林務局森林企劃組 黃群修˙林奐宇

一. 前言
　　森林是台灣的命脈，占有全島土地面積近6成的比例，除林木本身的經濟價值外，對於國土保安、水源涵養、育樂遊憩以及生物多樣性的維護，均扮演重要角色，因此森林資源的調查與掌握莫不為世界各國所重視。第3次森林資源調查是目前最近一次之全島尺度調查，完成迄今已逾10年，期間隨國內社經環境演變，以及國際社會對全球森林面積縮減、生物多樣性損失、以及氣候暖化等議題的關注，特別是自2005年「京都議定書」生效以來，森林對溫室氣體減量貢獻受到國際公約認可，使國家森林動態監測與資訊的共享流通已成為國家應負擔的責任。林務局鑑於既有資訊未能完全反映現況，特別是國有林事業區以外之林地森林覆蓋，長期以來均缺乏整合的資訊，同時為建立全國性完整調查體系與資訊更新機制，使我國森林資源資訊得予國際接軌，刻正展開第4次全國森林資源調查工作。

二. 調查目標
　　（一）瞭解全國森林面積。
　　（二）調查全國森林資源現狀。
　　（三）建立森林資源監測系統。
　　（四）推估全國森林碳吸存量。
三. 調查規劃及推動情形
　　（一）林地地理資訊資料庫建立
　　「林地」是森林所生長依附的基礎，雖然森林法施行細則第3條對於「林地」認定已有明確的定義，然而實務上尚因涉及地政機關土地使用編定與地方政府劃設或認定等問題，目前仍缺乏全面確切的整合資訊。同時以往森林資源調查所認定的森林範圍，僅考慮竹木覆蓋區域，對於土地區劃與分類並未著墨，而各縣市政府多囿於人力與經費，亦無相關資訊與調查規劃。因此為瞭解國有林事業區以外的林地現況，本次調查將以地籍資料為基礎，經過圖面篩選、座標轉換、圖形接合與位相建立、屬性資料連結等作業，結合國有林事業區圖籍，建置全國林地之GIS資料庫，提供我國林地面積、分布與座落、使用現況及森林覆蓋等完整資訊。
（二）林木資源調查
　　對於範圍廣袤的森林，結合地面實地調查與航照攝影技術，以建構綿密完整的取樣系統，是最為可行的調查方式：
1. 航空像片獲取與像片樣點判釋
　　參照第3次調查方式，每12.5公頃設置一處航照像片樣點，透過航照立體觀測，量測森林的立體結構。並首度以林務局農林航空測量所新購置之2部（Leica ADS40與Z/I DMC）先進數值航空攝影機進行拍攝，取代傳統類比式的底片，除減少沖洗時程提高效率外，更大幅提昇地面解析度與增加可供判釋的光譜波段。此外，透過電腦偏光螢幕取代傳統立體鏡，以及將飛行姿態參數解算與地理資訊系統結合，能直接在GIS平台上進行判釋、量測、數化、儲存等作業，除充分發揮了數值航照高解析性能，以及彈性調整比例尺的特點外，更能透過介面整合簡化作業流程，同時也減少了人為輸入的錯誤機率，有利於資料的檢核及後續統計分析。
2. 地面樣區調查
　　「地面樣區」調查是森林資源調查的核心工作，無論航照或衛星遙測技術如何發展，仍有賴地面調查始能獲得有用的「地真」資訊作為驗證。地面樣區調查也是最富有挑戰性的，為避免人為主觀取樣所可能導致的偏誤，森林資源調查必須採取系統性的取樣，國有林事業區內每間隔3,000公尺，區外更加密為每1,500公尺必須設置一處樣區，這意謂著調查者得依循座標位置，克服艱難的地形挑戰，冒險深入全島山區並尋得樣區所在位置進行調查。
　　調查項目除樣區座標位置與環境等基礎資訊外，樣區內活存林木必須逐一記錄其樹種、胸徑、高度、樹冠狀態、以及相對位置，枯立木及倒木亦一併調查，作為森林生物量及碳儲存量估算之依據。為利現場作業，林務局已與工業技術研究院合作，完成結合個人數位助理（PDA）、衛星定位系統(GPS)、與無線射頻辨識系統（RFID）之調查系統的開發，除將GPS定位資訊直接整合至調查系統紀錄外，更設計高耐候性之RFID電子標籤（Tag）作為記錄媒介，調查紀錄除利用PDA儲存攜回，同時亦備份於釘掛樣木上的Tag中，作為該樣木的標誌。此作業方式可有效避免人工資料輸入錯誤，縮短紙本資料核對及登打時程，同時可利用Tag資料存取特點，提供後續複查最有效的依據。
3. 林型圖繪製
　　「林型圖」為不同林分空間分布的展現，也是林業經營規劃的基礎。第3次調查時為因應當時社經環境需要，除森林資源外，也一併進行全島土地利用型的調查。然而目前內政部國土測繪中心配合經建會「國家地理資訊系統建置及推動10年計畫」，已完成「國土利用調查」工作，為避免政府資源重複投入，以及機關間的資料整合，本次針對森林區域的調查成果，將透過分類系統的對應整合，更新國土利用調查的資訊；至於非屬林地部分，除針對一定面積以上之竹木覆蓋區域將進行判釋描繪，以掌握本島森林以外之綠覆率情形外，原則上不再重覆調查。
　　此外，以往對於人工林與天然林的分際與定義，已不能滿足國際社會對各國森林資訊的要求，依據聯合國糧農組織（FAO）對森林經營使用分類標準，係由人類干擾程度、集約化管理有無，以及森林隨時間推移所產生的變化等面向，評估及描述森林之天然程度及經營使用情形，並將森林經營使用區分為「原生林（Primary forests）」、「經改造天然林（Modified natural forests）」、「半天然林（Semi–natural forests）」、「生產性人工林（Productive forest plantations）」、「保護性人工林（Protective forest plantations）」5類。概略而言，「原生林」及「經改造天然林」近似以往的「天然林」，僅因人類干擾程度及時間長短不同而有所區分；「半天然林」、「生產性人工林」、及「保護性人工林」則較接近「人工林」範疇，惟進一步利用經營方式及使用目的予以細分。由於森林類別在本質上是一個取決於人為干擾強度的連續體，前述分類方法較能清楚描述將森林於此連續演變過程中的位置，同時也有利於國際間資訊的評估與比較。因此，本次調查將採取分層分類的方式，分別針對外觀形態與經營使用類別進行林型分類。作法上先經由航照影像立體觀察判釋區分外觀形態，再套疊造林台帳、保安林、及國有林林地分區等相關圖資，進行經營使用的分類。
　　（三）森林土壤碳庫調查
　　第3次森林資源調查曾配合地面樣點進行土壤取樣，並參考日本森林土壤分類方法，完成3×3公里網格之森林土壤圖。隨後由林業試驗所展開台灣高山林地土壤調查工作，以ARC/INFO進行成果數化建檔，包含各採樣點理化性質資料及土地單元圖、土壤圖之繪製。惟以現有資訊，仍不足以一窺台灣森林土壤碳庫的現況。
　　由於土壤是全球僅次於海洋的第二大碳庫，現有資料也顯示森林生態系的碳有69％ 是儲存在土壤及枯枝落葉層中，為進一步探討我國森林土壤的碳吸存情形，將依據以往調查成果進行碳庫的調查。規劃利用土綱圖整合土壤容積密?的調查方法，將土綱圖與氣候分區套疊，區分出40種土壤碳庫分類單元，並以總面積占90％以上的12個主要單元為重點，配合本次森林資源調查地面樣區佈設，增加必要的土壤取樣，進行剖面描述、容積密度測定及土壤碳濃度分析工作。
　　（四）多尺度監測體系建立
　　森林是由單木、林分、乃至區域生態體系等多層級集成，其監測自應有不同空間尺度的考量。因此，除透過本次資源調查整合以全國為尺度，經由航攝與地面結合的宏觀監測體系外，另針對本島具代表性之重要森林生態系：包括福山（北部亞熱帶常綠闊葉林）、鎮西堡（暖溫帶檜木霧林）、蓮華池（中部亞熱帶常綠闊葉林）、人倫（暖溫帶柳杉人工林）、楠溪（暖溫帶闊葉林）、合歡山（冷溫帶冷杉針葉林）、南仁山（熱帶季風林）、墾丁（熱帶喀斯特林）等地，參考目前國際重視之森林長期動態研究，設置大型動態樣區（Forest dynamics plot），針對胸徑1公分以上之林木，逐一記錄其種類、胸徑及位置，並以5年為複查週期，以比對族群間消長情形。森林結構動態變化部分，則利用空載光達（Airbone LiDAR）掃瞄建立微觀監測體系，深入了解森林內物種動態演替變化。
　　（五）野生動物及其他附帶調查
　　野生動物棲地環境與森林息息相關，是森林資源調查不可或缺的一環。然而動物調查依其調查的目的與對象的種類不同，其使用的調查方法也有很大的差異，隨著林木現場樣區調查的目擊紀錄，容易受到調查人員主觀與個別差異的影響，且動物晝夜活動習性不一，更難以定點實施長時間的觀察，因此導致調查結果因缺乏一致標準，而缺少足夠的證據力。
　　為克服上述問題，本次調查將以容易收集活動跡象或聲音之大型哺乳類、鳥類及兩生類為對象，採蒐集動物痕跡或活體之影像，或實施長時間定點自動錄音方式，並利用衛星時間比對方式結合GPS定位資訊，建立具有音像資訊的地理資訊資料庫，擴大調查資料蒐集面。另藉國內專業機關或學校協助，進行音像資訊判讀及分析，獲取客觀而精準的動物數量、棲地利用及時空分佈數據，作為野生動物保育與經營管理重要資訊。

四. 成果維護及後續更新
　　森林調查的成果雖能反映調查當時現況，然而若無適當之後續複查規劃，資料將隨時間進展漸與真實狀況脫節，使其成效及應用價值大為縮減。同時本次調查著重與國內、外相關森林資源及土地利用調查成果聯繫，因此必須積極正視資料連續性及流通性問題，同時應思考後續更新與維護機制，適當整合既有相關調查工作，以建立更符合需求的監測體系。
　　就資料管理面而言，大量運用數值影像、GPS定位技術及網路架構之地理資訊系統資料庫是本次資源調查的特點，無論航空像片樣點判釋、地面樣區調查或林型圖之繪製，均配合數值化流程開發符合需求之系統介面。依循該既定流程及介面，後續複查將可具備標準化作業，並確保資料之連續與一致，對於成果更新及流通管理，具有高度的正面效益。
　　就調查實務而言，林務局現行檢訂作業方式與歷次森林資源調查採行之取樣方式不同，對於攸關森林碳庫或生物量的材積推估結果存有差異，且無法對於林木生長與枯死等動態變化進行有效監測；此外，林區基本圖以10年為更新週期，對於林務局陸續接管之林地及其資源動態，難以即時呈現調查監測資訊。未來將參考美國、日本、加拿大等國國家森林監測作法，以5年為週期規劃後續更新作業方式；並整合森林資源調查與檢訂作業方式，使用一致而連續的調查監測方法，達到森林資源資訊持續且即時更新之目標。

五. 結語
　　森林是台灣陸地最大的生態體系，孕育著豐富與多樣的生物多樣性，也是最大的碳匯（Carbon Sink）所在，然而台灣現有森林資源資訊，相較其他國家仍顯陳舊與不足。聯合國農糧組織2007年「世界森林狀況」報告書指出，森林監測評估及相關報告的重要性已經受到國際間廣泛重視，然而多數國家仍將面臨以下許多挑戰：
（一）國家森林資訊不夠充分，將使政府難以做出正確的政策?定，藉以實現永續的森林管理。
（二）新技術的發展可提高資訊的可獲取性，也可降低監測?林、森林退化、轉作、生物量、生長量和產量、以及其他有用變量的高解析衛星影像成本。惟國家應維持新式技術開發之長期投資，確保獲取有效之森林資源資訊。
（三）國際組織應集中力量獲取對成員國真正有用的資訊，並提升森林合作伙伴關係，並按一致性原則產製資訊，使知識共享產生最大之成本效益。
　　台灣以往在數值航照及衛星遙測等技術上，已累積了相當的基礎，本局同仁亦有足夠能力與信心，面對無可避免的挑戰。基於森林對台灣環境與生存的重要性，以及我們責無旁貸的使命，期待經由本次調查，除掌握國家森林現況資訊並與國際接軌外，更希望能藉以建立長遠的監測體系，成為國家環境變遷與永續發展的重要指標。