2008年11月9日 星期日

綠林遊梭客的遐想 - (作者-林迷)


【聚木成林的內涵】
多年來在台灣山林穿梭遊歷,造訪無數森林與樹木,我領略到要瞭解森林的生態特性,可從探討森林的定義著手,並加以延伸。換言之,森林由樹木組成,但僅有樹木不一定達到森林的門檻。森林(forest)是地球陸地表面的一種天然覆蓋物,此一名詞指的是生物社會(群聚)根據形相外貌(physiognomy)的一種分類,有別於草原(grassland)、灌叢(scrub)、沙漠、裸地或冰原,這種植物群以樹木為優勢植物,在特定的環境形成某種生物群落。
由淺入深,森林的定義可分幾個階段加以闡述。(一)森林為樹木及木本植物佔優勢之植物群落,具有鬱閉之冠層(closed canopy),且高度在8公尺以上。此定義強調以植物為基礎,說明聚樹成林之基本構造是森林的門檻。(二)森林為多種動物與植物集合之生物群聚(biocoenosis),以中大型喬木佔優勢,各組成份子間有密切關係(競爭、捕食、共生等)。此定義引申森林不僅只有樹木,聚木成林後就有各種生物加入,且以植物為基礎,形成食物鏈。(三)森林為地球表面的一種生態系(ecosystem),係森林生物群聚與當地物理環境或資源(太陽輻射、空氣、土壤、水等)之綜合體,兩者組成生物地質群體(biogeocoenosis),經由能量流傳(energy flow)與養份物質循環(material cycle)的過程,形成一完整而具自行調節功能之維生系統。此定義述說生物界與環境之不可分離,兩者之間實有複雜而密切之關係,為晚近生態學之研究重點。

   稀疏散生的樹木不具有森林的特性,生態學上不稱為森林


在大學的相關課程裡,我曾以上列觀念介紹森林的定義,課後有學生發問:為何森林的門檻強調鬱閉之冠層?只是視覺景觀的差異?或另有其他特殊意義?這問題頗有啟發性與深入性,可訴諸森林中微環境(micro-environment)的觀念,深入探討則涉及種樹造林、環境綠化、森林演替(forest succession)以及近代環保的各項重大議題與爭論。
簡言之,有樹木生長不一定形成森林,一棵樹的枝葉構成樹冠,聚集很多樹的樹冠形成森林上方的冠層(canopy),這冠層枝葉必須密集配列,不能有太大的空隙或破洞,才能稱得上是森林,否則,如屬不鬱閉之小喬木群落,生態學上可稱為林地或稀樹林(woodland),若只有稀疏的樹木零星點綴於草原中,則稱為疏林或稀樹草原(savanna)。

  許多樹木枝葉密集,形成連續鬱閉的冠層,具有多層次的構造才算森林


很多樹木的樹冠一旦密集封閉,就形成連續的森林冠層,則這個頂蓬下面會營造成異於無林地的特殊環境,可稱為森林生境(forest habitat)。例如林內的光線(日光的質與量)、溫度、溼度或風力等因子均與林外不同,森林內部廣大空間的環境因子又隨位置之不同而有差異,形成許多層次與小生境(niche),森林微氣象學即在探討這些問題。此外,林地土壤之溫度、水分、養分、有機物含量或微生物也異於裸地,森林影響學則專注這方面的差異及效應。總之,森林內的環境與草原、疏林、灌叢或沙漠均不相同,可提供特定動植物的生存,有些植物的生長局限於森林,有些動物的棲息、覓食或繁殖也以森林為主,因而構成一種特殊的生態系統,而森林生態系在地球生物圈所扮演的角色與所發揮的功能,也與其他類型的生態系大不相同。

   鬱閉的森林冠層下面會形成特殊的環境,可供特定的動植物生存


生長在森林中的冠層優勢大樹,必須適應當地的特定環境,如太陽輻射量、溫度或雨量,即棲地環境因子(habitat factors),而上層樹木又創造了森林下方的微環境或小生境,提供林中動物或下層植物群的生存空間,則上層樹木與下層植群似乎有不同的生態需求或適應性,那麼這兩層植物群是否能以這種上下配置的方式永久共存呢?上層樹木即使可長壽千百年,但不可能永存不朽,問題的關鍵在於繼承上層樹種的幼苗或小樹能否適應本身建立的林下環境?這問題牽涉到森林的更新(regeneration)或動態變遷(dynamics)的過程。
基於以上觀念,綠林遊梭客不禁聯想到下列的林學議題。(一)樹木與森林的特性不同,種樹與造林就不能一概畫上等號。(二)森林內部的廣大空間與複雜小生境,肇因於樹木體型的高大與長壽,而不論是天然林的發育或人工林的建造,都需要長久的時間,總之森林不是一天造成的,其間不同的階段或過程具有組成樹種與森林構造的差異,此謂之森林演替。(三)天然發育的古老原始森林,若經人工砍伐或毀滅性的災變,造成森林清除(deforestation)的現象,則會啟動新的森林發育與演替。最初自然形成的森林,其上層優勢種與原來老林的冠層樹不一定相同,若進行人工造林,依演替原則與水土保持考慮,造林樹種也不一定採用老林的冠層樹。這些議題令人衍生更多的遐想....。

【種樹的男人】
九十二年春天的一個週末假日,我來到台灣西北角的觀音山作登山健行。我對這座山倍感親切,大學時期曾住三重市,遇有高山活動前夕,常常由住家徒步到觀音山下,再攀登山頂的硬漢嶺,作為行前訓練。記得爬到山腰的凌雲禪寺以後,步道旁還有森林,但登上主稜脊後就走在小土徑與芒草原間,高與人齊的芒草一路夾道直上山頂,稜線上土乾日烈,冬季還有盛行的東北風,樹木不易落腳生存,只有小山溝中偶見矮小樹叢。
三十幾年後又回到硬漢嶺,首先發覺路況完全變了,稜線上已有明顯的石階步道,令人驚訝的是步道兩旁有成排的樹木,這些樹大多是杜英,雖然屬於台灣低海拔的野生闊葉樹,但這些高過人身的整齊行道樹顯然是人種的,要在這種自然環境長不出森林的地方培育出行道樹,當然不僅是挖穴把樹苗填入就了事的,「種」的動作雖簡單,但後續的照料與撫育才是大工程,在大自然無法成林的地方,一切要靠人工,以生態學的觀點而言,就是需要輸入外界的輔助能量,不論是勞力、機械力或灌溉工程。在山區種樹或造林,與在農田或花園的栽植作物完全不同,農地要有水源,公園樹林或行道樹栽植,如有必要澆水,水源與交通應該不成問題,但在沒有交通道路的山區種樹,一切只有操之在天了。

   觀音山主峰稜線步道的杜英行道樹形成綠色隧道,令人想到種樹的人

   觀音山頂的杜英行道樹上掛著種樹者的勸人植樹說帖牌


登上硬漢嶺,發現山頂已不是早期印象中的狹窄草原與三角點,現在闢建了寬廣的水泥與石板平台,還有牌樓與涼亭,山頂下方另有一工程正在進行,顯然政府觀光機構花了不少心力與預算。看過觀音山的新風貌後,回程往八里渡船頭的步道下山,途中我開始一連串的遐思。在偏遠的山坡地植樹或造林,要考慮適當的樹種,也必須配合雨季選擇出栽日期,更要有後續的除草、切蔓等撫育措施,觀音山的衝風山脊上,小樹苗在缺雨時勢必需有人工澆水,否則無法吸收到深層的土壤水。硬漢嶺的四周雖有不少的公路,但未通到稜線上,山脊上當然沒有溪流,最近的水源一定在山麓,如何運水上山則是一大工程,種樹的計劃與預算是否包括後續的撫育呢?想到這裡,我不免疑惑重重。
這種似曾相識的疑惑,我在前一年也有過,那時我剛看過法國作家紀沃諾的小說「種樹的男人」,描述作者於1913年豔陽高照的六月來到法國南部的普羅旺斯地區遊歷,那是一處溪流乾枯而鳥不生蛋的荒地高原,在那裡遇見了一個孤獨的牧羊人,他將內心深處對家人的思念,轉化成對大自然的關愛,將餘生投入種樹的工作。作者眼看這位播種者篩選橡實,爬到山脊上,鑿穴填入橡實,每天播種一百粒。書中對於種樹的技術與撫育作業著墨不多,卻提到高原上水源缺乏,他費一番功夫才找到這個有水井住家的牧羊人,在夏天又乾又熱的地中海型氣候,又有盛行風的普羅旺斯高原,橡實何時發芽,幼苗如何渡過缺雨的夏季,單獨一個牧羊人是否有辦法在廣大高原上全面澆水,作者都略而不提,只交代前三年來已播下十萬粒橡實,有兩萬粒發芽,其中一萬株樹苗成活,在這種環境下做直播造林,如此成果算是不錯了,但我很懷疑其真實性,有些橡樹會在地中海四周形成稀疏的硬葉林或灌叢,但在作者所說的荒原上,直播造林而無其他營林措施可能成功嗎?
書中說次年適逢第一次世界大戰爆發,作者從軍去了,戰後他又回到普羅旺斯來看這位種樹的男人,當初所種的橡樹齡已達十年,形成長11公里、寬3公里的森林帶,所以牧羊人不只種樹,應該稱得上是造林的男人,直到老年仍不改其志,使當地遍佈綠林清溪,高原上居民聚集形成繁榮的農莊社區,後來有當地林務官員給他一紙命令,叫他不得在野外升火,以免殃及這片「美麗的天然林」。
我的疑惑終於解開,有報導提到這篇原來為應徵讀者文摘「真人實事」而寫的小說,經查證是虛構的故事,最後遭到退稿。然而這畢竟是一則關於種植希望和幸福的故事,後來不少雜誌刊出這個作品,世界各地很多翻譯本,在台灣也有好幾種版本,虛構的情節彷彿成真而到處流傳,尤其是在這環境氣候急速變遷的年代,作者認為一個品格出眾的人會在大地留下明顯的印記,這種行為沒有私心,不存回報的念頭,種樹的男人在溫室效應的威脅下似乎另有更積極的意義。

   「種樹的男人」一書述說書中主角以橡實在普羅旺斯直播造林的故事


下山的半路上,我的思緒又轉回到觀音山的杜英樹,那兩排行道樹雖不算造林,但要到山頂維護或澆水有如愚公移山的行徑,莫非政府的建設工程採用了新的灌溉技術?若這些樹不是政府的綠化工程,那麼我們是否有一位種樹的男人在默默工作?那次登山回來不久,迷題終於揭曉,我從報紙得知有位志工在觀音山徒手種樹的真人實事,種樹的男人洪正明先生在多年前一次意外險些喪命,後來發願種樹修行,在硬漢嶺的草坡上種樹,沒有水源、沒有機動運輸工具,全靠人力操作,他與妻子每趟扛著10公升的水,拿著鋤頭,走3公里長的登山階梯去種樹。10公升的水只能澆20棵樹,於是他天天上山,將樹苗分批輪流澆水,多年下來,400多棵杜英樹終於成長茁壯。九十七年的秋天,我又回到硬漢嶺,發現路旁的杜英樹已失去早期行道樹特有的整齊劃一形相,因為長得更高大,樹幹曲折,枝葉招展蔽天,形成綠色隧道,登山的人有福了。
無獨有偶,台灣還有不少種樹的男人,嘉義的盧銘世老師直接受到紀沃諾小說的感動,推動「北回歸線的承諾」種樹計畫,在花蓮、嘉義、澎湖這條北回歸線上,跨越丘陵、山巔、城市、海邊種兩千棵樹,從千禧年起一直持續著。近年來,我在台北附近山區健行登山,也遇見幾位種樹的老人,雖屬不成氣候的活動,但他們卻認為種樹是一種修行與美德。幾年來,種樹與造林的意義與功效在國內也引起兩極化的爭論。

【土地公種樹】
九十二年的秋天,我與學生到台大後面的福州山去作森林調查,該山原是公墓地,墳墓遷離後,市府在山上建置公園,大量植樹造林,成為附近民眾的休閒與晨昏運動場地。與台北其他的小山一樣,山上經常有民眾搭蓋寮棚,佈置傢俱,劃地自創休閒園地,在附近種樹、栽培花草,甚至種菜。
當天我們由福州山的公園林地往南走向軍功山,越過公園種樹範圍後,當地的原生森林逐漸出現,也發現路邊空地有民眾栽培花草與樹木。當我向學生解說樹木時,有一位老人匆匆走過來,打斷我的話,有些義憤填胸似地說道:
「看樣子你們是森林系的師生吧,來的正好,我請你們評評理,我費心力把山下家裡後院的樹苗帶到這裡栽植,每天還上山來澆水,前天卻有一群自稱環保人士的遊客對我澆冷水,他們說土地公會種樹,叫我不要迷信種樹,不必白費力氣,那麼你們學森林做甚麼?每年的植樹節是幹甚麼用的?」
我和同學們一時都楞住了,他接著又說下去:
「我一提到植樹節,他們更激動起來,說我老人不知天下事,去年的植樹節有環保團体上街頭演行動劇,發請願書,呼籲停止全民造林、一人一樹的愚民政策,甚至要廢除植樹節,說是土地公比人會種樹,人不必多此一舉。」

   作者遇見本地種樹的男人,他所種的香楠樹苗其實是土地公所播種的


我不得不停止與學生的對話,轉而回應老先生的問題,先問他在那裡種樹,他帶我們走了十幾步來到路邊的空地,我低頭看到幾株大約半公尺高的樹苗,有香楠與樟樹等種類,事實上,那處空地只是稜脊步道上旁較寬的路肩,可眺望附近的山景,大概經常有遊客停腳休息,下層植物被踐踏清空,但上空仍有鄰近樹木的側枝覆蓋著,他這樣種樹,就好比「林下造林」。我當時沉思了一陣子,後來在學生面前這樣告訴他:
「這地方若能長樹,土地公自然會種出來,現在你看到林子底下空著,是因為有些因素妨礙了土地公種樹,若凡人要在此種樹,除了澆水,還要更細心管理,排除那些妨礙因素,否則樹苗無法成長,譬如要設支持木架,或在樹苗周圍設置圍籬保護,就像在山下街道旁種行道樹一樣,那種人類活動頻繁的地方,土地公是沒法種樹的。我看這附近既然自然生長著樹,我們就不必種了。」
「難道種樹是白費力氣?樹木長大不是可淨化空氣?我們種樹,子孫才有樹蔭乘涼,怎麼把土地公扯進來呢?土地公才不管種樹!」老人仍忿忿不平地說著。
「那麼請問,你後院的樹苗從那裡來的呢?」
「菜園角落的牆邊自己長出來的,除掉太可惜,帶上山來可給它一條生路。」
「那些樹苗就是土地公所播種的了。」我說完,老人楞住了,我們與種樹老人的話題也告結束。
我帶學生離開後,一路上的討論還是離不開土地公種樹的話題。近年來,報紙論壇出現了有關造林與種樹的論戰,台灣山林原本蘊藏著豐富的生物多樣性與林木資源,日本治台期間,除大規模調查植物資源以外,也大肆掠奪台灣林木,國府遷台以後,對山區木材的開採也從未間斷,比日本人有過之而無不及,中海拔珍貴的檜木大量被砍伐輸出,三大林場先後砍光而相繼關門。伐木後的林地,一般有造林的作業,種樹也承襲了日本人的傳統與技術,柳杉人工林大量取代了中海拔的天然林。台灣發展出經濟奇蹟後,自然資源保育風潮湧現,林業隨著轉型,伐木幾乎停止,木材完全仰賴進口,遊樂區與保護區的經營轉而成為林業要務,而林業經營與自然保育的衝突也時有所聞。森林砍伐與造林的規模雖然急速減少,但往昔造林的成果如何?五十年來我們的山林產生巨變,令人關心的是歷年伐木造林對環境的效應,以及人工林對生物多樣性的影響。關心環保的人士開始檢視過去的林業政策,而執行政策的基層機關林務局則成了被譴責的標靶。

   過去數十年台灣山區林道長驅直入,天然林被「皆伐」然後造人工林

   「多伐木、多造林、多繳庫」三多林業政策下的山區集材場


十多年前,林業界遭逢晴天霹靂,報紙上出現「人工造林,上帝也瘋狂」的讀者投書,批評人工造林是反保育,認為森林遭砍伐後,自然恢復而發育成次生林的速度很快,大自然的造林根本不需費用,但政府多年來從事人工造林,花大筆鈔票,卻被認為付出破壞水土和生態的代價,因此呼籲各級民意代表凍結公有山坡地的造林預算,讓台灣森林進行植物自然演替。這種森林自行復原比人造林更快的觀念,後來轉喻為「土地公比人會種樹」,從此展開土地公種樹與人工造林的論戰。九十一年的秋天,民間環保人士引用過去造林與木材收穫的統計數字,說明人工造林成功而有收穫木材者只有一成,失敗的比例達九成,認為林務局造林是「台灣山林五十年來最大的謊言」,伐木地只要四到五年即可恢復茂密美林,不需人類矯情造林。倡議土地公種樹的人士更主張台灣山林只要放任不管,老天爺自然就會替我們一手包辦造林工作,並撰文抨擊林業官僚為「老千集團」,全民造林政策根本是造孽、造業。

   在種樹與造林的論戰中,土地公成為森林植物自然演替的象徵


當時的林務局長以「國家造林成果─讓數字說話」一文回應抨擊造林的指控,舉出造林成功率應在八六%之譜,並說明現行林業政策已與過去完全不同,新植造林已明顯減少到全國每年僅約四百多公頃。次日抨擊者馬上又回文駁斥官方的造林數字,雙方的歧見在於如何判定造林的成敗。另有林學者撰文回應,認為「土地公根本不管種樹」,說土地公比人類會種樹,事實上是褻瀆神明,而且森林的自然演替也有其力有未逮之處;人造林並非造孽,而是造福積功德,世界林業先進國家也都提倡造林。最後還有學者居中協調,倡言「和土地公一起來種樹」,指出生態系有多樣性與環境差異的存在,不應強求每個地方的土地公都是種樹的專家,更不能把種樹完全交給土地公,而應該幫祂老人家分憂解勞,一起種樹。筆戰至此,可確定的是土地公與種樹已脫不了關係,反對人工造林的人士說褻瀆神明是言重了,土地公只是比擬為土地的自然力,包括自然演替,如此說來,一切爭論應該回歸森林生態學的層面來討論。

   栽植不久的柳杉樹苗,面臨土地公所種野草與雜木的激烈競爭


【土地公造林】
綠林遊梭客走訪台灣山林多年,參拜過無數土地公廟,最小的廟只有幾塊A3大小的石片組成小石棚廟,不論大小,我在山上遇見土地公倍感親切,以祂代表大自然的運作更能體認生態法則的無所不在,後來我連上課都用到這一代名詞了。那麼到底土地公是否比人會種樹呢?有幾次學生在課堂上提出這樣的問題,基於上述的比喻,我認為應視種樹地點而論,公園、庭園或鄉鎮市區的行道樹,人類比較會種樹,而且會維護人種的樹,防止土地公來種樹攪局。但若論及林業界的伐木地造林,或都市郊區大面積山坡地綠化工程,則只有土地公會種樹,不論人工造林初期加入多少人力,最後總是交給土地公去造林,觀音山那位種樹的男人即使算是例外,也只能說是種出兩排行道樹,不算是造林。
追根究底,這就是林業與農業的不同之處。農業栽植一種作物,種苗是人培養出來的,一切後續的經營管理大多靠人工或機器操作,收穫產物則完全是人類心力的成果,大自然只提供陽光(有些作物亦不須陽光)。反觀林業,早期日本人與國民政府的木材產業,一開始並未種樹,而是坐享其成,所收穫的木材完全來自土地公所造的天然原始林,乃歷經千百年才累存的材積,造林是跟在伐木之後,原始林班砍伐後,經過整地,人類才有機會與空地,開始種樹造林,至於收穫所種的造林木,恐怕大多不是這輩子所能見到的事了。以全期的工作量而言,人工造林只是人類初期參與操作的森林演替,樹苗雖是人力育成,但出栽靠天,須把握適當雨季,栽種過後沒有人工澆水或施肥,頂多只能上山除草切蔓,減低土地公培育植群的競爭,讓所種之樹取得早期優勢,六年或十年的撫育期一過,就完全交給土地公了,因此如何判斷造林成敗,就不能採用農業的生產架構。

   林業與農業不同之處在於收穫作物的來源有異,生長期長短有別

   造林也算森林演替的輔助能量,但人力只佔全期工作量的一小部份


辛苦種植一片水稻田,到收穫期若收不到一粒米,沒有人會宣稱種稻成功。以此推衍,如果造林結果看不到幾株當初造林木,則造林何用?所花金錢勞力都算白費了嗎?這兩件事實不能如此單純地相提並論。農地如不採收作物,放任其自然演變,則作物腐爛壞死,若進行人工造林,可快速啟動森林演替,若人類不作後續管理,長年下來,土地公就會開始接管種樹,森林經數十年發育至較安定的老齡林(old growth forest)後,如無毀滅性的災變,則可長期維持下去而不會崩潰,這時不論是造林木,或天然形成的次生林早期樹種,都幾乎消失殆盡,看不到原來的樹,全林換成接近老林的組成,這時林地的材積不再增加,但老齡林所孕育的生物多樣性,絕非單調的人工林所能比擬的。因此判定造林成功與否必須考慮營林目標(經濟林、保安林、遊樂區或保育區)與觀察時間(早年人工撫育期、預定伐期或土地公託付期)。

   造林過了撫育期,稚樹競爭產生疏伐與小孔隙,林下已潛伏野生樹苗

   野生樹挺出孔隙與造林木混生,證實最後還是土地公在造林


早年執政者為發展經濟,厚植中興復國實力,採取「多伐木、多造林、多繳庫」的三多林業政策,林務局為執行此政策每年招募高考及格的森林學系青年,上山先由「每木調查」做起,為的就是編定各年度的砍伐林班地與材積。經濟起飛之後,伐木造林似乎功成身退,台灣所需木材由國外進口達99%,社會的經濟發展使人回頭關心台灣山林原貌,此種環境也培育出許多環保衛道尖兵,於是倡議「台灣並無營造經濟林的條件」,而過去的人工造林乃淪為連上帝也瘋狂的謊言。
台灣係屬晚近形成之山岳島嶼,山高谷深,土層淺薄,但雨量充沛,在這種環境下,土地公經千萬年培育出可適應的森林,保護著陡峭的山坡地,一旦將原始林砍伐後,能夠像農地生產商用材的所謂經濟林地點實在不多,但不能說完全沒有,只是要評估選擇,但在早期伐木拼經濟的年代,正如一般開發中國家一樣,並不慎重考慮後續營林的條件,有辦法砍的就採取「皆伐」,開林道或架索道運材,土地受到傷害,然後建造有經濟樹種的人工林,造林失敗的案例當然有,但假以時日,土地公就會種樹造林,先驅樹種首先出現,再循演替過程轉換成後期的森林。所以真正影響水土保持而形成嚴重災害的,除了尚未成林的林地外,山坡地的農業(果園與茶園)與道路使用是主要禍首,這些地方沒有濃密的森林覆蓋,無法緩和大雨的衝擊與侵蝕,因而土石流頻傳。
既然代表自然力的土地公會造林,那麼何需人工造林呢?土地公造林有一定的時程,而人口與木材需求量之增加,遠大於林木之自然生長量,我們狂砍林木,如此利用木材就像預支後代子孫之權利。近年來,進口原木來源紛紛斷絕或縮減,東南亞的南洋材逐漸枯竭,只有轉向北洋材(西伯利亞、加拿大)去尋求原木,只怕一天我們會有一木難求之窘境,那時林務局又要挨罵了。所以台灣未來的林木經營須開源節流,提高自給率,在環境允許經營經濟林的地方,種植有商用價值的樹,人工林仍不可缺,這就須要育林界與木材工業界的配合研發了。總之,除非人類不再利用木材,否則人工造林仍有必要,並且要配合栽植與營林技術,促進林木生長與控制木材品質。至於為達成淨化空氣或節能減碳的目的,在都市或近郊的綠化工程,仍須人工造林,但可以依循生態原則,也就是配合土地公的意旨(演替原理)來種樹,即所謂生態綠化。

   進口木材來源日漸減少,林務局仍負有培育自給經濟樹材的任務


沉思至此,爭論人類或土地公之間誰比較會種樹的意義並不大,所謂人工造林只是在森林演替之初,加入一些人為的操作,使育成之林木更符合人的需求而已,後期森林的生長過程仍大致操之在土地公,至於投入的人工操作是否能促進樹木早日成林,則視林地的條件與初期的撫育技術而定。生態學所謂的演替有不同的類型或模式,而演替是一長期的演變過程,看土地公如何篩選植物,不斷汰換物種,以適應林地環境的變化,最後形成一個比較穩定的森林。

【森林的前世今生】
強調人工造林必要性的學者,常說「次生林演替太緩慢,要人工造林才能快速成林」,此說是否屬實,取決於討論地點與啟動次生林演替之因子為何。
若原始森林一直存在,沒有重新發育,就無所謂演替或造林的現象,當然,森林也有誕生、死亡與成長演替過程,發生演替必有一改變地表長存狀態的特殊事件,導致老林毀滅,啟動新林的發育,或產生一片新的土地與裸露的生長基質,此即生態學上所謂干擾或擾動(disturbance)。演替的開端或新林之林齡就由此算起,森林的發育速度與形成森林的材料來源有關,若干擾後林地仍保留有大量的林木繁殖材料(如種子、幼苗或其他植物器官),則演替或森林恢復的速度很快,反之,如猛烈的大火燒掉地上的樹木與土壤中所有的樹根或種子,則自然的演替或土地公造林勢必延後一段時間,等林木種子靠風、水、鳥獸等傳媒帶進來才能進行,採用人工造林帶入種苗,則有加速成林的功效。假如土地廢耕或土壤侵蝕退化、養分流失,而樹木繁殖器官無存活者,則長期淪為荒地,這時森林發育的種源也必須由外界帶入,成林與否要看人類是否加入輔助的能量,這時人工造林就有必要。又如一片新生土地,從前未有樹木生長過,也無任何植物繁殖材料,甚至連提供植物生長的土壤或水分都還未準備就緒,則人工造林無用武之地,但自然演替的過程很長,這時只能靠土地公慢慢耕耘,只有當新生地之土壤與水分條件適中時(如三角洲、海埔新生地、沖積平原),人工造林才有可行性,但這時土地公也會搶著造林。
根據上述的成林條件,生態學家把森林演替(土地公造林)之類型分成兩大類,初級演替(primary succession)發生於以前未有植物生長之新生地,如冰河消退、土地崩塌、火山岩漿冷卻、裸岩風化、湖泊淤積成陸、三角洲及沖積平原之形成等情境,由於沒有林木的繁殖材料,須等土壤化育及種源到來才能啟動植物生長,演替費時極長。次級或次生演替(secondary succession)指過去曾有植群或森林之土地,受到天然或人為干擾,如火災、暴風雨、人類之開墾、伐木、工業污染、戰爭摧殘等事件,原有森林毀壞而啟動新林之發育,此種環境之土壤已具備植物生長之條件(水分與養分適中),同時土壤或地表可能還保留若干植物繁殖器官,故森林自然復原的速度很快,組成森林的樹種也一再更替,演替一詞的字面即是繼承與取代之意。

   不論那一類的初級演替都耗費極長時間,有時伴隨地形與土壤發育

   次級演替發生於遭受干擾之林地,森林恢復較快,人工造林與此相當


傳統的林學界對於森林的發育或建造,基於學術本位,較少採用演替一詞,造林大致是指人工造林,可分為幾種內涵,顯然與生態學的演替類型有關。世界通用的詞彙如afforestation,可譯為無林地造林、裸地造林或荒山造林,指的是初級演替,或在長期不長森林的退化土地上,以人工方式種樹造林,由於沒有種源,且土壤極度貧瘠(尤其缺乏氮與磷等元素),常須人工以特殊方法造林,有些熱帶地區引入耐貧土之外來樹種,如松樹或澳洲桉樹之類,先造成幼林,過幾年地力改良之後,再種入當地的原生樹種,並且把最初種的外來樹木砍除,讓鄉土樹成林,這是土地公做不到的。一般林業界常施行的森林營造作業即所謂reforestation,可譯作重新造林、復舊造林,或者就直譯為造林,大致相當於次級演替,乃是砍伐森林後再造新林,又可分為天然造林(natural reforestation)與營治造林(managed reforestation)兩類。天然造林法讓大自然運行其道,就是土地公造林,但人類可運用伐木策略,誘導森林的天然更新,幫助土地公造成新林,例如皆伐、留伐、傘伐、擇伐等伐木作業後之天然下種,或由原有樹木之萌芽建造森林(矮林、頭木或截枝造林法)。營治造林就是人工造林,在伐木後整地,以人工育苗去種樹,並加幾年的經營管理,即所謂撫育措施,讓造林木鬱閉成林,這是台灣過去伐木造林、買石油拼經濟的傳統方式,自從實施「台灣林業經營改革方案」以後,伐木造林作業急速減少,但已累積相當多的人工林,今日在大多山區森林遊樂區所見者,盡是高大單調的日本柳杉林,乃因這些地點過去盛行伐木,今日放下斧斤,立地成林。

   次級演替早期的天然次生林由許多的陽性先驅樹種組成

台灣山區如今放下斧斤立地成林,很多遊樂區的柳杉林也是人造次生林


目前政府對森林經營管理的政策,與過去大不相同,趨向永續經營與多目標利用,將國家森林依據自然及交通條件,區分為自然保護區,國土保安區、森林育樂區與林木經營區等類型。根據林務局的規劃,生產商用木材的林木經營區佔全部林地不到五分之一,除營林地點應審慎評估外,種甚麼樹?採用哪一種源?如何種?如何撫育以達到利用目的?這些都是今後的重大挑戰,這時人工造林有絕對必要性,在造林木成長期間,更要參考植物族群生態學(population ecology)之原理加以操作,一般造林初期所種幼苗之數量,都遠超過最後成林的株數,這並非浪費,按樹木族群的天然成長方式,是以株數減少(天然或人工疏伐)的代價,換取成林材積的增加與品質的提升,人工造林可用密度與材積的數學關係來促進造林木的快速成林,並控制木材之形質,這種商用材的生產,當然不能讓土地公一手包辦。
至於非經濟林的經營,就可以大致交給土地公了。土地公對森林之建造與維護,也不是信手種樹而毫無章法的,森林演替過程的每一自然演變事件,構成族群生態學與植物社會學的基礎原理,例如土地公播下一萬粒種子(天然下種),可能只有一千粒倖存(沒被動物吃掉或腐爛)而發芽,一兩年後只有一百株樹苗成活(競爭的優勝劣敗),十年後只剩十棵樹,百年後,最初成林的樹可能一株不剩,但滿林都是形形色色的大小樹木,你能說土地公造林失敗嗎?
有些保護區、保安林地或遊樂區內的土地,如果因故沒有森林,有必要也可實施人工造林,這時可模仿土地公造林,最近造園界或造林界高倡「生態綠化」的手法,此一名詞在國外未見類似的字眼,國內學者自創ecogreenization一字稱之,但其內涵各家說法不一,環保人士斷言他們的生態綠化並非林業界的生態綠化,較有共識的說法是遵循自然生態的法則來造林,到底生態綠化的真諦為何?看看土地公如何種樹造林,或許有解。

 80年前的人造松林經土地公種樹的次級演替,已難見一株松樹(箭頭處)


【地老天荒終成林】
生態學者說:一個天然植物群落的形成,係由五個因子相互作用而導致,森林的發育與建造,若說是土地公造林,也不例外,這些因子與代號是:(一)植物相(f,flora);(二)到達度(a,accessibility);(3)生育地(h,habitat);(4)生態特性(e,ecological property);(5)時間(t,time)。

   森林植物社會是若干因素之相互作用,最後導致物種的非逢機集合


植物相指的是一地區可以參與建造森林的植物材料,亦即近代所謂物種多樣性(species diversity),是大自然歷經長遠的地質年代所演化出來的自然遺產,也是近二十年來林業經營的主軸。這些物種各有不同的生態特性,在環境複雜的地區中,分別生存在不同的生育地,綜合言之,一地區的環境梯度中,不同的區段各有其適應的植物群。當某一地點的老林出現自然或人為的干擾後,隨即啟動新生植物的次級演替,土地公造林於焉開始。某一地點發育形成的森林植物組成,有如由該地區的植物相中取樣,然並非這些植物萍水相逢,逢機湊在一起出現,而是有其特定的物種組合,這種非逢機的集合乃由其他的成林因子所約制。
新林的發育始於干擾之地,首先必須考慮種源在干擾地點的到達度,亦即繁殖材料從何處來,若先前老林的干擾規模很大,致使原來的植物與繁殖器官全部毀滅無存,則必須靠外界輸入種子,由風、水、鳥獸傳入,即所謂種子雨(seed rain),這需有附近的種源經一段時間的傳播,才能逐漸落入當地而陸續發芽生長。假設干擾的情況不致毀滅所有植物材料,例如人類的伐木只砍有用的大樹,木材的搬運也能避免傷及殘留的植物,則有若干植物及繁殖器官仍留存在干擾過的林地內,新林的生長不須靠外界輸入即可開始。
這些在地的植物材料有好幾類,有一類是埋藏在土壤表層的林木種子,稱為種子庫(seed bank),這些大多不是原來老林上層的大樹所產的種子,而是來自其他干擾地點的初生林,它們具有數量多、質輕小、傳播力強的特性,可以輸入到該地區的許多老林下,並長期保存在土壤中,但平時呈休眠狀態而不發芽,只有當老林受到破壞或移除,林地環境丕變,陽光充分射到地面,才受到刺激而發芽生長,而且生長速度很快,可在干擾地建立最早的次生林,所以叫先驅種(pioneer species),這種樹喜好強光,不耐遮蔭,又稱為陽性種或不耐陰種(sun or intolerant species),其幼苗也有相同特性,所以不能生存在本身所形成的早期林蔭下,也因此它們在一森林不可能久留,好像拓荒者,必須一直去找空曠地落腳,故另有人稱之為逃亡種(fugitive species)。

   先驅樹種散播力強,種子普遍潛伏於林地土壤,干擾後首先發育成林


另有一類林木是森林發育晚期的樹種,他們可以持續存在於同一森林中,不必到處逃亡,關鍵就在其幼苗或小樹可以在森林下層的低光度下忍受一段時間,等老樹死亡倒下,產生孔隙(gap),釋出空間與環境資源,才加速生長,形成冠層大樹,這些樹的種子很少休眠,散播力也不大,成熟落到林地後,到生長季就發芽成苗,以苗木的形態儲存於林地上,稱為種苗庫(seedling bank),有些苗木也許在慘烈的伐木過程中可倖存下來,林業上稱為前生更新苗(advanced regenerations),可說是老林或森林演替後期樹種的下一代,在演替之初即可繼續生長,這批物種屬於生態上所謂原始種(primary species),又稱耐陰種或極相種(tolerant or climax species)。雖然在干擾後的次級演替初期,前生苗也有出現,但它們生長的速度比陽性的先驅種慢,所以先驅種在次生林早期取得優勢,然先驅樹衰老則後繼無苗,林下的樹苗屬於耐陰種,耐陰種最後取代先驅種,而持續生存在演替後期之老齡林中。有些老林樹種的根株有萌芽的特性,老樹被伐後可產生萌蘗(sprout),有些樹在未伐前即在根部附近形成萌蘗,干擾發生後,若根株未受損,萌蘗即可充作新林之建造材料,快速生長成林。

   原始種之種苗有耐陰性,可遞補冠層而持續生存在演替後期之老林中


由於前生苗與萌蘗在干擾前就已出現,種子庫也在干擾後就地產生幼苗,人工造林則要先在苗圃育成幼苗,再擇期出栽,很可能輸在起跑線上,這時土地公比人會種樹的情節就有可能成真。中興大學的惠蓀林場曾有一天然闊葉林,於民國四十七年施行皆伐後,未加人工造林而任其自然演替,三十年後調查其組成,已接近原生林的植物相,證實新林由根株萌蘗與種子庫發育而來,此時雖有原生林之耐陰樹種正在成長,但早期先驅種的大樹尚留林中,由其族群結構可推測後期將衰老消失,可見土地公造林有一定的種樹順序,最初所種的樹不會長存林中。問題是,土地公所種的先驅樹是否符合人類的利用效益?過去一般中低海拔伐木地的人工造林,為早日成林覆蓋土地,防止土壤侵蝕,也都選用生長快速的先驅種,當然也要考慮利用價值,於是常採用樹幹通直的針葉樹,如松樹、柳杉或杉木,這些樹種不是當地的極相種,無法在原地更新,如放任土地公處理,最後註定要演變成當地的天然闊葉樹天然林。

  演替早期之次生林由先驅落葉樹種組成,幼苗不耐陰而無法在原地更新


對於到達或出現在演替地點的植物,土地公採取一視同仁的態度,那一群物種會在當地成為後期老林的常住戶,則由生育地的環境因素(h)與到達植物的生態特性(e)交叉考驗,凡植物的適應範圍與當地環境區位符合者,皆可初步落腳,所以參與演替的植物不只一種,不同物種的生長就有激烈的競爭,產生優勝劣敗的汰換過程,更複雜的是隨著林木的演替過程,林內的微氣象與土壤特性也跟著改變,而原來的競爭優勢也發生變化,先驅種的早期優勢逐漸被後期的耐陰種取代,這過程可能費時數十年至數百年,若先驅種是長壽的針葉樹,耗時更久,不同年代的演替階段出現不同的物種組合,因此在森林演替的悠久歲月中,論及森林的形成與樹種組成,時間(t)是必要考慮的因素,其起算點就是干擾的年代,演替完成的終點則是耐陰樹種成長到林冠上層,而林下幼苗與小樹陸續遞補上層的老朽木,森林組成不再改變,是所謂極盛相(climax),也常以老林稱之。

   演替後期之老林由耐陰性常綠樹組成,幼苗老樹兼備,可持續不衰


在植物組成更換的演替過程中,各種適應階段性森林環境的動物也陸續遷入,到達晚期的極盛相後,森林有穩定而豐富的生物多樣性。在自然界中,並非所有植物演替都能推進到最後的極盛相,天有不測風雲,途中若有干擾出現,演替可能回到起點從頭開始,也可能退回中途某一點再度進行。有些干擾甚至有某種復發的週期性,演替階段就停滯不前了。因此之故,地球表面的森林並非都是極盛相的老林。幾世紀以來的土地利用、農工業活動與林業的伐木造林,老林變得稀少而支離破碎,林業營造的人工林只能算是演替的先驅林,即使不砍伐而任其自然演替,殘存老林中的動植物要遷入到新人工林,進而恢復原有的生物多樣性,仍須漫長的時間,或者根本不可能,因為許多被評為瀕臨滅絕的動植物族群,目前大多生存在島嶼化的孤立老林中,而老林也成為自然保育的熱點。

【綠色精靈啟示錄】
走筆至此,我們應回歸土地公種樹與人工造林的省思。近來一批環保尖兵高倡保護原生林、土地公會種樹、人工造林徒勞無用論,甚至反對種樹,一般社會環保運動則提出節能減碳、資源回收、少砍樹、節省木材的口號,在保育浪潮的兩極化迷思中,不免有些民眾對種樹造林產生迷惑與不解,綠林遊梭客面對此種質疑,常難以簡捷回應而感覺困擾與歉疚,釐清此問題絕非三言兩語可以說完,也許,綠色和平組織的創始人Patrick Moore所寫的一篇文章可以提供解答,人稱他是環保之激流勇士,曾駕著彩虹戰士號,在大海中與捕鯨船與各國軍艦對抗,從事抗爭十五年後,他有感於傳統林業常被指控為造成生物滅絕之元兇,乃發表「綠色精靈‧樹木有解」(Green spirit-Trees are the answer)一文,英文題目的樹木採用複數,即聚樹成林,泛指森林之意,其主旨似乎在一般環保風潮中採取反向操作,認為少砍樹、省用木材其實是反環保(anti-environmental),他不僅呼籲多種樹造林,而且要多用木材,才是節能減碳之道,他說的造林顯然是指人工林,因為他舉北美洲聖海倫火山爆發後,山腰森林復育的兩種處理為例,說明土地公造林地歷經多年仍看不到森林蹤影,可見力有未逮,另一地點以人工造林方式操作,所種的花旗松卻快速成林,這印證前述初級演替之費時久遠,而afforestation與reforestation之境遇是有差別的。

   綠色和平組織所發表的一篇文章,提供了植樹造林與森林功能的答案


「樹木有解」一文到底提供了哪些解答呢?作者對人類的未來提出環保理念,包括如何使用可再生的燃料與物質,來達成較永續的人類經濟活動;如何在開發中國家改善教育與衛生,而同時兼顧森林之復育與野生動物之保護;如何降低大氣之碳含量,與減少溫室氣體之釋放,尤其是二氧化碳;如何增加孕育較大物種多樣性土地的面積;如何防止土壤侵蝕而確保空氣與水質之清淨;如何使世界更美麗與青翠。針對上述問題的答案是:種更多樹,用更多木材,以替代非再生的化石燃料與人造材料,如鋼鐵、水泥與塑膠,並以紙製品作為印刷、包裝與衛生材料。

   過去的三多林業政策已轉變成「生態、生產、生活」的三生政策


Patrick Moore以全球木材利用的現況來說明他的道理。約有50%的林木作為薪炭材,用於炊食或能源,關於這一點,新生代的年輕人難以想像,我記得小時後早上起床,要劈柴、生火引燃木炭,搞得灰頭土臉才能吃到一頓早餐,開發中國家無力購買代用燃料,只能由現世大氣中的二氧化碳,藉太陽能之賜獲得能源柴火,用完就把碳素還給大氣,用了替代的瓦斯燃料或電磁爐後就非常方便了,但如此間接耗用巨大的能量,而且燃燒化石燃料,等於把地質年代所固定的碳素放回大氣,這才是現代二氧化碳劇增的主因。用於建築與傢俱等木製品的木材約有25%,現代雖有鋼、水泥、塑膠等代用材料,但生產這些材料所耗能源,大於造林千百倍,而且放出更多二氧化碳。另有15%的木料製成紙漿,用於印刷、包裝及衛生,其中一半來自木屑、廢紙回收再生,一半來自人工造林,輪伐期很短,新伐原生林的情形不多,一般保育人士也同意,人工造林地比農場更能提供野生動物的棲地。
地球的碳素儲存庫,主為海洋與陸地森林,即所謂碳匯(carbon sink),森林植物與土壤有機物都是吸收固定與儲存碳素的機構,成熟森林具有多樣的生物與複雜的食物鏈,因而耗掉所有植物光合作用之總粗生產(gross primary production),其生態系的淨生產(net ecosystem production)趨近於零,換言之,一個生態系的碳儲存量有其上限,極盛相森林雖保有最大之碳存量,但碳吸收力已被所有動植物的消費抵消。生態專家經過多年實際測量百年老林的碳含量後,證實森林中的樹木確實無法保存更多的碳了,老齡林樹體與林地落葉與倒木所累積的有機物量已達到最大,而碳素在森林留存的時間很長,也可達成大氣減碳之功能,但同一面積的持續吸碳功能已消失了。新的植樹造林活動被視為有效的碳匯吸收源,乃因在造林與後續的演替期間,森林仍有盈餘的淨初生產(net primary production),即林木的生產量為正值,人工造林到輪伐期就砍伐收穫,製成長期使用的木製品(人工碳匯),如此可少用其他物料,而原人工林地再種新林,維持森林之淨初生產力,如此才是節能減碳的產業策略。目前已有碳排放權之交易,以推廣國際造林的活動,來減緩溫室效應之惡化。

   森林生態系生產力之圖解,森林之吸碳及碳匯功能可見於淨社會生產

   演替過程之生產力變化,極相林累積大量有機碳,但已無淨社會生產


森林是地球大量生物的棲息之地,而林業常背了造成消滅物種的黑鍋,Patrick Moore以北美洲為例,找不出伐木造林導致野生物滅種的確切實例。他認為促使近代物種大量滅絕的主要原因是人類蓄意捕殺野生動物與濫採植物,這是「綠色和平」長期抗爭的對象。森林砍伐後如不造林或任其演替,而轉變成永久deforestation的農地或牧場,這才導致野生動植物失去棲地而滅絕。此外,引入外來物種的生態衝擊與病蟲害感染,也造成當地的滅種。台灣有沒有因林業經營而導致生物滅種的實例呢?也許必須深入研究,因有些案例並不確定,若干疑似滅種的植物後來又被發現。野生動物方面最明確的例子是台灣梅花鹿,其主要棲地是平原與山麓,在發展農業的年代早就被甘蔗與稻田佔去了,梅花鹿又無法向山區的森林撤退以尋找生路,現在國家公園必須花大筆經費從事牠的復育。
一個國家的林地應分為兩種系統,宜擇地劃分適合的營林區域。人工林係演替早期的植物群落,經營經濟用材,雖其生物多樣性遠低於天然林,但可持續收穫產物,屬於生產系統。天然林則屬於保護系統,可保護水土資源與下游的農地莊園與都會區,也保存自然演化所累積之生物多樣性,尤其是森林演替後期之老林,更是大自然遺產之寶庫。根據FAO在2005年的調查,地球陸地的30%為森林所覆蓋,其中只有36%評定為原始林(primary forest),而綠色和平組織(green peace)在2008所出版的森林星球(forest planet)一書,則由衛星影像判斷完整的古老森林(intact ancient forest)只剩原來林地的20%,地表的森林八成被人類動過手腳,故保護老林是全球的救亡圖存共識,許多國家研究老林之指標植物,用來評選必須保護的老林地點,並且立法設置保護區。「綠色精靈」一文建議:世界各地宜劃定10-15%之林地作為自然保護區,其他森林可集約營林,廢棄之農牧地也應造林。

   極相老林之自然保育功能無可取代,保護老樹應推廣至保護老林


目前台灣已普遍有保護老樹之措施,各地殘存之老樹大致有政府與民間人士列冊維護,但基於見樹不見林之道理,保存老樹與保存老林之意義不同。老林所代表的是一群特殊而稀有的生物群聚,乃森林演替後期之極盛相產物,台灣研究森林演替尚在起步階段,一般調查者對闊葉林演替早期之次生林大致可辨識出來,但第一代先驅樹種衰退後的林相,就差不多視為接近極盛相了,針葉林的演替更因為參與的樹種較少,有時根本分不清演替階段,演替中期與晚期之變化過程還沒有詳細的實例研究報告,今後保育人士宜從組成與族群結構之分析,報導老林的結構特徵與指標植物之鑑定。至於台灣目前的各類型保護區,面積已達國土面積的20%,可說超越上列的世界水準,然面積不是評估保護區完整性的唯一準則,各種生態系與需要保護的物種是否完全納入保護系統,才是判定的重點,而老林乃是許多珍貴或瀕臨滅絕物種的最後生境,其在各種林型內之存在地點與組成物種應是保育學界的調查目標。
我們的現代林業已朝「生態、生產、生活」的三生政策前進,與林學相關的大專科系,已有許多生物多樣性、保育生物學與社區林業的課程,而傳統的造林學相關課程,似應與植物群落生態學與演替現象取得更密切的關聯。
綠林遊梭客許願:願綠色精靈與你同在!

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