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A preliminary investigation of the giant Shenmu camphor tree and Lulin Formosan cypress in the experimental forest of National Taiwan University: the tree height and epiphytic plants

Authors:
Preprints and early-stage research may not have been peer reviewed yet.

Abstract

We climbed and investigated canopies of two monumental trees (The Giant Camphor and LuLin) in the experimental forest of National Taiwan University that are listed in the top ten thickest trees in Taiwan. The Giant Camphor tree (Cinnamomum camphora) is the thickest broadleaf tree, and LuLin is the second thickest red cypress (Chamaecyparis formosensis) in Taiwan. Using data from Taiwan department of Land Administration (TLA), we produced vertical profile from airborne LiDAR point clouds of two trees. Manual tape measurement of two tree heights (48 m and 54 m, The Giant Camphor and LuLin respectively) are consistent with LiDAR vertical profile, indicating the potential for using existing data set of TLA to estimate heights of giant trees in remote mountain area. The Giant Camphor tree was to be believed the tallest camphor tree in the world, and registered in the international website of monumental tree. We recorded 32 and 31 vascular epiphytic plants, including rare species, from The Giant Camphor and LuLin, respectively. An unmanned aerial vehicle (UAV) 3D model as well as detail ground-based LiDAR measurement were made for The Giant Camphor for the tree had survived devastating mudslides induced by several typhoons, and grow in unsafe land. UAV 3D model is a good way to present giant tree canopy, and provides enough accurate data for forest management with lower budget in comparison with LiDAR measurement.
#1
林業試驗所,通訊作者。
Taiw an Fo restr y Resea rch Ins titut e.
eco ga rde n@gma il. co m
國立成功大學測量及空間資訊學系
Dep artme nt of Geo matic s, Nati onal Ch eng Kun g Unive rsity
收件日 期:2 02083 ,接 受日期 20201112日。
Rec ei vedA ugust 3 , 202 0, Accep tedNov ember 1 2, 2020 .
DOI10.6 54 2/E FNTU. 202 10 3_3 5(1). 000 1
1*.
2.
臺大實驗林研究報告 Jour. 2 研究論文Exp. For. Nat. Taiwan Univ. 35(1): 1-8 (20 1)
󰀂19 99年根據胸圍大小公布臺灣的十大神木,本研究針對臺大實驗林轄區
內排名第2的鹿林神木、跟第8的樟公神木,進行樹冠層的攀樹調查、與光達和空拍機3D
模。量測結果樟公神木的樹高是48公尺,而鹿林神木為54公尺,樟公神木除了是臺灣最大
鹿
木的樹冠層分別記錄了323 1
2D
3 D 建模最能展示神木的樹冠層之美,經費也較為低
測計資料,可讓後人保有深入研究的機會。
󰘐󰓄森林樹冠層、神木、樹高測計、空拍機建模、維管束附生植物
󰂣󰝪 󰋐 󰜻 󰆛󰋹 󰂤
󰐏 󰋹 󰋹 󰅙
󰆚󰉁
徐嘉君 王驥魁 李崇誠 陳建文
1*      2       2      1
23
徐嘉君等-臺灣大學實驗林神木村樟樹與鹿林紅檜巨木初探:
樹高及樹冠層附生植物多樣性調查
Abstract We c limbed and investigated canopies of two m on um en ta l t re es (t he Giant Camphor
and L uL in ) in the experimental forest o f National Taiw an University that have been l is te d in th e
top te n thickest tr ees in Taiw an . Th e Giant C am ph or tree (Cinnamomum c am ph or a) is t he thickest
broadleaf tree, and LuL in is the second thickest red cyp re ss (C ha ma ec yp ar is fo rm os en si s) in
Taiw an . Us in g da ta f rom Taiwan epartment of Land Administration (TLA), we produced vertical D
profile f ro m airborne Li DA R point c lo ud s of these two trees. B as ed on t he manual t ap e
measurements, the tre e height of the Giant Camphor was 48 m, and LuL in as 54 m that were
consistent wi th the Li DA R vertical pr of il e, indicating t he potential fo r using e xi st in g data se t of
TLA to estimate heights of g ia nt tree s in remote mountain areas. Given that the Gian t Camphor
tree was be li ev ed the tallest camp ho r tr ee in the wor ld , we registered it in t he international
website of monu me nt al tr ee . We recorded 32 and 31 vas cular epiphytic plants, incl ud in g rar e
species, from The G ia nt Ca mp ho r and LuLin, r es pe ctively. Results sh ow ed ac cu ra te estimates of
tr ee he igh t u si n g the 2 D ver tic al Li DAR prof i le pr ovi ded b y the D epa rtm ent of L an d
Administration of the Ministry o f the Interior, R.O.C. ( Taiwan). As a result, th is method may b e
applied t o estimate th e tree he ights of other giant trees. I n addition, t he unmanned a er ia l vehicle
(UAV) 3D m od el can best de mo ns trate the b ea ut y of th e giant tre e' s canopy and p ro vi de s accurate
measurements needed for forest management with lower bud ge ts . N on et he le ss , t he gr ou nd -b as ed
LiDAR measurements can retain the mos t deta il s in mi ll im et er accuracy. For the hollow Gi an t
Camphor situating in t he u ns af e la nd , th e ground-bas ed LiDAR records will provide opportunities
for in-depth research in the future.
Key w or ds forest can op y, monumental t re es , t re e height measurement, U AV 3D model ,
vascular epiphyte
臺大實驗林研究報告35(1) 20213
A preliminary investigation of the giant Shenmu camphor
tree and Lulin Formosan cypress in the experimental
forest of National Taiwan University: the tree
height and epiphytic plants.
Rebecca C.-C. Hsu Chi-Kuei Wang Chung-Cheng Lee
WChien- en Chen
1*             2               2 
1

()
60%
所蘊藏的原始林生態資源及生態服務十分
3全國森林資源調查,
19 9 8
1420
8(Cinnamomum camphora)
9 (Ch amaec yp aris form os ensis )
3 5 5 5
間,不過其實官方所公布的胸高樹圍因為在野地
量測困難,已經有多次的修正,而這些神木多半
位於未曾開發的原始林,樹冠層鬱閉,樹高量測
許多前研究指,巨木樹冠層其蘊藏
的生物資源、結構及生態,相較於年歲較輕的樹
木,來得複雜許多,某些附生植物,只會在上百
(Sillett and Pelt, 2007)
因還並未揭曉,推測可能是由於老樹的樹冠層所
累積的豐富腐質層、腐質層中特殊的微生物相,
也有可能是因為老樹複雜巨大的樹冠,維持某些
稀有植物生存所需的穩定微氣候。此外,老樹的
(Sequoia sem pe rv irens)6
結構,這些複雜的結構提供了多樣性的微
地,甚至提供了山椒魚等兩棲類的棲境,許多研
究顯示,老樹的樹冠層所支持的生物多樣性顯著
(Sillett and Bail ey, 2003)
的原始林生態系中,每公頃的樹冠層甚至可以累
2 3 66 5 3立方公尺的
(Sillett and Pelt, 2007)
論是對整體森林的生物多樣性,或是水土
( ) 調
( la ser sca nner)或稱光達(L iDA R,
light detection and r an gi ng )是近年興的森林
調
萬至上億3D(點雲,point cloud)來構成及
(d ig i t a l
elevation model, DE M),成果可達公釐等級的
(2019Liang et al., 2016)
光達技術在1 9 9 8 由瑞士公司C y r a
Techn o l ogie s開發,2001年由萊卡司購併,
調 2 00 0( Li a ng e t al.,
20 1 6) 調
調 (fi eld s amp le )
收集的資料包括樹木座標、胸徑、樹高、生物
量,甚至資料如: 面積指數(l ea f area index,
LAI) ( g a p fract i o n )
( c a n o p y r a d i a t i o n ) 、樹冠層結構( c r o w n
s t r u c t u r e ) ( r em ot e
sensing b as ed forest mapping)
(timber harvesting potential)
而光達資料來源視雷射儀的載具而
射儀固定於地時,稱為地面光(t e r ri s t ri a l
laser sca nn in g( TL S)g ro un d- ba se d LiDAR)
用飛行攜帶雷射儀則稱為載光達(A L S,
airborne laser scanning ai rb or ne Li DA R)
(L ia n g e t a l. ,
2016 )空載光達因為由高處發射雷射光
(f u l l -wa v e form ai r b orne
LiDA R)
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徐嘉君等-臺灣大學實驗林神木村樟樹與鹿林紅檜巨木初探:
樹高及樹冠層附生植物多樣性調查
Abstract We c limbed and investigated canopies of two m on um en ta l t re es (t he Giant Camphor
and L uL in ) in the experimental forest o f National Taiw an University that have been l is te d in th e
top te n thickest tr ees in Taiw an . Th e Giant C am ph or tree (Cinnamomum c am ph or a) is t he thickest
broadleaf tree, and LuL in is the second thickest red cyp re ss (C ha ma ec yp ar is fo rm os en si s) in
Taiw an . Us in g da ta f rom Taiwan epartment of Land Administration (TLA), we produced vertical D
profile f ro m airborne Li DA R point c lo ud s of these two trees. B as ed on t he manual t ap e
measurements, the tre e height of the Giant Camphor was 48 m, and LuL in as 54 m that were
consistent wi th the Li DA R vertical pr of il e, indicating t he potential fo r using e xi st in g data se t of
TLA to estimate heights of g ia nt tree s in remote mountain areas. Given that the Gian t Camphor
tree was be li ev ed the tallest camp ho r tr ee in the wor ld , we registered it in t he international
website of monu me nt al tr ee . We recorded 32 and 31 vas cular epiphytic plants, incl ud in g rar e
species, from The G ia nt Ca mp ho r and LuLin, r es pe ctively. Results sh ow ed ac cu ra te estimates of
tr ee he igh t u si n g the 2 D ver tic al Li DAR prof i le pr ovi ded b y the D epa rtm ent of L an d
Administration of the Ministry o f the Interior, R.O.C. ( Taiwan). As a result, th is method may b e
applied t o estimate th e tree he ights of other giant trees. I n addition, t he unmanned a er ia l vehicle
(UAV) 3D m od el can best de mo ns trate the b ea ut y of th e giant tre e' s canopy and p ro vi de s accurate
measurements needed for forest management with lower bud ge ts . N on et he le ss , t he gr ou nd -b as ed
LiDAR measurements can retain the mos t deta il s in mi ll im et er accuracy. For the hollow Gi an t
Camphor situating in t he u ns af e la nd , th e ground-bas ed LiDAR records will provide opportunities
for in-depth research in the future.
Key w or ds forest can op y, monumental t re es , t re e height measurement, U AV 3D model ,
vascular epiphyte
臺大實驗林研究報告35(1) 20213
A preliminary investigation of the giant Shenmu camphor
tree and Lulin Formosan cypress in the experimental
forest of National Taiwan University: the tree
height and epiphytic plants.
Rebecca C.-C. Hsu Chi-Kuei Wang Chung-Cheng Lee
WChien- en Chen
1*             2               2 
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
() 神木的樹冠層探索
灣擁 60%域面 蓋率
中所蘊藏的原始林生態資源及生態服務十分豐
3次全國森林資源調查,在
19 9 8據胸 大小 佈臺 大神 十大
神木 圍在1420尺之 有排
8的樟公神木是樟樹(Cinnamomum camphora)
餘的9 是紅(Ch amaec yp aris form os ensis )
3 5 5 5
間,不過其實官方所公布的胸高樹圍因為在野地
量測困難,已經有多次的修正,而這些神木多半
位於未曾開發的原始林,樹冠層鬱閉,樹高量測
更是困難且誤差想必很大。
許多前人研究指出,巨木的樹冠層,其蘊藏
的生物資源、結構及生態,相較於年歲較輕的樹
木,來得複雜許多,某些附生植物,只會在上百
年的巨木上生(Sillett and Pelt, 2007),其中的
因還並未揭曉,推測可能是由於老樹的樹冠層所
累積的豐富腐質層、腐質層中特殊的微生物相,
也有可能是因為老樹複雜巨大的樹冠,維持某些
稀有植物生存所需的穩定微氣候。此外,老樹的
(Sequoia sem pe rv irens)至能有多6個層級的
枝結構,這些複雜的結構提供了多樣性的微棲
地,甚至提供了山椒魚等兩棲類的棲境,許多研
究顯示,老樹的樹冠層所支持的生物多樣性顯著
高於年輕的樹(Sillett and Bail ey, 2003),在古老
的原始林生態系中,每公頃的樹冠層甚至可以累
積高 2 3 66的土 以及 5 3立方公尺的
(Sillett and Pelt, 2007),可見健康的森林樹冠
無論是對整體森林的生物多樣性,或是水土保
持,皆有不可抹滅的重要性
( ) 森林調查的新技術
雷射 描儀( la ser sca nner)或稱光達(L iDA R,
light detection and r an gi ng )是近年來新興的森林
調查 主要 雷射 的原 掃描
儀器 射光 用地 反射 訊號
強度 差, 該物 距離 儀以
每秒 發的 射高 雷射 數千
萬至上億的3D點位(點雲,point cloud)來構成及描
(d ig i t a l
elevation model, DE M),成果可達公釐等級的精
(李崇誠等2019Liang et al., 2016)
光達技術在1 9 9 8 由瑞士公司C y r a
Techn o l ogie s開發,2001年由萊卡公司購併,最
調 2 00 0( Li a ng e t al.,
20 1 6) ,近 廣泛 森林 調查
過去 林木 地調 (fi eld s amp le ) ,光
收集的資料包括樹木座標、胸徑、樹高、生物
量,甚至生態資料如: 葉面積指數(l ea f area index,
LAI) ( g a p fract i o n )
( c a n o p y r a d i a t i o n ) 、樹冠層結構( c r o w n
s t r u c t u r e ) ( r em ot e
sensing b as ed forest mapping)以分析森林碳
存跟林木蓄積(timber harvesting potential)
而光達資料來源視雷射儀的載具而定,當雷
射儀固定於陸地時,稱為地面光達(t e r ri s t ri a l
laser sca nn in g( TL S)g ro un d- ba se d LiDAR)
用飛行器攜帶的雷射儀則稱為空載光達(A L S,
airborne laser scanning ai rb or ne Li DA R) 在測
量樹 候, 達傾 低估 樹頂
(L ia n g e t a l. ,
2016 ),相反的空載光達因為由高處發射雷射光,
樹頂 因為 誤判 而空 若是
在陡 區施 又有 樹高 。新
型空 能夠 發雷 反射 多次
波, 形光 (f u l l -wa v e form ai r b orne
LiDA R) 此一來可以區 地面點跟植被 層建
45
樹冠高模型(canopy height model, CHM ),用於估
算樹高則更為準確(李崇誠等,2019)
十大神木中排名第2的鹿林神木(原新中橫
神木,胸圍20公尺),與排名第8的神木村萬年樟
公神木(胸圍16公尺),皆屬於臺大實驗林所管
轄的對高岳營林區31林班,筆者的研究團隊有幸
在實驗林管理單位的核可之下,針對兩株神木進
行光達量測與攀樹調查,本次調查報告則將兩次
的初步調查結果彙整,以提供未來的森林研究人
員參考並進行比較
 󰓨 󰂤
() 研究環境概述
樟公 次發 1 9世紀初日治時期,因
為當地的神木村是重要的樟腦產地,巨大的樟公
神木被當地人建立鳥居奉祭,而神木村也據此得
名,樟公神木成為當地人重要的精神寄託。臺灣
10
16
( 2 3 . 5 2 0 9 9 N ,
120.8 6 3 8 8 E )
區,樟公神木坐落於和社溪上游的出水溪畔,也
是神木林道的起點,神木林道過去是攀登玉山的
路徑,如今已經為新中橫所取代,樟公神木的海
12 2 9勢較為平坦,內政部空載光達資
料顯示附50 x 50 1 4 . 5
CHM48(1)
鹿林神木也稱木,在臺灣10
胸高樹圍排名2( 20
D BH 6. 4) 23 50
10 2K( 2 3 .48 19N1 20. 8 555 E)
馬戛班溪是和社溪上游的另一條支流,位於公路
鹿 20
由臺大實驗林建立木棧道供遊客親近,一方面也
便於保持立地不受過度踩踏,空載光達資料顯示
鹿(50 x 50)42度的陡
坡上,CHM54(2)
( ) 調
點雲資料,該資料已將地面點分類完成,並經過
( adjus tm ent )
DE M 15 cm。另一方面,用點雲資料
來計算CHM
巨木中心點,最後依據巨木的中心點位置來繪製
2D剖面圖(Y z)
垂直測量線的方式來達成,依據本團隊的經驗,
(90 ) 2D
面圖最容易辨識巨木的位置與高度,故本研究用
2
使 (S i ng l e r o pe
te chn iqu e, SRT )木的人工攀樹量測,
11 m m
沿
使
樹人員會繩攀登系(double rope technique,
DRT ) DRT在樹冠層移
動測量。
攀樹人員利用皮尺及手持雷射測距調
現象。
󰂤󰉃
() 調
5 0
46.4
型所顯示的則高達48公尺載光達點雲
1 樟公神木的光達點雲2D順向坡剖面圖
Fig. 1 2D vertical LiDAR profile of the Giant Camphor t re e
2 鹿林神木的光達點雲2D順向坡剖面圖
Fig. 2 2D vertical profile of the LuLin
徐嘉君等-臺灣大學實驗林神木村樟樹與鹿林紅檜巨木初探:
樹高及樹冠層附生植物多樣性調查
臺大實驗林研究報告35(1) 20213
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樹冠高模型(canopy height model, CHM ),用於估
算樹高則更為準確(李崇誠等,2019)
十大神木中排名第2的鹿林神木(原新中橫
神木,胸圍20公尺),與排名第8的神木村萬年樟
公神木(胸圍16公尺),皆屬於臺大實驗林所管
轄的對高岳營林區31林班,筆者的研究團隊有幸
在實驗林管理單位的核可之下,針對兩株神木進
行光達量測與攀樹調查,本次調查報告則將兩次
的初步調查結果彙整,以提供未來的森林研究人
員參考並進行比較
 󰓨 󰂤
() 研究環境概述
樟公 次發 1 9世紀初日治時期,因
為當地的神木村是重要的樟腦產地,巨大的樟公
神木被當地人建立鳥居奉祭,而神木村也據此得
名,樟公神木成為當地人重要的精神寄託。臺灣
10大神 一的 樹萬 公神 臺灣
胸圍 闊葉 高樹 16公尺 於南
( 2 3 . 5 2 0 9 9 N ,
120.8 6 3 8 8 E )林管
區,樟公神木坐落於和社溪上游的出水溪畔,也
是神木林道的起點,神木林道過去是攀登玉山的
路徑,如今已經為新中橫所取代,樟公神木的海
12 2 9公尺,地勢較為平坦,內政部空載光達資
料顯示附近50 x 50 1 4 . 5
度,CHM高估計約48(1)
鹿林神木也稱為新中橫神木,在臺灣10
木中胸高樹圍排名第2( 樹圍20
尺,D BH 6. 4),位 海拔23 50公尺 新中
公路10 2K坡下(座標 2 3 .48 19N1 20. 8 555 E),郝
馬戛班溪是和社溪上游的另一條支流,位於公路
陡坡 鹿林 直到 20年內 現,
由臺大實驗林建立木棧道供遊客親近,一方面也
便於保持立地不受過度踩踏,空載光達資料顯示
鹿林神木位於(50 x 50)平均坡度超過42度的陡
坡上,CHM高估計約54(2)
( ) 調查方法與項
本研 內政 政司 的空
點雲資料,該資料已將地面點分類完成,並經過
平差( adjus tm ent )理與現地 核等步驟 其產
DE M誤差 15 cm。另一方面,利用點雲資料
來計算CHM,其 料用 尋找 定高 的巨
巨木中心點,最後依據巨木的中心點位置來繪製
2D剖面圖(Y z) 度測 手繪
垂直測量線的方式來達成,依據本團隊的經驗,
順向 (夾角90 ) 2D
面圖最容易辨識巨木的位置與高度,故本研究用
順向 繪出2 株神 直剖 並估
高。
針對 木, 邀請 程顧
公司 地面 部掃 以及 空拍
建模 光達 前並 公神 的高
草清 ,以 進行 幸樟 立地
所在 坦, 不難 到神 ,研
究團 以空 距離 神木 所收
集的 定位 在電 進行 理、
匹配 網構 將影 質貼 後完
成樟公神木三維模型的製作
使 (S i ng l e r o pe
te chn iqu e, SRT )進行兩株神木的人工攀樹量測,
一開 空氣 魚細 到樹 著以
尼龍 搭接11 m m登靜 ,隨 樹人
員以 登工 沿力主 升至 ,為
了讓 攀樹 著使 繩, 的攀
樹人員會用雙繩攀登系統(double rope technique,
DRT )開主 自我 保, 利用DRT在樹冠層移
動測量。
攀樹人員利用皮尺及手持雷射測距儀調查兩
株神 冠層 主要 的幾 ,包
含直 斜角 ,以 錄上 生植
物種 攝附 生長 像, 株神
木的 罕有 訪, 研究 可能
在短 間內 像記 探勘 樟公
神木 頂端 ,研 員甚 索確
保進 樹洞 並無 發現 空的
現象。
󰂤󰉃
() 樟樹神木調查結果
林務 大神 樟樹 的高 5 0
,攀 測樟 46.4
尺, 光達 一千 點雲 光達
模型所顯示的樹高則高達48公尺,空載光達點雲
1 樟公神木的光達點雲2D順向坡剖面圖
Fig. 1 2D vertical LiDAR profile of the Giant Camphor t re e
2 鹿林神木的光達點雲2D順向坡剖面圖
Fig. 2 2D vertical profile of the LuLin
徐嘉君等-臺灣大學實驗林神木村樟樹與鹿林紅檜巨木初探:
樹高及樹冠層附生植物多樣性調查
臺大實驗林研究報告35(1) 20213
67
的估計高度也是將近48(1 ),本次調查數據
由筆者於國際神木網站中,將樟樹神木登錄為目
前世界最高的樟樹( h t t p s : / / t i n y u r l . c o m /
y37q6ftq),樟樹巨木樹冠層的主要骨架枝條有
7枝,離地高度介於2732公尺之間(1),此外由
網友提供1991年的老照片內容顯示(htt p:/ /ti ny.c c/
ry 9ks z),樹幹正前方離地約20公尺的骨架枝條當
時還非常完整,訪談時神木村民表示這根枝條是
1996年的賀伯颱風所吹斷,由空拍機畫面觀察
(h t tps ://y out u .be /AyA KRpY m3J w )可發現這根正
前方的大殘枝是空心的,研究人員實際進入樹幹
內調查,才發現樟樹從30公尺左右的樹冠層平台
一直到樹幹基部都是中空的,可見樟樹神木樹齡
之古老,本次調查的結果將無人載具( U AV )
3 D 建模展示於中研院G I S 心( https://bit.ly/
2FqlguL),供民眾檢視。
樟樹神木的樹冠層共記錄了32種維管束植物
(附錄1),其中有包括沙楠子樹(Celt i s bio n dii )
3種偶發性地生植物,以及4種藤本植物,其它則
為常見於樹冠層的附生或寄生植物,像樟樹神木
這種樹齡悠久、腐質層深厚的超級大樹,偶發性
的小喬木生長於樹冠層的情形並不罕見,而本次
在樹冠層記錄到比較特別的是編號5的主枝上所
(Aspidistra elatior var. att en ua te ),是筆者 第一
在這麼高的地方看見生長勢如此旺盛的蜘蛛抱蛋
(2)此外無柄 車前 (Antrophyum parvulum)
是較為珍稀的附生性蕨類。
( ) 鹿林神木調查結果
鹿林神木的主幹疑似為兩株紅檜合生,不過
這點有待後人來加以研究證明,攀樹人用皮尺實
測鹿林神木的樹高是54公尺,近似空載光達點雲
所估 高度(3) 去用 測距 量測
43尺高 1 0 冠主 架枝
5 455 0公分,其中一個枝條是枯
木,這在紅檜老樹頗為常見,因為高大的神木常
遭受雷擊而使枝條死亡。樹冠用雷射測距儀量
測, 度超 15公尺 是非 ,由
於樹冠寬廣,研究人員並未如樟樹神木、到每一
個樹枝測量,僅用雷射測距儀測量冠 幅。
鹿林神木的樹冠層共記錄了31種維管束植物
(附錄2),其 多達10種偶 性地 物,
4 (P i c e a
morris o n i c o l a )
(Ace r mo r r i sone n s e ) (Pen tapan a x
c a s t a n o p s i d i c o l a )與玉山假沙梨(P h o t i n i a
ni itaka yam ensis ) 鹿
冠層成熟,能夠進行開花繁殖,顯示紅檜巨木樹
冠層的空間之寬闊,以及腐植土累積之深厚,是
經過十分悠久的年代而形成的樹冠層生態系,而
樹幹下層也附生許多常見的高海拔草本植物,如
(Senecio n em ore ns is var. de nt at us )
(Strob il an thes ran kanensis)調5
鸛冠蘭(B u l b o p h y l l u m s e t a c e u m )與石斛
(Dendrobium moniliforme)
驗林同仁在7 (C a l a n t h e
arcuata) (R h o d o d e n d r o n
k a w a k a m i i ) (H u p e r z i a
ta iwa nen se) 鹿
蕨類。
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一個生態系,本研究所探查的
兩棵神木樹冠層,便完美詮釋了這句話,樹冠層
開闊、樹齡悠久的神木,因為歷史悠久,也累積
了好幾百年的腐植土,經常可以記錄到許多種類
的附生植物甚至是地生植物,這個樹冠層樹冠層
的花園,其中也生活著許多一輩子不曾下到地表
的動物和微座小型的生物島(
1 99 5;楊智凱等,2017 ),值得我們花更
比較,顯示利用內政部地政司的數位地形資料,
2D
確度已經頗高,值得未來加以採用,畢竟這已經
現成的資料,不需要再投資大量經費重新
集,然而地面光達依然有其優勢,能夠記錄跟描
使
1 9 9 6 2 0 0 1
20 04的七二水災20 09的八八水災,依然屹立
外空拍機3D
鹿
3 D
計數據,管理單位採用。
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本文感謝國立臺灣大學生物資源暨
調
調
騰榮等人樹冠層攀量工作。
󰙆
1. Liang, X. , V. Kan ka re , J. Hy yp pä , Y. Wang, A.
Kukko, H. Haggrén, X. Yu, H. Ka ar ti ne n, A.
Jaakkola, and F. Guan (2016) Terrestrial laser
scanning in fo re st inventories. ISPRS Jo ur na l
of Photogrammet ry and Remote Sensing 115:
63-77.
1 樟樹神木之樹冠層主要枝條測計
Tabl e 1 Ch ar ac te ri st ic s of t he m aj or l im bs o f th e Giant Camphor tree
徐嘉君等-臺灣大學實驗林神木村樟樹與鹿林紅檜巨木初探:
樹高及樹冠層附生植物多樣性調查
臺大實驗林研究報告35(1) 20213
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的估計高度也是將近48(1 ),本次調查數據
由筆者於國際神木網站中,將樟樹神木登錄為目
前世界最高的樟樹( h t t p s : / / t i n y u r l . c o m /
y37q6ftq),樟樹巨木樹冠層的主要骨架枝條有
7枝,離地高度介於2732公尺之間(1),此外由
網友提供1991年的老照片內容顯示(htt p:/ /ti ny.c c/
ry 9ks z),樹幹正前方離地約20公尺的骨架枝條當
時還非常完整,訪談時神木村民表示這根枝條是
1996年的賀伯颱風所吹斷,由空拍機畫面觀察
(h t tps ://y out u .be /AyA KRpY m3J w )可發現這根正
前方的大殘枝是空心的,研究人員實際進入樹幹
內調查,才發現樟樹從30公尺左右的樹冠層平台
一直到樹幹基部都是中空的,可見樟樹神木樹齡
之古老,本次調查的結果將無人載具( U AV )
3 D 建模展示於中研院G I S 心( https://bit.ly/
2FqlguL),供民眾檢視。
樟樹神木的樹冠層共記錄了32種維管束植物
(附錄1),其中有包括沙楠子樹(Celt i s bio n dii )
3種偶發性地生植物,以及4種藤本植物,其它則
為常見於樹冠層的附生或寄生植物,像樟樹神木
這種樹齡悠久、腐質層深厚的超級大樹,偶發性
的小喬木生長於樹冠層的情形並不罕見,而本次
在樹冠層記錄到比較特別的是編號5的主枝上所
(Aspidistra elatior var. att en ua te ),是筆者 第一
在這麼高的地方看見生長勢如此旺盛的蜘蛛抱蛋
(2)此外無柄 車前 (Antrophyum parvulum)
是較為珍稀的附生性蕨類。
( ) 鹿林神木調查結果
鹿林神木的主幹疑似為兩株紅檜合生,不過
這點有待後人來加以研究證明,攀樹人用皮尺實
測鹿林神木的樹高是54公尺,近似空載光達點雲
所估 高度(3) 去用 測距 量測
43尺高 1 0 冠主 架枝
5 455 0公分,其中一個枝條是枯
木,這在紅檜老樹頗為常見,因為高大的神木常
遭受雷擊而使枝條死亡。樹冠用雷射測距儀量
測, 度超 15公尺 是非 ,由
於樹冠寬廣,研究人員並未如樟樹神木、到每一
個樹枝測量,僅用雷射測距儀測量冠 幅。
鹿林神木的樹冠層共記錄了31種維管束植物
(附錄2),其 多達10種偶 性地 物,
4 (P i c e a
morris o n i c o l a )
(Ace r mo r r i sone n s e )五葉 (Pen tapan a x
c a s t a n o p s i d i c o l a )與玉山假沙梨(P h o t i n i a
ni itaka yam ensis )這些 木已 在鹿神木的樹
冠層成熟,能夠進行開花繁殖,顯示紅檜巨木樹
冠層的空間之寬闊,以及腐植土累積之深厚,是
經過十分悠久的年代而形成的樹冠層生態系,而
樹幹下層也附生許多常見的高海拔草本植物,如
黃菀(Senecio n em ore ns is var. de nt at us )和蘭崁馬
(Strob il an thes ran kanensis)筆者調查5月則
鸛冠蘭(B u l b o p h y l l u m s e t a c e u m )與石斛
(Dendrobium moniliforme)花季,隨後由臺大
驗林同仁在7 (C a l a n t h e
arcuata) (R h o d o d e n d r o n
k a w a k a m i i ) (H u p e r z i a
ta iwa nen se) 鹿林神 樹冠 較為 有的
蕨類。
󰉃
一棵樹可以是一個生態系,本研究所探查的
兩棵神木樹冠層,便完美詮釋了這句話,樹冠層
開闊、樹齡悠久的神木,因為歷史悠久,也累積
了好幾百年的腐植土,經常可以記錄到許多種類
的附生植物甚至是地生植物,這個樹冠層樹冠層
的花園,其中也生活著許多一輩子不曾下到地表
的動物和微生物,猶如一座小型的生物島(陳瑩
娟,1 99 5;楊智凱等,2017 ),值得我們花更多心
力去探索研究
本研 神木 ,與 達資
比較,顯示利用內政部地政司的數位地形資料,
所描 2D順向 形剖 圖, 估算 高的
確度已經頗高,值得未來加以採用,畢竟這已經
是現成的資料,不需要再投資大量經費重新收
集,然而地面光達依然有其優勢,能夠記錄跟描
繪樹 構, 釐等 精準 外有
利用 達估 巨樹 枝總 葉片
數的 本研 公神 下精 面光
達資 來還 一步 研究 使 畢竟
1 9 9 6 2 0 0 1
20 04的七二水災、20 09的八八水災,依然屹立不
搖、 今, 木村 精神 但是
未來 氣候 也無 證樟 能聳
立多 夠為 球最 錄的 下光
達模型仍然是值得的投資。
此外空拍機3D模也有光 點雲 沒有
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像展 無法 冠層 的生 用也
比較 因為 鹿 木的 寬度 神木
更巨 樹人 橫渡 困難 我們
沒有 每一 枝條 ,未 有機
會進 空拍 3 D,就 以得 非常 確的
計數據,值得管理單位考慮採用。
󰒢 󰃌
本文感謝國立臺灣大學生物資源暨農學院實
驗林 協助 究, 經濟 調查
所與 地政 空載 資料 自強
工程 限公 地面 與空 神木
建模 客家 拍攝 神木 調查
記錄 後感 教練 煜、 、邱
騰榮等人協助樹冠層攀樹測量工作。
󰙆
1. Liang, X. , V. Kan ka re , J. Hy yp , Y. Wang, A.
Kukko, H. Haggrén, X. Yu, H. Ka ar ti ne n, A.
Jaakkola, and F. Guan (2016) Terrestrial laser
scanning in fo re st inventories. ISPRS Jo ur na l
of Photogrammet ry and Remote Sensing 115:
63-77.
1 樟樹神木之樹冠層主要枝條測計
Tabl e 1 Ch ar ac te ri st ic s of t he m aj or l im bs o f th e Giant Camphor tree
徐嘉君等-臺灣大學實驗林神木村樟樹與鹿林紅檜巨木初探:
樹高及樹冠層附生植物多樣性調查
臺大實驗林研究報告35(1) 20213
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2. Sillett, S . C. an d M. G. Bailey (2003) E ff ects
of tree cr ow n str uc tu re on biomass of th e
e pi p h y t i c f e r n P o l y p o d i u m s c o u l er i
( P ol y p o di a c ea e ) i n r ed w oo d f or e st s .
American Journal of Botany 90: 255-261.
3. Sillett, S . C. and R. V. P el t. 2007. Trunk
re i ter atio n pro m ote s e pip hyte s and wa ter
st o rag e i n an old - gro w th re d woo d f ore s t
canopy. Ec ol og ic al M on og ra ph s 77 : 33 5- 35 9.
4. 李崇誠、王驥魁、徐嘉君 (2019) 巨木在哪裡?
空載光達技術應用於樹木高度的測量。科學
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5. 陳瑩娟 (1995) 台灣省都會與鄉村老樹之伴生
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(Y.-J . C he n (1995) Companion biota a t t he
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6. 楊智凱、鍾年鈞、謝佳倫、鍾國芳、劉威廷
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物多樣性之研究。國立臺灣大學生物資源暨
農學院實驗林研究報告 31(3): 153-162(N. -
J. C. Chih-Kai Yang, Ch ia -L un Hsieh, Kuo-
Fang C hu ng , Wei-Ting L io u (2017) A st ud y on
de pen den t pla nt di ver sit y gr owi ng on the
giant tree of Formosan red cypress in Xitou
Natur a l E d u c a t i o n A re a . J o ur n a l o f the
Exp erime n t a l F o rest of Nat ional Tai wan
University 31(3): 153-162. (in Chinese))
徐嘉君等-臺灣大學實驗林神木村樟樹與鹿林紅檜巨木初探:
樹高及樹冠層附生植物多樣性調查
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Article
Sequoia sempervirens (redwood) is a long-lived, shade-tolerant tree capable of regeneration without disturbances and thus often present in all sizes within a single forest. In order to evaluate functional linkages among structures, plant distribution, and biodiversity in the canopy, we quantified all vascular plants from ground level to the treetops in an old-growth redwood forest (Prairie Creek Redwoods State Park, California, USA). This involved mapping terrestrial and epiphytic trees, shrubs, and ferns as well as climbing 27 trees up to 101 m tall within a 1-ha plot. We monitored canopy microclimates using sensor arrays that collected hourly data for up to 30 months. The plot held 4283 Mg/ha of aboveground dry mass in living plants, 95.4% of which was contributed by redwood. A high degree of structural complexity and individuality was evident in the crowns of the 14 largest trees in the form of reiterated trunks arising from main trunks, other trunks, and limbs. Thirteen species of vascular plants occurred as epiphytes in the plot, and all but one of these were restricted to the 14 largest trees. The evergreen shrub Vaccinium ovatum had the highest biomass of any epiphyte (212 kg/ha) followed by the evergreen fern Polypodium scouleri (196 kg/ha). The spatial aggregation of reiterated trunks was highly coincident with epiphyte masses, explaining 92% of the variation in fern and 75% of the variation in woody plant distribution along the vertical gradient. In addition to epiphyte biomass, there were 2366 kg/ha of soil in the canopy. Soils in crotches held 2-4 times as much water as soils on branches or limbs, and deeper layers held more water than shallower layers. During two years of monitoring, the volume of water stored in dead wood and soils in the canopy fluctuated between 24.7 m3 and 53.4 m3/ha. The vast majority of the plot's structure and arboreal habitats was held in the crowns of the 14 largest trees. Reiterated trunks and limbs on a small number of trees have important ecological functions in old-growth redwood forests, and it may be feasible to accelerate the development of structural complexity and biodiversity in maturing redwood stands.
  • S C Sillett
  • M G Bailey
Sillett, S. C. and M. G. Bailey (2003) Effects American Journal of Botany 90: 255-261.
A study on dependent plant diversity growing on the giant tree of Formosan
  • J C Chih
  • Kai Yang
  • Chia-Lun Hsieh
  • Kuo-Fang Chung
  • Wei-Ting Liou
J. C. Chih-Kai Yang, Chia-Lun Hsieh, Kuo-Fang Chung, Wei-Ting Liou (2017) A study on dependent plant diversity growing on the giant tree of Formosan red cypress in Xitou N a t u r a l E d u c a t i o n A r e a. J o u r n a l o f t h e Experimental Forest of National Taiwan University 31(3): 153-162. (in Chinese))