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蘭博電子報

022期-第四屆台灣植群多樣性研討會

廖啟政  /  蘭陽博物館展研究典藏組組長

前言

「國家植群多樣性調查及製圖計劃」為行政院農業委員會林務局委託的一件計劃案,目的是為了了解台灣地區的森林類型,利用森林內所包含的植物種類進行植群型分類,再在航空照片的數位圖檔上,利用軟體系統將各種植群型分布的範圍畫出來。最終的目的是希望藉此研究過程,能對自然生態環境進行評估及監測。

 

此計畫為六年長期研究計劃,列入國家重點計劃之中,自民國92年開始,目前已進行了四年。此項計劃共有來自七所國立大學、八位教授、研究助理十數位參與,網羅了植群生態學領域的重要人員。

 

此項計劃的執行過程相當嚴謹,92年於計劃開始執行之初,即對工作人員進行訓練。參與此計畫的教授、工作者皆為相關領域內的專業人員。工作人員訓練的目的,並非加強專業素養,而是為了使野外調查工作能夠取得一致性的結果。各實驗室、學者在其專業領域內,由於不同的研究目的,在進行野外調查時,調查的項目會有差異。例如同樣設置樣區,但是樣區面積不同,或樣區與樣區之間的距離不同,或只調查木本植物,或僅調查草本或附生植物等。因此工作訓練的目的是在減少這種差異,使得不同團隊調查的結果取得一致,才能在未來進行數據分析。類似的工作訓練進行了數次,包括實際的野外調查操作、軟體的學習與操作、樣區調查結果的初步檢視、數位資料的檢視等等。且不斷針對結果的誤差進行校正,取得相當好的成果。

 

除工作訓練外,計劃執行當中,每月進行一次檢討會議,討論各組的進度、修正各組之間野外調查方法及結果的誤差、解決實際野外工作中遇到的困難等。

 

工作執行的成果,則於每一年召開一次研討會,第一屆研討會由計劃主持人發表論文,文章內容涉及到植群分類的各種理論,包括植群分類的方法、森林內的物種多樣性、植群分類系統及分類階層、演替序列等植群分類的主要面向。

 

第二屆到第四屆研討會,則主要由各實驗室的助理發表論文,內容多著重於各團隊所負責流域範圍的森林組成及植群分類。第二屆及第三屆的論文發表,比較著重在基礎的植物種類描述方面,即描述森林內所包含的物種、不同森林之間的差異。而比較少植群的推論、預測等進一步的資訊。

 

第四屆研討會,即今年9月份所舉辦的會議,已經開始有文章探討不同的面向,如植群型與環境的關係、植物社會特性分析、樹種分布的預測模式等,這些不同面向的文章,不再僅僅滿足於描述森林組成,而希望進一步的對森林與環境的關係進行探討及分析。這雖然只是一點點成長,但已經提供了不同的植群分類的科學研究路徑,打開了另一扇科學研究的窗口。

植群分類研究的目的

植群分類最初的目的,是由野外的調查結果,了解每一種植物的分布範圍,在何處可以找到,是什麼樣的環境,生長在山坡、溪谷或稜線,海拔的範圍,是否需要相當高的水分……等等,都屬於初步的結果或目的。

 

進一步的分析,則是在了解特稀有、瀕危等植物的族群大小、生存環境、分布範圍等,以便保護特稀有植物的生存環境,進而保護這些植物。有了植群分類的基礎資料,才能界定稀有植物的生長範圍,才能評估保護區畫定的界線範圍。

 

再進一步的分析,則是提供森林的基礎資料,做為國家劃定保護區,或決定是否要對某一特稀有生物進行保護時的參考。例如有一篇計劃是在探討八色鳥的族群分布,八色鳥是相當稀有鳥類,據估計全世界僅存數千到一萬隻,台灣在中部的阿里山事業林區等少數幾個地點,發現約兩百隻。當這個地區有重要的物種出現,而需要進行保護時,國家要依據什麼樣的原則來畫定保護區的界線?此時需要由兩方面來著手:一方面是調查此森林內,此物種的數量;另一方面是調查此種森林分布的地區,是否也有相同的物種,數量多寡。進行這兩方面的調查,是希望以最少的保護面積,保存最多的族群數量。因為台灣地小人稠,保護區的劃定,常會受到當地居民的反對,原因是影響到當地居民的生計。因此在劃定保護區的範圍之前,是需要進行相當謹慎的評估。如果能夠選擇到族群生長數量最大的森林棲地再進行保護,則可以在居民生計及生物保護之間取得平衡。

 

因此,劃定保護區之前,國家會委託學者進行研究。學者會對野外族群數量進行調查並評估,調查該物種所棲息的森林環境,再進一步延伸並預測不同地點、相同森林內的族群數量。中央便會根據這項研究成果,進行兩方面的評估,一方面評估物種及自然環境,即哪些地區的物種數量較多,其他棲地是否有相同物種,數量多寡。再一方面則由土地所有權進行評估,國有土地要畫為保護區較不會受到居民反對,但私有土地徵收成為保護區則時有爭議出現。因此,進行這兩方面的評估時,都要以學術研究的基礎,做為保護區評估的基本資訊。

 

然而,這些都還只是植群調查實際應用的層面,植群調查有另外一項重要的目的,是為了探究植物分布與環境的關係,進而探討生物分布的原則,建立生物分布的模式,了解生物分布的規律,並預測生物分布的範圍。

 

人類賴以維生的基礎,完全是由自然環境而來,我們的食物,來自自然環境;石油,來自自然環境;化學原料、塑膠、建材,同樣來自自然環境;醫藥,來自自然環境;乃至乾淨的水、空氣,都來自自然環境。人類使用的任何一項物品或材料,完完全全是由自然環境所提供。自然環境受到人類的利用,在慢慢的崩解當中,這是眾所皆知的事實。自然環境的崩解,意謂著人類將要面臨災難。自然保護區的設立,目的是在保障人類所使用的物品或材料,能夠源源不絕的由自然環境提供。

 

自然保護區的面積當然愈大愈好,但是人口愈多,表示有愈大面積的森林及自然環境受到利用,代表愈來愈少的面積可供保護。不僅如此,國家的財政、人力也無法負擔大範圍的自然保護面積,這是眾多國家都需要面對的相同問題。因此植群調查的目的,是在了解哪些區域是生物種類最多的地區,或棲息環境特殊的地區,或特定物種生存的地區。也不可能對所有森林進行全面性的調查,因此預測生物分布的模式扮演了相當重要的角色。利用植群取樣調查找到物種多樣性高或特有生物分布的森林,再利用生物分布預測的模式,從未曾調查過的森林類型,找出相同特性的森林進行保護。

 

建立保護區是為了保障人類生存的資源不虞匱乏,而植群調查的最終目的,是經過一連串的科學研究、分析及預測,提供基礎資訊,找出最需要保護的地點,或是最迫切需要保護的地點,使保護區可以保護最多的生物種類,或保護最多類型的森林型態,使得保護區的設立能發揮最大的效能。

研討會論文簡介

本次研討會共發表12篇論文,分別對十個地點進行植群分類系統的探討,包括台灣本島的北、中、南、東都有相關文章進行分析,提供基礎的植群分類資訊。此計劃除了探討植群分類以外,會中並廣泛討論建立國家植群多樣性分類系統。

 

國家植群分類系統,是指對國家的所有森林,依照森林內的樹種組成或森林特性,進行分類。建立分類系統的過程,需要先從野外進行森林的取樣,每一個樣區調查基本的環境因子資料,再調查木本、草本植物種類,並測量胸高直徑及覆蓋度。當調查的樣區足夠,且涵蓋大部分的森林覆蓋範圍,便將這些森林樣區進行運算。運算的過程是利用國際上已經開發的系統軟體,針對學者的需要,以不同的幾種統計方法,對樣區進行植群型的分類。計算出來的結果,再與環境因子之間求相關,找出哪些環境因子與森林的分布有關。

 

計劃執行的進度,是每年由每一個團隊在野外調查100個樣區,四年共調查400個樣區,七個實驗室,便有2800個樣區,雖然樣區數量相當多,但是仍然有許多地區的森林沒有被取樣。

 

樣區調查的結果,便由各個團隊進行後續的分析研究,目前是各團隊針對各自責任區域範圍,選擇一特定的流域,進行森林植群型的分類。整個國家計劃最終的目的,是希望整合各個流域的結果,發展出國家植群型分類系統的統一標準。

 

然而要整合出國家植群分類系統,卻是一件相當艱難的工作,因為各地區的植群分類,都是依據不同的原則建立以及命名,計算過程不同或命名原則不同,最終都可能使得相同的森林被分到不同的單元內。因此要整合便也出現困難。

 

研討會的目的,便是在標準分類系統建立之前,先期了解各個團隊所得到的初步結果,分類的原則、命名的原則等等,以便在未來整合過程中,解決造成差異的原因,能夠使得分類系統適合各個區域的特性。

 

除了建立標準分類系統以外,植群分類的目的,也是為了要能夠預測樹種的分布,尤其是特稀有物種。而這種預測模式,需要將樹種與環境因子做出相關,再由環境因子推測出相同的棲息環境,再驗證是否有相同的植物種類出現。

 

預測模式的建立,牽涉到樣區選取的原則,環境因子的調查,統計計算的方法,預測的邏輯等等。因此,即使是相同的數據組,也會因為不同的學者而有不同的預測結果。這方面也是植群分類學正在嘗試想要解決的問題。此次的研討會中,已經出現了討論這方面問題的論文,而不再只是停留在靜態的分類上。

結語

國家植群分類系統,是國家的重點計劃,對於了解國家的森林資源,具有相當重要的功能。而這樣的計劃,需要投入大量的人力、物力。根據估算,每年投入的人力,直接參與此案的行政官員有3位,生物多樣性保育學會人員有4人,學校方面有8位教授,至少14位助理,研究生無法估算,總共每年直接投入的人力至少超過30位。而間接投入的人力,包括研究生不定時的支援,聘請高山嚮導等等,就無法估算。而每年的研究經費,超過千萬,確實是一項艱鉅的工作。

 

藉由研討會的舉辦,相關的學者可以從中獲取植群分類科學的經驗,建立科學研究的基礎。期望在未來,能夠由此基本資料的建立,達到保護自然環境的目的。