《森林的利用与保育》PPT课件.ppt

森林的利用與保育,王亞男 教授,森林的利用與功能,森林的定義,森林為一複雜的生物社會，森林不僅包括林木及林地，尚包括許多共同滋長，依樹群為生存環境之一切動、植物及生育環境間之影響作用（陳昭明，1979）。所以森林資源一詞之內涵，可定為所有存在於林地內的一切有機與無機體。,森林為無機物與有機物之總合,王子定（1987）認為森林社會乃由生活生物（living organisms）-林木，其他植物、動物-及非生活物質（non-living substances）所構成。與非生活物質所構成。 森林及其生育環境經由能量（energy）與物質（matter）之轉移及循環，逐而構成世人所重視之一種生態系（ecosystem），亦即森林生態系。此一生態系中之各種構成份子（components）- 氣候、水、土壤、森林植被（forest plant cover）、動物、細菌及真菌等 非僅交互作用，且具維持、安定及改良其環境之效，終致影響人類之生存及國運之消長。,森林社會與森林生態系,森林環境與生物之交互作用:,(From : Forest Ecology, John Wiley & Son, Inc. 1998.),森林資源之功能:,森林資源為一再生資源，早期森林資源一向強調木材生產，近二十年來多目標利用之觀念興起，使森林資源由狹義的木材，擴充森林內所有動物、植物、微生物及無生命之物質。,綠資源功能之分類（森林公益功能,1994）,經濟效益（25）+ 公益效益（生態效益+社會效益）（75）森林資源功能,世界之森林資源,森林是大自然中最大和最重要的生態系統，森林是地球生態系統最關鍵的因素，是地球降康狀況的一項重要指標，是人類生存的守護神，人類生存與文明之進步皆與森林環境之安定、保存及破壞有關。,人類的生活和森林息息相關（法國南部-霞夢尼）,世界森林之分佈:,2000年全世界森林面積為3869萬平方公里，其中熱帶林佔47%，亞熱帶林9%，溫帶林11%，寒帶林33%。森林覆蓋全球地表的四分之一多。全世界森林面積的半數多一點是位於熱帶地區，其餘則是分佈於溫帶和北風地區 (boreal zone)。七個國家保有全球森林面積的六成。這七個國家，按保有森林面積多寡排序如下：俄羅斯、巴西、加拿大、美國、中國、印尼和剛果民主共和國,現今世界森林之分佈圖,臺灣的森林率58.5，比中國大陸的12及澳洲的19高出甚多，但每人可分配的森面積卻比中國大陸少，澳洲更是我們的81倍。,台灣的森林資源狀況,台灣全部土地面積為3,591,500公頃。森林地面積為2,102,400公頃，佔58.53，非森林地面積為1,498,100公頃，佔41.47。森林地面積中，包括闊葉樹1,120,400公頃，針葉樹林438,500公頃，針闊混淆林391,200公頃，竹林 152,300公頃。台灣森林 蓄積共計358,744,000立 方公尺。台灣之人均森 林面積為0.1公頃。,，比世界平均的31，高出甚多，但因為人口密度高，每一個人可分配的森林面積僅0.1公頃，比世界平均的0.85公頃，又低很多，世界森林概況如下表：,台灣森林的多樣性,綜觀全球，北迴歸線所經過的地區若地形平坦，則多為沙漠或莽原；但若有山脈攔截水氣，則可形成森林。台灣即擁有得天獨厚的高森林多樣性。,台灣植物誌的研究，台灣擁有4000多種原生的維管束植物，物種組成複雜，兼有熱帶、溫帶甚至亞寒帶的植物種類分布，並且還容納了許多古老的孑遺植物，是地球上難得的植物寶庫。,臺灣在緯度上雖屬亞熱帶國家，但因為山特別高，因此從每平面到將近四千公尺的高山，分屬熱、暖、溫、寒四個氣候帶，加上天然林多，使臺灣的動植物種類極多，臺灣的維管束植物有4000多種，中國大陸的面積是臺灣的三百倍，但維管束植物種類只有臺灣的五倍。臺灣的鳥類約有430種，美國面積是臺灣的260倍，但鳥類物種僅是臺灣的2倍,台灣擁有高山地形與大陸島的地理特性，加上氣候條件、緯度與高度等因素，使得台灣植群呈現明顯的垂直分化，幾乎涵蓋北半球絕大部分的植群類型。,台灣的植群分化,台灣植群分類之垂直分化圖,世界森林資源之變化,隨著人口增長、森林逐漸減少:,西元前3000年，地球上2/3陸地為森林覆蓋，總面積達7080億公頃；西元前1000年人口5001000萬人，森林開始遭到破壞。公元186年，人口3億，森林面積減少到55億公頃。,由於亂砍濫伐等人為因素，全世界森林面積在1990年2000年的十年間每年平均減少940萬公頃。聯合國有關機構公佈的統計數字說，在過去的十年間，全世界森林自然增長及植樹面積每年僅為520萬公頃，而森林砍伐面積卻高達1460萬公頃，出現嚴重的“入不敷出”。,在1980年至1995年的15年之間，全球森林面積共減少了180萬平方公里，平均每年損失12萬平方公里的森林，約為台灣面積的3.3倍，大多數發生在第三世界國家的熱帶林。從1990年至2000年，十年間全球熱帶天然林面積減少14.2萬平方公里，熱帶人工林增加1.9萬平方公里，而其他地區則增加天然林1.7萬平方公里及人工林1.2萬平方公里。 就全球來看，天然林共減少12.5萬平方公里，人工林增加3.1萬平方公里，合計減少了9.4萬平方公里的森林。從以上可見，全球森林持續減少，但速度較之過去明顯變緩。,世界森林之消長：,台灣的森林的消長：,森林是台灣陸域最大的生態系，依據1995年第三次森林資源調查，森林佔台灣面積之58(林務局，1995)，其中又以國有林佔70%居最多數。台灣近四百年來是一個移民社會，篳路藍縷，以啟山林一直是社會發展的基礎。直至1980年代中期，外匯增加，進口木材漸取代自產，森林,伐採數量才逐漸減少。1991年管理國有林的林務局由自籌財源的事業預算改制為政府統籌的公務預算，才結束林務機關多年來靠山吃山以林養林的困局。,台灣歷年來之森林伐採面積（林務局,1997）,依據1954年第一次台灣全島森林資源調查，森林面積為196.95萬公頃，1973年第二次調查時為181.9萬公頃，減少約15萬公頃。1990年第三次調查，台灣森林面積計210.2萬公頃，較前次調查增加約31.6萬公頃。台灣森林面積由1980年代起逐漸增加，但增加者多為林木較稀疏的林地。此現象的原因如下。第一，1980年代以來，國有林的伐木作業銳減，並加強復舊造林，。,所以林齡小的低蓄積的林地增加。第二，山區產業道路增闢，降低農產運輸成本，提高種植蔬果、茶、檳榔的利潤，致使開墾更多山坡地，混種農作物的稀疏林地增多,台灣森林蓄積級分佈比較（林務局）,人類對森林利用的壓力：,於最近幾十年來，全世界森林衰減的壓力已經是逐漸強化了。人類對森林產品以及森林和農業產品貿易的需求是造成伐木和開發的主要力量。於最近幾十年，,森林產品的產出快速增加。圓木（使用於工業木材製品和紙類產品，或是用於燃料和木炭生產）的全球生產量，自從1965-1995年來，已經上升近50%。美國、中國、印度、巴西、和加拿大等五個國家的總生產量，已經佔全世界總耗用量的剛好過半。,世界主要原木輸出國之統計圖（1995）,(資料來源：參與行動-人類與世界森林的新關係,2000),全球紙類的消耗正在快速增加。於1980年至1995年間，每年以3.3%持續成長。消耗量是於1961年的三倍半，而且於2010年前消耗量仍持續會再增加50%。目前，全世界工業木材生產的約40%是用於製作紙張，而且這個百分率將會很快,的提昇到50%以上。全世界紙張產量的46%是用於包裝，另外41%是用於溝通（報章雜誌用紙、印刷和寫作等），還有6%是用於家居生活衛生清潔,已發展中的國家與發展中的國家的平均每人耗紙量(1975-2010),(資料來源：參與行動-人類與世界森林的新關係,2000),全世界紙類生產量的66%以上是被生活於北美洲、歐洲、和日本的人們所耗用，這些地區的總人口只佔全世界的16%。於1995年，全世界平均每人每年的紙類消耗量是50公斤，美國人的平均就高達341公斤（世界最高），日本,是232公斤，而德國是200公斤。巴西的數值是35公斤，於中國只超過29公斤，以及於印度平均則不到4公斤。日本全國的耗紙量就幾乎等於全中國的耗紙量，雖然中國的人口是日本的近,10倍。,各國及地區的人口量與耗紙量之比較（1995）,(資料來源：參與行動-人類與世界森林的新關係,2000),世界林業的經營模式,1、森林的經濟、生態、社會效益一體化的林業經營模式 如德國長期實行以木材為中心的永續經營的森林，二次大戰後確立了木材生產、社會效益服務的雙重目標，60年代後期實行多功能的森林經營，1975年開始經濟生態、社會效益一體化的經營模式。 2、森林多效益主導利用的經營模式 如法國、紐西蘭、澳大利亞、蘇聯以木材培育、公益森林、多功能森林為經營模式。 3 、森林多效益綜合經營模式 以永續利用為指導，充分發揮森林多種效益，綜合經營即上述1、2之中間類型，注重環境保護、森林資源保護，遊憩。 4 、開發中國家的林業多元結構的經營模式 (1)採多種措施保護森林資源-建立採伐許可証，設立自然保護區及森林公 園，限制輪墾。 (2)禁止原木、原藤出口。 (3)調整產品的結構。 (4)發展鄉村林業、改善農村社會經濟狀況。 (5)建立速生人工林基地、解決後續資源不足。,台灣林業的經營模式,台灣林業經營之變遷：,自台灣光復後，中華民國政府對林業的經營可分成三階段,伐植平衡期：,延續日治時代砍伐天然林，獲取龐大外匯，厚植國庫。,森林多目標利用時期：,由於台灣森林陸續遭受破壞，政府乃於民國65年制訂台灣林業經營改革方案，規範森林利用乃屬一種多目標利用之資源，一改往年以生產木材主，而更注重森林保安、治山防洪、休閒娛樂等功效。至民國78年更公布全面禁伐森林。,森林生態系經營時期：,森林永續經營,森林資源多目標利用,維護生物多樣性,森林的利用,經濟效益,主產物的利用：,建築用材、家具用才、包裝用材、礦業及土木用材、造船與車輛用材、其他用材、產業用材等。,化學利用：,物理利用：,紙漿、纖維、其他。,副產物利用：,工業材料、食用材料、藥用材料、香料材料、油脂材料、樹脂材料、單寧及染料、飼料材料、觀賞植物、野生動物等。,社會效益,國土保安：保安林 涵養水源：水源涵養林 防風固沙：海岸林 淨化空氣：工業區林、都市林 減少噪音：都市林及行道樹 野生動物棲息：自然保護區、國家公園 森林遊樂：國家公園、森林遊樂區,森林的集水區經營,集水區經營(walershed management)，其定義為分析、保護、整治、利用和維持流域(drainage basin)，以便在與其他資源有關的水問題上作最佳的控制與保育。,集水區之定義：,一個集水區指的是其水流均流入同一溪流的任何坡面流域則係由溪流出口著眼，指的是經由同一溪流出口之集水區。流域的面積可以小到一條小溪的數公頃而大到一條流經數州之大河的數千平方公里。所有溪流水均源自降水，但降水成為吸流水前可能經過貯積與一些水流過程。,集水區經營之定義：,水文循環,水由海洋移動到大氣，再降至陸地，最終又回到海洋的不斷循環期間所採取的各種不同途徑。溪流、湖泊、土壤中的水以及地下水都只是水暫時貯積的地方。,水平衡(water balance)可以用下式來表示：,P I F E T Q ± S 0,水文循環圖(森林學概論,1997),P：為降水量 1：為截留量 F：為入滲量 E：為蒸發量 T：為蒸散量 Q：為逕流量 S：則為貯積水量,集水區經營方式,水收穫：,植被變更與水收穫之關係,水質：,懸浮物質,溶解養分,化學藥劑施用：,肥料,除草劑,殺蟲劑及滅鼠劑,所有的土地利用均需對土地與其他資源進行評估。集水區內任何土地利用方式可能影響到水資源，所以集水區經營事實上與其他資源經經營是不可分的。一個好的土地經營即是好的集水區經營。土地利用的方式與其對水資源的影響，會改變一個集水區的水收穫和水質。,裸地與有直生地的年地表逕流量（資料來源:美國農部）,生態效益,森林生態系： 多功能、多效益(結構複雜、各種功能間的交感作用) Forest Ecosystem： 能量流轉，物產循環。 食物鏈、食物網、營養級 發育、安定及老化 生態系之桓定性 生態系的組成： 無機物、有機化合物(蛋白質、碳水化合物、脂肪、腐植質)、氣 候、生產者、大型消費者、小型消費者。 生產力： 初級生產力 次級生產力,碳吸存之問題,森林與大氣間溫室氣體的關係可由溫室氣體來源、積存、貯存庫來加以說明。,溫室氣體的積存,任何使溫室氣體(含這些氣體的前驅物)吸存過程、活動或機制謂之。這主要的自然機制為光合作用，由植物吸收二氧化碳，且將碳貯存於植物組織內，並釋放二氧化碳。,溫室氣體的來源,任何過程或活動(如:森林火災、林地變農地或都市用地)會將溫室氣體(或這些氣體的前驅物)釋放至大氣。即使林木的伐除，處理碳仍存於林產品中，然當林產品腐朽或燃燒時，則以二氧化碳，型態碳釋放。,森林與大氣間的碳循環,溫室氣體貯存庫,溫室氣體及其氣體前驅物貯存於氣候系統的組成中(如森林、其他植物、土壤、河流、海洋和湖泊),森林的破壞導致存於樹林中的二氧化碳釋出，也使貯存於土壤中的二氧化碳，釋出，依估計19811990年每年有1680萬ha熱帶森林消失。(480萬ha在熱帶美洲；730萬ha在熱帶非洲；470萬ha在熱帶亞洲)。 而1980年代，每年由於熱帶森林的破壞而導致約1650±900（百萬噸 / 年）的二氧化碳釋放；而二氧化碳，釋放最大量的國家為巴西(18%)、印度尼西亞(11%)、哥倫比亞(7%)、象牙海岸(6%)、泰國(5%)、撈越Laos(4%)。,台灣森林吸存二氧化碳之研究,柳杉人工林（青壯齡林）(台大實驗林研究報告 13 （1）,1999),固定碳能力：,每年總固地碳量：,59,121 （公噸/公頃）,59,121 （公噸/公頃）× 40,169.24 （公頃） 23,748,456.38 （公噸）,台灣杉人工林（幼青齡林）(台大林業科學 15（1）,2000),固定碳能力：,281.6 （公噸/公頃）,每年總固地碳量：,281.6 （公噸/公頃）× 10,976.53 （公頃） 3,090,990.85 （公噸）,資料來源：行政院環保署-固定原總量調查-森林探吸存之效益評估,1998),台灣地區19671997年每年森林碳吸存量（林木蓄積）與釋放量（林木砍伐、森林災害）,台灣地區19671997年森林淨吸存二氧化碳量,資料來源：行政院環保署-固定原總量調查-森林探吸存之效益評估,1998),地球的碳匯,在許多研究中表明，大氣和海洋各吸收約1/3的人工源二氧化碳。植被二氧化碳吸收量和因植被破壞(尤其是熱帶林破壞)導致的釋放量大體平衡，因此，它們的淨收支約為零。因而，尚有約 1/3的人工源二氧化碳去向不明。,大氣、海洋和植被之碳匯：,20世紀70年代人們才發現有大量的碳貯存於土壤，尤其以森林土壤貯存量最巨大。土壤是一個巨大的有機質儲藏庫(碳庫)，它含有的碳量約1394 × 1018 g c/a (Detwiler and Hall, 1988)超過或接近地上植被和大氣含碳量之和。每年從土壤釋放到大氣中的碳，超過人類活動釋放的總碳量的10倍以上，因此，土壤碳量的微量變化將導致大氣中二氧化碳濃度的較大變化。故，土壤圈作為生物圈的重要組成部分在全球變化中起著巨大作用，但至今尚未引起人們的足夠重視。,土壤之碳匯：,森林資源之保育,森林資源保育的觀念,1、森林資源之特色為可再更新(renewable)、可保續性(maintainable)。森林 資源為可以提供人類物質及服務之一種土地資源。,2、森林資源保育與人類之關係：,人類有需求、科技，發展成文化，利用文化去開發及利用自然環境內之自然資源，以滿足人類需求。自然環境中發生各種可能或不易防止之災害，人類將應用科技加以克服;過度開發或破壞森林資源時，人類必自食惡果，需以加倍之代價加以克服，此即自然保育之中心觀念。,3、森林資源之保育原則：,A、合理的利用森林資源。 B、發揮森林資源之最大利用價值。 C、森林資源之經營應造福-大多數人、現代人及未來人。 D、森林資源之利用應求-最高之效益、最久遠之延續。,水資源與森林保育,水資源之經營看重多目標水庫之運用，水庫上游集水區大部份為林地。以台灣而言大部份森林位於不方便之地區，因其所佔範圍之重要位置及面積龐大，對國家經濟與國土保護影響甚大。,依水資源經營觀念談森林保育，即依森林之作用，減少河川流量之變化，應以利用水資源減少泥沙為主要目的。因此林地土壤經常需要保持容易滲透之條件及減少蒸發散，如此雨量即自然滲透於土壤中成為水源之調節。森林之蒸發散作用在水源涵養上屬於負的，但水源與森林保育包含因素頗多，如氣象、地質、土壤、樹木之生理等亦極為複雜。,野生動物與森林保育,森林是野生動物最佳棲息環境。森林多目標經營中，包含木、水、家畜放牧、遊樂事業及野生動物，其中野生動物與森林遊樂關係最密切。世界上有350種以上之鳥類、哺乳類由地球上消失，原因為：,A、濫獵、盜獵 B、生息地被破壞 C、環境品質的破壞-農藥的使用,為了生態平衡，野生動物之管理與保護乃刻不容緩。,森林保育之相關法規,台灣方面：,1、森林法:民國21年9月15日國民政府公布施行，經26年2月3日、34年2 月6日、61年5月27日及74年12月13日修正公布。 2、台灣林業經營改革方案:民國65年元月3日公布，70年3月26日修正 公布。 3、區域計劃法:民國63年元月31日公布。 4、文化資產保存法:民國71年5月26日公布，73年2月23日修正公布。 5、國家公園法:民國61年6月13日公布，72年8月27日修正公布。 6、野生動物保育法:民國78年公布，83年10月修正公布。“ 7、農委會公告獎勵民眾提供違反野生動物保育法案件線索協助破案實施 要點:民國84年5月16日公布。,國際方面:,（資料來源：Countdown Forest. 97 Issue 2, IISD）,國際熱帶木材組織之準則（1992）,PS：括弧內有相關指標的項目數,赫爾辛基會談所協議之準則（1994）,亞馬遜會談所協議之準則（1995）,蒙特婁會談所協議之準則（1995）,國際林業研究中心之準則（1996）,森林監察委員會之認證原則(1996),森林經營與森林資源保育,1、由於人口增加、經濟發展，森林資源的需求有其迫切性，溫帶森林 造林 撫育穩定。熱帶及乾燥地區每年林地面積減少。,2 、森林經營面臨的問題,中土壤養份含量、結構、水份保持能力受阻,人口增加,糧食不足,林地轉成農地,燃料不足,砍樹、挖樹根,3 、森林是可再生資源，應合理經營投資,(1)專業技術訓練 (2)長期投資 (3)發展科技-改進提高產品品質 (4)公益性原則第一、保續性原則第二 (5)均衡發展,結 論,森林為可再生資源、為達永續經營，應注重保育原則： 1、維持平衡：土壤、水、森林、植物、野生動物互具密切關係，某一資源 不足或缺乏，影響其他資源之生存、發育、分佈及更新。 2、重視保存:使每一地區、每一國家永久維持及保存一定面積之再生資 源，以達經濟、保安及遊樂價值。 3、加強經營:資源經營較保存更重要，應做到保續生產、永續經營。 4、實施更新:資源更新能使資源再生，不斷生產相繼收穫。 5、擴大效用:多目標經營使達直接效應與間接效應。 6、合理供應:全世界有四型：,