Sun Lab

東南亞熱帶雨林植物大開花現象對森林更新機制之影響

以龍腦香科植物為主的東南亞熱帶雨林有一非常特別的現象,那就是不定期的大開花現象。許多樹種可能三年、五年,甚至十年才開花一次。一旦開花,森林中超過百分之五十的種類都會加入。許多學說試圖解釋大開花現象,其中最被接受的就是掠食飽和假說(Predator satiation hypothesis)。這個學說認為,以種子為食的動物族群,在平常年份因食物缺乏而被控制於低族群量。到了大開花時,這些族群量低的動物無法消耗突然大量出現的種子,許多植物種子因此逃過一劫,進而發芽長大。另一方面來說,大開花時大量增加的種子,會吸引天敵的掠食及攻擊,導致種子的死亡率增高,這個效應稱為密度-制約效應(Density dependent effect)。如果掠食飽和假說成立,則大開花時,參與樹種的種子及小苗數量和存活率將大大提高,對參與大開花樹種的更新將提供極大優勢。然而,密度制約效應預測高種子密度將降低種子存活率,因此,大開花所帶來的優勢是否會使這些樹種族群競爭力提高,實為一大謎題。這個獨特的物候現象與密度-制約效應之間的交互作用及其與樹種多樣性的關係,即是本人研究試圖釐清的問題。

人工林森林生態系整合型研究

森林為台灣最重要的生態系。依第三次台灣森林資源及土地利用調查資料,台灣全島森林覆蓋度超過百分之五十八,其中超過百分之七十六為國有林地。而在國有林地中,約三分之一為人工造林地。由此角度來看,人工林生態系實為全台灣非常重要的生態系。由於過去造林偏重於造林木之木材利用,因此形成大面積單純林相之林分結構。為符合現今人工林永續發展-生態系經營之理念,實有必要對現存之人工林實施疏伐作業,配合林下人工間植或天然更新方式形成混淆或複層林,以增加人工林結構之異質度和生物多樣性,達到生態系經營之目的。然而該如何疏伐,不同疏伐處理對生物多樣性及森林功能的影響為何,對原生樹種更新及復育的影響又為何,現今這方面的基本資料極度不足。本研究主要目的即在瞭解人工林不同疏伐處理後,原生樹種之種子是否能到達,到達後是否能發芽長大,生長及存活。本研究自2006年起,於林務局南投林管處巒大事業區之柳杉人工林內,設立試驗樣區進行不同的疏伐處理;並對種子、小苗及大樹之生長與存活進行長時間之監測,以探討不同疏伐強度處理對原生樹種更新之影響。

種子傳播及密度制約效應對台灣常綠闊葉林森林樹種多樣性影響之研究

了解物種共存和維持多樣性的機制一直是群落生態學重要的議題。在許多機制與假說中,生態位分化、更新限制和密度制約效應最受到關注。生態位分化學說認為森林群落結構受到環境異質性與物種交互作用的影響。不同物種應具有不同的生態位,避免競爭排斥作用的發生,進而促進物種共存。更新限制假說主張森林群落的結構是由種子傳播與幼苗建立等隨機過程所決定的。密度制約效應則強調鄰近母樹的個體有較高的死亡率,母樹無法在同一地點更新並取代自己,空出來的空間將可讓其他物種更新,進而促進森林中物種的共存。最近的研究認為生態位分化、更新限制和密度制約效應共同決定了種子和幼苗階段的群落結構。本研究利用台灣的數個森林動態樣區(福山、蓮華池、人倫及墾丁),長期追蹤種子及小苗存活與環境因子及生物因子(鄰居密度)的關係,以了解亞熱帶闊葉林中生態位分化、更新限制和密度制約效應對於森林群落結構的相對重要性。

植物功能性狀與環境選汰對森林動態變化之研究

森林之樹種組成與物種共存受到許多生態過程影響。例如樹種可藉由功能性狀之特化來適應不同環境而共存,也可藉由生境棲位分化而共存。因此植物功能性狀的變異常拿來當做植物適應環境的證據,而不同群落間功能性狀的差異也可以當做環境選汰的證據。但是要釐清植物性狀的變異是來自棲位分化還是環境選汰的作用非常困難。一般以植物功能性狀在空間的分布及其變異當做環境選汰的證據。但是植物空間分布受種子散播的直接影響,因此空間分布不能完全說明環境的選汰作用。而用群落平均性狀特徵來代表環境特性,則忽略了個體及較小空間尺度上的變異。此外,空間尺度與生境亦會互相影響並作用於物種性狀,因此物種性狀變異是環境選汰的結果還是棲位分化的影響,至今仍無定論。本研究以台灣福山森林動態樣區為研究地點,試著釐清環境選汰與棲位分化間的關係,並探討兩者對物種功能性狀分化的影響。