臺灣博碩士論文加值系統

本研究藉由永久樣區調查、樹幹解析、生物量方法以及樹輪學，探討玉山事業區與旗山事業區兩種不同生育地環境之下對台灣二松林分結構、蓄積量與生物量影響。應用輪伐期觀點評估兩者在第20、40、45年的生產力，顯示在生育地環境綜合因子影響之下林分結構與蓄積量、生物量之生產潛力是隨著時間一直在改變的。Weibull三參數機率密度函數能夠有效的描述兩事業區胸徑級之分布，並用於計算其蓄積量與生物量，旗山事業區試驗地之林分結構屬於正偏歪分布，蓄積量與生物量每公頃379.77 m3與173.37 ton，玉山事業區試驗地近似常態分布，蓄積量與生物量每公頃687.23 m3與318.23 ton。葉部生物量比例依樣木徑級增大。主幹及枝部總和佔地上部生物量98.85%。其樹皮與枝條含水率隨著直徑級降低。
由內在的生長量分析結果得知玉山事業區之二葉松立木生長32年時達到最高生長率，平均每年材積與生物量生長量為15.3 m3、7.1 ton，旗山事業區之立木生長22年時達到最高生長率，平均每年材積與生物量生長量為10.0 m3、4.6 ton。應用皮爾森相關係數分析樹輪生長與氣候之關係，結果顯示九月的降雨與五、七、八月的有效溫度對於玉山事業區二葉松立木樹輪生長具有顯著影響；七月的降雨與二、五月的有效溫度對於旗山事業區二葉松立木樹輪生長具有顯著影響。林分的生產力隨著環境的綜合因子不斷的在改變，地位指數能夠清楚描述一個特殊的林型或物種生育地的生產潛力，若以20年為輪伐期則旗山事業區有較佳的生產與收穫，若以40年為輪伐期則玉山事業區有較佳的生產與收穫。

This research focuses on the influence on stand structure, volume stock, and biomass stock in Yushan working cirde and Chrishan working cirde through the measure of permanent plot, stem analysis, biomass analyze, and dendrochronology. According to the theory of volume rotation, this research estimates the productivity on the 20th, 40th, and 45th of Yushan working cirde and Chrishan working cirde. It indicates that under the influence of integrated habitat environmental factors, the stand structure, volume stock, and the potential capacity of biomass stock are continuing changing with the time pass by. On the other hand, Weibull 3- parameter probability density function could effectively indicates the distribution of the DBH-class between these two working cirde. The DBH-class could also be calculated the volume stock and the biomass stock. The stand structure of Chrishan working cirde is positively-skewed type, and the volume stock and the biomass stock were 379.77 m3 and173.37 ton. And the Yushan working cirde was approximately normal distribution. The volume stock and the biomass stock are 687.23 m3 and318.23 ton. The percent of the leaf biomass of sample extends with the sample’s DBH-class, and the moisture of bark and branches declined with the DBH-class. The total of the stem and branches is 98.85% of the above ground biomass.
According to internal growth analysis, the Pinus taiwanensis in Yushan working cirde of age 32 is the highest production rate. The growing average of the volume stock and biomass stock are 15.3 m3 and 7.1 ton. And the highest production rate of standing tree in the Chrishan working cirde is on the age of 22th, and the average of the volume stock and biomass stock are 10.0 m3 and 4.6 ton. By the relation between the growing and climate on tree ring of Pearson correlation coefficient analyze, the results indicates that the precipitation in September and the temperature in May, July, and August affect the standing tree of tree ring of Pinus taiwanensis that in Yushan working cirde most. The precipitation in July and the temperature in February and May affect the standing tree of tree ring of Pinus taiwanensis that in Chrishan working cirde most. The productivity of the plantation changes with the environments day by day. The site index would describe a special species of potential capacity of timeber production. The volume retation of 20th indicates the Chrishan working cirde has better yield. And the volume retation of 40th indicates the Yushan working cirde has better yield.

目次
圖目次
表目次
摘要
Abstract

壹、前言 1
貳、前人研究 4
一、林分結構 4
二、蓄積量與生物量 11
三、林木生長 15
四、生育地環境對林木生長量與林分生產力的影響 17
參、研究材料與方法 21
一、林地現況調查 21
二、樣區調查、樣木選伐及生物量採樣作業 23
三、樣木材積與生物量計算 26
四、旗山事業區與玉山事業區之林分結構分析 28
(一) 樣木特徵之相關性與推估 28
(二) 全林分樹冠投影面積及冠層競爭指數 29
(三) 林分直徑級分布 30
五、樣木及林分生長分析 32
(一) 樣木樹幹解析 32
(二) 林分生長量分析 33
六、生育地環境分群評估與分析 33
(一) 林地調查因子分群 34
(二) 氣候因子分析 36
肆、結果與討論 37
一、試驗地調查結果 37
二、二葉松樣木性態特徵 41
三、玉山事業區與旗山事業區之林分結構 44
(一) 胸徑與各項特徵值之線性迴歸關係 44
1. 胸徑與樹高、形狀比之關係 45
2. 胸徑與樹冠寬、樹冠長、樹冠比之關係 46
3. 胸徑與枝下高、枝下形狀比、形狀比之關係 49
4. 胸徑對材積式、生物量式之關係 52
(二) 直徑級分布 53
(三) 林分蓄積量與生物量之估計 58
四、生長與樹齡的關係 61
(一) 胸徑生長與樹高生長 61
(二) 材積生長與生物量生長 65
五、生育地環境與生長之影響 70
(一) 地位生產力指數對集群試驗地之評估 70
(二) 降雨與氣溫對直徑生長 72
六、林分生產力與環境因子的關係 77
伍、結論 79
陸、參考文獻 81

王子定、高毓斌 (1979) 再論森林生物量。中華林學季刊 12(3)：1-30。
王鑫 (1984) 玉山國家公園地理、地質景觀資源調查。內政部營建署玉山國家公園管理處，81頁。
王松永、丁昭義 (1998) 林產學上冊。台灣商務印書館，台北。666頁。
孔繁浩 (1987) 生長模式在林木遺傳育種上之應用。中華林學季刊 20(1):1-6。
余忠翰 (2007) 高速公路路邊植群之研究-以國道三號為例。國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所碩士論文，129頁。
呈膺 (1999) 棲蘭山區樹木年輪與氣候關係之研究。國立東華大學自然資源管理研究所，70頁。
呂金誠 (1990) 野火對台灣主要森林生態系影響之研究。國立中興大學植物研究所博士論文，198頁。
李國忠、關秉宗、劉淑芬、許世宏 (1999) 塔塔加長期生態研究區內台灣雲山林空間結構之研究。台大實驗林研究報告 13(2)：129-143。
李國忠、林俊成 (2000) 京都議定書與森林資源碳吸存效果。台灣林業26(1)：54-59。
林光清 (2007) 認識台灣的林地土壤。育林手冊，行政院農委會林務局，117-128。
林清山 (1992) 心理與教育統計學。東華書局，台北。770 頁。
林照松、洪富文 (1991) 六龜地區台灣杉人工林之生長。林業試驗所研究報告季刊 6(3)：229-248。
林務局全球資訊網http://www.forest.gov.tw
林務局 (1995) 第三次台灣森林資源及土地利用型調查，行政院農委會林務局，222頁。
林金樹 (2008) 疏伐強度對平地造林林分蓄積生物量影響之研究，行政院農委會林務局，62頁。
邱志明、羅卓振南、鍾旭和 (1993) 棲蘭山檜木天然更新林地林分構造之研究。林業試驗所研究報告季刊 8(4)：389-402。
邱志明、羅卓振南、鍾旭和 (1995) 棲蘭山檜木天然更新地－台灣扁柏幹形與樹冠構造之研究。林業試驗所研究報告季刊 10(1)：21-130。
邱祈榮、邱雅琦 (2008) 國家植群圖繪製成果與展望。第六屆台灣植群生物多樣性研討會論文集，行政院農委會林務局，1-14。
紀怡嘉 (2008) 臺灣中部地區桂竹林生物量與碳貯存量之研究國立中興大學森林研究所碩士論文，92頁。
徐鎮暉、廖天賜、翁仁憲 (2005) 不同海拔臺灣二葉松光合作用、同化產物累積、形成層活動之季節變化及針葉生長期之差異。中華林學季刊 38(3)：291-303。
張世振 (2006) 臺灣西南部大武山區氣候對樹輪寬度變化之影響。輔英科技大學環境工程與科學系碩士班碩士論文，87頁。
張琇慧 (1999) 台灣北部昆欄樹樹輪對氣候因子之反映。國立台灣大學地質學研究所碩士論文，64頁。
梁立明、陳明義 (2000) 關刀溪森林生態系台灣二葉松與台灣五葉松之物候現象。林業研究季刊 22(3)：69-80。
郭寶章 (2007) 臺灣山地氣候。育林手冊，行政院農委會林務局。106-109。
陳玉峯 (1989) 玉山國家公園楠溪林道永久樣區植被調查報告(一)。內政部營建署玉山國家公園管理處，79頁。
陳明義、梁立明 (2000) 關刀溪森林生態系台灣二葉松與台灣五葉松在干擾地之天然更新。林業研究季刊 22(4)：13-22。
游麗玉 (1995) 惠蓀實驗林場桂竹林生物量與養分聚積。國立中興大學森林研究所碩士論文，89頁。
彭昭英 (1998) SAS與統計分析。儒林圖書有限公司，台北。42-1~44-17。
馮豐隆、羅紹麟 (1986) 台灣二葉松人工林生長與收穫之研究。中華林學季刊 19(2)：17-31。
馮豐隆，黃俊凱 (2007) 利用生態單元與空間多目標規劃於土地使用分區之應用，國立中興大學森林學研究所碩士學位論文，59頁。
楊榮啟 (1998) 台灣柳杉人工林林分結構解析之研究。中華林學季刊21(1)：1-10。
楊榮啟、林文亮 (2001) 森林測計學，國立編譯館，台北。309頁。
劉兆昌 (2004) 杉木人工林樹冠結構與生物量之研究。國立中興大學森林系碩士班碩士論文，73頁。
劉棠瑞、蘇鴻傑 (1997) 森林植物生態學。台灣商務出版社，台北。462頁。
劉棠瑞、蘇鴻傑 (1978) 大甲溪上游台灣二葉松之羣落組成及相關環境因子之研究，台大實驗林研究報告，121：207-309。
賴國祥 (2005) 合歡北峰台灣二葉松林火燒後之天然更新，特有生物研究7(1)︰61-68。
謝漢欽、汪大雄、林俊成 (2003) 應用地理資訊系統估算六龜試驗林森林蓄積變動之二氧化碳吸存效應，台灣林業科學 18(3)： 171-82。
鍾智昕 (2005) 臺灣中部塔塔加地區臺灣雲杉人工林之樹幹解析研究。國立臺灣大學森林環境暨資源學系碩士論文，62頁。
顏江河 (2007) 森林土壤的基本特性。育林手冊，行政院農委會林務局，110-116。
顏添明 (1993) 不同間伐強度對紅檜人工林生長之影響。國立中興大學森林學研究所碩士論文，89頁。
顏添明 (1997) 台灣大雪山地區紅檜人工林生長收穫系統之研究。國立中興大學森林學研究所博士論文，178頁。
蘇鴻傑 (1987) 森林生育地因子及其定量評估。中華林學季刊20(1)：1-14 頁。
岩古美苗、小川泰彥、小川芳彥、NPO法人樹木生態研究会 (2004) 木のお医者さんになってみよう！「木のミニ診断カルテ」の手引き，日本樹木医会，222頁。
堀大才、岩谷美苗 (2004) 図解樹木の診斷と手当て，社団法人農山漁村文化協，172頁。
Bailey, R. L. and T. R. Dell (1973) Quantifying diameter distributions with the Weibull function. Forest Science 19: 97–104.
Cabanettes, A., D. Auclair and W. Iman (1999) Diameter and height growth curves for widely-spaced trees in European agroforestry. Agroforestry System 43: 169-181.
Chave, J., R. Condit, S. Lao, J. P. Caspersen, R. B. Foster and S. P. Hubbell (2003) Spatial and temporal variation of biomass in a tropical forest: results from a large census plot in Panama. Journal of Ecology 91: 240–252.
Clutter, J. L., J. C. Fortson, L. V. Pienaar, G. H. Brister and R. L. Bailey (1983) Timber Management: A Quantitative Approach. John Wiley & Sons. New York, p.333.
Copenheaver, C. A., E. A. Pokorski, J. E. Currie and M. D. Abrams (2006) Causation of false ring formation in Pinus banksiana: A comparison of age, canopy class, climate and growth rate. Forest Ecology and Management 236: 348–355.
Dalla-Tea, F. and E. J. Jokela (1991) Needlefall, canopy light interception, and productivity of young intensively managed slash and loblolly pine stands. Forest Science 37: 1298-1313.
Dyer, M. E. and R. L. Bailey (1987) A test of six methods of estimating true height from stem analysis data. Forest Science 33: 3–13.
Fujimori, T. (2001) Ecological and silvicultural strategies for sustainable forest management, New York: Elsevier Science. 398pp.
Hegyi, F. (1974) A simulation model for managing jack-pine stands. In: Fries J, editor. Proceeding in growth models for tree and stand simulation. Stockholm, Sweden: Royal Coll Res. 30: 74–87.
Koprowski, M. and A. Zielski (2006) Dendrochronology of Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) from two range centres in lowland Poland. Trees 20: 383–390.
Kozlowski, T. T. and S. G. Pallardy (1997) Physiology of Woody Plants. 2nd , Academic Press, New York, pp641.
Medeiros, T. C. C. and V. S. B. Sampaio (2007) Allometry of aboveground biomasses in mangrove speciesin Itamaraca´, Pernambuco, Brazil. Wetlands Ecology and Management 16: 323–330.
Merganicˇ, J. and H. Sterba (2006) Characterisation of diameter distribution using the Weibull function: method of moments. European Journal of Forest Research 125: 427–439.
Mitchell, J. E. and S. J. Popovich (1997) Effectiveness of basal area for estimating canopy of Ponderosa Pine. Forest Ecology and Management 95: 45–51.
Naidu, C. V. and P. M. Swamy (1995) Seasonal variation in ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase activity and its relationship with leaf protein content and net photosynthetic rate in tropical deciduous tree species. Photosynthetica 31: 85-90.
Oliver, C. D. and B. C. Larson. 1996. Forest Stand Dynamics. McGraw Hill Inc., New York, 520pp.
Onyekwelu, J. C. (2004) Above-ground biomass production and biomass equations for even-aged Gmelina arborea (ROXB) plantations in south-western Nigeria. Biomass and Bioenergy 26: 39–46.
Onyekwelu, J. C. (2007) Growth, biomass yield and biomass functions for plantation-grown Nauclea diderrichii (de wild) in the humid tropical rainforest zone of south-western Nigeria. Bioresource Technology 98: 2679–2687.
Ottander, C., D. Campbell and G. Oquist (1995) Seasonal changes in photosystem II organization and pigment composition in Pinus sylvestris. Planta, 197: 176–183.
Peichl, M. and M. A. Arain (2007) Allometry and partitioning of above- and belowground tree biomass in an age-sequence of white pine forests. Forest Ecology and Management 253: 68–80.
Podlaski, R. and M. Zasada (2008) Comparison of selected statistical distributions for modeling the diameter distributions in near-natural Abies–Fagus forests in the S ´ wie˛tokrzyski National Park (Poland). European Journal of Forest Research 127: 455–463.
Shimano, K. (1997) Analysis of the relationship between DBH and crown projection area using a new model. Ecological Society of Japan 2: 237–242.
Shugart, H. H. and D. C. West (1980) Forest succession models. Bioscience 30(5): 308-313.
Sokal, R. R. and F. J. Rohlf (1981) Biometry, 2nd ed. W. H. Freeman and Company, San Francisco. New York, 859pp.
Spiecker, H., K. Mielikäinen, M. Köhl and J.P. Skovsgaard (1997) Growth trends in European forests. European Forest Institute Research Report No. 5, Springer-Verlag. 372pp.
Spiecker, H. (2002) Tree ring and forest management in Europe. Dendrochronologia 20(1-2): 191-202.
Takashima, A., A. Kume, S. Yoshida, T. Murakami, T. Kajisa and N. Mizoue (2008) Discontinuous DBH–height relationship of Cryptomeria japonica on Yakushima Island: effect of frequent typhoons on the maximum height. Ecological Research 24(5): 1003-1011.
Zasada, M. and C. J. Cieszewski (2005)A finite mixture distribution approach for characterizing tree diameter distributions by natural social class in pure even-aged Scots Pine stands in Poland. Forest Ecology and Management 204: 145–158.
Zhang, L. and C. Liu (2006) Fitting irregular diameter distributions of forest stands by Weibull, modified Weibull, and mixture Weibull models. European Journal of Forest Research 11: 369–372.