面之影響。
15. 溪頭134號台灣杉長期試驗地空間結構動態之研究
  臺灣杉人工林之初期生長快速,在栽植後20年生左右,其胸徑年生長量平均達1.13公分,樹高年生長量平均達0.85公尺,然因林分鬱閉生長漸趨緩慢,胸徑年生長量平均僅0.4公分。後因風災林分孔隙形成,胸徑年生長量平均又達1.2公分,平均單株材積達0.12立方公尺。由溪頭之臺灣杉生長量試驗地調查資料顯示,臺灣杉於50年生時仍維持極佳之生長,70年生時枯死率僅1.1%,因此可屬長輪伐期之樹種。臺灣杉若實施強度疏伐則可維持較高之生長率,因此疏伐過之林分將比未疏伐之林分具有較長之輪伐期,且可提高直徑之加速生長,進而增加材積生長量。本試驗地自1960年設立至今年以來,陸續調查計11次,資料經整理如下表所示。

溪頭134號台灣杉試驗地調查資料
調查
年度
株數
(株)
枯死率
(%)
平均胸徑(cm) 平均樹高
(m)
平均單株材積
(m3)
林分材積(m3) 形數
1960 212   26.4 18.4 0.4859 103.0181 0.480
1969 190 10.0 34.8 24.8 1.1319 215.0578 0.477
1971 181 4.7 36.3 26.6 1.3632 246.7464 0.493
1973 172 5.0 37.9 27.5 1.5393 264.7668 0.493
1979 169 1.7 42.4 27.8 1.9413 328.0750 0.493
1983 167 1.0 40.2 28.1 1.7782 296.9570 0.493
1988 90 46.0 48.6 28.5 2.6058 234.5200 0.493
1993 83 7.7 51.4 29.0 2.7074 224.7223 0.450
2000 91   56.1 34.6 3.8558 350.8793 0.450
2004 88 3.3 56.5 34.3 3.9057 343.7052 0.450
2007 87 1.0 58.0 29.1 3.4981 304.3321 0.450
16. 北勢溪流域木質構造建築室內溫濕度變化研究
  本處所轄之溪頭自然教育中心及鳳凰自然教育中心,以原木及竹建築作為提供遊客住宿之屋舍,木材為多孔質材料應可降低房屋中溫濕度變化幅度,使人體感到舒適。但有關木材對於溫濕度影響之相關研究大多侷限於實驗室或實驗屋,本研究利用自記式溫濕度記錄器對溪頭自然教育中心及鳳凰自然教育中心之有人使用RC建築、林間原木屋及竹屋進行室內微環境長期監測。結果顯示日均溫為RC原木屋及竹屋室內溫度介於RC建築及室外溫度之間。室內與室內外溫度變化為正相關,表示室內溫度會隨室外溫度之增減而變動。溪頭區RC建築及竹建築每日溫度變動比高於原木屋。日均溼度則以室外為最高其次為RC建築、原木屋及竹屋。溪頭區之室內外溼度變化相關性低,鳳凰則呈正相關。溪頭竹屋及RC建築每日溼度變動比高於原木屋。鳳凰RC建築每日濕度變動比高於木屋。本研究除可明瞭不同建築材料之溫濕度經時變化,亦可作為未來森林遊樂區整修興建房舍之參考。
17. 大學坑伏流水機制之研究(二)
  民國90年7月30日桃芝颱風侵襲台灣,使溪頭大學坑有大量的土砂隨著土石流往下游帶動,造成救國團活動中心相當的災害,此外在其上游仍有許多土石堆積,此崩積層之地表及地中水流動,常見豐水時期可見地表水沿主河道往下流流出,然而水量隨著時間迅速消減,最後則隱沒入地表之下,以伏流水型態持續往下游流動,此種流動現象與本區之土石流發生機制,甚者與生態環境關係密切。本研究藉由長期氣象蒐集、水位觀測、改善水檢層試驗方法以簡化觀測孔食鹽水檢層試驗等方式,以瞭解大學坑伏流水流動機制。
綜合目前研究進度與資料分析,大學坑應有豐沛之伏流水量,由4孔水位資料初步分析顯示,大學坑堆積區暴雨期間,水位最高可達1 m,枯水期降低至30 m,落差極大,且伏流水流動特性並非均質,受土石流動堆積層次影響甚深。另藉由大學坑所進行之8次食鹽檢層試驗,推算之流速在0~51.2 (cm/day) 之間;D1孔流速相較於其他孔位為最慢,在0~6.05 (cm/day) 之間;D11孔流速相較於其他孔位為最快,在41.2~51.2 (cm/day) 之間;D2之流速於高低水位所觀測之流速接近,在21.4~21.8 (cm/day) 之間。雖利用前人之模式可推算孔內觀測範圍之流速,未來仍須利用孔內微流速計驗證食鹽水檢層試驗與修正係數確定。再者,因安全因素,然仍未能於暴雨期間進行現場試驗,未來可考慮以孔內微流速計進行長期紀錄,或能填補此部分伏流特性。
18. 北勢溪集水區環境生態變遷之研究(三)
 
(一) 資料蒐集與建檔:每月均前往試驗地蒐集資料,隨即分別以電子試算表軟體(Microsoft Excel 2003)及資料庫軟體(Microsoft Access 2003)建立於資料庫系統。目前已蒐集、建檔至2007年4月30日。
(二) 缺測資料補遺:溪頭崩塌地生態復育試驗區氣象站之資料處理記錄器(CR10 Data-logger, Campbell Scientific Inc., Logan, Utah , USA ),於2005/12/24~2006/1/24、2006/6/23~2006/9/18故障;另於2006/11/29~2006/12/8、2007/1/6~2007/1/11、2007/2/10~2007/2/14電力系統故障,因此導致資料缺測,以應用正比法實施資料之補遺。
(三) 本研究實施期間,利用溪頭崩塌地生態復育試驗區之觀測資料為研究素材,以「鹿谷鄉北勢溪集水區生態系復育過程表層土壤熱收支初探」為題,發表於2006年天氣預報與分析研討會。
(四) 目前正進行2005年3月4日~3月5日之降雪事件之分析,並擬以「溪頭地區2005年3月降雪事件熱量收支之探討」為題,撰寫研究報告。
19. 溪頭地區大學坑土砂生產特性的調查與研究(二)
  對於大學坑地形與地層的調查與研究,係利用大地比電阻探測法,進行大面積的調查,以瞭解大學坑之地層分布情形,根據分析後之結果,在大學坑的地層大致上可以分為三個層次:表層、新崩積層、舊崩積層。依據數值地形的分析, 1號梳子壩可以視為土石流輸送段與堆積段的分界點。在93年敏督利颱風及艾利颱風後,清除約1,014立方公尺的土砂,96年10月柯羅莎颱風後,於靜水池及透水柵溝部份估計約有700立方公尺堆積。

大學坑透水柵溝相片
大學坑透水柵溝相片-1 大學坑透水柵溝相片-2
92年復建工程完工 95年5月拍攝
大學坑透水柵溝相片-3 大學坑透水柵溝相片-4
93年敏督利颱風後
96年10月拍攝
20. 臺大實驗林溪頭營林區森林地景與生態變遷之初步研究2/3
  本研究將透過對地景生態學 (Landscape Ecology, 或稱景觀生態學) 之瞭解與知識,探討臺大實驗林溪頭營林區轄區近年歷經多次之天然災害與人為擾動後,造成原有森林地景結構與功能上及兩者交互作用之變遷狀況進行初步研究。本研究中將使用福衛二號衛星多光譜影像資料與不同時期之航照圖,分析計算出轄區內地景嵌塊體之變化、結構與功能,並藉由生態調查資料嘗試解釋其變遷與生態內涵之相關及交互作用,作為該區地景與生態變遷之依據及未來森林經營之參考。初步研究結果顯示,伴隨受擾動地區之環境趨於穩定,溪頭地區地景單元之均勻度提高,其生態資源之歧異度與物種多樣性有減緩之趨勢。

研究樣區基本資料表
編號 站名 營林區 林班 造林地號 TM2 X(m) TM2 Y(m) 高程(m) 坡度 () 坡向 ()
1 杉林溪公路狗彎崩塌地 溪頭 2 74-2 226484 2618059 1461 34 316
2 大學坑上區 溪頭 2 49-1 227354 2617984 1277 9 45
3 大學坑 下區 溪頭 2 49-1 227412 2618245 1241 11 54
4 Liulong坑 上區 溪頭 3 76-10 227926 2618141 1244 9 18
5 Liulong坑 下區 溪頭 3 76-10 227992 2618253 1237 11 86
6 內湖國小旁崩塌地 溪頭 4 93-3旁 227186 2623187 802 29 19
7 166號造林地 溪頭 3 166 228459 2618386 1278 16 6



95年度本處之研究計畫 :

一、 陳有蘭溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
95

臺灣櫸木白紋羽病之研究

王亞男、鄧偉雄、蕭文偉、陳潔音、葉旭容

臺大實驗林契約林經營問題之探討-以信義鄉內茅埔營林區為例

鄭欽龍、李正和、陳重銘

神木闊葉保護林地上部碳吸存量估算之研究

王亞男、詹明勳

臺灣櫸造林地林分土壤呼吸量監測(1/2)

王亞男、顏江河、陳潔音、蕭文偉、朱珮綺、葉旭容

牛樟及長葉世界爺組織培養苗培育及生長差異之研究

王亞男、詹明勳、許崑衍、黃麗春

二、 北勢溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
95

臺灣杜鵑之菌根及育林特性

李明仁、林瑞進、林麗貞、黃憶汝、朱珮綺、彭靖媛

群狀栽植更新應用於老齡人工林之研究(續)

郭幸榮、關秉宗、劉興旺、沈介文、高國華

臺大實驗林所屬茶園與鄰近林地土壤中黏土礦物特性之比較

王亞男、王明光、詹明勳、白創文

臺大實驗林管理處長期性試驗地調查計畫

詹明勳、許崑衍、陳和田、林瑞進

大學坑伏流水機制之研究

賴彥任、張振生、魏聰輝、劉維

臺大實驗林溪頭營林區森林地景與生態變遷之初步研究1/3

衛強、沈介文、李金玲、黃憶汝、曾郁珊、謝欣怡

溪頭營林區大學坑集水區雨量站網設計之研究-1/2

衛強、沈介文

北勢溪集水區環境生態變遷之研究(二)

魏聰輝、張振生、賴彥任、衛強

以MTSAT-1R衛星估算到達地面太陽輻射量之研究

賴彥任、魏聰輝、張振生、劉維

溪頭地區大學坑土砂生產特性的調查與研究

陳信雄、張振生、賴彥任




95年本處研究計畫成果摘要:


01. 臺灣櫸木白紋羽病之研究
  早在1883年,德國樹病學創始人Hartig (R.) 即已開始研究白紋羽病,並命名其 菌為Dematophora necatrix。法人Viala (1983) 發現危害葡萄,義大利人Berlese在桑樹上發現本菌之子囊世代,並命 名為Rosellinia necatrix (Hartig) Berl.,之後世界各地多有報導,主要為害木本果樹及樹木,也為害豆類、甘藷、朝鮮 薊等,寄主範 圍很廣。1928年澤田兼吉報告台灣柑橘白紋羽病之發生;1987年林益昇教授首次報告枇杷白紋羽病在台灣之發生。台灣櫸是本處 重要之闊葉造 林樹種,在內茅埔、和社一帶生長良好,但有關台灣櫸之重要病害,以往在本處發現的有褐根病(Phellinus noxius), 2005年7月中 旬,於內茅埔烏松崙造林地發現台灣櫸枯萎死亡,經挖開土壤檢視根系發現其幼根受害,被白色菌絲纏繞,向上蔓延侵害主根, 白色菌絲接觸 空氣時變為褐色至黑色,莖基部長出子囊殼,研判台灣櫸受白紋羽病(Rosellinia necatrix)為害。
本病(白紋羽病)主要發生在台灣中部中低海拔地區,寄主範圍包括枇杷、葡萄、梨、桃,其中以枇杷、梨在田間發生最為嚴重(林 益昇、段中漢,1998),本病在世界各地主要發生在溫帶地區(Freeman and Szteinberg,1992),在自然界中鮮少發現有性世代 (R.M.Perez- Jimenez,2006),本文證實台灣櫸白紋羽病由白紋羽病菌所感染(Rosellinia necatrix) ,台灣櫸木兩年生幼苗接種白 紋羽菌燕麥接 種源於六個月內植株全部發病死亡,發病速度與接種源量成正相關,本病原在12-32℃之間均可生長,28℃生長最好,溫度低於12 ℃或溫度高於 36℃,本菌之生長受到抑制。藥劑防治試驗中有十種藥劑之藥效最佳,有效濃度在10 ppm內即可有效抑制供試菌株之菌絲生長, 包括普克拉、 撲克拉、貝芬得、快得寧、免賴得、腐絕、貝芬替、甲基多保淨、撲克拉錳及銅快得寧。
02. 臺大實驗林契約林經營問題之探討-以信義鄉內茅埔 營林區為例
  本研究藉由整理信義鄉內茅埔營林區契約林地台帳資料以瞭解承租林地狀況並抽 樣面訪或郵寄問卷調查257位承租人。該營林區契約林地有1280.59公頃,佔該區面積的26%。契約林地類型有二種,保育竹林地 筆數有235筆, 合作造林地有1,047筆,合計1,282筆。保育竹林地以栽植竹類為主,尤其以孟宗竹及麻竹佔大宗,合計89.64%。合作造林地以果 樹面積最多, 佔76.65%,其次為竹類佔11.32%、檳榔樹佔8.51%。至於問卷調查計回卷116份,總回卷率為45.1%,有效問卷數為110份。受 訪承租人以男 性,年齡為40歲至49歲,教育程度為國小及以下,家庭月收入為2萬元以下,職業以農業居多。林地現況坡度以「普通」最多;林 地狀況亦以「 普通」最多;林地距離最近的道路以「0~500公尺以內」最多;居住地至林地之時間以「30分鐘以內」最多。受訪者複選回答現 地栽種樹種以 「果樹」最多。經營行為方面,受訪者一個月以至該地二次及以上者最多。到該契約林地的主要目的為工作,項目以除草最多, 其次是施肥。 此外,該塊契約林地主要由自己管理,其次是由家人管理。從事這塊契約林地工作以3人最多,其次是4人。該塊契約林地未曾申 請造林或撫育 補助者最多。承租情形方面,承租人居住時間以20年以上最多。林地取得方式以繼承祖業最多,其次是由第三人轉讓而來,原始 訂約人僅11.9 %。該契約林地以獨自持分最多。67.4%的承租人回答契約曾經到期,其中約11.7%未辦理續約。87.5%的承租人有按時繳納竹林 受益金或果實 分收代金。此外,80.4%承租人偶爾與實驗林員工接觸或聯繫,然亦有約8.4%的受訪者表示沒有與實驗林員工接觸或聯繫過。經 營意願方面, 該塊林地收益佔其家庭所得的比例不高,且受訪者有從事其他事業,如農業或其他收入等。此外,有61.7%的受訪者尚有其他筆 林地。承租人 複選預期繼續持有林地的理由,主要為「留給子孫」,其次是「辦理農保」,然而「生產林木」僅1.9%。有16.8%的受訪者表示 願意讓政府補 償收回其契約林地,餘為不願意讓政府補償收回,理由為補償金額太少、希望留給子孫、為辦理農保等。
最後為本研究心得及建議事項如下:
a. 更新台帳資料:台帳資料登載的承租人,其已故或搬遷之比例高,未來這類的問 題應會更常發生,且衍生管理問題及有礙推動行政工作。
b. 契約林地經營呈現兩極化-荒廢及集約:有些承租人已年邁,這塊契約林地預期留給子孫,則 林地可能漸漸任其荒廢;然而對於仍有體力或肯花錢做投資的承租人,則林地將趨於集約之經營且易改變其地上物。
c. 是否只存有國公有林木經營:因為政府部門非將造林成本與收益列為第一優先考量,然而承租 人栽種林木面臨的是成本與收益問題,故規劃或設計可讓承租人選擇或依循的經營林木願景或藍圖仍有待努力。
03. 楠櫧闊葉林地上部碳吸存量估算之研究
  木質部N、C、H重量百分比
本研究已分析樣區內52種樹N、C、H重量百分比初步結果顯示(表4)底冠層(understory)狗骨仔、西施花、台灣山香圓、長梗紫 苧麻、小葉桑、山櫻花等C重量百分比46.1-47.5%。另外著生珊瑚樹、杜虹花等C重量百分比45.6%。

碳儲存量估算
本研究應用蓄積量改變法”(Stock Change Method),對3-7樣區之各組成樹種進行碳量估算;第3樣區主要組成樹種以香楠、光臘 樹及長葉木薑子等為優勢,樣區中共計66株DBH>10cm以上林木總計約有55.93 tones。第4樣區主要組成樹種以長葉木薑子、光 臘樹、台灣赤 楊等為優勢,樣區中共計65株DBH>10cm以上林木總計約有49.07 tones。第5樣區株數較少主要組成樹種以香楠為主,樣區中共 計22株 DBH>10cm以上林木總計約有23.56 tones。第6樣區主要組成樹種以瓊楠、香楠等為優勢,樣區中共計46株DBH>10cm以上林 木總計約有 30.94 tones。第7樣區主要組成樹種以瓊楠、香楠等為優勢,樣區中共計54株DBH>10cm以上林木總計約有31.19 tones。
04. 臺灣櫸造林地林分土壤呼吸量監測(1/2)
  近年來溫室氣體排放及其導致全球氣候的變化,一直是國際各國政府共同關注的 焦點,也使其成為目前國際研究計畫的核心內容與多次國際環境談判的主要議題。森林為地球上分佈最廣面積最大的植被型,為 陸域生態系最 重要的成分,因此森林對溫室氣體的影響備受注意,於陸域生態系,除了地上部植被呼吸和光合作用之外,土壤CO2的排放是陸域 生態系統碳循 環的重要過程;所以對於估計陸域生態系碳的流動,土壤表面CO2的排放量為重要的影響因子之一。另外,土壤為一巨大碳庫,因 此土壤碳庫的 微小變化,都可能導致大氣CO2濃度的改變。唯以往的研究多集中在森林生物量(biomass)和淨初生產力(NPP)的探討,以及林 木對大氣CO2 的吸收固定,對於森林土壤中CO2的釋放量研究相對的缺乏。
本計畫選定南投縣信義鄉台大實驗林內茅埔營林區之台灣櫸人工造林地為試驗地點。由於此區為中部地區典型的人工林造林地, 測定於2006年5月到2006年11月,,進行1.開放式連續抽氣法之土壤呼吸量測定;2.試驗地現場環境因子與土壤性質測定。監測人 工造林地土壤 呼吸量,分析土壤性質與環境因子對二氧化碳釋放量的影響,並估算林分土壤二氧化碳的釋放總量,以建立一套土壤二氧化碳釋 放量的監測模 式。
試驗結果發現保留枯落物組之平均土壤呼吸量為325.68 CO2 kg ha-1 day-1,去除枯落物平均土壤呼吸量180.26 CO2 kg ha-1 day-1。台灣夏季時為生長季節同時亦為雨季,因此溫度與土壤含水率在夏季時較高,到10月及11月則降低;土壤呼吸量與溫度、 土壤含水率趨 勢相同,夏季時土壤呼吸高於冬季時。保留枯落物與去除枯落物土壤呼吸量最高峰皆出現於8月,最低值皆出現於11月;此外,夏 季時保留枯落 物土壤呼吸量明顯大於去除枯落物土壤呼吸 (p<0.05),愈接近冬季其間的差異愈小。
就白天與夜晚的土壤呼吸差異來看,保留枯落物與去除枯落物皆為白天土壤呼吸量大於夜晚土壤呼吸量。保留枯落物組夏季時白 天土壤呼吸量與夜晚土壤呼吸量差異極大,隨著冬季氣度降低,白天與夜晚的土壤呼吸差異量減少;而去除枯落物除了5月及8月 外,白天與夜 晚土壤呼吸差異量並無太大變化;可知枯落物分解釋放CO2的量隨溫度變化而改變的敏感性較大。本計畫目前可看出內茅埔台灣櫸 造林地土壤呼 吸量由夏季到冬季有明顯降低的變化,但無法看出土壤呼吸的全年季節變化。白天土壤呼吸量明顯大於夜晚土壤呼吸量,其白天 夜晚之間的土 壤呼吸量差異,於夏季時較為明顯。實驗結果顯示土壤呼吸量受到溫度和土壤含水率的影響有相同的趨勢,未來實驗方向可朝土 壤呼吸與土壤 微生物量的關係方面著手。
05. 臺灣杜鵑之菌根形態及生長特性之研究
  a. 野外採集菌根形態
  生長在在杉林溪燕庵地區的臺灣杜鵑,由於生育地土壤性質屬中級分解的有機質,地下又有一 不透水層,依2000年李嘉馨研究指出該地區土壤屬酸性,由於嚴苛的生育地,因此於挖取樣本時,即可以用肉眼大略看出有腫大 的根系,於實 驗室清洗乾淨後,立即以光學顯微鏡觀察,依其根系結合體之外觀形態、顏色、表面剛毛之有無等特徵大約分為8類根系結合體形 態。
b. 純化後菌落與菌絲形態
  本研究針對杉林溪燕庵地區的臺灣杜鵑根系菌根中,將菌根菌誘導出來,並利用MEA培養基加以 純化培養,初步將臺灣杜鵑根系中培育出來的菌根菌菌落生長,分別依形狀、顏色及深淺、生長速度,總計約可區分為22種類型 。
06. 群狀栽植更新應用於老齡人工林之研究(續)
  本計劃於95年度繼續第二年之工作,3月份就原樣區東方,擴增栽植試區約0.92ha ,並設立孔隙觀察樣線兩條,使本試驗之栽植試區擴增為約2.6ha,同時於相同地號之西邊,增設觀察區,加上94年所設立之只整 理不栽植對照 區,使試區規劃更完整。95年度冠層開闊度照片分析結果顯示,所有不同大小孔隙其冠層開闊度均顯示微幅季節變化(<6%)。在 季節上則以4至 6月間變化最為明顯,多數孔隙均以6月為最低,以4月為最高。
微環境觀測結果中,冠層開闊度較高之孔隙具有較高(14μmol m-2 d-1)之日平均光量,約為最低者(2μmol m-2 d-1)之7倍 ,且於季節變化間之反應幅度越明顯。冠層開闊度不同之孔隙,其於平均氣溫間之差異並不明顯,但冠層開闊度高低不同之孔隙 ,於季節變化 間之反應則頗為一致。不同冠層開闊度孔隙間之平均氣溫差異,隨季節變化約僅在 1~2 ℃之間。相對溼度監測結果顯示,不同林 冠開闊度孔隙 ,其相對溼度間之季節變化反應頗為一致,於冬季期間(11月至2月)不同林冠開闊度間之差異幅度較高於春季及秋季,隨季節變化 約在 5 ~ 10 %之間。土壤溫度之變化於不同林冠開闊度孔隙間,其於季節變化間之反應頗為一致,但與林冠開開闊度高低之間關係不明顯。於 冬季期間(11 月至2月)不同林冠開闊度間之差異幅度較高於春季及秋季。不同林冠開闊度孔隙間之土壤溫度差異較平均氣溫大,隨季節變化約 在 3~5 ℃之間 。土壤水勢之變化於冬天乾季時差異較為明顯,但於不同林冠開闊度孔隙間,冠層開闊度較高之孔隙其土壤水勢於乾季時下降較 明顯。不同林 冠開闊度之土壤水勢多在田間容水量–33kPa至最低水勢–200kPa之間,距永久萎凋點之土壤水勢 -1.5bar尚遠,苗木應無缺水之 虞。
播種試驗結果顯示發芽率確與樹種較有關係,反而與不同冠層開闊度無關。台灣雅楠及川上氏石櫟在不同冠層開闊度間之發芽率 約僅40~60%,且於大型孔隙者均較低。瓊楠在不同冠層開闊度間之發芽率相當良好約80%,但於大型孔隙者則較低。青剛櫟及狹葉 櫟在不同冠層 開闊度間之發芽率均相當良好約90%。截至95年11月止苗高及苗徑相對生長情形調查結果顯示,苗高與苗徑之相對生長情形與不同 大小之孔隙, 均無相關性存在。推測係因栽植初期,苗木尚未對微環境之一同表現出趨勢。
07. 臺大實驗林所屬茶園與鄰近林地土壤中黏土礦物特 性之比較
  黏土礦物佔了大多數土壤 50% 的體積,其提供了植物物理上的支持,創造了水和 空氣充滿的孔隙,以維持植物生長。礦物更為風化作用的指標,特殊礦物的存在或消失可使我們獲知土壤化育的過程。另一方面 ,土壤中之黏 土礦物由於邊緣正負電荷不平衡,表面帶有淨電荷,且其顆粒細小比表面積大,因而表面特性極為活躍,因此其對於土壤物理化 學性質之影響 上常扮演著相當重要的角色。本研究選取位於臺灣大學實驗林管理處清水溝營林區鳳凰茶園(青心大冇、金萱、青新烏龍)與杉木 、木荷林地的 土壤,目的在於了解不同樹種與經營方式對於黏土礦物種類及電荷分佈的影響。由X-射線繞射分析 (XRD) 的結果顯示,茶園不同 茶種土壤中的 黏土礦物種類相似與含量相似,皆是以以伊萊石、蛭石、與伊萊石-蛭石為主。而林地土壤的黏土礦物種類則與茶園土壤有所差異 ,木荷與杉木 林表層土壤都是以伊萊石、蛭石、與高嶺石為主,另有微量的綠泥石與三水鋁石,而底層土壤則有羥基層間蛭石的出現。黏土礦 物的半定量顯 示林地土壤有較多的羥基層間蛭石與高嶺石,由此可以得知,茶園土壤與林地土壤的風化程度有所不同。另外本研究以十二烷基 氯化銨法 (Dodecylammonium method) 來研究兩者土壤中蛭石的層間電荷在茶園與林地土壤的分佈,結果顯示蛭石層間電荷的範圍介於0.71 ~0.86 cmolc/(O10(OH)2)之間,無論在茶園土壤與林地土壤之間都呈現出蛭石的層間電荷有隨著土壤深度增加而上升的現象,此現象與 臺灣北部森林 土壤中黏土礦物層間電荷在土壤剖面分佈的情況相同。土壤表層豐富的有機酸可能是造成蛭石風化的主要因子,由於在林地土壤 中有較完整的 枯枝落葉層,因而有機物的含量也較茶園土壤豐富,因此黏土礦物的風化程度也較為強烈,而在茶園土壤中因為化學及有機肥料 的施用,其所 釋放出的鹽基陽離子可以補充黏土礦物風化時所損失的化學組成,因此在茶園土壤中蛭石的層間電荷的量比林地土壤中的蛭石高 ,由本研究的 結果可以得知,不同樹種與土地經營方式確實會對土壤中黏土礦物的特性造成一定程度的影響。
08. 大學坑伏流水機制之研究(一)
  研究資料顯示,原希能利用自製多點電導度感測計,進行長期伏流水電導度觀測 ,儀器雖室內率定良好,然於現場觀測情形不佳,仍待未來克服。
水位觀測顯示,D1-1直至地下12m,D2-1直至地下23m應皆為崩積層;相對位於較偏左岸外側之D1在約22m處,D2在約10m處可能是 境界層,也有可能存在巨石,仍待乾季水位進行比對判斷。
D3孔位食鹽檢層結果顯示於13m以上流動較快,9m附近有一個相對快的流動層次;13m~21m兼有明顯的不透水層,21m~25m流動較緩 ,25m以下流動最慢。
大學坑應有豐沛之伏流水量,藉由本研究已逐漸勾勒出地形、地質狀況所反映出伏流水流動特性。經本研究測試顯示,利用CTD進 行食鹽檢層可容易瞭解各孔位之地質與伏流水流動狀況,未來將嘗試利用此試驗方式於各孔位進行多次試驗,希能更全盤掌握大 學坑之伏流水 特性。

圖1.食鹽檢層時序變化圖
09. 臺大實驗林溪頭營林區森林地景與生態變遷之初步 研究-1/3
  本研究為三年之計畫,第一年重要研究成果為建立整個計畫之架構及第一年之預 期進度,大致可分為三個部份。第一部份為利用遙測衛星影像進行土地利用分類,並利用分類結果計算各項地景指標;第二部份 則為七個地面 研究樣區之植生調查;第三部份則為樣區鳥類資源之調查。
a. 衛星遙測影像分類及地景指標之計算
  研究目前已搜集2004年10月12日及2005年12月20日及2006年11月10日三幅之福衛二號衛星多光 譜影像,考量福衛二號衛星多光譜影像之解像力(8公尺),研究中已進行數次試驗,未能將天然林、人工林及與其他樹種混合林 之分類精度提 高(分類正確率僅約60%),因此在本研究中土地利用型態區參考該研究成果,將原有之土地利用型別合併為森林、竹林、草生地 、農地、道路 與建地、河川水體與崩塌裸露地共七個類別。2004至2006年連續三年之福衛二號影像以最大概似法分類,其整體正確率分別為 90.57%、86.33% 及87.71%。在完成遙測衛星影像之分類後,使用FRAGSTATS 3.3 軟體對分類結果進行地景指標之計算,本年度已完成2004-2006三 年之地景指標 計算,並發現以裸露崩塌地為例,在2004至2005年,其崩塌面積有縮小之趨勢,而嵌塊體大小則有聚集及朝向規整形狀之趨勢, 而2005至2006 年則有逆向之情形出現。
b. 研究樣區植群調查資料之搜集
  本年度於溪頭營林區內設立了七個20mX20m之樣點,目前調查結果其中蕨類植物計13科 21屬31 種,裸子植物計2科3屬3種,種子植物計50 科113屬 131種,合計為65科137屬165種,結果與重要值指數(IVI)詳列於表3。以全部 樣區所有植物 之IVI而言,以五節芒31.62最高,葛藤、闊葉樓梯草、水麻、山芙蓉亦分別高達14.48、11.82、9.45與8.91。
c. 研究樣區動物資源調查資料之搜集
  研究中對五個樣區(大學坑與Liulong坑之上下區因位於定點計數法之圓周半徑範圍內,視為一個 樣區)以定點計數法進行每季之鳥類資源調查,各個樣區紀錄之鳥種組成及相對豐富度如表4所示,惟第四季因調查團隊重要成員 職務異動而未 予紀錄。各樣區紀錄種類及數目不一,本年第一季(冬季)共紀錄到10科53種鳥類,第二季(夏季)共記錄到11科58種,第三季 (夏季)共紀 錄到8科58種鳥類;若以單季數量而言,則以以狗彎崩塌地在第一季(冬季)共紀錄16種鳥類,其數量50.8 隻/平方公尺之相對豐 富度為最高。
10. 臺大實驗林轄區雨量站網設計之研究- 1/2
  本年度為整個計畫之第一年度,其重要成果可包括初始雨量站軟硬體設備之建立 ,溪頭營林區降雨空間推估及溪頭區站網之評估。其主要研究成果分述於後:
a. 初始站軟硬體之架設
  本年度研究目前已於溪頭營林區4林班邊界廣興附近、清水溝營林區11林班與12林班交界處的田 底、4林班內湖國小旁崩塌地、1林班武岫農場新設立4座雨量站,此外並重新啟用溪頭營林區之三號坑下站,並將搜集溪頭與清水 溝營林區原有 之雨量資料,納入雨量站網設計中。原有之測站包括溪頭營林區之辦公室站、苗圃農業氣象站、Liulong坑站、量水堰站、鳳凰林道 3.8K站、瞭望 台站、大學坑上站、大學坑下站、三號坑下站及柳杉造林地微氣象站與狗彎崩塌地站;清水溝營林區原有一座二級農業氣象站, 並在營林區瞭 望台設有中央氣象局之遙測自記站,目前已搜集9站之資料。
b. 降雨資料時空變異分析
  將所搜集9個測站之降雨資訊將以月累積降雨量進行降雨空間分析。將溪頭營林區切割為24個 1km見方之網格,並利用一般克利金法推估每個網格中心點之月累積降雨量。
c. 雨量站網之評估
  由各網格中心所求得之月降雨量,利用訊息熵理論,其次計算所有網格中心之最大聯合熵 (joint entropy)值作為為第一優先站,其次依序與其他剩餘候選站計算第二次的聯合熵,並選取最大值之站作為第二優先站, 亦即選取此站 有比其他網格中心更多不可轉移之資訊;其次便以第一優先與第二優先為基礎,再去計算該兩站與剩下站之最大聯合熵,作為選 取之第三優先 站,依此類推加以計算,最後便選取之候選站即代表其不可轉移資訊最少,亦即其提供之降雨資訊最可以被其他測站所取代。其 中被選為最優 先順位於4林班廣興附近,第2至第10順位多位於溪頭之第2、3、6林班內,目前研究中尚未搜集到已設站位置亦位於第2,3,6林班 內,而目前未 設站之5林班近崩崁頭橋處亦排名為第5順位,為可考慮加設之地點。整體而言,目前站網設計之結果排名較前之測站多位於嶺線 位置附近,如 順位第8之鳳凰山嶺線、順位第7之狗彎、順位第9、10之嶺頭山脈附近及排名第6之1林班嶺線附近,而本處亦有部份測站位於建議 增站位置附近 。惟本年度研究中尚有8站之資料未能取得,未來若能取得這些資料,且紀錄年限較長,相信更能增加本年度研究成果之可靠性與 正確性。
11. 北勢溪集水區環境生態變遷之研究(二)表層土壤 熱收支
  本研究蒐集溪頭氣象站、溪頭柳杉林微氣象站與溪頭崩塌地試驗區氣象站,自 2005年1月起,迄2006年7月止,深度各為0.05m及0.1m之土壤溫度,應用梯度法推算三處氣象站之表層土壤熱通量,以比較不同植 被之差異,研 究結果顯示:2005年土壤熱通量平均年收支淨值,溪頭氣象站(地表為台北草)為4,348.05KJm-2mon-1、溪頭柳杉林微氣象站為 4,658.28 KJm- 2mon-1、溪頭崩塌地試驗區氣象站為14,455.74 KJm-2mon-1。另利用「土壤熱性質檢測儀」,檢測地震及颱風災害跡地之源頭區 (A樣區)、輸送 區(B樣區)及堆積區(C樣區)各樣區之表層土壤熱傳導係數,檢測結果為堆積區:1.19 Jm-1℃-1S-1、輸送區:1.00 Jm-1℃-1S-1 、源頭區: 0.31 Jm-1℃-1S-1;另於實驗室檢測三個樣區之表層土壤樣本的風乾含水率、密度與熱傳導係數,結果顯示土壤熱傳導係數與含 水率呈現正相 關(R=0.83~0.95)。
12. 以MTSAT-1R衛星估算到達地面太陽輻射量之研究(一 )
  本研究MTSAT衛星影像接收成果幾乎都可達90%以上,對研究之完整性有相當幫助 。再者,整年度衛星影像地理位置偏差情形有70.8%集中在位移1~5個像素,此問題已逐漸改善。另採用Oatni主模式利用MTSAT衛 星可見光影像 估算到達地面的太陽輻射量後,再以 Osozawa模式概念進行直接輻射量與散射輻射量切割,另進行地形遮蔽效應修正後得出每張 可見光影像時 間點之到達地面太陽輻射量,再將這些影像套疊累積計算日累積太陽輻射量,最後產生月平均日累積太陽輻射量。驗證結果顯示 R-Square達 0.74,但估算值較觀測值低估25%,這可能是MTSAT可見光影像之反照率仍使用GMS-5衛星之對照表導致。
分析結果顯示,無論是三個微氣象站觀測值或是整個集水區估算太陽輻射量變化趨勢均顯示雲霧遮蔽效應與地形遮蔽效應造成集 水區內太陽輻射量分佈有極大的變異,與太陽輻射量相關之研究皆可能因此而有相當大的變異,例如植群分佈、蒸發散量、集水 區之能量收支 等等,本研究成果之逐月平均日累積太陽輻射量圖層正可提供參考,進一步加以探討。

圖2. 2005/10~2006/09部分月份月平均日累積太陽輻射量圖層(尚未依驗證結果修正)
13. 溪頭地區大學坑土砂生產特性的調查與研究
  a. 試驗地概述
  大學坑主溝長2,549m,主溝床縱坡為90~10%,集水區面積約達207.6公頃,集水區周長約為 6,304m,海拔高度約介於1,000m至1,750m間。依照以往之地質圖判讀有水坑斷層沿坑溝發育,地層屬於桂竹林層關刀山砂岩段、 南莊層、崩積 層為主,主要岩性為砂岩、頁岩及砂頁岩互層。大型的崩積材料厚度常大於2~3m以上,組成係以塊石、礫石夾雜泥砂為主,在大 學坑圍堤內的 河床上散布著許多大型的砂岩巨礫直徑2~3m、高1~1.5m,這都是90年桃芝颱風時所帶來的。
b. 研究結果
  本研究利用大地比電阻探測法來調查大學坑之地層分布情形,儀器是使用日本橫河電機製造之 YEW-3244,電極配置是採用 Wenner4 極法,將現地測定獲得之資料,於室內利用Sundberg之標準曲線及輔助曲線,進行室內分析 。根據分析後 之結果,在大學坑的地層大致上可以分為三個層次:表層、新崩積層、舊崩積層,至於深度則隨著探測點而有所變動。以下是B5 測點的ρ-a探 測曲線及B測線的剖面圖。

圖3.B5測點的ρ-a探測曲線圖9-4B測線的剖面圖
另外有關地形的變動方面,在93年敏督利颱風及艾利颱風時,有許多直徑小於30公分的礫石及泥砂被帶到透水柵溝及靜水池堆積 ,94年12月已經清除完畢,清除約1,014立方公尺的土砂。但大學坑的土砂還是隨著颱風暴雨所帶來的逕流而被帶往下游的靜水池 ,目前也已經 又累積了約50立方公尺的土砂,而圍堤內上下景觀池的道路及景觀池的池壁也因表面逕流而有明顯的沖蝕。
c. 未來的展望
  希望能夠在大學坑下游的部份再進行量測以比較其差異,此外土砂堆積後還是應該定期清除以 供參考。






94年度本處之研究計畫 :


一、 陳有蘭溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
94 臺大實驗林契約林經營問題之探討 — 以水里鄉為例 鄭欽龍、陳重銘
陳有蘭溪上游集水區生態復育方法 之評估與監測 張振生、張俊斌、謝欣怡、傅國銘 、黃威達
氣象資料自動化傳輸與初步資料品 質控制系統架設之研究 賴彥任、魏聰輝、張振生、王志豪 、劉維、 呂德霖
應用森林景觀生態計量方法於陳有 蘭溪集水區之土地利用變遷與預測 張俊斌、張振生、鄧東波
陳有蘭溪集水區植生綠化效益、技 術資料建置與監測之研究 張俊斌、辜茂松、張雅慈
神木溪保護林林分動態與樹齡結構 之研究 王亞男、詹明勳、黃憶汝、傅國銘
塔塔加地區雲杉之物候研究 ( 二 ) 沈介文、關秉宗
二、 北勢溪流域群體計畫
 
年度 試驗計畫名稱 主持人或執行人
95 群狀栽植更新應用於老齡人工林之 研究 郭幸榮、關秉宗、劉興旺、沈介文 、許崑衍、高國華
北勢溪集水區地表崩塌地變遷與偵 測之研究 衛強、張俊斌
北勢溪集水區以氣象衛星影像進行 土石流降雨預報之研究 衛強、張俊斌
九十四年度臺大實驗林管理處長期 試驗地調查計畫 詹明勳、張雅慈、陳德仁、林法勤 、許炳修、劉啟福
北勢溪集水區生態復育過程熱量收 支動態研究 魏聰輝、張振生、賴彥任、衛強、 張俊斌
北勢溪集水區崩塌地生態材料適用 性評估 林法勤、張俊斌、曾郁珊
溪頭復建工程效益評估之研究 陳信雄、張振生、魏聰輝、賴彥任 、王志豪、劉維
北勢溪集水區生態復育方法之評估 與監測 張振生、張俊斌、謝欣怡
柳杉人工林不同栽植距離對林下植 被之影響 劉興旺、李金玲、黃憶汝、沈介文
溪頭森林遊樂區維管束植物資源解 說特性評估 林法勤、曾家琳、林麗貞
苗圃應用有益土壤微生物對於苗木 生長與逆境之研究 顏江河、陳潔音、鄧偉雄、李武雄 、蕭文偉
鳳凰自然教育園區自然生態資源之 評估與監測 袁孝維、謝欣怡、黃憶汝、李金玲
不同塊菌種類接種青剛櫟苗木之菌 根發育形態及苗木生長效益之研究 胡弘道、劉啟福





94年本處研究計畫成果摘要:


01. 台大實驗林契約林經營問題之探討-以水里鄉為例
  本研究為探討承租台大實驗林水里鄉契約林農經營林地之密度與其承租林地屬性 及個人社經背景之關係。研究依據契約林地台帳資料之統計可知,契約類型以合作造林所佔的面積最多,達721.36公頃。每一承 租人之平均承 租林地面積,保管竹林為1.62公頃,保育竹林為1.11公頃,合作造林為0.638公頃。承租人居住地以居南投縣者最多,佔87.52%, 而其中又以居 住於水里鄉者最多,佔南投縣承租人的86.76%,其次為鹿谷鄉佔5.98%。
水里鄉總計有1,338筆契約林地,本研究抽樣率為20%,按此比例決定每一林班之抽樣數,再等距離取樣以決定受訪林農,計抽樣 268個林農。此次調查承租人以居住於玉峰村最多,有87人,佔面訪問卷約40%。而永興村因特殊原因而拒訪。回卷率部分,郵寄 問卷為18%, 面訪問卷為48%,總計回卷率為43%。然值得注意的是此次抽樣承租人中,承租人已故者達26人,佔受訪者約10%,其中玉峰村 即佔20人。
回卷分析結果顯示,受訪林農以男性佔多數達88.5%,年齡以70歲以上居多,教育程度以國小及以下最多,佔60.4%,家庭月收 入以20千元以下最多,佔66.7%,職業以農業最多佔77.7%。林農經營林地密度以一個月一次及以上最多,佔59.3%;契約類型 以合作造林佔 最多63.5%;林地取得方式以繼承祖業最多,佔55.0%;林地可及性以1小時以內佔最多,佔83.3%;平均面積為1.21公頃,1公 頃以下者佔 67.8%;勞動力來源以自家人經營最多,佔93.9%;曾申請九二一震災或竹農撫育補助者只有9%;受訪林農中有79.6%為獨自持 有林地;林地 收入佔所得百分比以1成以上最多,佔53.5%;居住時間以20年以上最多,佔86.1%。此外,藉由二分類羅輯迴歸分析法,顯示林 地可及性及林 地收入佔所得百分比此兩項變數具統計上的顯著性,且變數符號與預期相符,當林地可及性1小時以內者比林地可及性1小時以上 者,傾向經常 經營,表示車程1小時以內者於經常經營之成敗比,較1小時以上者於經常經營之成敗比高出2228%。林地收入佔所得1成以下者比 佔所得1成以 上者,傾向疏於經營。表示家庭所得佔1成以下者於經常經營之成敗比,較1成以上者於經常經營之成敗比少了93.3%。

在執行過鹿谷鄉及水里鄉契約林農問卷調查,本研究初步建議事項如下:
a. 台帳資料需更新:由這二年對於鹿谷及水里的問卷調查可發現台帳資料登載的林 農,已故或搬遷之比例高,如玉峰村抽樣林農數有87人,已故林農卻有20人之譜,而台帳資料亦登載已故之林農,對於行政工作 之推動有其困 難。
b. 訪員之選擇有助回卷率:在研究設計方面,回卷率之提高,一直是我們擔心的事 情,因為回卷率不高,將影響資料之說明及使用,然回卷率之高低,除與台帳資料之精確與否有關外,亦與訪員之選擇有關,選 擇住當地之受 訪者或熟悉當地之受訪者,將有助問卷之回卷率。
c. 事先之溝通有助調查:現在問卷之調查常會與詐騙劃上等號,使得問卷調查之難 度相形增加。
d. 社會經濟隨時在變:契約林農之調查有助瞭解承租林農之使用狀況,以因應政策 之推行,然社會經濟狀況隨時在變,如何有效獲得有用之資訊仍是未來需努力的目標。
02. 陳有蘭溪上游集水區生態復育方法之評估與監測
  調查樣區選定了和社溪以上之區域,並針對松山溪、愛玉子溪、霍薩溪及出水溪 進行基本的環境調查
集水區 出水溪 霍薩溪 愛玉子溪 松山溪
別名 神木溪那馬嘎 班溪 郝馬嘎班溪 枳仔溪  
面積(公頃) 846.88 2,629.92 403.84 1,608.48
震災後崩塌處數 111(31林班)   29(29林班) 158(28林班)
震災後崩塌面積(公頃) 7.78(31林班)   16.87(29林班) 320.74(28林班)
工程 四座潛壩,固床工四座,四座防砂 壩,二座開放壩(最上方的五號,六號壩) 潛壩一座(在匯流口下方),河床疏浚630公尺。 防砂壩兩座,護岸兩處。 開放壩一座,護岸兩處。
松山溪、愛玉子溪、霍薩溪及出水溪基本環境調查表
03. 氣象資料自動化傳輸與初步資料品質控制系統架設 之研究
  台大實驗林海拔分布最低處為濁水溪南岸之龜子頭海拔 220公尺,最高點為南端 境界線上之玉山海拔 3,952公尺,高低差達 3,732公尺,由於氣溫與降雨量的分佈隨高度而變化,氣候帶之分佈自亞熱帶、暖溫 帶、冷溫帶、 亞寒帶、寒帶形成隨垂直高度變化的植物景觀,多樣的氣候及植群型呈現風貌殊異的自然環境。目前實驗林轄區內仍維持氣象觀 測工作之氣象 站計有11處,此外亦有許多計畫所支持之觀測資料持續收集中。正因轄區內擁有如此多且分佈相當均勻之觀測站,其觀測資料正 可提供本區域 生物多樣性、生態、氣象、水文、水土保持等研究參考。然而隨著觀測站逐漸的擴增,原本每月前往各觀測站進行資料收集與儀 器維護的工作 量亦隨之繁重,如何利用現有傳輸技術,採用自動化控制簡化收集工作、減輕工作人力支出,並可獲得即時資料進行分析與提早 獲知儀器故障 與否,則成為當下本處教學研究應儘早發展之觀測系統。
藉由本次研究,台大實驗林轄區內已有10個氣象觀測站採最可能方式將資料自動回傳管理處,不但可收集近乎即時的資料分析、 預測及運用,觀測儀器的故障排除時間亦可因此大幅縮短,因此可提高更佳的資料品質掌握與控管。綜合評估採用的設備固定成 本與未來傳輸 所需費用,由高而低大概是無線GSM傳輸>無線UHF頻率傳輸>無線2.4G頻率傳輸>網際網路傳輸>有線數據機傳輸。礙於經費限 制,仍有多個 氣象觀測站無法架設自動化資料回傳設備;也因經費考量,依當地的便利性、地形與電源供應情形,採用4種設備與技術進行自動 化回傳,由於 技術迥異,維護將較複雜。試驗中另發現只要採用無線傳輸,則必受氣象影響甚深。無線傳輸容易因起霧、陰雨等導致傳輸失敗 ;再者,亦發 現無線GSM有高耗電量問題,目前已另行設計電源控制器,於日間太陽能充電能力較強時刻,定時開啟傳輸來節省電力。
經彙整目前觀測項目,並參考國外資料處理並匯入資料庫的經驗,本研究另初步規劃資料品質控制(QA/QC)規則庫將有利於未來進 行資料自動化匯入參考使用。
04. 應用森林景觀生態計量方法於陳有蘭溪集水區之土 地利用變遷
  a. 以整體土地利用/覆蓋之景觀生態指標之結果而言,各干擾事件對於陳有蘭溪的影 響,以921地震及桃芝颱風的影響較大,且嵌塊體呈現破碎情形。另一方面,由景觀指標的變遷趨勢則大略可得知地震及風災所造 成的影響並不 一樣。
b. 就林地之景觀生態指標量測結果,可發現林地在賀伯颱風後經歷時間的恢復,林 地嵌塊體數量下降,林地嵌塊體破碎化情形有逐漸趨於穩定,表示林地雖然在921地震及桃芝颱風的干擾下都有略為下降,但陳有 蘭溪流域內林 地有生態恢復的趨勢。
c. 就草生地之景觀生態指標量測結果,可發現草生地嵌塊體受地震干擾事件的影響 較大,致使草生地嵌塊體數量急增,變得較破碎化,且草生地嵌塊體間最鄰近距離受較強烈的干擾後,皆呈現距離縮小,平均鄰 近指標則逐年 下降,但921地震後有較大程度的下降趨勢,表示草生地受地震的影響較為顯著。
d. 農耕地嵌塊體人為開發及干擾事件下,農耕地面積逐變少,且農耕地嵌塊體有逐 漸變細小情形,且農耕地之形狀上變化較為規整,變化趨勢有依時間減少的趨勢,表示受人為開發下嵌塊體形狀愈來愈為規整。
e. 崩塌地景觀而言,由景觀生態指標方面來看,各干擾事件所造成的影響程度並不 一致,綜合上述成果,可顯示出崩塌地變化在921地震及桃芝颱風的影響較大,且由於921地震發生全面性的崩塌後或土質鬆動, 桃芝颱風的大 量降雨,造成崩塌順此基礎發展,由各期分類的成果亦可印證此結果。
f. 陳有蘭溪集水區之各子集水區之土地利用變化的變化與其景觀生態指標因子有密 切關係。以結構變量圖而言,可發現上中下三個分段顯示出不一樣的特性,尤其是下游地區之變化軸向皆與中上游不同。表示下 游之景觀生態 指標,受風網、地震等天然之干擾情況最大,亦即,下游集水區之生態變化最劇烈。
05. 陳有蘭溪集水區植生綠化效益、技術資料建置與監 測之研究
 
工作項目 崩塌裸露地自然復育及不同植生工法應用之追蹤調查 建立崩塌裸露地植生工法選用原則 陳有蘭溪集水區崩塌地植生綠化技術資料之建置
工作內容 崩塌裸露地樣區現況與環境特性調 查 崩塌裸露地坡面不同立地條件植生 工法選用之原則 適用範圍、設計準則及工料分析
探討自然復育樣區及不同植生工法 樣區應用成效 崩塌裸露地坡面不同立地條件植物 材料選用之原則 建立「崩塌裸露地適用植生綠化工 法」及「適用植物材料」資料
研究成果 已完成調查崩塌地樣區計10處,部 分樣區正進行資料分析 已完成崩塌地樣 區分類與各項環境因子之條件分級,並擬定工法選取評估流程 技術參考資料已 擬定,並經編修後彙編完成。
目前正比對調查資料,進行評估 正進行應用植物材料之適用標準與 原則等資料 植物材料之解說資料彙編完成。
06. 神木溪保護林林分動態與樹齡結構之研究
  In a ever-green forest stand of a ShenmuBroadleafConservationForest in Taiwan on a forest and incremet estimations on all trees with a diameter above 5 cm were out in an area of 1.25 ha. The stand is dominated by Machilus zuihoensis, Beilcschmiedia erythroph ,Eriobotrya deflexa and is a part of a forest type which is widely distributed in Taiwan. The existence of annual rings in the wood of trees was proven by crossdating and tree ring analysis. The oldest tree (Machilus japonica ) of the stand was 134 years old. The age class between 21 and 50 years is the strongest in number of individuals. Trees with an age of more than 100 years were found exclusively in the storey of the emergents. The age of the trees correlates very weakly with the diameter and the heighr. The mean diameter growth rates vary between 0.2 cm per year in understorey tree species and 0.40 cm per year in emergent species. The major timber species (Machilus zuihoensis) reaches in mean the minimum felling diameter of 60 cm within 80-90 years.
According to their age and height distribution together with the wood density, we distinguished three major types of life strategies of species cohorts. Species with high wood density and low increment rates in all age classes are generally restricted to the understorey. Species with exclusively old individuals, low or moderate wood densities and high increment rates are restricted to the upper storey and can be classified as long-living pioneers (Alnus formosana ). Finally, species with moderate or high wood density, some old individuals in the upper storey and many recruits in the lower canopy can be defined as mature forest trees or trees of the future (Fraxinus formosana , Cinnamomum insulari- montanum). These findings lead to the assumption that the investigated stand can be classified as a very late secondary stand in transition to a mature forest.
07. 群狀栽植更新應用於老齡人工林之研究
  a. 自94年2月進行整地,伐除之麻竹材作橫坡帶狀堆積,堆積帶寬為3公尺,栽植帶 寬為2公尺。整地面積實測結果約1.8公頃,栽植區外另進行林下蔓藤及竹類清除約1.6公頃。
b. 2、94年2月底開始,就選定的6種原生樹種分上下兩列,每列三種樹種組成栽植群 ,開始進行試驗苗木栽植工作,並將一個栽植群即視為一重複進行群狀栽植(group planting)。栽植工作因94年3月初溪頭地區下 雪,略受影響 ,延遲至4月中才全部完成。
c. 94年5月起開始於更新區內設置取樣帶,依等海拔高由上至下計共設置4條樣帶, 受限於整地範圍及設置原則,每帶長75公尺,故於樣線下每帶均有12個栽植群,4條取樣帶下總計有48個栽植群樹區。
d. 自94年5月完成栽植到11月,所紀錄的苗高及苗徑增長量,隨著不同的冠層開放度 之變化,依不同樹種畫出多數列的高生長和直徑生長表現。
e. 94年6月於取樣帶之各個觀測點,不同季節分別以數位相機,監測拍攝林冠180度 全景相片,再以GLA軟體程式計算林冠開放度,追蹤不同大小更新孔隙之林冠開放度變化,並以非參數迴歸(nonparametric regression)中之 (smoothing splines)法,求出所有樣區的林冠開放度變化趨勢。
f. 94年9月23日架設完成日平均光量之測量,藉由冠層開放度測量所得的資料中,在 4條取樣帶共45個點中選取9個不同開放度的觀測站,在中心點架設鐵架,鐵架全長約2公尺,頂部設有一檯面,架設時埋入地下約 50公分,並保 持檯面水平。開始測量紀錄。
g. 94年9月28日架設開始監測氣溫、相對溼度、土壤溫度及土壤水勢之測定,比較在 不同的冠層開放度下,其所得微環境資料的變化趨勢。
h. 自94年5月迄今為瞭解林地微環境變化與冠層開放度的關係,開始記錄樣區的光度 、溫度、土壤水分、相對濕度等之變化,供進一步分析。
08. 北勢溪集水區地表崩塌地變遷與偵測之研究
  本研究結果利用法國SPOT遙測衛星輔以福衛二號衛星影像監測地表崩塌地變遷, 研究中使用植生指標監測試驗地崩塌地變化情形。在九二一地震及桃芝風災過後溪頭營林區內產生許多新的崩塌地,或舊有崩塌 地面積持續擴 大。研究中選定杉林溪公路旁狗彎、大學坑及內湖國小旁三個較大型之崩塌區作為試驗樣區,由影像灰階值分別計算分析IR/R、 NDVI、綠度及 亮度指數平均值之變化情形。研究結果以狗彎崩塌地為例,可發現 IR/R平均值變化圖1999年921地震後突然下降,經過一年自然 復育及崩塌地 源頭整治等因素,於2000年回升,並於2001年桃芝風災後再度下降,並於後3年中緩慢回升。NDVI值變化及綠度指數亦顯示同樣之 趨勢。其他兩 個樣區大學坑崩塌地與內湖國小崩塌地之IR/R比值、NDVI比值亦與狗彎崩塌地呈現類似之趨勢,而綠度與亮度指數在921大地震後 變化較為明顯 。本研究成果對於轄區廣闊,交通不便之林地管理單位,以遙測影像方式從事地表變遷偵測尤為重要。唯目前受限於SPOT影像空 間解析度僅為 10至20公尺,對於較小面積崩塌地變化較無法掌握,後續研究希望以商業化之高解析衛星影像如IKONOS或QUICKBIRD等繼續進行分 析,期對本處 轄區之國土變遷偵測更加落實。
09. 集水區以氣象衛星影像進行降雨預報之研究
  a. GOES-9氣象衛星影像資料之搜整
GOES-9於1995年5月所發射,衛星本體位於東經、赤道上空約36,000公里之軌道,每小時掃描西太平洋地區之大氣影像。其掃描方 式為利用衛星的自轉,對地球進行自西往東,由北而南之掃描。完成一次掃描後,移動掃描鏡,即將掃描鏡往下移動一格,如此 依序進行。
b. 溪頭營林區氣象與水文資料之搜整
本研究區域主要針對濁水溪流域支流東埔蚋溪分支北勢溪上游臺大實驗管理處溪頭營林區進行調查,其流域面積約24.4平方公里 ,轄區內計有溪頭營林區辦公室站、苗圃農業氣象站、鳳凰山瞭望臺自動遙測雨量站、鳳凰林道3.8K雨量站及Liulong坑雨量站。
c. 研究區域相關地理資訊系統圖資之搜整
研究中已搜整北勢溪流域本處溪頭營林區之水系、林班邊界、航照圖及雨量站點資料位置。
d. 氣象衛星雲頂溫度與降雨量在不同時空尺度之相關性之評估。
  測站小時點降雨資料與雲頂溫度相關性
研究中首先分析敏督利颱風侵襲期間各測站小時降雨量紀錄與影像雲頂溫度(Cloud Top Temperature, CCT)之相 關性,以作為未來以影像推估降雨量之基礎。
  測站所在網格小時降雨量與雲頂溫度相關性
由衛及鄭(91)研究顯示,測站之降雨量紀錄屬點降雨資料,若需與其他不同空間尺度之資料進行分析,則必須先 整合為相同之空間尺度。
  測站累積2至6小時點降雨資料雲頂溫度相關性
以敏督利颱風為例溪頭辦公室站之紀錄為例,衛星影像之雲頂溫度與測站累積2至6小時之降雨量之迴歸係數分別為 0.67、0.53、0.41、0.35、0.19,雲頂溫度與降雨量之相關性隨著時間尺度之增加而降低。
目前研究顯示北勢溪上游溪頭區降雨仍存在相當之 空間變異,五個測站雖然均在鳳凰山脈同側,辦公室站與瞭望台站在直線投影距離不到2公里情形下,敏督利颱風之總降雨量即有 將近200公釐 之差異。研究中分析敏督利颱風與艾莉颱風期間各測站紀錄值與網格平均值颱風事件雲頂溫度與小時降雨量之相關係數由0.5至接 近0.7。在時 間尺度分析部份,兩者之相關性隨著時間尺度之增大而減少;而因缺乏足夠之雨量資料推求較精確之網格平均降雨量,在網格尺 度之雨量預報 仍有待進一步之分析。
10. 台大實驗林管理處長期性試驗地調查
  台大實驗林設置之宗旨在『教學實習』、『學術研究』、『資源保育』與『示範 經營』,為培養優秀之林業人才,發揮森林多目標功能,本處設置長期性試驗地130餘處,面積達240餘公頃,依設置項目不同分 生長量、栽植 疏密度、造林與生長、疏伐、引種、種源單親後裔、林分構成、耐陰性、萌芽、樹木標本園、竹類、貴重木及保留木和其他等13 項,根據試驗 方法及目的做不同的調查與統計,再將調查所得之資料建檔並建置成資料庫,俾供本處研究人員查詢及計畫研究。
本年度編列調查之試驗地有12筆,均依計畫實施方法與步驟,逐月逐筆將預定調查之試驗地調查竣事,計有生長量試驗地7筆、種 源後裔試驗地2筆、林分構成、疏伐及其他試驗地各1筆,面積合計4.72公頃。今年除將上列之調查預定地執行外,更得與中央研 究院植微所黃 麗春博士合作,使用組織培養之苗木來進行栽植。這種方式可以取代傳統之收集種源,有些樹種不易收集到種子的問題,另外也 可保留較好的 基因,以無性繁殖的方式進行。取得的這些牛樟及芳樟苗木種植於溪頭營林區,自3月底栽植迄今,生長情形均非常良好,面積為 0.14公頃,並 設立成新的長期試驗地,進行長期之調查,為組織培養苗木栽植於林地上之重要里程碑。
今日林業的經營是多元目標,舉凡林地管理、森林育苗撫育作業及森林經營與資源調查規劃等,都可由長期性試驗地基礎調查資 料,藉分析所得提供本處森林經營計劃之參考,進而推擴至各學校機關,建立良好之共同合作試驗研究體制。
11. 北勢溪集水區生態系復育過程熱量收支動態之研究
  三處氣象站太陽輻射量之分析:至目前僅就三處之氣象站,進行淨輻射量之分析 。三處氣象站資料之蒐集與建檔:每月均前往試驗地蒐集資料,隨即分別以電子試算表軟體(Microsoft Excel 2003)及資料庫軟 體(Microsoft Access 2003)建立電子檔案。唯溪頭柳杉林微氣象站之資料處理記錄器(CR23X Data-logger, Campbell Scientific Inc., Logan, Utah , USA ),於94/1/19故障,至94/2/6修復,故送修期間之資料缺測。
三處氣象站太陽輻射量之分析:至目前僅就三處之氣象站,進行淨輻射量之分析。
12. 北勢溪集水區崩塌地生態材料適用性評估
  原木格框植栽擋土牆(以下簡稱木樁壩)
木樁壩係利用中小徑木或疏伐木作為施作材料,可依地點與使用狀況決定是否施以防腐處理,以延長使用年限。為目前生態工法 中最常見之一種。本研究所選定之木樁壩,大多於91年後完工;基本調查資料包括尺寸、坡面特性、座標及用料特性等,以評估 其使用狀況與 使用狀態的關聯性。

樣址選定
目前樣區選擇以南投地區為主,並輔以本島其他地區類似工法地點為樣區。目前樣區依地點分為三類:
溪頭森林遊樂區:沿神木林道、鳳凰林道至鳳凰山頂之邊坡,共選定11處。本區工程大多於92年底前完工,此外尚選擇紅樓前, 新大門,與神木溪橋邊等地點作為樣區。其中紅樓前之木樁壩為本研究中年代最久遠之樣區,其確實完工年份尚待查證。
台21線與16線沿線:本區木樁壩多為水土保持局於九二一震災與桃芝風災後雇用在地人所施工,工法均一。大多數的木樁壩尚屬 完整,但植生復育情形不如溪頭森林遊樂區。本區共選定9處。 C.其他地區:計有台北縣雙溪鄉之後番子坑溪,宜蘭縣大同鄉往 仁澤溫泉林道 等2處。

構件原址試驗
由於木樁壩係使用木材作為施作材料,故有其耐用年限。因此本研究重點之一為評估木材的使用狀態,以推估其生命週期,並分 析是否能搭配其植生復原與邊坡穩定的狀況。調查項木有三項:
材質腐朽測試:以瑞士PYLODYN木材腐朽測試器評估木樁的外表的狀況,每區選取縱向構件10支與橫向5支,縱向構件於同一斷面 處每間隔120度測量三點;橫向構件則於水平方向的兩端與中央共測試三點。
超音波法:以瑞士SYLVATEST超音波儀測試橫向木樁的狀況。每區選取10支橫向木樁進行測試。
含水率測定:以電阻式含水率計量測試驗用木樁的含水率,除可作為前述超音波法修正用之參考數據外,亦可了解是否與該區微 環境一致。

實驗室測試
目前僅就軸向構件採取約10公分長之樣本,每樣區至少鋸取三段。未來將進行超音波與壓縮強度測試,以了解木樁強度衰減的狀 況。
13. 溪頭復建工程效益評估之研究
  a. 93年7月的敏督利颱風、8月的艾利颱風與94年8月底的泰利颱風雖然都有600公厘 以上的累積降雨量,與90年的桃芝颱風總降雨量相近,但因最大降雨強度不超過50公厘/hr,在溪頭地區並沒有發生土石流,因此 引發土石流發 生的門檻值仍有待進一步的研究。
b. 雖然沒有發生土石流的現象,但颱風仍然帶來較大的雨量,使坑溝有挾砂水流之 情形而帶動石礫之搬移,但各工程構造物有發揮預期的工程效益因此並沒有明顯的災害事例。
c. 大學坑圍堤之設計阻隔了左側原有流路?流到靜水池的路徑,因此造成了大學池林 道部分路面及路基之破壞,這是原先在工程規劃設計上沒有注意到的部份,爾後在排水的規劃設計上還是要注意到整體性。
d. 溪頭量水堰及大學坑的靜水池在工程設計上,原本就有讓水流消能沉靜的功能,因 此挾砂水流在此堆積土砂是必然的,應編列經費定期清理,以利於使用且能繼續發揮功能。
14. 北勢溪集水區生態復育方法之評估與監測
 
編號 樣區位置 水系 工程構造物型式
1 森林一號橋上下 游各50公尺 神木溪下游 乾砌大塊石
2 溪頭橋上下游各50公尺 神木溪下游 乾砌大塊石
3 沈剛伯紀念亭水泥橋往下游50公尺 大學坑中下游 乾砌大塊石
4 青年活動中心緊急疏散道路箱涵橋 往上游50公尺 大學坑下游 乾砌大塊石
5 往竹亭小橋上下游各50公尺 北勢溪本流之西北側支流 自然野溪
6 崩坎頭橋上下游各50公尺 北勢溪本流 鋼筋混凝土
7 三號坑下游排水流路 三號坑下游 鋼筋混凝土
8 竹籚旁野溪 神木溪支流 自然野溪
北勢溪流域中上游河溪物理環境調查表
15. 不同齡級柳杉人工林之林下植被研究
  已分別於三個不同齡級造林地完成設置20公尺 × 25公尺的樣區共9個,並同時進 行各樣區環境因子調查。在研究區域的9個樣區之中(由於其中67-3造林地的一個樣區資料遺失,故本次未列入統計),共紀錄63科 112屬145種, 統計如下表1。調查木本(地徑?1公分)植株總數為813株。
  備註
蕨類植物 15 26 39

尚有8種植物未辨識(4藤本、1蘭、3蕨)

裸子植物 1 2 2
被子植物      
雙子葉植物 39 65 78
單子葉植 8 19 26
合計 63 112 145 153
研究地區維管束植物分類統計表

本研究地區三個柳杉林造林地,依據其族群結構顯示,經疏伐期發展後即進入下層再現期階段,林下開始大量出現耐蔭樹種,然 由於林分構成樹種特性及生育地狀況不同,導致在林分發展階段上,下層再現期出現及持續時間也不一定,根據Franklin et al., (2002)對下 層再現期進一步細分為1.下層解放期;2.成熟期;3.轉移早期;4.轉移晚期。以本研究49-1造林地林分而言,林下天然物種主要 組成徑級尚小 ,地徑均< 5公分,因此比照Franklin對亞期的劃分,歸入下層解放期。67-3造林地林分之小苗株數集中於胸徑5公分以下,僅 少數物種如台 灣山桂花、山龍眼、野桐、牛奶榕和香葉樹各有1~2株分布於5公分以上之徑級,因此在結構上仍將其列入下層解放期;然166號造 林地林分之5 公分以下小苗株數相較其他兩區林分,在數量上較少,且在5公分以上徑級結構有明顯的增加趨勢,其中又以長梗紫苧麻和牛奶榕 的?級較為明 顯,有向成熟階段發展空間,然由於本林分之枯倒木多還存在,因此若將其歸入Franklin亞期的成熟期,又似有不妥,故將其歸 入下層再現期 早期,以便和Franklin所定義的成熟期優勢種徑級已達到最大,及疏伐期形成的枯木多已分解的特徵,有所區別。
未來將進行環境因子和植群的相關性分析及植群型分析等,期望藉由分析結果,能提供造林地林下植群結構之基礎資料,以供未 來本處進行生態系經營之育林方式之規劃依據及參考。
16. 苗圃應用有益土壤微生物對於苗木生長與逆境之研 究
  土壤有益菌製劑應用在農藝作物之培養已行之有年,標榜可在種植環境中創造有 益菌優勢,減少病原如疫病、腐霉菌的發生,而放線菌與枯草菌能抑制線蟲族群,減少土壤中線蟲危害。但在林業苗圃之應用, 目前仍無相關 資料顯示其功效,若能將這些有益微生物用於廣大面積的林業苗圃,除了培育健壯苗木以外,對於生態環保更具保護意義。近年 來因全民造林 與加強環境綠化之故,林業苗圃育苗數量極為龐大。有益微生物的應用不但具有長效性、符合生態原則以及減少環境污染的多重 功能,更能培 育出高品質的苗木,提高瘠劣地復育造林的成功機會。
本計畫選擇肖楠與羅漢松為試驗材料,使用土壤與泥碳土混合介質(6/1, v/v),其中一半介質經高溫殺菌,另一半則不殺菌。 微生物處理包括3種市售土壤有益微生物製劑處理,以及完全不施用之對照組,共4種處理,另外介質分殺菌與不殺菌2種處理,共 計8種處理, 每種處理重複30株,兩種樹種合計480株試驗苗。試驗苗木置於溪頭苗圃,施用微生物製劑(每月施用2次)3個月及6個月後,進 行1.土壤活力 分析:瞭解施用市售有益微生物製劑,對土壤微生物生質量與土壤酵素的影響,主要探討固氮效果,即土壤中游離性固氮活性、 土壤微生物氮 生質量及固氮酵素。2.苗木品質與介質養分分析。3.抗病能力:進行苗木罹病度之測定。
試驗結果發現有益土壤微生物施用目的在改善土壤性質,提供有利植物生長之環境,本試驗結果由苗木生長量之表現並無此現象 ,推測其因包括原始土壤特性極度惡劣,微生物族群不易在根系建立,肖楠苗木所用土壤雖屬正常,但培育時間短促,微生物效 應尚未顯現; 此外今年氣候異常,本試驗開始之初氣溫寒冷嚴峻,移植後苗木生長嚴重遲滯,生長勢大受影響,對日後苗木生長表現影響甚鉅 。本試驗微生 物施用雖對苗木生長沒有顯著影顯,但是對於土壤微生物性質則可看出明顯差異,此差異現象,若能持續觀察,必能表現在苗木 的生長量。病 害方面由試驗結果可確知,若對證採取適當之生物製劑,可對苗圃苗期病害做有效之防治。
本計畫為林業苗圃有益微生物應用的先驅計畫,主要目的在檢測國內所開發的生技產物之實用性,拓展其應用空間。這些生技產 品雖在農業上已有成功的田間試驗,但是否能應用於長期性的林業育苗作業仍未可知。經由本計畫的執行,不但可獲得有益微生 物的效益,更 可經由本先驅性計畫建構完善的苗圃作業方式,提供日後全面性應用的參考依據。
17. 鳳凰自然教育園區自然生態資源之評估與監測
  於調查期間共記錄到哺乳類6科8種、鳥類18科36種、爬蟲類2科3種、兩棲類3科7 種,其中依野生動物保育法(農委會84年12月23日農林字第4030817號公告)所列在此出現者,包括了瀕臨絕種保育類的藍腹鷴, 珍貴稀有保育 類的松雀鷹、黃嘴角鴞、莫氏樹蛙,以及其他應予保育類的深山竹雞、紅尾伯勞、白尾鴝、白耳畫眉、藪鳥、冠羽畫眉、黃胸青 鶲、紅頭山雀 、橿鳥。
由不同林相之脊椎動物群聚結構來看,物種豐富度以杉木林最高 (45種哺乳類、23種鳥類及6種兩棲爬蟲類),茶園 (2種哺乳類、 13種鳥類及7種兩棲爬蟲類26種) 及木荷林(3種哺乳類、13種鳥類及7種兩棲爬蟲類24種) 次之,竹林 (2種哺乳類、8種鳥類及6種 兩棲爬蟲類26 種) 及蕨類園 (3種哺乳類、7種鳥類及3種兩棲爬蟲類22種) 則是林最少。
進一步分析不同林相所調查到之鳥類群聚發現,各林相在鳥種組成及數量上有顯著差異 (R=0.6,p0.01),以杉木林23種35.55隻/ 平方公尺 最高、木荷林及茶園13種31.99隻/平方公尺及25.83隻/平方公尺次之、竹林8種21.78隻/平方公尺及蕨類園7種21.33隻/ 平方公尺為最 低;而由Bray-Curtis相似度指標來看,則以杉木林與木荷林之間最高(74.853),而茶園和杉木林 (12.74)、木荷林 (4.19)、竹 林 (5.07)、蕨 類園 (9.53) 之間的相似性均很低。除了茶園以白頭翁及綠繡眼為優勢種之外,其餘各林相均以繡眼畫眉為最優勢種。
野生動物對棲地的選擇和棲地的組成特質有著密不可分的關係,許多研究指出,動物的歧異度和豐富度會隨棲地的水平異質性和 植群的垂直結構增加而增加,而本研究中杉木林的脊椎動物相不論在物種數和相對豐富度上,都較其他各區來得高,但此點並未 反應在植群種 類和垂直結構的調查結果上,推測由於杉木林的面積較大與完整,包含較多孔隙和倒木等多樣性的棲地,提供野生動物較佳的庇 護所。而雖然 茶園的植群結構較竹林和茶園複雜,但由於面積較小且鑲嵌於檳榔園和茶園之中,因此物種數和豐富度均最低,顯示維護一個完 整且大片相連 之棲地,對其內生存的野生動物是一大保障。
18. 溪頭復建工程效益評估之研究
  a. 各種菌種於不同溫度下MMN培養基培養之菌落生長調查:
    微孔塊菌(Tuber pseudoexcavatum, Tp)於接種後第七天15℃、20℃、25℃、30℃即有菌落約10~21公厘之生長, 20℃、25℃者, 自始至終二者 生長趨勢ㄧ致,其生長至第63天後即呈遲滯及停止現象,菌落發展期約8至9週,菌落直徑大小為62~67公厘,最終仍以25℃稍佳; 15℃、30℃者 ,自始至終二者生長皆呈穩定成長,惟生長率較低,最終以30℃者最差(42公厘),15℃者生長至第91天時則與20℃者生長相近, 皆達62公厘。 該菌種之菌落生長初期以20℃、25℃為佳,但後期15℃者則有後來趕上之趨勢;超過25℃即不適合菌落生長,35℃者則自始至終 皆不生長。
  印度塊菌(Tuber indicum,Ti) 於接種後第七天15℃、20℃、25℃、30℃即有菌落約14~24公厘 之生長, 20℃、25℃者,自始至終二者生長差異不大,惟初期(第7天至第42天)以25℃者稍佳,其生長至第42天後即呈遲滯及停 止現象,菌落 發展期約6至7週,菌落直徑大小為78公厘;20℃者,其生長至第49天後,生長勢與25℃者趨於一致且呈遲滯及停止現象,菌落發 展期約7至8週 ,菌落直徑大小為79公厘;15℃、30℃者,自始至終二者生長皆呈穩定成長,惟生長率較低,最終以30℃者最差(60公厘)。該菌 種之菌落生長 初期以20℃、25℃為佳,但後期15℃、30℃者則仍有繼續生長之趨勢;超過25℃即不適合菌落生長,35℃者,自始至終皆不生長 。(Table 2,Fig.2)
  台灣塊菌(Tuber fomosanum,Tf)於接種後第七天15℃、20℃、25℃、30℃即有菌落約10~16公 厘之生長,其於20℃、25℃及15℃間一致;20℃者,第14天至第28天生長較佳,惟自第35天後生長趨緩,至第77天後即呈遲滯及 停止現象,菌 落發展期約10至11週。;25℃者,自第35天後生長即超越20℃者,至第77天後即呈遲滯及停止現象,菌落發展期約10至11週。; 15℃者自始至 終菌落皆呈穩定成長,至第91天時即與20℃者相同,菌落直徑大小為56~57公厘;30℃者自始至終菌落皆呈穩定成長,生長率低, 最終菌落直徑 大小為38公厘。該菌種之菌落生長以25℃為最佳,15℃、20℃次之,超過25℃較不適合菌落生長。(Table 3, Fig.3)
  義大利塊菌(Tuber magnatum,Tm) 於接種後第七天15℃、20℃、25℃、30℃即有菌落約9~19公 厘之生長, 20℃、25℃者,自始至終二者生長趨勢ㄧ致,其生長至第63天後即呈遲滯及停止現象,菌落發展期約8至9週,菌落直 徑大小為 66~67公厘;15℃、30℃者,自始至終二者生長皆呈穩定成長,惟生長率較低,最終以30℃者最差(41公厘),15℃者生長至第91天 時則與20℃、 25℃者生長相接近,菌落直徑大小為60公厘。該菌種之菌落生長初期以20℃、25℃為佳,15℃次之;超過25℃即不適合菌落生長 ,35℃者則自 始至終皆不生長。
  15℃環境之菌落生長:初期(第7天至第14天) 四種菌種差異不大,自第21天起以Ti生長最為優 勢,最終菌落生長為69公厘 ,Tp、Tf及Tm三種菌種則差異不大,最終菌落生長為57~62公厘。目前四種菌落尚有繼續生長之趨勢 。
  20℃環境之菌落生長:第7天四種菌種差異不大,其中以Ti、Tf生長較佳,菌落生長為19 ~20公 厘,其餘Tp、Tm相近,菌落生長為15 ~16公厘。第14天以後,Ti之生長仍是優勢,最終菌落生長為79公厘;其次為Tm與Tp,二菌 種生長趨勢亦 相似,最終菌落生長為62 ~66公厘;而Tf生長則最差,最終菌落生長為56公厘。
  25℃環境之菌落生長:第7天四種菌種差異不大,菌落生長為16 ~24公厘。第14天以後,Ti之生 長最為優勢,且至第42天生長達最大,最終菌落生長為78公厘;其餘Tp、Tf與Tm三種菌種生長趨勢相似,最終菌落生長為66 ~67 公厘。
  30℃環境之菌落生長:自始至終以Ti生長最為優勢,最終菌落生長為60公厘 ,Tp、Tf及Tm三種 菌種則差異不大,最終菌落生長為41 ~43公厘。目前四種菌落尚有繼續生長之趨勢。
  35℃環境之菌落生長:Tp、Ti、Tf、Tm四種菌種在35℃環境下皆未有菌落生長。
b. 接種菌根菌之苗木不同階段之菌根發育形態調查
  苗木培育篩選及蛭石苔菌絲接種源培養中,近期將接種。目前已觀察有Tf及Ta菌 根形成。
  目前成果結論
  a. Tp. Ti. Tf. Tm.四種菌種,皆以20~25℃最適合菌落生長,菌落發展期約6至9星 期;30 ℃者,則菌落生長最差;15 ℃者,初期生長緩慢,但後期仍繼續生長,其菌落發展可接近20 ℃者,菌落發展期約12至14星期。
b. 15.20.25.30 ℃各溫度環境下,皆以Ti生長勢最佳,其餘菌種差異性不大。
c. 溫度超過30 ℃,則不適合該四種菌種之菌落生長,若超過35 ℃以上則完全不菌落 生長。





93年度本處之研究計畫 :


序號 分組別 試驗 計畫名稱 主持 人或執行人
實試 01 育林 溪頭地區闊葉樹天然林生態小生境之研究(續) 郭幸榮、關秉宗 劉興旺
實試 02 育林 臺大實驗林苗圃苗期病害之調查與管理 王亞男、蕭文偉鄧偉雄、林瑞進、吳孟珊
實試 03 育林 針葉樹形成層物候觀察(一) 詹明勳、王亞男、林法勤、黃憶汝、李金玲
實試 04 經營 以遙測衛星影像監測臺大實驗林區 921 地震及桃 風災前後崩塌地之變遷 衛強、王亞男、梁治文、沈介文
實試 05 經營 社區參與自然資源保育之分析 — 以臺大實驗林 鄰接社區為例 鄭欽龍、梁治文、李正和、葉名容、陳重銘
實試 06 經營 臺大實驗林契約林經營問題之探討 — 以鹿谷鄉 為例 鄭欽龍、陳重銘、李正和、葉名容
實試 07 經營 臺大實驗林管理處長期性試驗地調查 教學研究組
實試 08 林產 非破壤檢測系統應用於立木材質之研究 蔡明哲、曾郁珊、楊德新、陳勁豪
實試 09 林產 溪頭柳杉林熱量粗糙長度之研究 魏聰輝、張振生、王志豪、劉維、林裕乾
實試 10 林產 柳杉疏伐木試製 ISO 結構材可行性研究 林法勤、王松永、楊賜霖、李怡貞
實試 11 林產 西川柳杉造林木基礎材質之研究 林法勤、王松永、張上鎮
實試 12 資保 塔塔加地區雲杉之物候研究(一) 沈介文、關秉宗





93年本處研究計畫成果摘要:


01. 溪頭地區闊葉樹天然林生態小生境之研究
  綜觀本試驗截至第二年之結果顯示,人工加速復育似乎是較為可行且快速之方法 ,而人工加速復育之中又以栽植苗木為較佳之方法。以所收集到的種子來看,大多不具活力或是發育不全,難以提供天然下種之 種子來源,再 以植生之調查資料來看,木本小苗出現之比例甚低,且變動迅速,其競爭力不如草本植物,需時較久,因此天然復育在此生育地 似乎成效不良 ,另外人為播種之種子因土壤層淺薄,大多被竹鞭所佔據,若降雨量不足,種子難以發芽或發芽後立即死亡。因此人為播種亦不 可行,惟以栽 植苗木之表現較佳,只要樹種選擇恰當,其存活及生長之情形皆優良,初步推測為確實可行之方法。

02. 臺大實驗林苗圃苗期病害之調查與管理
  九十三年一至十二月於和社苗圃共發現青剛櫟白粉病等四十種病害,所發現的病 害中臺灣櫸煤煙病、烏心石炭疽病、粉撲花灰黴病、櫻花猝倒病、藍花楹猝倒病、黃蓮木炭疽病、菲律賓貝殼杉葉枯病、竹柏炭 疽病、九芎煤 煙病、流疏炭疽病、山紅柿炭疽病、山桐子炭疽病為新紀錄種,其中粉撲花灰黴病、櫻花猝倒病、藍花楹猝倒病等三種新病害已 完成 Koch's postulate 。致病率超過 50% 的病害有相思樹銹病、大葉楠腫銹病、粉撲花灰黴病、臺灣欒樹銹病、楓香輪斑病、黃蓮木炭疽病 、桃花心木炭 疽病、山紅柿炭疽病、山桐子炭疽病、重陽木角斑病、喜樹角斑病、阿勃勒灰黴病、水黃皮炭疽病等十四種病害。為害的部位有 92.5% 為害葉 部。十一種病害類型為害前三名分別為炭疽病佔 37.5% 、白粉病佔 37.5% 以及銹病 10% 。
九十三年一至十二月於溪頭苗圃共發現青剛櫟白粉病等十二種病害,樟葉槭黑腫病、銀杏葉枯病、紅榨槭白粉病為新紀錄。致病 率超過 50% 的病害有巒大杉葉枯病、相思樹銹病、銀杏葉枯病、大頭茶腫萎病以及洋繡球灰黴病。為害的部位有 100% 為害葉部 。九種病害類 型為害前二名分別為葉枯病佔 25% 以及白粉病佔 16.7% 。

03. 針葉樹形成層物候觀察 ( 一 )
  本研究從臺灣雲杉樹木生長輪微觀解剖構造與形成層細胞開始分裂之時序著手, 目前獲得之結論如下:
臺灣雲杉形成層細胞分裂活動的旺盛期應為五月底六月初,可以於六月開始觀察細胞成長及木質部細胞次生壁增厚的情形。
因本年研究結果不完整,所以難以進一步探討形成層區域細胞分裂生長與氣候的相關性。

04. 以遙測衛星影像監測臺大實驗林區 921 地震及桃風 災前後崩塌地之變遷
  本研究目前所使用之衛星影像使用法國 SPOT 衛星影像,在多光譜波段之地面解 析度為 20 公尺,全色態影像(黑白影像)面解析度為 10 公尺,即使使用最新的 SPOT-5 影像,多光譜及全色態分別可提昇至 10 公尺與 5 公尺,仍屬於中解析度影像。雖然目前定位精度已達一個像元內之精確定位要求。而使用 像元灰階組體圖尖峰對齊法於本處轄區 經驗証結果, 亦確實可正確掌握災害前後地表變遷區域。 但對於面積較小之崩塌地或變遷宥於影像解析度可能無法正確判釋出。
本研究希望在下一年度能改採用華衛二號之影像,針對本年度研究計畫中可能無法解決之問題,繼續於臺大實驗林區轄區觀察崩 塌地分佈及植生復育範圍,同時因可每日獲得本轄區之完整影像,在觀測週期縮短及空間解析度提昇之雙重優勢下,未來對於研 究上將更趨於 彈性與便利性。

05. 社區參與自然資源保育之分析 — 以臺大實驗林鄰 接社區為例
  根據上述分析結果可歸納以下幾點初步結論,以供未來研究參考。
a. 實驗林與社區緊鄰,互動機會多。鹿谷鄉有 77% 社區內含在實驗林轄區,其比例 最高;水里鄉則涵蓋最少。
b. 三鄉人口遞減和人口結構變動發展並未完全,人口皆有減少趨勢,信義鄉扶養比例過高,原住 民人口結構亦有相同結果。且教育程度普遍偏低,顯示山村教育推廣仍待加強。
c. 三鄉從事農業人口比例高。從農業人口統計分析顯示信義鄉從事農業人口比例為 88.69% ,其 比例最高;其次是鹿谷鄉比例佔有 88.14% ,而水里鄉從事農業比例最低,值為 58.71% 。在其他產業部份,三鄉以木竹品製造 和食品製造佔 比例較高。
d. 就社區本身而言,皆具有不同特色,多數社區參與社區林業計畫有提及當地居民就業問題及風 災重建之困難,並且體驗到保護當地環境之重要性。然而,在現今正揚起觀光產業風潮時,需謹慎勿落入另一迷失中,專家諮詢 意見融入較能 幫助社區在參與社區林業計畫後,規劃面與執行面落差不會過大。
e. 本研究未來展望有三。其一,希望規劃訪談內容,一一拜訪了解當地社區執行社區林業計畫概 況及社區團體結構;其二,延續收集歷年官方次級統計報告資料進行分析,藉以了解人文社經及產業結構變遷;第三,凝聚理論 架構藉以驗證 社區集體行動保育自然資源及民眾參與森林經營途徑之決策是否須調整。

06. 臺大實驗林契約林經營問題之探討 — 以鹿谷鄉為 例
  在此 222 份問卷中,屬保管竹林者有 81 份,保育竹林者有 112 份,合作造林 者有 29 份,此亦因為鹿谷鄉的契約林地以保管竹林及保育竹林為主。對於如何取得這塊契約林地問項,以繼承祖業者最多,佔 52.7 %,其 次為向第三人轉讓者佔 20.7 %,而原始契約人或保管人者僅佔 20.3 %。
承租林地上栽植樹種以孟宗竹最多,佔 39.6 %,其次為麻竹佔 9.5 %,孟宗竹及麻竹者佔 8.1 %。至於從現住地到承租林地 所需時間,以不超過 1 小時者最多,佔 82 %。而平均多久會到承租的契約林地,以填答「其他」問項者佔最多,達 24.8 %, 大部分為採筍 期才到其承租林地,其次為每個月一次者佔 23.0 %。而以自己直接從事承租林地的經營管理工作者最多,佔 70.3 %。
有關承租人與實驗林員工接觸或聯繫的次數問項,以「偶爾」最多,即需要辦理業務才聯繫最多,佔 75.2 %,然亦有約 8.1 % 的受訪者表示沒有與實驗林員工接觸或聯繫過。而承租之林地曾申請過造林或撫育補助者佔 33.3 %,大部分為申請竹林撫育居 多。至於租約 到期是否有辦理續約問項,除保管竹林無承租期限不用填答此問項外,其餘受訪者均表示已辦理續約。林農承租林地以獨自持分 者最多,佔 59.9 %,其餘受訪者所承租之林地為有與其他人共同承租或持分,而與其他共同承租或持分人接觸或聯繫的情形,以填答「偶爾 」,即有事情 才聯繫最多,佔 32.8 %。
關於承租這塊林地的收益佔家庭所得之比例以一成以下最多,佔 59.9 %,或許可反映出因栽植的樹種以孟宗竹類為主,大部分 只有採食冬筍,雖然冬筍價格高,但其收益佔其家庭所得的比例仍不高。且有 65.8 %的受訪者表示還有從事其他事業,如農業 收入或其他收 入等。此外,有 63.1 %的受訪者,除問卷上所列的承租的這筆林地外,尚有其他筆林地。
對於「臺大實驗林各項措施」有何建議的問項,以答填放領林地者較多,其次如多提供施肥等補助及提供樹種等。此外,由此次 問卷回收情形來看,部分承租人已過世,但其承租林地仍未辦理繼承,未來這類的問題應會更常發生,且承租人常居外地的比例 亦不低,如位 於秀峰、清水、瑞田等村,未來亦會衍生更多管理之問題。

07. 93 年度本處長期性試驗地調查
  今年度長期試驗地調查合計十三塊試驗地,面積 9.801 公頃。未來除繼續將已設 置之試驗地進行調查外,並將請 研究人員 共同商討需新增或刪除試驗地,並將已有之長期性試驗地資料加以利用,作為長期性 試驗地資料之 加值使用。

08. 非破壤檢測系統應用於立木材質之研究
  本試驗以非破壞檢測系統檢測柳杉,而柳杉實生林無論是橫向超音波或縱向超音 波皆比插條林大,但兩者無顯著的差異,同時在四種疏伐處理下,四種疏伐處理對實生林和插條林的橫向超音波、縱向超音波與 應力波皆無顯 著的差異,換言之,本試驗中疏伐處理對林木的影響已經檢測不出﹔ DmP 與 Arbotom 均是很好的非破壞檢測工具,對於木材內 的腐朽、空洞 或不良的品質可精確的量測出,同時其利用圖譜的呈現讓檢測者更易了解判讀;於冬季進行的生長錐取樣發現,樹蕊的邊材含水 率低於心材, 且變異數亦然,兩者更有顯著的差異存在,而對於季節的變化,以超音波與應力波檢測的結果顯示出,冬天的波速大於秋天大於 夏天這樣的趨 勢,但三者間無顯著的關係存在。

09. 溪頭柳杉林熱量粗糙長度之研究
  蒐集自 2003 年 11 月 8 日起,迄 2004/6/29 日為止,各作用層之平均氣溫、 平均風速,平均相對濕度、累計入射輻射量及累計反射輻射量如表 1 所示; 173 號柳杉造林木之樹冠高度介於 21 ~ 25 公尺 ,氣流進入後 ,將引致風速、溫度剖面之變形,此可由統計數值觀察得知,亦與一般文獻和 Molder et al. 之研究結果相符合。

流體流經物體邊界面 ( 表面 ) 時,流速受邊界面的影響而降低,而且越靠近邊界面影響越大,直到離開物體邊界面一定距離後 ,才逐漸恢復其原來的狀態,此一受物體邊界面影響而改變流速的區域,稱為邊界層,在邊界層外面,流體的流動和其他物理屬 性不受界面的 約束,而在邊界層內的流速和各種物理屬性,均受界面的影響。

10. 柳杉疏伐木試製 ISO 結構材可行性研究
  a. 本批材料其基本力學性質偏低,故無論是實大樑或 ISO 樑,其 MOR 與 MOE 皆不如預期理想。
b. 本批疏伐木之製材耗能,約每立方公尺的製材品平均碳涵存約減少 2.02kg 左右。
c. 同尺寸的 ISO 樑之斷面慣性矩約較實木樑減少 3% ,但重量卻可減少 17% ,有輕量化的效果 。
d. ISO 樑之 MOE 與實木樑的 MOE 差異不顯著,但其變異性已降低,顯見其已發揮工程樑分散缺 點與均質化的特性。但 MOR 尚待進一步實驗,以評估其其實用性。
 
11. 西川柳杉造林木基礎材質之研究
  枯立木雖經兩年後才伐採,但圓盤切取經乾燥後目視品質尚稱良好。
90 年生西川柳杉造林木在橫向 ( 南北向 ) 的力學性質變化與一般柳杉無異,唯 B 試材之比重、 MOR 與 MOE 略高,其原因有 待進一步的探究。

12. 塔塔加地區雲杉之物候研究 ( 一 )
  a. 本次五株樣木僅有其中兩株優勢木有較多之雌毬花形成,且胸徑都超過 1M 以上,其他較小之 樣木則僅有雄花形成,很少雌毬花甚至沒有。
b. 從觀測中得知,塔塔加地區天然林中之雲杉要至四月中左右才開始苞片脫落進行抽芽,冠層下 部僅有葉芽形成,冠層上部及中部都有雄毬花形成,雌毬花則幾乎都在冠層頂端,少部分在冠層中,且雌、雄毬花大部分均存在 冠層外圍,由 此可知光照應是影響雲杉開花的重要因子。
c. 雲杉授粉僅需大約十天左右,但其雌毬花閉合之原因則不明。
d. 位於東埔山莊之雲杉人工林,其新芽苞片脫落,葉芽開始抽長之時間要來的比天然林中的早約 一個月,其原因有待進一步的研究。
e. 從雲杉人工林之觀測中可得知, 35 年生之雲杉尚未有毬花形成,僅進行營養生長。
f. 人工林雲杉之葉芽從 3 月中苞片脫落開始抽長,至 6 月中已大致完成。