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-#--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:2 020年8月3日 ,接 受日期 :2020年11月12日。
Rec ei ved:A ugust 3 , 202 0, Accep ted:Nov ember 1 2, 2020 .
DOI:10.6 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)
林務局在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 建
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
的闊葉樹以外,也是世界最高的樟樹,並由研究團隊登錄至世界神木網站,樟公跟鹿林神
木的樹冠層分別記錄了32與3 1種 維 管 束 植 物 , 包含幾 種 稀 有 的 附 生 植 物 。 研究 顯 示 , 內 政
部 地 政 司 的 空 載 光 達 資 料2D順 向 坡 剖 面 圖 , 精 確 地 估 算 了 樹 高 , 故 其 它 巨 木 的 樹 高 也 可
考 慮 採 用 此 方 法 估 計 ; 此 外 空 拍 機3 D 建模最能展示神木的樹冠層之美,經費也較為低
廉,且量測的精確度也足以一般森林經營所需,不過地面光達量測仍保有最多的細節,更
可達公釐等級的精確度,對於已經全株中空、立地危險的樟公神木來說,留下地面光達的
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
-2--3-
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) 2021年3月
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
(一) 神木的樹冠層探索
臺灣擁 有 將近60%陸域面 積 森 林覆蓋率 , 其
中所蘊藏的原始林生態資源及生態服務十分豐
富 , 林 務 局 依 據 第 3次全國森林資源調查,在
19 9 8年根據胸 圍大小 而 公佈臺 灣 十大神 木,十大
神木 的 胸 高樹圍在14至20公尺之 間 ,只有排 行 第
8的樟公神木是樟樹(Cinnamomum camphora),其
餘的9棵 都是紅檜(Ch amaec yp aris form os ensis ),
林 務 局 公 布 十 大 神 木 的 樹 高 介 於3 5 到5 5 公 尺 之
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
年的巨木上生存(Sillett and Pelt, 2007),其中的原
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
樹 冠 層 結 構 複 雜 , 世 界 最 高 的 加 州 海 紅 木
(Sequoia sem pe rv irens)甚至能有多達6個層級的樹
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
高於年輕的樹木(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 達2 3 66公斤的土 壤 ,以及 儲 存5 3立方公尺的
水(Sillett and Pelt, 2007),可見健康的森林樹冠層
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。
( ) 二 森林調查的新技術
雷射 掃描儀( 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 工 具,主要 是 利用雷射 測距的原 理 ,當掃描
儀器 發 射雷射光 後 ,利用地 表物反射 的 光源訊號
強度 及 時間差, 推 算與該物 體的距離 , 雷射儀以
每秒 數 十萬發的 頻 率發射高 密度雷射 光 ,以數千
萬至上億的3D點位(點雲,point cloud)來構成及描
述 反 射 的 地 形 地 物 , 以 建 構 數 值 地 形 (d ig i t a l
elevation model, DE M),成果可達公釐等級的精
度(李崇誠等,2019;Liang 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
早用於 森 林 調 查 可 追溯至2 00 0年( Li a ng e t al.,
20 1 6) ,近 年 來廣泛 應 用於森林 基礎調查 ,輔助
過去 的林木 現地調 查(fi eld s amp le )資 料,光 達可
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)、 森 林 孔 隙( g a p fract i o n )、 樹冠層反 射 率
( 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 )等 等 , 更 能 結 合 遙 航 測 技 術 ( r em ot e
sensing b as ed forest mapping)用以分析森林碳吸
存跟林木蓄積量(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)或g ro un d- ba se d LiDAR);利
用飛行器攜帶的雷射儀則稱為空載光達(A L S,
airborne laser scanning 或 ai rb or ne Li DA R)。 在測
量樹 高 的時候, 地 面光達傾 向於低估 , 因為樹頂
容 易 被 低 處 的 樹 枝 或 樹 葉 遮 蔽 (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 較 不易因為 遮 蔽而誤判 ,然而空 載 光達若是
在陡 峭 的山區施 作 ,卻又有 高估樹高 的 問題。新
型空 載 光達能夠 記 錄單發雷 射光反射 物 體的多次
回波, 稱 為 全波形光 達(f u l l -wa v e form ai r b orne
LiDA R), 如此一來可以區 別地面點跟植被 層建 立
-2--3-
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) 2021年3月
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
(一) 神木的樹冠層探索
臺灣擁 有 將近60%陸域面 積 森 林覆蓋率 , 其
中所蘊藏的原始林生態資源及生態服務十分豐
富 , 林 務 局 依 據 第 3次全國森林資源調查,在
19 9 8年根據胸 圍大小 而 公佈臺 灣 十大神 木,十大
神木 的 胸 高樹圍在14至20公尺之 間 ,只有排 行 第
8的樟公神木是樟樹(Cinnamomum camphora),其
餘的9棵 都是紅檜(Ch amaec yp aris form os ensis ),
林 務 局 公 布 十 大 神 木 的 樹 高 介 於3 5 到5 5 公 尺 之
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
年的巨木上生存(Sillett and Pelt, 2007),其中的原
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
樹 冠 層 結 構 複 雜 , 世 界 最 高 的 加 州 海 紅 木
(Sequoia sem pe rv irens)甚至能有多達6個層級的樹
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
高於年輕的樹木(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 達2 3 66公斤的土 壤 ,以及 儲 存5 3立方公尺的
水(Sillett and Pelt, 2007),可見健康的森林樹冠層
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。
( ) 二 森林調查的新技術
雷射 掃描儀( 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 工 具,主要 是 利用雷射 測距的原 理 ,當掃描
儀器 發 射雷射光 後 ,利用地 表物反射 的 光源訊號
強度 及 時間差, 推 算與該物 體的距離 , 雷射儀以
每秒 數 十萬發的 頻 率發射高 密度雷射 光 ,以數千
萬至上億的3D點位(點雲,point cloud)來構成及描
述 反 射 的 地 形 地 物 , 以 建 構 數 值 地 形 (d ig i t a l
elevation model, DE M),成果可達公釐等級的精
度(李崇誠等,2019;Liang 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
早用於 森 林 調 查 可 追溯至2 00 0年( Li a ng e t al.,
20 1 6) ,近 年 來廣泛 應 用於森林 基礎調查 ,輔助
過去 的林木 現地調 查(fi eld s amp le )資 料,光 達可
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)、 森 林 孔 隙( g a p fract i o n )、 樹冠層反 射 率
( 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 )等 等 , 更 能 結 合 遙 航 測 技 術 ( r em ot e
sensing b as ed forest mapping)用以分析森林碳吸
存跟林木蓄積量(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)或g ro un d- ba se d LiDAR);利
用飛行器攜帶的雷射儀則稱為空載光達(A L S,
airborne laser scanning 或 ai rb or ne Li DA R)。 在測
量樹 高 的時候, 地 面光達傾 向於低估 , 因為樹頂
容 易 被 低 處 的 樹 枝 或 樹 葉 遮 蔽 (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 較 不易因為 遮 蔽而誤判 ,然而空 載 光達若是
在陡 峭 的山區施 作 ,卻又有 高估樹高 的 問題。新
型空 載 光達能夠 記 錄單發雷 射光反射 物 體的多次
回波, 稱 為 全波形光 達(f u l l -wa v e form ai r b orne
LiDA R), 如此一來可以區 別地面點跟植被 層建 立
-4--5-
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。
(一) 研究環境概述
樟公 神 木首次發 現 於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 木 中唯一的 闊葉樹萬 年 樟公神 木 ,是臺灣
胸圍 第 一大闊葉 樹 ,胸高樹 圍16公尺 , 坐落於南
投 縣 信 義 鄉 神 木 村 (座 標 2 3 . 5 2 0 9 9 N ,
120.8 6 3 8 8 E ),屬於臺大實驗林管 轄 之 對 高 岳 林
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
拔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公 尺 的 區 域 平 均 坡 度 約1 4 . 5
度,CHM樹高估計約為48公尺(圖1)。
鹿林神木也稱為新中橫神木,在臺灣10大 神
木中胸高樹圍排名第2(坡 上 處 測 量胸高樹圍20公
尺,D BH 6. 4公尺),位 於海拔23 50公尺 的新中橫
公路10 2K坡下(座標 2 3 .48 19N,1 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 下 方的鹿林 神 木,直到 近20年內 才 被發現,
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公尺)平均坡度超過42度的陡
坡上,CHM樹高估計約為54公尺(圖2)。
( ) 二 調查方法與項目
本研 究 採用內政 部 地政司 所 釋出的空 載 光達
點雲資料,該資料已將地面點分類完成,並經過
平差( adjus tm ent )處理與現地 檢核等步驟 ,其產製
的DE M誤差 小於15 cm。另一方面,利用點雲資料
來計算CHM,其 資料用 於尋找 特定高 度的巨 木與
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軸 為z值), 巨 木 的高度測 量 是以手繪
垂直測量線的方式來達成,依據本團隊的經驗,
在順向 坡(與坡向夾角90度 視 角)的 光 達2D 巨木剖
面圖最容易辨識巨木的位置與高度,故本研究用
順向 坡 來描繪出2 株神 木 的垂直剖 面圖並估 算 樹
高。
針對 樟 公 神木, 研 究 團隊邀請 自 強工程顧 問
公司 , 進行地面 光 達細部掃 描,以及 無 人機空拍
建模 , 地面光達 在 設置前並 將樟公神 木 四周的高
草清 除 乾淨,以 利 拍攝進行 ,所幸樟 公 神木立地
所在 地 勢平坦, 所 以並不難 拍攝到神 木 全貌,研
究團 隊 隨後以空 拍 機近距離 環繞神木 飛 行,所收
集的 影 像及定位 資 料,在電 腦上進行 幾 何處理、
匹配 與 三角網構 建 ,並將影 像材質貼 上 ,最後完
成樟公神木三維模型的製作。
研 究 人 員 使 用 單 繩 攀 登 技 術 (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 始 先用空氣 槍 將釣魚細 線掛到樹 頂 ,接著以
尼龍 細 線搭接11 m m的攀登靜 力繩,隨 後攀樹人
員以 齒 式攀登工 具 沿靜力主 繩上升至 樹 冠層,為
了讓 之 後的攀樹 人 員接著使 用主繩, 先 上升的攀
樹人員會用雙繩攀登系統(double rope technique,
DRT )離開主 繩自我 確保, 並利用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 木 的樹冠層 , 量測主要 枝條的幾 何 特性,包
含直 徑 、傾斜角 度 等等,以 及記錄上 面 的附生植
物種 類 ,拍攝附 生 植物生長 的影像, 畢 竟兩株神
木的 樹 冠層罕有 人 類造訪, 所以研究 人 員盡可能
在短 暫 的時間內 進 行影像記 錄跟探勘 , 由於樟公
神木 的 枝條頂端 有 樹洞,研 究人員甚 至 以繩索確
保進 入 探測樹洞 深 度,並無 意中發現 樹 幹中空的
現象。
(一) 樟樹神木調查結果
林務 局 十大神 木 紀錄樟樹 神木的高 度 為5 0公
尺,攀 樹 人 用 皮尺實測樟 樹 巨 木 的高度是46.4 公
尺, 而 地面光達 的 一億一千 萬個點雲 所 建構光達
模型所顯示的樹高則高達48公尺,空載光達點雲
圖 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
圖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) 2021年3月
-4--5-
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。
(一) 研究環境概述
樟公 神 木首次發 現 於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 木 中唯一的 闊葉樹萬 年 樟公神 木 ,是臺灣
胸圍 第 一大闊葉 樹 ,胸高樹 圍16公尺 , 坐落於南
投 縣 信 義 鄉 神 木 村 (座 標 2 3 . 5 2 0 9 9 N ,
120.8 6 3 8 8 E ),屬於臺大實驗林管 轄 之 對 高 岳 林
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
拔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公 尺 的 區 域 平 均 坡 度 約1 4 . 5
度,CHM樹高估計約為48公尺(圖1)。
鹿林神木也稱為新中橫神木,在臺灣10大 神
木中胸高樹圍排名第2(坡 上 處 測 量胸高樹圍20公
尺,D BH 6. 4公尺),位 於海拔23 50公尺 的新中橫
公路10 2K坡下(座標 2 3 .48 19N,1 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 下 方的鹿林 神 木,直到 近20年內 才 被發現,
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公尺)平均坡度超過42度的陡
坡上,CHM樹高估計約為54公尺(圖2)。
( ) 二 調查方法與項目
本研 究 採用內政 部 地政司 所 釋出的空 載 光達
點雲資料,該資料已將地面點分類完成,並經過
平差( adjus tm ent )處理與現地 檢核等步驟 ,其產製
的DE M誤差 小於15 cm。另一方面,利用點雲資料
來計算CHM,其 資料用 於尋找 特定高 度的巨 木與
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軸 為z值), 巨 木 的高度測 量 是以手繪
垂直測量線的方式來達成,依據本團隊的經驗,
在順向 坡(與坡向夾角90度 視 角)的 光 達2D 巨木剖
面圖最容易辨識巨木的位置與高度,故本研究用
順向 坡 來描繪出2 株神 木 的垂直剖 面圖並估 算 樹
高。
針對 樟 公 神木, 研 究 團隊邀請 自 強工程顧 問
公司 , 進行地面 光 達細部掃 描,以及 無 人機空拍
建模 , 地面光達 在 設置前並 將樟公神 木 四周的高
草清 除 乾淨,以 利 拍攝進行 ,所幸樟 公 神木立地
所在 地 勢平坦, 所 以並不難 拍攝到神 木 全貌,研
究團 隊 隨後以空 拍 機近距離 環繞神木 飛 行,所收
集的 影 像及定位 資 料,在電 腦上進行 幾 何處理、
匹配 與 三角網構 建 ,並將影 像材質貼 上 ,最後完
成樟公神木三維模型的製作。
研 究 人 員 使 用 單 繩 攀 登 技 術 (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 始 先用空氣 槍 將釣魚細 線掛到樹 頂 ,接著以
尼龍 細 線搭接11 m m的攀登靜 力繩,隨 後攀樹人
員以 齒 式攀登工 具 沿靜力主 繩上升至 樹 冠層,為
了讓 之 後的攀樹 人 員接著使 用主繩, 先 上升的攀
樹人員會用雙繩攀登系統(double rope technique,
DRT )離開主 繩自我 確保, 並利用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 木 的樹冠層 , 量測主要 枝條的幾 何 特性,包
含直 徑 、傾斜角 度 等等,以 及記錄上 面 的附生植
物種 類 ,拍攝附 生 植物生長 的影像, 畢 竟兩株神
木的 樹 冠層罕有 人 類造訪, 所以研究 人 員盡可能
在短 暫 的時間內 進 行影像記 錄跟探勘 , 由於樟公
神木 的 枝條頂端 有 樹洞,研 究人員甚 至 以繩索確
保進 入 探測樹洞 深 度,並無 意中發現 樹 幹中空的
現象。
(一) 樟樹神木調查結果
林務 局 十大神 木 紀錄樟樹 神木的高 度 為5 0公
尺,攀 樹 人 用 皮尺實測樟 樹 巨 木 的高度是46.4 公
尺, 而 地面光達 的 一億一千 萬個點雲 所 建構光達
模型所顯示的樹高則高達48公尺,空載光達點雲
圖 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
圖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) 2021年3月
-6--7-
的估計高度也是將近48公尺(圖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27到32公尺之間(表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
被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 )的
3 D 建模展示於中研院G I S 中 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 )等
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 生
長 的 一 大 片 如 同 地 毯 一 般 的 臺 灣 蜘 蛛 抱 蛋
(Aspidistra elatior var. att en ua te ),是筆者 第一 次
在這麼高的地方看見生長勢如此旺盛的蜘蛛抱蛋
(圖2),此外無柄 車前 蕨(Antrophyum parvulum)算
是較為珍稀的附生性蕨類。
( ) 二 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 計的高度(圖3), 比 過去用 雷射測距 儀所量測
的43公尺高 了 快1 0公 尺 ,樹冠主 要 的骨架枝 條 有
5枝,直徑 介 於45至5 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, 橫 跨幅度超 過15公尺 , 可說是非 常 巨大,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 中多達10種偶 發性地 生植物, 譬如說
一 棵 樹 高 約 4公 尺 的 臺 灣 雲 杉 (P i c e a
morris o n i c o l a ), 以 及 長 成 小 喬 木 的 臺灣紅榨槭
(Ace r mo r r i sone n s e )、臺灣五葉 參(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 喬木已 經在鹿林神木的樹
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 藍
(Strob il an thes ran kanensis),筆者調查的5月則 是
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)的花季,隨後由臺大實
驗林同仁在7月 目 擊 尾 唇 根 節 蘭 (C a l a n t h e
arcuata)以 及 著 生 杜 鵑 (R h o d o d e n d r o n
k a w a k a m i i )開 花 , 臺 灣 石 松 (H u p e r z i a
ta iwa nen se)則 是鹿林神 木樹冠 層較為 稀有的 附生
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 究 攀 爬神木 實 測 樹高,與 空 載光達資 料
比較,顯示利用內政部地政司的數位地形資料,
所描 繪的2D順向 坡樹形剖 面圖, 在估算 樹高的 精
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 木 的結構, 達 到公釐等 級的精準 度 ,國外有
利用 地 面光達估 算 一棵巨樹 的樹枝總 長 度與葉片
數的 例 子,本研 究 幫樟公神 木留下精 準 的地面光
達資 料 ,未來還 能 夠進一步 深入研究 使 用,畢竟
樟 樹 巨 木 經 歷 了 1 9 9 6的 賀 伯 、 2 0 0 1 的 桃 芝 、
20 04的七二水災、20 09的八八水災,依然屹立不
搖、 存 活至今, 成 為神木村 民的精神 支 柱,但是
未來 的 極端氣候 下 ,誰也無 法保證樟 樹 巨木能聳
立多 久 ,能夠為 這 棵全球最 高紀錄的 樟 樹留下光
達模型仍然是值得的投資。
此外空拍機3D建模也有光 達點雲 所沒有的優
勢, 除 了動畫展 示 較為生動 活潑,能 夠 以實體影
像展 示 光達無法 表 現樹冠層 豐富的生 態 ,費用也
比較 低 廉,因為 鹿 林神木的 冠幅寬度 比 樟樹神木
更巨 大 ,攀樹人 在 空中橫渡 更為困難 , 所以我們
沒有 實 際到每一 個 骨架枝條 量測,未 來 若是有機
會進 行空拍 機3 D建模,就 可以得 到非常 精確的 測
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 管 理處協助 進 行研究, 感謝經濟 部 地質調查
所與 內 政部地政 司 提供空載 光達資料 , 感謝自強
工程 顧 問有限公 司 進行地面 光達與空 拍 機的神木
建模 , 感謝客家 電 視台拍攝 樟公神木 樹 冠層調查
記錄 片 ,最後感 謝 攀樹教練 羅際煜、 徐 啟能、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 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.
表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) 2021年3月
-6--7-
的估計高度也是將近48公尺(圖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27到32公尺之間(表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
被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 )的
3 D 建模展示於中研院G I S 中 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 )等
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 生
長 的 一 大 片 如 同 地 毯 一 般 的 臺 灣 蜘 蛛 抱 蛋
(Aspidistra elatior var. att en ua te ),是筆者 第一 次
在這麼高的地方看見生長勢如此旺盛的蜘蛛抱蛋
(圖2),此外無柄 車前 蕨(Antrophyum parvulum)算
是較為珍稀的附生性蕨類。
( ) 二 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 計的高度(圖3), 比 過去用 雷射測距 儀所量測
的43公尺高 了 快1 0公 尺 ,樹冠主 要 的骨架枝 條 有
5枝,直徑 介 於45至5 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, 橫 跨幅度超 過15公尺 , 可說是非 常 巨大,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 中多達10種偶 發性地 生植物, 譬如說
一 棵 樹 高 約 4公 尺 的 臺 灣 雲 杉 (P i c e a
morris o n i c o l a ), 以 及 長 成 小 喬 木 的 臺灣紅榨槭
(Ace r mo r r i sone n s e )、臺灣五葉 參(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 喬木已 經在鹿林神木的樹
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 藍
(Strob il an thes ran kanensis),筆者調查的5月則 是
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)的花季,隨後由臺大實
驗林同仁在7月 目 擊 尾 唇 根 節 蘭 (C a l a n t h e
arcuata)以 及 著 生 杜 鵑 (R h o d o d e n d r o n
k a w a k a m i i )開 花 , 臺 灣 石 松 (H u p e r z i a
ta iwa nen se)則 是鹿林神 木樹冠 層較為 稀有的 附生
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 究 攀 爬神木 實 測 樹高,與 空 載光達資 料
比較,顯示利用內政部地政司的數位地形資料,
所描 繪的2D順向 坡樹形剖 面圖, 在估算 樹高的 精
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 木 的結構, 達 到公釐等 級的精準 度 ,國外有
利用 地 面光達估 算 一棵巨樹 的樹枝總 長 度與葉片
數的 例 子,本研 究 幫樟公神 木留下精 準 的地面光
達資 料 ,未來還 能 夠進一步 深入研究 使 用,畢竟
樟 樹 巨 木 經 歷 了 1 9 9 6的 賀 伯 、 2 0 0 1 的 桃 芝 、
20 04的七二水災、20 09的八八水災,依然屹立不
搖、 存 活至今, 成 為神木村 民的精神 支 柱,但是
未來 的 極端氣候 下 ,誰也無 法保證樟 樹 巨木能聳
立多 久 ,能夠為 這 棵全球最 高紀錄的 樟 樹留下光
達模型仍然是值得的投資。
此外空拍機3D建模也有光 達點雲 所沒有的優
勢, 除 了動畫展 示 較為生動 活潑,能 夠 以實體影
像展 示 光達無法 表 現樹冠層 豐富的生 態 ,費用也
比較 低 廉,因為 鹿 林神木的 冠幅寬度 比 樟樹神木
更巨 大 ,攀樹人 在 空中橫渡 更為困難 , 所以我們
沒有 實 際到每一 個 骨架枝條 量測,未 來 若是有機
會進 行空拍 機3 D建模,就 可以得 到非常 精確的 測
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 管 理處協助 進 行研究, 感謝經濟 部 地質調查
所與 內 政部地政 司 提供空載 光達資料 , 感謝自強
工程 顧 問有限公 司 進行地面 光達與空 拍 機的神木
建模 , 感謝客家 電 視台拍攝 樟公神木 樹 冠層調查
記錄 片 ,最後感 謝 攀樹教練 羅際煜、 徐 啟能、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 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.
表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) 2021年3月
-8--7-
2. Sillett, S . C. an d M. G. Bailey (2003) E ff ects
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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
月刊。449: 12-17。
5. 陳瑩娟 (1995) 台灣省都會與鄉村老樹之伴生
動植物。國立中興大學碩士論文。台中。
(Y.-J . C he n (1995) Companion biota a t t he
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Hsing University. Taichun. (in Chinese))
6. 楊智凱、鍾年鈞、謝佳倫、鍾國芳、劉威廷
(2017) 溪頭自然教育園區紅檜神木上依附植
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