國立東華大學棲蘭山台灣扁柏森林葉片碳收支自動量測系統研發案

國立東華大學棲蘭山台灣扁柏森林葉片碳收支自動量測系統研發案

ESG to SDGs

SDGs永續

國立東華大學 棲蘭山台灣扁柏森林葉片碳收支自動量測系統 研發案

2015-01-01


緣起

因應全球氣候變遷問題,其中溫室效應氣體的過量排放是影響氣候的日益嚴峻的主因之一。

東華大學發展了許多在台灣唯一的研究技術,用以量測林木的樹幹、枝條呼吸通量,以及葉片的光合作用與呼吸作用。這些量測是倚靠東華大學自行研發製作的全自動化密閉氣勢系統(automatic closed-chamber system),可以在野外長期連續監測林木的各個部位之二氧化碳進出量。

本會與東華大學攜手,結合教育及學術研究,一同保護環境,推動永續發展。

計畫內容

在生態系模式的研究方面,使用兩個模式來研究碳收支。其一的BIOME-BGC模式用於模擬霧林帶的森林生長;其二是與西班牙Navarra大學合作的 FORECAST生態系模式,此模式以人工林生長模式為主,能針對不同的經營目標,模擬不同的經營處理,以獲得不同情境之下的林木生長、林地永續利用指標等,進而估算林地經營的收益。

在生態系模式的研究方面,使用兩個模式來研究碳收支。其一的BIOME-BGC模式用於模擬霧林帶的森林生長;其二是與西班牙Navarra大學合作的 FORECAST生態系模式,此模式以人工林生長模式為主,能針對不同的經營目標,模擬不同的經營處理,以獲得不同情境之下的林木生長、林地永續利用指標等,進而估算林地經營的收益。

上述碳通與生態模式兩種研究方法互相支持,借由野外實際量測做為模式的驗證數據,而模式的發展利於探索生態系過程,擬定野外觀測的實驗工作,兩者同步發展有助於了解及預測台灣的森林生態系碳吸存能力。

圖一:自動葉片密閉氣勢系統。上圖為安裝於棲蘭山三號塔上的一個氣室氣室上下壓克力蓋為關閉狀態亦即為量測淨光合作用途的狀態。左下圖為遮光罩關狀態,此時量測的數據為呼吸作用速率。右下圖為自動控制的部分元件,包括控制空氣流動方向的電磁場,以及控制電磁閥開關的固態繼電器。

圖二:自製的自動化枝條呼吸密閉氣勢系統,安裝於棲蘭山台灣扁柏樣區,用於測量枝條呼吸產量的二氧化碳通量。

圖三:棲蘭山樣區塔,用於樹冠層碳收支研究的儀器架設。

預期效益

根據全球趨勢:本研究落實,聯合國SDGs永續發展目標的17項目標中,下列三大項:

圖片來源:聯合國教科文組織

SDGs 4 優良教育:
細項4.7為確保所有的學子都得以學習必要的知識與技能,進而促進永續教育發展,期望能藉由此項學術研究,為社會帶來一定的貢獻。

圖片來源:聯合國教科文組織

SDGs 13氣候行動:
細項13.3期望透過本項研究了解及預測台灣的森林生態系碳吸存能力,得以減緩、調適、減輕衝擊和及早預警氣候的變遷,並加強教育和意識提升。

圖片來源:聯合國教科文組織

SDGs 15保育陸域生態:
(1.)細項15.1藉此研究確保本學術研究之範圍的陸地與生態系統及其功能運作,獲得
保護、復原和永續利用。
(2.)細項15.2促進落實各式森林的永續管理,本研究以人工林的生長模式為主,增加
造林和再造林。

成果分享

2015-2017年「棲蘭山台灣扁柏森林葉片碳收支自動量測系統研發」的三年計畫,參加了兩個重要的國際會議並發表論文,還經過台視電視公司新聞部「發現科學」節目,於2017年製作了一個「探索科學 危機解碼」的系列紀錄片,並入圍了2017年廣播電視金鐘獎「自然科學實際節目獎」。
系列報導的第一集「森林警訊-樹冠層探秘」以棲蘭山台灣扁柏森林樹冠層的葉片探收支為主題之一,進行了現地採訪報導。在此節目中介紹森林探收支研究的重要性,也透過鏡頭將塔上實際運作中的自動測量系統介紹給觀眾。

節目連結(一):

森林警訊!探索樹冠層秘辛【探索科學危機解碼】EP1-1

人類 你所不知道的真相!森林的美麗與哀愁【探索科學危機解碼】EP1-2

節目連結(二):

【大愛全紀實】覺醒