人工林疏伐作業對微棲地環境及蜘蛛多樣性之影響

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計畫名稱人工林疏伐作業對微棲地環境及蜘蛛多樣性之影響
研究類別委託研究
計畫年度98年
受委託機關私立東海大學(負責人:程海東 校長)
計畫主持人卓逸民
計畫執行時間98年04月-98年12月
研究經費695仟元
  • 計畫目標:

    1. 記錄各種疏伐程度樣區間,於疏伐後第三年的無脊椎動物多樣性差異。
    2. 同步監測無脊椎動物的採樣點當地微棲地環境因子的變化。
    3. 研究微棲地結構改變如何造成無脊椎動物多樣性差異。
  • 研究成果:(需含執行成果摘要、檢討及建議)

    台灣地區人工林為森林生態系之一部分,了解人工林疏伐不同作業對於無脊椎動物多樣性的影響,可作為人工森林經營管理重要的參考。本計劃由2005~2008年藉由比較無脊椎動物的群聚結構及物種組成,探討南投林管處巒大事業區人倫林道人工柳杉林不同疏伐程度,對陸域無脊椎動物多樣性的影響,並探討不同疏伐樣區之微氣候及植被結構的空間及時間動態變化。藉由所估算之生物多樣性指數、功能群組成及棲地相似度分析、優勢物種棲地喜好度分析等,將進行環境因子與無脊椎動物組成之相關性分析。為記錄柳杉人工林疏伐後,森林復育過程,以具體的研究資料,做為未來林業單位制訂人工林經營策略之依據。疏伐處理包括3種不同疏伐程度(0﹪、25﹪和50﹪)。
    以MDS及ANOSIM分析而得之結果顯示,在疏伐前,天然林及人工林的蜘蛛物種、科級及功能群數量有顯著差異,但人工林彼此間則無顯著差異。在疏伐後第兩年資料中,天然林與人工林棲地間的蜘蛛物種、科級及功能群組成有顯著的不同,而人工林間彼此亦呈顯著差異。而蜘蛛功能群數量在科組成除了兩種不同疏伐程度的人工林間未達顯著外,其餘棲地間之蜘蛛科級組成皆有顯著的不同。
    以環境因子與四棲地蜘蛛功能群組成之RDA分析結果顯示溫度、相對濕度、林下層植被密度及樹冠層開闊度為主要之決定因子(total variation = 73%)。而蜘蛛功能群以地表徘徊型及結立體網型蜘蛛為供獻蜘蛛多樣性差異的主要因子。分析結果顯示垂直植被密度與不同類型人工林及原始林之蜘蛛組成差異有顯著之相關性。結果與過去研究皆顯示林下植被異質度為影響蜘蛛多樣性最主要的環境因子。
    而根據相同棲地不同採集時間的RDA分析推測不同採集季節的垂直植被密度波動大小與地表徘徊型蜘蛛功能群有顯著相關,在分析顯示50%及25%程度疏伐人工林的垂直植被密度在季節間有較未疏伐人工林及闊葉天然林相對明顯波動變化。此現象與地表徘徊型蜘蛛族群波動呈現相似的波動。
    檢討及建議持續收集野外資料,以進行長時間分析,最後試著發表學術論文,以提供針對人工林進行疏伐作業時,所產生的生物和非生物因子干擾的描述,並提供一個林業保育的學術參考價值。
    1. 林外應設置一個樣區以供比較: 本計畫在設計及執行初步階段便在林班地鄰近之闊葉林設置樣區作為人工林疏伐效應之參考。從此樣區所獲之相關微棲地及多樣性資訊也呈現在本期末報告中。
    2. 蜘蛛與食物來源之連接探討: 蜘蛛之食物來源為昆蟲,而在本團隊所進行之研究中昆蟲多樣性亦為工作之重點。然由於昆蟲多樣性部分係由東海生命科學系林仲平副教授負責,由國科會永續會經費所支持;其工作量遠超過環境因子之蜘蛛多樣性之調查分析,故目前尚無完整之數據可用來與環境因子及蜘蛛多樣性進行相關性之分析。
    3. 補充空間物種與時間之改變: 我們建議在針對疏伐後之樣區進行長時間之監測(如三年)再來探討空間與物種之改變。本研究計畫第一年所獲之數據顯示所測量到之植被異質度具有相當大之變異,導致在統計分析過程中無法與蜘蛛多樣性達到顯著相關性。造成此現象之原因可能是在剛進行完疏伐作業一年之內各樣區之植被異質度尚呈現不穩定之狀態,因此在同一處理之各重覆樣區間之數值變化頗大。若能持續進行環境因子之監測,累積至少三年之長期資料,這些數據將此較具有代表性而較不會受隨機事件所影響。
    4. 建議以少數指標物種代表多樣性,增加現場實際應用面,提供人工林疏伐作為適應性經營之參據。 本研究結果於第二年資料中我們建議以地表徘徊型蜘蛛作為指標分類群來代表森林之節肢動物多樣性。地表徘徊型蜘蛛似乎可作為指標分類群來評估不同林業經營模式對節肢動物多樣性所造成之影響。
  • 對業務革新、創新之效益:

    研究森林生物多樣性時,佔生態系中物種組成的70-80%的無脊椎動物的重要性是不容忽視的,牠們對森林環境結構及微氣候的變化相當敏感;其組成亦會反過來影響森林中養分循環及植物生長等的生態系功能運作。針對無脊椎動物的採樣點當地的微棲地環境,進行同步監測,進行分析,可以得到有效而可信的結論。且可以無脊椎生物組成及環境因子資料結果,提供人工林疏伐作為生物適應性經營之參據,增加林務現場實際應用面。
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瀏覽人次:392 最後更新日期:2016-04-28