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森林動態(forest dynamics)是當前森林生態學的重要研究主題,內容圍繞在探討森林中各種層面的生態現象及過程(例如不同生物類群、環境因子、生物與環境的關係等),在不同時間及空間尺度下的動態變化。唯有透過科學研究,探索森林的當前狀態、成因機制、未來趨勢,才可以幫助人類獲得在環境變遷危機下維持健全森林的重要知識,增進人類社會的永續發展。然而,生態學者要如何進行森林動態研究工作呢?

 在傳統的森林生態研究中,大多著重在了解森林內植物組成、森林結構這一類靜態的生態特徵。生態學者會在不同森林內設置小型的研究樣區(生態學的調查樣本單元,通常是一定面積大小的林地),調查其中的植物種類、數量,然後分析這些資料以了解森林中繁多物種組合所呈現的生態特性,以及不同森林之間的差異,並藉以間接推測森林的生態發展過程。然而,近代生態學家更加熱中的是,如何直接探究森林在時間及空間上的變化以及造成變化的原因?為了這個目的,生態學者需要取得森林中樹木生長、死亡與更新等動態變化的調查資料。唯有如此,才能夠幫助學者分析森林動態背後的生態機制、解釋物種分布及物種共存的現象(亦即生物多樣性的成因),並預測森林的長期發展趨勢。

為了從事這樣的森林動態研究,必須規劃出一套有別於傳統的分散式、小面積、一次性取樣的生態調查方式。並且要能夠長期地進行重複調查或持續監測工作,才能夠獲得詳盡的森林動態資料。因此,國外許多生態研究機構早在四、五十年前就著手實現這樣的生態研究。其中尤以美國史密斯森熱帶研究所(The Smithsonian Tropical Research Institute)全球森林觀測網(ForestGEO,原名為CTFS,https://forestgeo.si.edu)所整合的森林動態樣區網絡(forest dynamics plots network),其研究規模與成果最為學界所注目。在這個樣區網絡中,目前已有76個大型研究樣區(面積大多介於10-50公頃),建立於29個國家內,正同時在監測全球超過700萬株樹木、1萬2千個樹種的動態變化。而他們所採用的都是長期、標準化、統一的調查研究方式,因此有利於進行跨地區、跨領域、整合性的比較研究。

 林業試驗所近二十多年來亦投入這項領域的研究,已與相關合作單位在臺灣北、中、南的福山、蓮華池、墾丁地區天然森林,分別設置25公頃及10公頃的森林動態樣區。此外也在本所六龜、恆春、太麻里、福山等試驗林範圍內,設置多處0.6-2公頃的樣區。透過在這些大型研究樣區內進行定期的樹木普查(tree census),可以比較不同森林生態系的結構、組成,以及在環境變遷與擾動影響下的森林動態變化。此一長期研究工作經由系統化的資料收集與分析,可提供政府未來因應氣候變遷、國土復育、生物多樣性保育等環境議題,於規劃相關政策時的重要參考資訊。並且可與國際性生態學研究接軌,瞭解在全球環境變遷影響下臺灣天然森林的動態變化趨勢與特性。