雪山隧道豎井對坪林台灣油杉自然保留區影響評估（2/3）

計畫目標：

研究成果：(包含「執行成果摘要」及「檢討與建議」)

1. 執行成果摘要 雪山隧道通車後，其車輛所排放的空氣污染物不易擴散到大氣中，需藉由隧道中抽風機將廢氣向外界抽引排放，這將影響排放豎井口鄰近處之空氣品質。為瞭解營運期間通風豎井出口處之空氣品質現況、鄰近坪林台灣油杉自然保留區內之生長與健康狀況，以及豎井排氣之擴散情形，實有必要進行深入研究與探討。 本研究採用林木外部樹冠健康指標、葉身內部構造之顯微觀察以及環境空氣污染之情形，以監測台灣油杉健康程度與環境受污染程度之變化情形，並評估兩者間之關係。在林木調查方面，於坪林台灣油杉自然保留區內，包括調查台灣油杉每木胸高直徑、樹高、枝下高、根部狀態、樹冠狀態、樹冠密度、樹冠透視度、樹冠梢枯、樹冠重疊狀況和活冠層比率，並計算林木健康分數後予與分級，以了解本研究區內台灣油杉健康程度分佈情形。在顯微鏡觀察方面，自坪林台灣油杉保留區之A、C和D區選取台灣油杉樣木合計34株，另於福山研究中心、出水溪苗圃、坪林國小和台大校園選取對照樣木合計13株，採取其1及2或含3年生葉片；此外，亦於A、C和D區內，以及D區至3號豎井間，採取22株闊葉樹成熟葉片。葉片皆製成橫切面薄片，再經顯微鏡觀察葉子的中肋、葉肉、下表皮及氣孔之構造。在環境監測方面，透過氣狀污染物之監測、粉塵濃度、酸沉降採樣與陰陽離子分析等資料，以瞭解雪山隧道之通風豎井排放廢氣進入本研究區內之濃度，並判定通車後排放豎井出口之廢氣濃度對研究區內台灣油杉之生長環境影響。此外，亦使用台灣油杉苗木進行模擬試驗，以瞭解空污對台灣油杉生長與葉構造之影響。 執行結果顯示，於冬季林木生長停滯時期，進行林木測計的調查工作。完成A、B、C、D等4區的立木胸高直徑、樹高、枝下高的調查工作，其中A、B、C等3區為天然林，D區為人工林。以D區台灣油杉人工林的林木株數最多，其次為C區台灣油杉天然林。在各區台灣油杉林木胸徑的統計量方面，胸徑平均值以D區32.4cm為各區中最小者，而以B區68.5cm為最大。兩年的胸徑生長量以D區0.56cm為最大，B區0.18 cm為最小。在各區台灣油杉林木樹高方面，以B區的平均樹高19.2m最大，但最高的單株林木樹高28.1m是在C區。於夏季進行林木健康監測調查，總合各項目的分數作為林木健康的分級依據，結果顯示研究區內的台灣油杉目前只有D032和D122兩株被壓木被列為產生劣化情形與不健康等級，其餘皆為正常，且其林木健康分級分佈經卡方一致性檢定結果顯示近三年的林木健康分級分佈間並無顯著的差異。三年的調查期間內未發現樣木死亡，胸徑與樹高有生長的現象，代表林分尚無立即衰退的徵兆。長遠而言，仍需持續進行監測，以了解林分是否有漸進式的衰退現象、林分的生長量是否能補償枯死量的損失，以確定研究區內台灣油杉植群之健康。 經顯微鏡觀察葉子的中肋、葉肉、下表皮及氣孔之構造，結果顯示，整體而言，各株樣木之葉片構造大致皆屬正常，只有極少樣木之極少細胞或組織出現異常之形態，尚未能認定屬空氣污染物造成之形態上病徵。不過，D056樣木已連續兩年有切片細胞出現異常形態，且今年觀測到有異常形態之細胞或組織的樣木株數較去年多，因此未來還需持續對台灣油杉進行長期監測。建議A、C及D區應每2年一次取台灣油杉各約10株之2年生葉片切片觀察比較，以確保台灣油杉植群之健康。 在環境監測結果方面，雪山隧道尖峰時刻的車流量每小時達1400輛，是非尖峰時刻的三倍以上。空氣污染的濃度也取決於通行車輛的數目。結果顯示在隧道內CO、SO2、NOX與PM10的濃度分別為8.1 - 39.2ppm、20 - 48ppb、1.2 - 3.1ppm與131 - 222μg/m3。相對的，在台灣油杉保留區CO、O3、SO2、NOX與PM10的濃度分別為0.83 – 1.83 ppm、58.2 – 59.1 ppb、12.5 – 14.3 ppb、40.0 – 80.1 ppb與25.3 – 29.7μg/m3。酸沉降雨水的pH值範圍在4.6到5.8之間。酸沉降雨水中的陰離子Cl-、NO3-與SO42-的離子濃度為10.11 - 22.01、2.42 - 17.24與1.44 - 7.88μeq/L。而沉降雨水中的陽離子Na+、K+與Ca2+濃度為7.81 - 26.71、1.23 – 28.81與0.61 – 16.9μeq/L。在使用台灣油杉苗木進行模擬試驗方面，以NO、CO、SO2混合污染物進行台灣油杉受空氣污染物影響評估測試時，發現台灣油杉葉中的海棉薄壁細胞及橫向葉肉薄壁細胞有增大情形。 整體而言，本研究區內的台灣油杉尚無立即衰退的徵兆，然而仍需進行長期之監測，以確保坪林台灣油杉自然保留區內植群之健康。
2. 檢討與建議
   1. 由於從台灣油杉樣木葉切片發現異常形態之細胞有逐年增加，且 D056樣木已連續兩年發現此狀況，雖然病徵不明顯故尚未能認定屬於空氣污染物造成之形態上之病徵，但是未來還需持續對台灣油杉進行長期監測。建議每2年一次取台灣油杉樣木葉切片觀察比較，以確保台灣油杉植群之健康。
   2. 一般而言，林木生長、枯死與健康監測以每5年調查一次即可，但由過去3年拍攝照片瞭解台灣油杉冠梢枯萎小枝條之變化，將來如果要協助判定樹冠的變化是受天然災害(颱風或乾旱)或化學污染(酸雨或空氣污染)，而造成林木樹冠受損、生長衰退或死亡，則建議以每2年調查一次較佳。此外，雖然美國森林健康監測建議夏末初秋時進行調查，但是台灣東北部在該時期易受颱風所干擾，故建議提早於七月進行，如果不幸仍遇到颱風則於颱風過後約1個月才進行健康調查。
   3. 於雪山隧道車流量尖峰時段，隧道豎井所排放污染物濃度頗高，將來可能危害台灣油杉區植物生長，建議對所排放廢氣予以處理。
   4. 目前隧道內已通行大客車，通行大客車後，已排放較高濃度污染物，坪林台灣油杉自然保留區空氣品質是否受通行大客車後豎井排氣所影響，需長期測試與觀察。
   5. 三年計畫針對空氣污染數值，或許並不是有很大影響，短期間研究係較難以看出影響，所以要去很清楚界定責任較難，建議管理處可接續持續監測項目。
   6. 目前廢氣排放僅有O3超出法規標準值，而目前報告中台灣油杉生長正常，是否台灣油杉忍受度較高或受監測時間短而致，尚不明確。由於植物生長是否受污染物影響需長時間監測，目前較無法判別是否因台灣油杉忍受度較高或是監測時間短等相關因素，建議需持續觀察。
   7. 雪山隧道竪井對坪林台灣油杉自然保留區及周邊環境之影響無法於本研究期程中顯示出來，但仍有需要以長時間進行持續之監測。而監測之項目如下：TSP、PM10、PM2.5、CO、SO2、雨水中陰離子(含Cl-、NO3-、NO2-、PO43-、SO42-)，與陽離子(含Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+)，監測之頻率以半年一次為基準。
   8. 雪隧豎井工程的環說書內容建議施工單位委託當地林務局單位，就施工區周邊2公里範圍內進行台灣油杉詳細調查，未來亦隨時加以監測。本研究所調查的坪林台灣油杉保留區之D區有157株台灣油杉，距雪隧3號豎井約1公里，具代表性，可做為未來監測的重點。
   9. 本計畫不應僅由羅東處獨自負擔，應由相關單位進行責任分工，因經費有限，請高公局、國工局共同分擔經費執行。羅東林區管理處對於台灣油杉林木部份具專業知識，建議由其分擔此部份工作；環境影響因素部份，高公局、國工局對此較具專業知識，建議由其分擔此部份工作。

對業務革新、創新之效益：

1. 雪山隧道車流量逐年增加，研究期間其車輛種類與速限亦有放寬；目前隧道內已通行大客車，其通行後已排放較高濃度污染物；坪林台灣油杉自然保留區空氣品質是否會受通行大客車後豎井排氣所影響，需長期測試與觀察。
2. 本計畫整合林木生長與健康狀況之監測，葉身內部構造之顯微觀察，以及環境空氣污染之監測，建立坪林台灣油杉自然保留區長期監測的基礎線資料，可供未來該保留區動態變化的比對，如有明顯異常時能即早偵測出，以利於保育工作的進行。