森林與自然資源學系 詹明勳助理教授

木質與材料設計學系 林翰謙教授

一、研究緣起

    阿里山國家森林遊樂區為國內外知名檜木巨木參觀旅遊重要的景點之一，每年吸引逾百萬遊客前往朝聖。巨木步道為阿里山國家森林遊樂區主要核心區域，巨木樹形特徵成為遊客最矚目的焦點，特別是樹幹形狀巨大的變異，混淆遊客對巨木為一株或合併木所組成，同時也造成對樹木年齡估算的偏差，因此巨木樹齡成為遊客經常關心與詢問的焦點。

    其中，紅檜樹種具有歷史價值，外觀與內部形態多元豐富，除原木材料、木製產品等利用外，最近樹瘤藝術品的收藏蔚成風氣，且紅檜扮演著氣候環境變遷與生態永續之忠實紀錄者，其樹輪寬度可反應出冬夏溫度及春末夏初時的降水量變化，進而提供因氣候不同產生生態環境變化訊息。目前阿里山國家森林遊樂區除砍伐後留下的根株外，亦有許多紅檜巨木成群，而這些巨木高聳參天、雄偉挺拔矗立於步道兩旁，扮演著歷史傳承的森林巨人。

二、合併木之研究

(一)阿里山土壤特性

    阿里山低溫多雨的氣候環境，枯枝落葉被微生物不斷分解為酸性腐殖層，因此灰化土層以上植披根系活躍，灰化土層以下則較少根系存在。阿里山植物的根系不容易深入土壤，導致紅檜根系側向發達（圖1），有根張之情形，常易因老化或風害等擾動而造成倒木。

    根的逆境包括土壤養分缺乏、土壤缺氧、極酸或極鹼的條件下，引發根系形態發生的反應，主要深入土壤的主根會漸漸演化形成為側根，又稱淺根，起因為側根能夠獲得較多氧氣及養分。

(二)紅檜特性嫁接特徵

    紅檜天然更新多發生在林地裸露區域，起因其幼樹多為喜好生長在空曠地演替初期的林地。在群聚生長的過程中又以倒伏根株的存活率為最高，而在成熟林中的幼苗則多見於樹冠鬱閉破裂之正下方、崩塌地及老樹倒塌後的空曠地區，局部樹木倒塌所造成地上日照量增多；且土壤環境不佳（酸化、灰化土壤），種子多以倒木為溫床發芽成長，因此形成二代木、三代木，或是附著舊有樹樁成長，存活機率高。

    根系嫁接原因，研究文獻認為是因為風力造成樹根搖晃磨擦，傷口形成癒合組織包覆；或是根系生長增粗後，其樹根因重力互相堆疊，導致樹根的接觸點形成癒合組織，進而包覆以分散其重力應力，較粗的根系能抵抗樹本身重量、風力及天災等逆境。根系嫁接多靠近樹幹基部，其嫁接根系增粗、增重後會對其他根系造成推擠壓縮力，又形成其他根系嫁接，導致根冠外觀具隆起之特徵。

(三)樹幹合併之特性

    經文獻資料及鑽取樹芯的結果顯示樹幹合併，常發生在紅檜苗木根系嫁接後的發育中。又研究指出同一環境下的樹種經根系嫁接後，這些密集的林木樹種生長速率相對單獨生長的林木有很大的差異，其合併樹群比單獨生存的樹更容易存活，生長速率常大於單幹的生長速率，再合併鄰近其他樹的樹幹。

(四)合併木型態特徵之辨識

    合併木從根系嫁接到樹幹基部、根冠合併，樹幹基部與根冠連結處亦有膨大的情形；接著是兩株巨木樹幹的融合，而骨架枝條的連接方式也會因合併木的關係而不同，合併木的枝領接合處形態與單株木不同，其連接合併角度也會較小（小於30度）；最後合併木會出現兩個或是多個以上樹木頂梢優勢的情況。單株木則是根冠、樹幹基部到樹幹連接骨架枝條處，不會有膨大的變化，枝領合併的角度也會較大（大於30度），且通常單株檜木僅有一個最高的主幹優勢枝條。

三、樹齡大發現與環境變遷之關係

(一)樹芯樣本採集

    採集樹芯樣本前會先丈量巨木樹圍大小及最大的骨架主幹位置之幾何半徑。在取樣過程中三人協力合作，進行巨木樹芯取樣，以順時針將生長錐旋入巨木骨架主幹中，逆時針旋出，將樹芯取出後，放置在木占台，用保鮮膜封存，防止翹曲。最後以酒精消毒巨木鑽取傷口，再用蠟等材料實封傷口，避免巨木受腐朽等第二次傷害。

(二)樹芯年輪數的測定與骨架主幹最大樹齡的推估方法

    利用取樣所採到樹芯進行巨木樹齡的計算，分別以人工目視、影像軟體掃描計算樹芯年輪數，並相互比較。

    因各株巨木幾何半徑過大及鑽取部位的不同，或因紅檜天然腐朽(通常蓮根腐朽菌)，導致心材常易腐朽形成空洞，無法計算樹芯缺損之樹齡。其無法計算的空白部分必須用文獻公式進行推估，採取紅檜幼齡期平均生長量推估空白部分之樹齡。（圖2）

(三)單株或合併木及樹齡之調查結果

    經調查巨木根系嫁接及樹幹合併之幾何形態變化特徵，44株巨木（含臺灣杉）多數以合併木方式存在，其中紅檜巨木單株有10株、4株為根系嫁接合併木，以及樹幹合併為合併木有29株，樹幹合併木之比率高達65%左右。樹齡方面，從現有的合併木樹芯年輪定年計算，平均年輪數為437年，最年長的巨木樹齡達1099年；單株之最大樹齡推估為1515年。

(四)樹木生長與氣候變遷

    溫度與植物生長息息相關，臺灣的平均溫度在百年內大約上升了攝氏1.4 度，是同期全球平均增溫速率的2 倍。紅檜巨木在近100年有正向生長趨勢，甚至於2018-2010年的生長趨勢達到以前巨木生長量220%，近代紅檜巨木呈現加速生長的情況。（圖3、4）