臺灣博碩士論文加值系統

隨著永續發展意義漸漸被世人接受，人們對於生態提供之效益越來越重視，而漸漸發展出了生態服務概念。生態服務係指生態系所提供人類之效益如木材、土壤沖蝕之減緩、水資源及空氣淨化。本研究中主題為台大實驗林2014-2034二十年經理期之下應用疏伐探討人工林六項生態服務目標產出與變化，目標包含疏伐材收穫、碳貯存量、土壤沖蝕量、地表逕流量、二氧化硫吸收量及生物多樣性。並藉由多目標規劃法模擬三種方案之下生態服務產出以利了解其之間變化及相關性。
　　研究結果顯示在多目標規劃法方法中，三階複選目標規劃法不僅能包含傳統多目標規劃法之解，更能藉由各次規劃之理想解探討各項生態服務之間的抵換關係，研究認為三階複選目標規劃法為較適合探討多項目標關係之方法。
　　運用三階複選目標規劃法後討論各項目標間關係後，其結果發現疏伐材收穫與碳貯存量與其餘多數目標中關係深遠且較有影響力。另一方面，疏伐材收穫對於土壤沖蝕及地表逕流量為同向變動，但若疏伐材固定之下，碳貯存對於土壤沖蝕和地表逕流為反向關係，二氧化硫吸收與生物多樣性則未有明確的變動方向。其次，疏伐面積範圍與預算之大小對碳貯存量與土壤沖蝕量較無影響力，但對於疏伐材收穫量、地表逕流量與二氧化硫吸收量影響較大。最後，經由三情境方案模擬與分析，本研究認為經營者採取介於積極與保守之間的中庸經營態度為較適當之方案。

As the concept of sustainable development goes on, people show high regard to the importance of ecosystem services gradually. Ecosystem services as “benefits people derive from ecosystems”, such as woods, prevention of soil erosion, water and purification. In this study, we aim to six ecosystem services to explore the relationship and trade-off among thinned wood harvest, carbon storage, soil erosion, surface runoff, sulfur dioxide absorbing and biodiversity in the planted forest of National Taiwan University Experimental Forest . This study applies multiple objectives programming（MOP）to explore ecosystem services through forest thinning based on simulating three schemes to provide reference for forest managers.
　　The research indicates that compared to traditional MOP, 3-level multi-choice goal programming (3-level MCGP) is a more appropriate tool to analyze the relationship of multiple objectives. The results show that the change of thinned wood harvest, soil erosion and surface runoff in accordance with the same direction. On the contrary, biodiversity has reserve change with thinned wood harvest. In addition, thinned wood harvest enhances carbon storage, but sometimes it also can maintain the carbon storage in the same output level. With fixed thinned wood harvest, there is reverse change for carbon storage to soil erosion and surface runoff. On the other hand, the changes of Sulfur dioxide absorbing and biodiversity have uncertain direction. Moreover, the limits of thinning budget and area have great influence on the output of thinned wood harvest, surface runoff and sulfur dioxide absorbing but not for carbon storage, soil erosion and biodiversity. Finally, this study suggests a neutral scheme should be more appropriate than aggressive and conservative schemes after analyzing all of them.

摘要 I
第一章、緒論 1
一、研究背景 1
二、研究目的 2
三、研究步驟 2
第二章、文獻回顧 4
一、森林之生態服務 4
二、疏伐策略於森林生態服務之影響 6
三、多目標規劃法於森林之應用 8
第三章、研究理論與方法 11
一、研究理論 11
二、研究方法 13
三、研究流程 15
第四章、台大實驗林人工林生態服務產出與變動之分析 17
一、台大實驗林概況 17
二、模型假設與建立 18
三、多目標規劃與複選目標規劃法生態服務產出之比較 31
四、方案模擬 33
五、方案分析 37
第五章、結論與建議 48
參考文獻 50
附錄 55

王子定（1966）應用育林學。台北：國立編譯館。
王松永（1989）商用木材。中華民國林產事業協會，117-131頁。
王松永、張豐丞、李怡真、楊賜霖、林法勤（2005）柳杉疏伐木有效利用之探討，臺大實驗林研究報告 19(4): 293-300。
成晨光（1993）森林多資源指標之整合及其在多目標經營管理計畫上之應用。國立臺灣大學森林學研究所資源管理組碩士論文。
李久先（1983）紅檜人工林疏伐之研究(第一年中間報告)。國立中興大學森林學系研究報告第195號。43頁。
李久先、顏添明（1995）紅檜人工林單木生長之研究(二)－Chapman-Richards生長模式在疏伐林分之應用。中興大學實驗林研究報告 17(1): 125-136。
李意德、曾慶波、吳仲民、周光益、陳步峰（1998）我國熱帶天然林植被C貯存量的估算。林業科學研究 11(2): 156-162。
汪大雄（1997）多目標數學規劃和地理資訊系統在林木資源經營規劃之研究。臺灣林業科學 12(2):117-133。
東海大學生命科學系熱帶暨生物多樣性研究中心（2008）人工林疏伐作業對微棲地環境及蜘蛛多樣性之影響。行政院農委會林務局委託研究計劃系列 98-00-5-32。
林俊成、鄭美如、陳麗琴（2002）台灣地區木質地板消費習性之研究，林產工業21(1): 9-15。
林俊成、鄭美如、劉淑芬、李國忠（2002）全民造林運動二氧化碳吸存潛力之經濟效益評估。台灣林業科學17(3): 311-321。
林務局（2005）第三次全國森林資源調查。
林國銓、杜清澤、黃菊美（2009）台東地區相思樹與楓樹兩人工林碳累積量。林業研究季刊 31(3): 55-68。
林國銓、杜清澤、黃菊美（2010）光臘樹人工林碳貯存量和吸存量之估算。中華林學季刊 43(2): 261-276。
林國銓、杜清澤、黃菊美（2010）櫸木人工造林碳貯存量和吸收量之估算。國家公園學報18(2): 45-58。
林裕仁（2008）森林減碳能力之推算方法。農政與農情 193: 77-81。
林裕仁、李國忠、林俊成（2002）以生物量與材積關係式推估台灣地區森林林木碳貯存量之研究。台大實驗林研究報告 16(2): 71-79。
林裕仁、劉瓊霦、林俊成（2002）臺灣地區主要用材比重與碳含量測定。臺灣林業科學 17(3): 291-299。
邱志明（2006）疏伐撫育經營策略對森林碳吸存之影響。林業研究專訊 13(1): 6-9。
邱志明、林振榮、唐盛林、王松永（2008）應用鑽孔抵抗法推估六龜地區台灣杉不同疏伐處理之碳貯存量。中華林學季刊 41(4): 503-519。
邱志明、唐剩林、鍾智昕、林振榮（2011）紅檜人工林生物量和不同疏伐策略對二氧化碳吸存之效應。中華林學季刊 44(3): 385-400。
洪美珠（2004）疏伐對台灣杉人工林底棲甲蟲群聚的影響。國立中山大學生物科學系研究所碩士論文。
翁世豪（2004）觀霧地區柳杉人工林不同強度疏伐後微環境及植群之比較。國立台灣大學森林學研究所碩士班論文。
馬子斌、陳政靜、熊如珍、黃清吟、陳欣欣、翟思湧（1992）重要商用木材之一般性質。林業叢刊第一號。台灣省林業試驗所。
高強（1982）台灣柳杉最佳疏伐與輪伐期之經濟分析。中華林學季刊13(4):　25-50。
國立台灣大學生物資源暨農學院實驗林管理處（2010）第87次業務技術研討會。
國立台灣大學農學院實驗林管理處（2008）國立台灣大學農學院實驗林經營計畫。
張乃斌（1987）環境數學：系統優化原理。高雄：新雅出版社。
陳明杰（2007）疏伐作業對人工林林地水土保持影響。林業研究專訓14(1):10-13。
陳毓華（1998）臺灣杉人工林最適經營之研究－動態規劃之應用。國立台灣大學森林學系碩士論文。
陳瑩達（2011）三階複選目標規劃法於森林疏伐減碳規劃之研究。國立台灣大學森林環境暨資源學系博士論文。

雷雅琦（1999）整合數學規劃方法及生態觀念於森林資源經營規劃之研究。國立台灣大學森林學研究所碩士論文。
鄭欽龍、陳重銘、陳瑩達（2006）台灣人工林疏伐成本之計量分析。中華林學季刊 39(1): 57-66。
錢頌迪（1992）作業研究。台北：儒林圖書有限公司。
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。
羅卓振南、鍾旭和、羅新興、周朝富（1987）六龜地區紅檜人工林疏伐效果之研究。林業試驗所研究報告季刊 2(3): 187-189。
Allen, J. C. (1986) Multi-objective regional forest planning using the noninferior set estimation method in Tanzania and the United States. Forest Science 32(2): 517-533.
Bass, S. et al. (2000) Rural livelihood and carbon management International Institute for Environment and Development (IIED) Natural Resources Issues Paper 1: 94-95.
Bennett, E.M., G. Peterson and L. Gordon (2009) Understanding relationship among multiple ecosystem services. Ecology Letter 12: 1394-1404.
Brown, G., T. Patterson and N. Cain (2011) The devil in the details: Non-convexities in ecosystem service provision. Resource and Energy Economics 33(2): 355-365.
Calder, I., T. Hofer and P. Warren (2007) Towards a new understanding of forests and water. Unasylva 58 (229): 3-10.
Chang, C.T. (2007) Multi-choice goal programming. Omega 35: 389-396.
Chavas, J.P. (2009) On the productive value of biodiversity. Environmental and Resource Economics 42(1): 109-131.
Chen, Y. T., C. Zheng and C. T. Chang (2011) Efficiently Mapping an Appropriate Thinning Schedule for Optimum Carbon Sequestration: An Application of Multi-Segment Goal Programming. Forest Ecology and Management 262: 1168-1173.
David, S.L. and K. Philip (1998) Designing and managing the supply chain concepts, Strategies and Case Studies. McGraw-Hill, Singapore.
Davis, L.S. et al. (2001) Forest Management. McGraw-Hill, New York.

Deal, R.L. and R. White (2012) Integrating forest products with ecosystem services: a global perspective. Forest Policy and Economics 17: 1-2.
Fukuda, M., T. Iehara and M. Matsumoto (2003) Carbon stock estimates for sugi and hinoki forests in Japan. Forest Ecology and Management 184: 1-16.
Helfenstein, J. and F. Kienast (2014) Ecosystem service state and trends at the regional to national level: A rapid assessment. Ecological Indicators 36: 11-18.
Hotvedt, J. E. (1983) Application of linear goal programming to forest harvest scheduling. Southern Journal of Agricultural Economics 15: 103-108.
Keeney, R. L. and H. Raiffa (1993) Decisions with Multiple Objectives:
Preferences and Value Tradeoffs, Cambridge University Press.
Kline, J. D. and M. J. Mazzotta (2012) Evaluating tradeoffs among ecosystem services in the management of public lands. U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Pacific Northwest Research Station. 48 p.
Levitin, A. (2003) Introduction to the Design &; Analysis of Algorithm. Boston Addison-Wesley.
McAllister, W. (2007) Data structures and algorithms using Java. Sudbury:Mass: Jones and Bartlett Publishers.
Mendoza, G.A. and H. Martins (2006) Multi- criteria decision analysis in natural resource management: A critical review of methods and new modeling paradigms. Forest Ecology and Management 230: 1-22.
Nelson, E. et al. (2010) Modeling multiple ecosystem services, biodiversity conservation, commodity production and tradeoffs at landscape scales. Frontiers in Ecology and the Environment 7(1): 4-11.
Ninan, K.N. and M. Inoue (2012) Valuating forest ecosystem services: case study of a forest reserve in Japan. Ecosystem Service 5: 78-87.
Onaindia, M. and B. Fernandez (2013) Co-benefits and trade-offs between biodiversity, carbon storage and water flow regulation. Forest Ecology and Management 289: 1-9.
Oliveira, F.d., N.M.P. Volpi and C.R. Sanquetta (2003) Goal programming in a planning problem. Applied Mathematics and Computation 140: 165-178.
Ruijs, A. et al. (2013) Trade-off analysis of ecosystem services in Eastern Europe. Ecosystem Services 4: 82-94.
Toth, S. F., S. Rabotyagov and G. J. Ettl (2009) Experimental testbeds for ECOSEL: A Market Framework for Private Provision of Forest Ecosystem Services. Annual Meeting, July 26-28, 2009. Milwaukee, Wisconsin: Agricultural and Applied Economics Association. pp.6
Toth, S. F. et al. (2013) ECOSEL: Multi-objective optimization to sell forest ecosystem services. Forest Policy and Economics 35: 73-82.
Townsend, P.V. et al. (2012) Multiple environmental services as an opportunity for water shed restoration. Forest Policy and Economics 17: 45-48.
Weintraub, A. and C. Romero (2006) Operations research models and the management of agricultural and forestry resources: a review and comparison. Interfaces 36(5): 446-457.
Xue, D. and C. Tisdell (2001) Valuing ecological functions of biodiversity in changbaishan mountain biosphere reserve in northeast China. Biodiversity and Conservation 10: 467-481.
Yuan, H. W., T. S. Ding and H. I. Hsieh (2005) short-term Responses of Animal Communities to Thinning in a Cryptomeria japonica (Taxodiaceae) Plantation in Taiwan. Zoological studies 44(3): 393-402.