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2019-10-16讓樹回到原是森林的地方—武陵廢耕地的生態復育
454 期
Author 作者
邱清安／國立中興大學實驗林副研究員、森林學系合聘副教授。
臺灣中海拔的一些山區，早期為了增加經濟收入，剷除了原有的森林，種植了高麗菜等短期作物。這些窮盡地力、過度利用的菜園，因生態復育目的被政府收回十餘年，但森林還是無法自然恢復。近年，筆者團隊正想辦法把樹木種回原是森林的地方。
原是森林的高冷蔬菜耕作地
許多種植高冷蔬菜的農耕地，位處於中海拔超限利用〔註一〕的山地上，早期人們為了增加短期經濟收入，會先將原有森林砍除後，闢出菜園，然後藉著不斷灑水與施肥來種出高冷蔬菜（圖一），但此舉卻也破壞了我們賴以維生的環境。
圖一：原有森林被開闢為菜園，須不斷的灑水與施肥，才能種出高麗菜等短期作物。（邱清安攝影）
全球各地都有這種山區開發所衍生的問題，但是近年來世界各國因社會與經濟因素的轉變、環境保育意識的覺醒，有愈來愈多的山區耕作地正逐漸被荒廢，而在臺灣中海拔山區，包括丹大、梨山、武陵等地，也已有廣達數百公頃的超限農耕地被強制收回，這些廢耕地本身其實就是被不當利用或過度開發的「退化地」，從另一角度來看，這些廢耕地不只亟待恢復為原有森林，同時也是人們學習如何重建原有生態系與恢復生物多樣性的機會。
有必要將高山廢耕地
恢復為森林嗎？
山區森林開闢為菜園農耕地，不只是森林被砍伐，也伴隨著生物多樣性消失、水土保持與水源水質下降、肥料和農藥污染等環境劣化。以雪霸國家公園的武陵地區為例，早期種植高麗菜，被強制收回而停止耕作的廢耕地，經過十年等待仍沒能自然地長回森林，而是形成被大扁雀麥（Bromus catharticus）與加拿大蓬（Conyza canadensis）等外來種佔據的雜草地（圖二左）；相較之下，鄰近廢耕地的原始森林（圖二右），由於裡頭生物種類繁多、各種植物層次豐富，且地表上覆蓋著厚厚的枯枝落葉與腐植層，這樣的健康森林，單從森林涵養水源這一功能來看便有著多重的好處。
圖二：一樣是在武陵，左圖廢耕地被外來種雜草佔據，植物相單純，生態功能低落;反之，右圖原始森林的植物種類與層次豐富，並覆蓋厚厚的腐植層，可充分發揮涵養水源、國土保安和維持生物多樣性等公益功能。（邱清安攝影）
當樹冠、枯枝落葉、地被、土壤和微生物形成了一個綜合的有機體，陡峭的林地就像是被海綿層層保護著一樣，讓土壤不被暴雨侵蝕流失，並涵養更多的水來減少下游的洪水，然後再緩緩釋出乾淨水源。以上述案例來說，如果森林可以比草地多截留100毫米的水，那麼光是1公頃的森林就能為這片土地涵養1000公噸的優質水源。此外，武陵廢耕地緊鄰七家灣溪，將草地回復成森林也能幫助臺灣櫻花鈎吻鮭的生存，因為森林不僅能穩定水源、淨化水質，也降低了水溫、為鮭魚提供了更豐富的食物。
抉擇：放任自然的演替vs.人為介入的生態復育
當面對一塊已經被破壞的土地時，該放任其「自然演替」或是實施「人工造林」？這個問題應是基於科學的判斷，而非意識型態之爭，因為有些地方，退化地本身仍保有相當好的復原能力，例如市郊裸地裡常可見到血桐、構樹、苦楝等先驅樹種〔註二〕就自己長出來，且能在兩、三年內達到一層樓高；然而，有些地方已被嚴重破壞退化，若要依靠自然來恢復，勢必要等個數十年、數百年，這時便有必要採行積極的人為生態復育。我們觀察了鄰近武陵的一塊廢耕地，荒廢近20年仍停滯在雜草地的階段，沒有任何樹木可以自己長出來，此時就應以人為的生態造林來幫助森林恢復。
為何樹木沒辦法自己再長回來？
時間回到2008年，國家公園收回高麗菜園，當時大家天真地認為，停止耕作的菜園過去施了這麼多的肥料，應該很快就能長回原有森林，就像鄰近的七家灣溪畔一樣，洪水過後裸露的溪畔兩三年間便長了滿滿的樹。然而，事情並不像我們所想的這麼單純，過了5年仍見不到一棵樹長出來，到底是什麼原因阻礙了林木的天然更新、演替回森林？
到了2012年，兩篇在武陵與丹大廢耕地的報告都指出，原來種植高麗菜時除了須不斷噴水與施肥外，每次種菜前都會先施用雞糞當肥料，然後再撒上大量石灰來減少病害，經過了二、三十年的石灰累積，整個土壤理化性質被破壞，也變為鹼性，因此推測土壤可能是樹木長不起來的主因。然而，筆者團隊在武陵廢耕地經過三年的調查發現，樹木長不起來是因為多重的障礙，包括：種源缺乏、乾旱逆境、動物啃食、養分不均等（圖三）；只有當這些阻礙逐一被解決，樹木才能順利存活生長，原有的森林才能恢復。
圖三：（A）像是栓皮櫟、臺灣胡桃等大粒種子的樹種，因為種子傳播困難，一旦消失就常缺乏種源。（B） 廢耕地多石礫、保水性差，在夏季高溫烈日下，苗木很快被曬乾。（C）種植高麗菜後遺留下很多的石灰， 也使土壤理化性質被破壞。（D）許多剛種下的苗木，常被山羌啃食。（邱清安攝影）
適地適種
既然高山廢耕地有這麼多阻礙樹木生長的因子，那該怎麼辦呢？只要回到一句老生常談的原則──適地適種，便能解決。
首先需配合當地環境，選植適合的樹種。許多樹種對種菜遺留下來的石灰、養分失衡等問題十分敏感，因此可選擇對土壤要求不高且能固氮的臺灣赤楊，而且赤楊生長快速，可建造演替早期森林，幫助演替後期樹種的存活與生長（圖四）。
圖四：實驗證明，赤楊在高石灰質土壤中仍可產生根瘤來固氮改良土壤，在廢耕地中可快速成林。（邱清安攝影）
再來，需在適當的時機種樹。由於高山廢耕地的氣候與平地不同，因此種樹的時機當然也不同；為避開晚春霜凍（3月底~4月初寒流造成的零下低溫），且剛種下的小苗必須有持續的水分供應，以武陵廢耕地來說，最佳的植樹造林時機是4月中旬~6月底的梅雨天氣。
此外，必須以配適樹種與環境的方法來種樹。武陵廢耕地表土乾旱且多石櫟，而俗稱「水柯仔」的赤楊對水分需求性高，因此筆者團隊採取「苗坑凹植法（圖五）」的方式來改善，苗木出栽2年即能長至3公尺高，此也證明這是一個有效的方法。
圖五：配合廢耕地表土不保水之環境特性，以「苗坑凹植法」的方法來使苗木有更充足的水分，出栽時 75公分的赤楊，2年後就長到了近3公尺高。（柯志憲攝影）
生態復育不是口號，
而須逐步累積本土
生態復育知識與技術
近年來，「生態復育」是一個時常聽到名詞，然而，臺灣本土生態復育的實際操
作案例卻是寥寥可數的。其實，並沒有一種放諸四海皆能適用的生態復育的方法，要想恢復被破壞的環境，就只能腳踏實地去了解這片土地的環境與生物，而非一蹴可幾、也不應只是口號。
如武陵高麗菜園廢耕後的生態造林工作，便是經過不斷的採種、育苗、種植等試驗才有所推展。從一開始對廢耕地的無知摸索，到復育方法架構的成形，至今團隊已大致能克服耕作的遺害，重建演替早期的森林，同時也發現，在剛開始的外來種乾燥草地上，要重建紅楠、大葉石櫟等演替後期樹種的森林確實很難，這雖然符合「草生地→演替早期樹種→演替後期樹種」的生態理論，但國外有些案例卻能藉由適合在地的方法來使演替後期樹種成功定殖，而這些方法是否適用於臺灣，唯有實際進行野地試驗才能知道。
嚴謹的生態復育造林只能種植當地的原生種，為了武陵廢耕地生態造林，團隊已試驗種植了近百種的當地原生樹種，其中，大部分樹種是所謂的雜木，過去不曾被研究過。然而，每一種樹都是建構原有多樣化複層森林的組成材料，因此團隊觀察記錄它們的果熟期、攀樹採集種子、推想種子儲藏特性與育苗需求、接種林木菌根菌，並經過一、兩年的照護培育，最後才有各式各樣的苗木可供野地試驗。這些繁瑣的基礎工作與試驗結果，都在逐步累積慢慢形成臺灣的經驗，也建構出目前時常欠缺的本土生態復育知識與技術。
〔註一〕根據山坡地保育利用條例規定，查定為「宜林地」或「加強保育地」內，若無實施造林卻從事農、漁及牧業等墾殖、經營或使用者，即為山坡地超限利用。
〔註二〕在完全沒有植物的地區，如崩塌地、焚毀的林地或人為過度開墾後形成的空地上，由禾本科草本植物或喜好陽光的陽性樹種先行侵入，這些先驅性的植物群落，就是所謂的先驅植物。