福山與塔塔加地區兩樹種綠葉分解之比較

兩 樹 種 綠 葉 在 塔 塔 加 與 福 山 地 區 分 解 作 用 之 比 較 黃 菊 美 1, 杜 清 澤 1, 林 國 銓 2, 3 1 行 政 院 農 業 委 員 會 林 業 試 驗 所 育 林 組 ; 2 行 政 院 農 業 委 員 會 林 業 試 驗 所 副 所 長 室 ; 3 通 訊 作 者 E-mail: kuolin@tfri.gov.tw [ 摘 要 ] 於 海 拔 不 同 的 塔 塔 加 和 福 山 地 區 分 別 進 行 綠 葉 分 解 作 用 之 研 究, 以 瞭 解 兩 地 區 不 同 樹 種 ( 短 尾 葉 石 櫟 和 臺 灣 雲 杉 ), 分 解 速 率 與 養 分 動 態 變 化 兩 樹 種 綠 葉 在 福 山 地 區 的 分 解 速 率 比 塔 塔 加 地 區 快, 剩 餘 重 量 較 低, 可 能 是 因 福 山 海 拔 較 低, 氣 溫 較 高 有 利 於 分 解 綠 葉 經 2 或 4 年 分 解, 兩 地 區 兩 樹 種 僅 在 分 解 初 期 的 6 個 月 或 1 年 間 剩 餘 重 量 有 差 異, 以 臺 灣 雲 杉 分 解 較 快, 其 餘 期 間 無 顯 著 差 異 但 分 解 1 年 以 後, 塔 塔 加 仍 以 臺 灣 雲 杉 分 解 略 高 於 短 尾 葉 石 櫟, 福 山 則 以 短 尾 葉 石 櫟 分 解 速 率 略 高 於 臺 灣 雲 杉 臺 灣 雲 杉 綠 葉 在 春 季 或 秋 季 放 置, 其 分 解 速 率 差 異 不 大 兩 樹 種 的 原 始 養 分 含 量 及 木 質 素 皆 呈 顯 著 差 異, 僅 鈣 無 差 異, 其 中 氮 磷 鉀 以 臺 灣 雲 杉 含 量 較 高, 碳 鎂 木 質 素 碳 氮 比 以 短 尾 葉 石 櫟 較 高 分 解 期 間 各 養 分 含 量 之 動 態 變 化 不 同, 氮 在 兩 地 區 兩 樹 種 皆 呈 上 升 趨 勢, 鉀 和 碳 氮 比 則 是 下 降 趨 勢, 其 餘 養 分 卻 升 降 不 定 或 保 持 平 穩 塔 塔 加 地 區 此 兩 樹 種 碳 和 氮 剩 餘 量 在 同 一 分 解 期 間 皆 高 於 福 山 者, 顯 示 塔 塔 加 枝 葉 層 能 累 積 更 多 的 碳 和 氮 關 鍵 字 : 分 解 作 用 短 尾 葉 石 櫟 臺 灣 雲 杉 木 質 素 碳 氮 比 Decomposition of Fresh Leaves of Two Species at Fushan and Tatachia Forest Sites Chu-Mei Huang 1,Chin-Tzer Duh 1 and Kuo-Chuan Lin 2, 3 1 Division of Silviculture, Taiwan Forestry Research Institute; 2 Deputy Director Office, Taiwan Forestry Research Institute; 3 Corresponding author E-mail: kuolin@tfri.gov.tw ABSTRACT Decomposition processes of fresh leaves in Fushan (a lower elevation site) and Tatachia (a higher elevation site) forests were studied to gain a better understanding of the variation in decomposition rate and nutrient dynamics between tree species and sites. Foliage of Pasania harlandii and Picea morrisonicola were collected in spring and fall, processed, and placed at both sites for 4 years. With the exception of Ca, the initial concentrations of nutrients and lignin differed significantly between the leaves of the two species. N, P, and K concentrations were higher in Picea morrisonicola samples than in Pasania harlandii samples, while reversely C, Mg, and lignin concentrations and C/N ratios were higher in Pasania harlandii samples than in Picea morrisonicola samples. The remaining mass of the same species differed between sites in the first 2 years. The decomposition rates in Fushan were higher than those in Tatachia, and the remaining mass of both species in Fushan was lower than that in Tatachia. It was possibly due to the annual temperature difference between the two sites, it being higher in Fushan than in Tatachia. Regardless of 2- or 4-year- decomposition, 5 國 家 公 園 學 報 二 一 三 年 第 二 十 三 卷 第 一 期

兩 樹 種 綠 葉 在 塔 塔 加 與 福 山 地 區 分 解 作 用 之 比 較 the remaining mass differed between species at both sites during the initial 6 months and the rest of the first year. The decomposition rates of Picea morrisonicola leaves were higher than those of Pasania harlandii. But the decomposition rates of Picea morrisonicola leaves were slightly higher than those of Pasania harlandii in Tatachia after the first year, while the decomposition rates of Pasania harlandii in Fushan were slightly higher. The leaf samples collected in spring or fall showed little difference in decomposition rate. Nitrogen concentrations of the species increased at both sites during decomposition, but K and C/N ratio decreased. The dynamics of other nutrients during decomposition were irregular, either increasing or decreasing, or staying stable. In terms of the percentage of nutrient in the remaining mass during decomposition, C and N were higher in Tatachia than in Fushan, showing that the forest litter layer in Tatachia accumulated more C and N mass than that in Fushan. Keywords: decomposition, Pasania harlandii, Picea morrisonicola, lignin, C/N ratio 前 言 枯 落 物 的 分 解 為 森 林 生 態 系 養 分 循 環 的 重 要 過 程, 分 解 作 用 提 供 有 機 質 和 礦 質 養 分, 影 響 微 生 物 活 動 枝 葉 層 養 分 的 釋 出 土 壤 有 效 養 分 的 量 (Swift et al. 1979), 故 欲 瞭 解 森 林 生 態 系 的 養 分 循 環, 必 須 對 分 解 過 程 加 以 監 測 枯 落 物 中 以 落 葉 占 最 大 量 (Waring and Schlesinger 1985, Lin et al. 3), 故 對 落 葉 分 解 過 程 的 瞭 解 十 分 重 要 落 葉 分 解 為 一 極 為 複 雜 的 過 程, 受 許 多 因 素 影 響, 不 同 氣 候 帶 的 分 解 速 率 主 要 受 氣 候 因 素 影 響 (Meentemeyer 1978), 尤 其 是 氣 溫 及 降 水 量 同 一 區 域 不 同 樹 種 中 則 以 落 葉 性 質 影 響 較 大, 尤 其 以 落 葉 化 學 性 質 最 具 影 響 (Swift et al. 1979, Berg and Staaf 198) 臺 灣 位 於 亞 熱 帶, 在 中 低 海 拔 的 闊 葉 林 其 落 葉 分 解 已 有 許 多 研 究 發 表 ( 顏 江 河 陳 佳 慧 1999, 周 育 如 3, 林 國 銓 等 2,3,7, 許 佳 雯 7), 部 分 針 葉 樹 如 臺 灣 二 葉 松 (Pinus taiwaniensis) ( 何 淑 玲 3) 杉 木 (Cunninghamia lanceolata) ( 周 育 如 3, 林 國 銓 等 3) 柳 杉 (Cryptomeria japonica) ( 林 國 銓 等 11) 等, 其 落 葉 的 分 解 亦 有 初 步 的 瞭 解 但 對 中 高 海 拔 天 然 林 其 落 葉 分 解 的 了 解 卻 很 少 尤 其 中 高 海 拔 地 區 氣 溫 較 低, 與 溫 帶 地 區 相 近, 落 葉 分 解 過 程 是 否 與 中 低 海 拔 不 同? 不 同 樹 種 在 不 同 海 拔 的 分 解 速 率 是 否 不 同? 這 些 問 題 都 有 待 釐 清 故 選 擇 臺 灣 東 北 部 海 拔 約 6-7 m 福 山 地 區 闊 葉 林, 及 中 部 隸 屬 玉 山 國 家 公 園, 海 拔 2,5-3, m 的 塔 塔 加 地 區 天 然 針 葉 林 中 較 主 要 的 臺 灣 雲 杉 (Picea morrisonicola) 林 為 對 象 比 較 此 兩 林 分 較 優 勢 樹 種 落 葉 長 期 的 分 解 過 程, 希 望 能 解 答 下 列 問 題,1. 低 海 拔 與 高 海 拔 地 區 落 葉 的 分 解 速 率 是 否 有 差 異?2. 不 同 樹 種 其 長 期 分 解 速 率 是 否 有 差 異?3. 分 解 過 程 中 主 要 養 分 含 量 和 其 釋 出 量 如 何 變 化? 是 否 受 海 拔 和 樹 種 影 響? 由 於 天 然 林 中 收 取 單 一 樹 種 的 落 葉, 十 分 困 難, 故 取 綠 葉 進 行 研 究, 同 時 亦 可 模 擬 受 颱 風 干 擾 時, 大 量 綠 葉 脫 落 (Lin et al. 3) 時 的 分 解 過 程 材 料 與 方 法 一 試 驗 地 本 研 究 高 海 拔 試 驗 地 以 位 於 玉 山 國 家 公 園 境 內 的 塔 塔 加 地 區 為 對 象 該 試 驗 地 位 於 北 緯 23 28', 東 經 1 52', 即 南 投 縣 信 義 鄉 同 富 村, 接 近 嘉 義 縣 阿 里 山 鄉 所 選 定 的 臺 灣 雲 杉 林 海 拔 約 2,55-2,65 m, 分 解 期 間 (6-1) 年 平 均 溫 度 11.5, 年 降 雨 量 4,369 mm ( 中 央 氣 象 局 阿 里 山 觀 測 站 ) 喬 木 以 臺 灣 雲 杉 為 主, 混 生 少 量 臺 灣 華 山 松 (Pinus armandii var. masteriana) 紅 檜 (Chamaecyparis formosensis) 臺 灣 鐵 杉 (Tsuga chinensis var. formosana) 南 洋 紅 豆 杉 (Taxus sumatrana) 等 樹 種 低 海 拔 試 驗 地 以 林 業 試 驗 所 福 山 研 究 中 心 轄 內 未 受 人 為 干 擾 的 天 然 闊 葉 林 為 對 象 該 國 家 公 園 學 報 二 一 三 年 第 二 十 三 卷 第 一 期 51

黃 菊 美, 杜 清 澤, 林 國 銓 林 地 位 於 北 緯 24 34', 東 經 121 34', 即 臺 北 縣 烏 來 鄉 福 山 村 和 宜 蘭 縣 員 山 鄉 湖 西 村 交 界 處 年 平 均 溫 度 18.2, 年 降 雨 量 4516 mm (-9) ( 陸 象 豫 等 9) 所 選 定 的 原 生 天 然 闊 葉 樹 林 係 屬 暖 溫 帶 雨 林 的 樟 櫟 群 叢 海 拔 約 6-7 m 喬 木 以 鋸 葉 長 尾 栲 (Castanopsis cuspidata var. carlesii f. sessilis) 豬 腳 楠 (Machilus thunbergii) 黃 杞 (Engelhardtia roxburghiana) 綠 樟 (Meliosma squamulata) 長 葉 木 薑 子 (Litsea acuminata) 短 尾 葉 石 櫟 (Pasania harlandii) 等 樹 種 較 為 優 勢 二 綠 葉 分 解 1. 枝 葉 包 的 製 作 選 擇 塔 塔 加 地 區 的 臺 灣 雲 杉 及 福 山 的 短 尾 葉 石 櫟 為 對 象 於 選 定 的 兩 林 分 中 選 取 胸 徑 大 於 1 cm 的 喬 木 5 至 1 株 為 樣 木, 於 5 年 12 月, 截 取 枝 條, 於 室 內 採 集 其 完 全 展 開 的 成 熟 葉, 將 兩 樹 種 葉 片 分 別 氣 乾, 製 作 枝 葉 包, 其 方 法 為 : 取 g 之 葉 片, 分 裝 於 枝 葉 包 中 短 尾 葉 石 櫟 葉 片 遠 大 於 臺 灣 雲 杉 的 葉 片, 故 短 尾 葉 石 櫟 用 25 x cm 的 枝 葉 包, 臺 灣 雲 杉 用 cm 的 枝 葉 包 枝 葉 包 的 材 料 為 尼 龍 布 (5 μm 網 孔 ) 短 尾 葉 石 櫟 製 作 6 個 枝 葉 包, 每 裝 1 包 留 取 1 包 供 做 初 期 含 水 率 木 質 素 主 要 養 分 灰 分 等 之 測 定 臺 灣 雲 杉 由 於 葉 片 取 樣 較 多, 製 作 1 個 枝 葉 包, 每 裝 包 亦 留 取 1 包 供 做 初 期 性 質 測 定 之 用 合 計 共 製 作 192 個 枝 葉 包 2. 枝 葉 包 放 置 及 收 集 由 於 3 月 為 福 山 闊 葉 林 落 葉 高 峰 期 的 開 始 ( 林 國 銓 1997), 因 此 兩 樹 種 枝 葉 包 於 6 年 3 月 初 分 別 放 置 回 兩 林 地, 模 擬 春 季 落 葉 由 於 兩 地 區 海 拔 不 同, 年 平 均 溫 度 差 異 很 大, 故 採 用 不 同 分 解 期 間 進 行 試 驗 塔 塔 加 地 區 進 行 4 年, 福 山 地 區 進 行 2 年 且 分 解 初 期 各 項 性 質 變 化 可 能 較 大, 故 採 取 初 期 較 密 集 回 收 的 方 式 取 樣 放 置 方 式 為 於 橫 坡 方 向 設 置 5 條 大 致 平 行 m 樣 線,2 樣 線 相 距 至 少 1 m 每 樣 線 每 隔 2 m 設 一 樣 點, 塔 塔 加 設 8 樣 點, 福 山 設 7 樣 點 每 樣 點 放 置 短 尾 葉 石 櫟 和 臺 灣 雲 杉 各 1 個 枝 葉 包 由 於 臺 灣 雲 杉 製 作 的 枝 葉 包 較 多, 故 增 設 1 條 樣 線, 每 樣 點 僅 放 置 1 個 臺 灣 雲 杉 枝 葉 包 總 計 塔 塔 加 放 置 短 尾 葉 石 櫟 32 (4 樣 線 8 樣 點 ) 包, 臺 灣 雲 杉 (5 樣 線 8 樣 點 ) 包 ; 福 山 則 為 短 尾 葉 石 櫟 28 (4 樣 線 7 樣 點 ) 包, 臺 灣 雲 杉 35 (5 樣 線 7 樣 點 ) 包 枝 葉 包 放 置 於 枝 葉 層 表 面, 儘 量 不 干 擾 枝 葉 層 各 枝 葉 包 並 插 上 旗 子, 以 標 示 位 置 塔 塔 加 於 放 置 後 第 3 月 6 月 1 年 1.5 年 2 年 2.5 年 3 年 3.8 年 ; 福 山 於 放 置 後 第 1 月 3 月 6 月 9 月 1 年 1.5 年 2 年, 在 每 樣 線 逢 機 選 取 1 個 樣 點 的 枝 葉 包, 故 每 試 驗 地 短 尾 葉 石 櫟 取 4 包 和 臺 灣 雲 杉 取 5 包, 帶 回 實 驗 室 另 外, 臺 灣 雲 杉 於 6 年 9 月 初 再 放 置 回 塔 塔 加 一 次, 模 擬 秋 季 落 葉 放 置 方 式 與 春 季 相 同, 於 臺 灣 雲 杉 春 季 樣 點 各 放 置 1 個 枝 葉 包, 共 包 放 置 後 第 3 月 6 月 1 年 1.5 年 2 年 2.5 年 3.3 年 4.1 年, 每 樣 線 逢 機 選 取 1 個 樣 點 的 枝 葉 包, 故 共 取 5 包, 帶 回 實 驗 室 帶 回 實 驗 室 之 枝 葉 包 經 清 除 表 面 和 內 部 土 壤 其 它 雜 質 如 昆 蟲 糞 便 等 及 侵 入 的 細 根 後, 以 65 烘 乾, 計 算 其 剩 餘 重 量 3. 化 學 分 析 原 始 枝 葉 包 的 葉 片 經 烘 乾 稱 重, 測 定 含 水 率 後, 將 之 磨 粉 (<.5 mm) 進 行 化 學 分 析 取 回 枝 葉 包 的 葉 片 稱 重 後 亦 磨 粉, 進 行 化 學 分 析 分 析 時 取 1. g 樣 本 以 45 灰 化 4 小 時, 測 定 其 灰 分 含 量 並 以 約 4. mg 樣 本 以 元 素 分 析 儀 (ELEMENTAR vario EL 型 ), 分 析 碳 和 氮 含 量 木 質 素 含 量 以 Klason 木 質 素 表 示, 僅 測 定 其 原 始 含 量, 取 2. g 樣 本 以 benzene 和 ethanol 混 合 液 (benzene 和 ethanol 體 積 比 2:1 混 合 ) 萃 取 可 溶 物 後, 再 以 72% H 2 SO 4 溶 解 全 纖 維 素 等 物 質, 剩 下 的 不 溶 物 即 為 Klason 木 質 素 (TAPPI 1974) 另 以.5 g 樣 本 用 2N HCl 以 濕 消 化 法, 配 成 溶 液 以 感 應 耦 合 電 漿 光 譜 分 析 儀 (ICP, JY, Johin Yvon Emission) 測 定 磷 鉀 鈣 鎂 含 量 (Harmon and Lajtha 1999) 52 國 家 公 園 學 報 二 一 三 年 第 二 十 三 卷 第 一 期

兩 樹 種 綠 葉 在 塔 塔 加 與 福 山 地 區 分 解 作 用 之 比 較 所 有 的 剩 餘 重 量 及 養 分 含 量 的 計 算, 皆 以 無 灰 分 的 烘 乾 重 為 準, 以 減 少 枝 葉 包 受 土 壤 的 干 擾 (House and Stinner 1987) 4. 統 計 分 析 綠 葉 分 解 以 綠 葉 剩 餘 重 量 表 示, 即 以 原 始 剩 餘 重 量 轉 化 為 1%, 每 次 回 收 枝 葉 包 時, 葉 片 剩 餘 重 量 計 算 如 下 : 剩 餘 重 量 (%)= 當 次 重 量 / 原 始 重 量 1% 各 養 分 之 計 算, 亦 設 定 原 始 量 為 1%, 每 次 回 收 枝 葉 包 時, 各 養 分 剩 餘 量 計 算 如 下 : 養 分 剩 餘 量 (%)=( 當 次 養 分 濃 度 當 次 葉 片 重 量 ) / ( 原 始 養 分 濃 度 原 始 葉 片 重 量 ) 1% 綠 葉 年 分 解 速 率 以 單 一 負 指 數 分 解 模 式 ln (Xt/Xo) = -kt, 求 出 年 分 解 常 數 (k), 式 中 Xo 為 初 期 重 量,Xt 為 t 年 時 的 重 量 (Olson 1963) 除 指 數 分 解 模 式 外, 另 以 迴 歸 式 建 立 剩 餘 重 量 與 時 間 的 關 係 結 果 塔 塔 加 地 區 春 季 放 置 之 兩 樹 種 經 約 4 年 的 分 解, 短 尾 葉 石 櫟 剩 餘 重 量 為 31.2%, 臺 灣 雲 杉 為 28.2% 在 分 解 第 3 6 12 個 月 時, 皆 以 臺 灣 雲 杉 剩 餘 重 量 較 短 尾 葉 石 櫟 低, 分 解 速 率 較 快, 此 後 兩 樹 種 剩 餘 重 量 則 無 顯 著 差 異, 但 仍 以 臺 灣 雲 杉 剩 餘 重 量 略 低 ( 圖 1) 至 於 塔 塔 加 地 區 秋 季 放 置 之 臺 灣 雲 杉, 經 約 4 年 的 分 解, 剩 餘 重 量 為 26.2% 比 較 臺 灣 雲 杉 春 秋 兩 季 放 置 時 間 綠 葉 剩 餘 重 量 的 差 異, 發 現 僅 在 分 解 至 第 1 年 時 有 差 異 (p <.1), 其 餘 期 間 無 顯 著 差 異 ( 圖 2) 在 福 山 地 區 兩 樹 種 經 2 年 分 解 短 尾 葉 石 櫟 剩 餘 重 量 為 26.1%, 臺 灣 雲 杉 為 31.%, 分 解 期 間 兩 樹 種 只 有 在 第 1 和 3 個 月 時 剩 餘 重 量 有 差 異 (p <.1), 以 為 臺 灣 雲 杉 剩 餘 重 量 顯 著 較 低, 分 解 速 率 較 快, 其 餘 期 間 無 顯 著 差 異 但 在 6 個 月 後, 以 短 尾 葉 石 櫟 剩 餘 重 量 較 低, 分 解 速 率 較 臺 灣 雲 杉 略 快 ( 圖 3) 比 較 同 一 樹 種 放 置 在 兩 地 區 的 剩 餘 重 量, 發 現 所 有 期 間 皆 呈 顯 著 差 異 (p <.5), 經 2 年 分 解 兩 樹 種 皆 以 福 山 地 區 剩 餘 重 量 顯 著 較 塔 塔 加 地 區 低 經 1 年 分 解, 短 尾 葉 石 櫟 在 福 山 及 塔 塔 加 剩 餘 重 量 分 別 為 43.6 及 77.9%; 臺 灣 雲 杉 在 福 山 及 塔 塔 加 則 分 別 剩 餘 49.1 及 65.7% 短 尾 葉 石 櫟 在 福 山 地 區 剩 餘 重 量 僅 為 塔 塔 加 地 區 之 56.1%, 臺 灣 雲 杉 在 福 山 之 剩 餘 重 量 則 為 塔 塔 加 之 74.8% 經 2 年 的 分 解, 福 山 地 區 兩 樹 種 的 剩 餘 重 量 為 塔 塔 加 地 區 的 49.3-63.% ( 圖 1 和 3) 以 單 一 負 指 數 分 解 模 式 計 算 之 分 解 常 數 (k 值 ), 塔 塔 加 地 區 短 尾 葉 石 櫟 第 2 年 略 高 於 第 1 年, 此 後 保 持 穩 定 臺 灣 雲 杉 不 論 春 或 秋 季 放 置, 第 1 年 k 值 皆 最 高, 此 後 亦 大 致 穩 定 ( 表 1) 福 山 地 區 兩 樹 種 k 值 第 1 年 皆 高 於 第 2 年 前 2 年 的 分 解 福 山 地 區 兩 樹 種 k 值 皆 高 於 塔 塔 加 以 樹 種 而 言, 兩 樹 種 k 值 無 顯 著 差 異, 但 短 尾 葉 石 櫟 在 福 山 地 區 第 1 和 2 年 k 值 皆 略 高 於 臺 灣 雲 杉, 顯 示 短 尾 葉 石 櫟 在 福 山 分 解 較 快 塔 塔 加 地 區 則 相 反, 以 臺 灣 雲 杉 k 值 在 第 1 2 4 年 略 高, 分 解 速 率 較 短 尾 葉 石 櫟 快 臺 灣 雲 杉 在 塔 塔 加 地 區 不 論 春 季 或 秋 季 放 置, 剩 餘 重 量 與 時 間 的 關 係 都 可 以 用 一 次 迴 歸 式 表 示, 決 定 係 數 皆 為.86 ( 圖 2); 臺 灣 雲 杉 在 福 山 地 區 則 可 用 三 次 迴 歸 式 表 示 (p <.1), 決 定 係 數 為.91 ( 圖 3) 對 短 尾 葉 石 櫟 而 言, 其 分 解 過 程 剩 餘 重 量 與 時 間 在 塔 塔 加 地 區 可 用 三 次 迴 歸 式 表 示 (p <.1), 在 福 山 地 區 可 用 二 次 迴 歸 式 表 示 (p <.1), 兩 者 的 決 定 係 數 皆 大 於.9 ( 圖 1 和 3) 兩 樹 種 綠 葉 之 原 始 養 分 含 量 及 木 質 素, 除 鈣 外 皆 呈 現 顯 著 差 異 (p <.1), 氮 磷 鉀 以 臺 灣 雲 杉 含 量 較 高, 碳 鎂 碳 氮 比 和 木 質 素 含 量 則 以 短 尾 葉 石 櫟 較 高 ( 表 2) 分 解 期 間 養 分 含 量 的 動 態 變 化 方 面, 在 不 同 期 間 養 分 含 量 大 都 呈 顯 著 差 異, 但 各 養 分 含 量 之 變 化 趨 勢 不 同 兩 樹 種 氮 含 量 在 兩 地 區 皆 呈 上 升 趨 勢, 短 尾 葉 石 櫟 由 12.6 mg/g 上 升 至 21.-21.2 mg/g, 臺 灣 雲 杉 由 16. mg/g 上 升 至 24.5 mg/g ( 圖 4a 和 5a) 塔 塔 加 地 區 臺 灣 雲 杉 的 氮 含 量 皆 顯 著 高 於 短 尾 葉 石 櫟 ( 圖 4a), 福 山 地 區 臺 灣 雲 杉 僅 在 第 1 6 24 個 月 期 間 顯 著 高 於 短 尾 葉 石 櫟 ( 圖 國 家 公 園 學 報 二 一 三 年 第 二 十 三 卷 第 一 期 53

剩 餘 重 量 (%) 剩 餘 重 量 (%) 剩 餘 重 量 (%) 黃 菊 美, 杜 清 澤, 林 國 銓 1 9 8 7 6 5 : Y= 77.398 -.36X R 2 =.86 : Y= 98.986 -.71X + 1.174 1-8 X 3 R 2 =.94 6 8 1 1 1 短 尾 葉 石 櫟 臺 灣 雲 杉 圖 1.. 塔 塔 加 地 區 兩 樹 種 綠 葉 分 解 期 間 剩 餘 重 量 之 動 態 變 化 ( 春 季 放 置 ; 各 點 的 垂 直 線 為 標 準 差 ) 1 9 8 7 6 5 : Y= 77.398 -.36X R 2 =.86 : Y= 75.918 -.35X R 2 =.86 6 8 1 1 1 16 3 月 9 月 圖 2. 塔 塔 加 地 區 臺 灣 雲 杉 綠 葉 不 同 放 置 時 間 分 解 期 間 剩 餘 重 量 之 動 態 變 化 ( 各 點 的 垂 直 線 為 標 準 差 ) 1 9 8 7 6 5 : Y=1.7 -.232X+.2X 2 R 2 =.92 1 5 6 7 8 短 尾 葉 石 櫟 臺 灣 雲 杉 : Y=83.61 -.119X + 8.589 1-8 X 3 R 2 =.91 圖 3. 福 山 地 區 兩 樹 種 綠 葉 分 解 期 間 剩 餘 重 量 之 動 態 變 化 ( 各 點 的 垂 直 線 為 標 準 差 ) 54 國 家 公 園 學 報 二 一 三 年 第 二 十 三 卷 第 一 期

兩 樹 種 綠 葉 在 塔 塔 加 與 福 山 地 區 分 解 作 用 之 比 較 表 1. 在 塔 塔 加 及 福 山 地 區 兩 樹 種 綠 葉 於 不 同 分 解 期 間 的 分 解 常 數 (k) 生 育 地 樹 種 1 年 2 年 3 年 4 年 塔 塔 加 短 尾 葉 石 櫟.25.32.31.31 臺 灣 雲 杉 ( 春 季 ).42.35.27.34 臺 灣 雲 杉 ( 秋 季 ).48.36.37.35 福 山 短 尾 葉 石 櫟.84.69 - - 臺 灣 雲 杉.71.6 - - 表 2. 短 尾 葉 石 櫟 及 臺 灣 雲 杉 綠 葉 之 原 始 養 分 含 量 比 較 ( 均 數 ± 標 準 差,n=6) 項 目 / 樹 種 短 尾 葉 石 櫟 臺 灣 雲 杉 C(mg/g) 519.8±3.3* 1 54.3±3.9 N(mg/g) 12.59±.31* 16.3±.18 P(mg/g).55±.5* 1.89±.7 K(mg/g) 2.88±.35* 8.73±.1 Ca(mg/g) 8.86±1. ns 9.26±.18 Mg(mg/g) 1.32±.5*.84±.1 C/N ratio 41.28±1.23* 31.52±.18 lignin (%) 42.77±2.8* 25.25±. 1 ns : p >.5; *: p <.1 5a) (p <.5) 磷 含 量 的 變 化 視 其 原 始 含 量 而 異, 短 尾 葉 石 櫟 原 始 含 量 較 低, 在 分 解 期 間 呈 上 升 趨 勢, 經 2 或 4 年 分 解, 磷 含 量 達 1.1-1.9 mg/g; 臺 灣 雲 杉 磷 原 始 含 量 較 高, 分 解 期 間 呈 下 降 趨 勢, 經 2 或 4 年 分 解 降 至 1.1-1.12 mg/g ( 圖 4b 和 5b) 鉀 含 量 兩 樹 種 在 兩 地 區 皆 呈 明 顯 下 降 ( 圖 4c 和 5c), 短 尾 葉 石 櫟 由 2.88 mg/g 降 至.63-.91 mg/g, 臺 灣 雲 杉 由 8.73 mg/g 降 至.42-.59 mg/g 兩 樹 種 鈣 含 量 則 在 塔 塔 加 地 區 大 致 呈 上 升 趨 勢, 至 1.5 年 後 呈 穩 定 狀 態, 維 持 在 12.1-14.8 mg/g 間 ; 在 福 山 地 區 則 上 升 至 3-6 個 月 後 開 始 下 降,2 年 後 降 至 3.92-4.84 mg/g ( 圖 4d 和 5d) 鎂 含 量 在 塔 塔 加 地 區 兩 樹 種 皆 呈 下 降 趨 勢, 但 臺 灣 雲 杉 偶 有 上 升, 至 2.5 年 後 大 致 保 持 平 穩 ; 福 山 地 區 短 尾 葉 石 櫟 鎂 含 量 在 分 解 前 6 個 月 呈 上 升 趨 勢, 此 後 下 降, 保 持 在.9-1.24 mg/g 間 ; 臺 灣 雲 杉 則 在 第 1 年 保 持 平 穩, 此 後 上 升, 至 1.5 年 後 下 降 ( 圖 4e 和 5e) 碳 氮 比 方 面, 在 塔 塔 加 地 區 分 解 各 期 間 兩 樹 種 皆 有 顯 著 差 異, 短 尾 葉 石 櫟 碳 氮 比 快 速 下 降, 至 2.5 年 後 保 持 在 24.8-26.2 間, 臺 灣 雲 杉 則 在 3 個 月 內 快 速 下 降, 此 後 保 持 平 穩 至 1.5 年, 再 緩 慢 下 降 至.6 ( 圖 4f) 福 山 地 區 短 尾 葉 石 櫟 碳 氮 比 在 分 解 期 間 持 續 下 降, 至 2 年 時 達.2; 臺 灣 雲 杉 則 不 同, 大 致 維 持 在 23.-28.1 間, 至 2 年 時 才 降 至.7 ( 圖 5f) 在 塔 塔 加 地 區 秋 季 放 置 的 臺 灣 雲 杉 葉 片 養 分 含 量 和 碳 氮 比 的 變 化 趨 勢, 與 春 季 放 置 大 致 相 似, 僅 有 少 數 期 間 有 差 異, 在 1 2.5 4 年 時 春 季 放 置 葉 片 的 氮 含 量 明 顯 地 高 於 秋 季 放 置 者, 故 其 碳 氮 比 明 顯 較 低 ( 圖 6) 養 分 剩 餘 量 方 面, 分 解 期 間 兩 樹 種 碳 剩 餘 量 皆 持 續 下 降 ( 圖 7), 氮 剩 餘 量 則 皆 在 前 1 或 3 個 月 上 升, 之 後 才 下 降, 氮 剩 餘 量 甚 至 有 超 過 1% 的 情 況 ( 圖 8) 在 同 一 分 解 期 間, 此 兩 樹 種 在 塔 塔 加 地 區 碳 和 氮 剩 餘 量 皆 明 顯 高 於 福 山 地 區 者, 顯 示 塔 塔 加 地 區 碳 和 氮 釋 出 的 速 率 較 慢 討 論 枯 落 物 的 分 解 速 率 受 到 許 多 因 素 影 響, 這 些 因 素 主 要 可 分 為 三 大 類 即 環 境 枯 落 物 性 質 土 壤 微 生 物 (Waring and Schlesinger 1985) 就 大 面 積 的 區 域 而 言, 氣 候 為 主 要 的 環 境 因 素 臺 灣 雖 地 處 亞 熱 帶, 但 塔 塔 加 地 區 海 拔 超 過 2,5 m, 年 平 均 溫 度 11.5, 已 類 似 溫 帶 地 區, 與 屬 於 亞 熱 帶 的 福 山 地 區, 年 平 均 溫 度 18.2 有 明 顯 的 差 異 因 為 在 相 同 的 雨 國 家 公 園 學 報 二 一 三 年 第 二 十 三 卷 第 一 期 55

鉀 含 量 (mg/g) C/N ratio 磷 含 量 (mg/g) 鎂 含 量 (mg/g) 氮 含 量 (mg/g) 鈣 含 量 (mg/g) 黃 菊 美, 杜 清 澤, 林 國 銓 25 15 1 短 尾 葉 石 櫟 臺 灣 雲 杉 a 18 15 12 9 6 3 d 2. 1.8 1.6 1.4 1.2 1..8.6.4.2. b 1.5 1.2.9.6.3. e 1 8 c 45 f 6 35 4 2 25 圖 4. 塔 塔 加 地 區 兩 樹 種 綠 葉 分 解 期 間 之 氮 磷 鉀 鈣 鎂 含 量 與 碳 氮 比 之 動 態 變 化 ( 各 點 的 垂 直 線 為 標 準 差 ) 量 下, 枯 落 物 的 分 解 率 與 溫 度 呈 正 相 關, 故 在 塔 塔 加 的 兩 樹 種, 其 2 年 分 解 期 間 的 剩 餘 重 量 皆 高 於 福 山 地 區 者 ( 圖 1 和 3),k 值 則 皆 較 低 ( 表 1), 顯 示 塔 塔 加 地 區 綠 葉 分 解 速 率 較 慢, 主 要 受 溫 度 較 低, 降 低 微 生 物 活 動 的 影 響 位 於 加 拿 大 Aberta 省, 冷 溫 帶 的 Picea glauca 其 針 葉 分 解 3 年,k 值 為.18 (Prescott et al. 1993) 低 於 塔 塔 加 臺 灣 雲 杉 的.27-.37 ( 表 1), 應 與 其 溫 度 較 低 有 關, 當 地 1 月 平 均 溫 度 為 -1, 遠 低 於 塔 塔 加 的 7.1 美 國 Wisconsin 州 中 南 部 2 種 針 葉 樹 落 葉 經 2 年 分 解 剩 餘 重 量 為 46.8-54.9% (McClaugherty et al. 1985), 本 研 究 塔 塔 加 的 臺 灣 雲 杉 剩 餘 重 量 (49.2%) 與 其 相 近 美 國 Washington 州 西 部, 年 平 均 溫 度 為 5.4-9.4, 其 4 種 針 葉 樹 之 針 葉 經 2 年 的 分 解 剩 餘 重 量 為 41.5-54.7% (Edmonds 198), 此 量 與 塔 塔 加 的 臺 灣 雲 杉 剩 餘 重 量 相 近 在 紐 西 蘭 氣 候 與 塔 塔 加 類 似 的 地 區,Eucalyptus globulus 落 葉 經 1 年 分 解 剩 餘 重 量 為 33.1-46.1% (Guo and Sims 1), 低 於 塔 塔 加 臺 灣 雲 杉 的 剩 餘 重 量 ( 圖 1) 在 臺 灣 位 於 海 拔 約 1,6 m 的 巒 大 事 業 區 柳 杉 林 ( 南 投 56 國 家 公 園 學 報 二 一 三 年 第 二 十 三 卷 第 一 期

鉀 含 量 (mg/g) C/N ratio 磷 含 量 (mg/g) 鎂 含 量 (mg/g) 氮 含 量 (mg/g) 鈣 含 量 (mg/g) 兩 樹 種 綠 葉 在 塔 塔 加 與 福 山 地 區 分 解 作 用 之 比 較 短 尾 葉 石 櫟 臺 灣 雲 杉 15 25 a 1 d 15 5 1 6 8 6 8 3. 2.5 2. 1.5 b 2. 1.5 1. e 1..5. 6 8.5. 6 8 9 8 7 6 5 4 3 2 1 6 8 c 35 25 6 8 f 圖 5. 福 山 地 區 兩 樹 種 綠 葉 分 解 期 間 之 氮 磷 鉀 鈣 鎂 含 量 與 碳 氮 比 之 動 態 變 化 ( 各 點 的 垂 直 線 為 標 準 差 ) 縣 信 義 鄉 ), 年 平 均 溫 度 15.2, 年 雨 量 2,66 mm, 柳 杉 綠 葉 分 解 1 年 剩 餘 重 量 為 48.1-5.%,2 年 為 32.3-36.7% ( 林 國 銓 等 11), 其 量 高 於 塔 塔 加 的 臺 灣 雲 杉 者 比 較 塔 塔 加 與 上 述 地 區 分 解 作 用 的 研 究 結 果, 可 以 看 出 塔 塔 加 臺 灣 雲 杉 之 分 解 速 率 大 致 與 溫 帶 地 區 之 樹 種 相 近 在 闊 葉 樹 方 面, 福 山 地 區 闊 葉 樹 葉 部 分 解 速 率 因 樹 種 而 不 同, 第 1 年 分 解 k 值 為.-.97, 第 2 年 k 值 為.34-.67( 林 國 銓 等 2 和 7) 本 研 究 在 福 山 分 解 的 短 尾 葉 石 櫟 在 其 範 圍 內 之 上 緣 ( 表 1), 故 短 尾 葉 石 櫟 屬 分 解 較 快 的 闊 葉 樹 氣 候 與 臺 灣 相 近 的 琉 球 地 區, 位 於 冲 繩 島 北 部 4 種 樹 冠 上 層 主 要 喬 木 的 落 葉 經 2 年 分 解 剩 餘 重 量 為.1-44.9% (Xu and Hirata 5), 福 山 地 區 短 尾 葉 石 櫟 的 剩 餘 重 量 在 其 範 圍 內 ( 圖 2) 而 臺 灣 屏 東 縣 墾 丁 高 位 珊 瑚 礁 自 然 保 護 區 其 落 葉 經 1 年 分 解 剩 餘 國 家 公 園 學 報 二 一 三 年 第 二 十 三 卷 第 一 期 57

鉀 含 量 (mg/g) C/N ratio 磷 含 量 (mg/g) 鎂 含 量 (mg/g) 氮 含 量 (mg/g) 鈣 含 量 (mg/g) 黃 菊 美, 杜 清 澤, 林 國 銓 25 17 14 15 臺 灣 雲 杉 3 月 臺 灣 雲 杉 9 月 11 8 1 5 2. 1. 1.5.8 1..6.5.4.2.. 1 8 35 6 4 2 25 圖 6. 塔 塔 加 地 區 臺 灣 雲 杉 綠 葉 不 同 放 置 時 間 分 解 期 間 之 氮 磷 鉀 鈣 鎂 含 量 與 碳 氮 比 之 動 態 變 化 ( 各 點 的 垂 直 線 為 標 準 差 ) 重 量 為 5.-54.4%, 因 地 形 而 異 (Liao et al. 6) 鄰 近 的 中 國 大 陸 有 大 面 積 地 區 屬 於 亞 熱 帶 氣 候, 在 東 部 常 綠 次 生 闊 葉 林 各 樹 種 分 解 速 率 差 異 很 大, 經 1 年 分 解 剩 餘 重 量 可 由.3-5.2% (Huang et al. 7), 如 屬 殼 斗 科 的 Castanopsis chinensis,k 值 為.62 (Liu et al. 5), 本 研 究 的 短 尾 葉 石 櫟 在 福 山 的 分 解 速 率 不 出 上 述 範 圍 綜 合 言 之, 亞 熱 帶 地 區 各 樹 種 的 分 解 速 率 差 異 極 大, 固 然 受 到 各 地 區 局 部 氣 候 因 素 的 影 響, 其 它 因 素 如 樹 種 間 枯 落 物 特 性 的 差 異 等, 也 會 影 響 到 其 分 解 速 率 屬 地 中 海 型 氣 候 的 義 大 利 南 部 其 Cistus incanus 落 葉 經 1 年 分 解 剩 餘 重 量 約 為 7% (Fioretto et al. 1) 屬 同 一 氣 候 區 南 歐 的 兩 種 常 綠 灌 木 落 58 國 家 公 園 學 報 二 一 三 年 第 二 十 三 卷 第 一 期

氮 剩 餘 量 碳 剩 餘 量 兩 樹 種 綠 葉 在 塔 塔 加 與 福 山 地 區 分 解 作 用 之 比 較 1 1 8 塔 塔 加 - 短 尾 葉 石 櫟 塔 塔 加 - 臺 灣 雲 杉 福 山 - 短 尾 葉 石 櫟 福 山 - 臺 灣 雲 杉 6 6 8 1 1 1 16 圖 7. 塔 塔 加 與 福 山 地 區 兩 樹 種 綠 葉 分 解 期 間 碳 剩 餘 量 之 動 態 變 化 1 1 8 塔 塔 加 - 短 尾 葉 石 櫟 塔 塔 加 - 臺 灣 雲 杉 福 山 - 短 尾 葉 石 櫟 福 山 - 臺 灣 雲 杉 6 6 8 1 1 1 16 圖 8. 塔 塔 加 與 福 山 地 區 兩 樹 種 綠 葉 分 解 期 間 氮 剩 餘 量 之 動 態 變 化 葉 則 大 致 在 62-7% 間 (Arianoutsou 1993), 兩 地 區 年 平 均 溫 度 與 福 山 相 似, 但 年 雨 量 僅 為 68 mm, 遠 低 於 福 山 者 而 福 山 的 短 尾 葉 石 櫟 分 解 1 年 的 剩 餘 重 量 為 44%, 分 解 速 率 高 於 地 中 海 氣 候 區 者, 應 與 降 雨 量 較 高 有 關 落 葉 的 養 分 含 量 因 淋 溶 和 礦 化 作 用, 使 養 分 釋 出, 反 之 生 物 固 定 作 用 和 外 在 環 境 的 輸 入 會 使 落 葉 累 積 養 分 (Berg and Staaf 198) 就 氮 含 量 而 言, 若 枯 落 物 碳 氮 比 超 過, 生 物 固 定 作 用 較 旺 盛 易 使 氮 在 枯 落 物 累 積 (Sinha 1997) 短 尾 葉 石 櫟 和 臺 灣 雲 杉 的 碳 氮 比 皆 高 於, 故 分 解 期 間 氮 含 量 上 升 ( 圖 4-6) 即 使 碳 氮 比 降 至 以 下, 兩 樹 種 氮 含 量 仍 保 持 上 升 趨 勢, 顯 示 氮 流 失 的 速 率 低 於 乾 重 的 流 失 但 臺 灣 雲 杉 在 福 山 分 解 1 個 月 後 及 在 塔 塔 加 分 解 6 個 月 後, 其 氮 含 量 增 加 趨 勢 已 較 緩 和, 不 若 短 尾 葉 石 櫟 上 升 的 趨 勢, 此 即 可 能 因 臺 灣 雲 杉 原 始 氮 含 量 即 較 高 所 造 成 由 於 氮 含 量 的 國 家 公 園 學 報 二 一 三 年 第 二 十 三 卷 第 一 期 59

黃 菊 美, 杜 清 澤, 林 國 銓 上 升, 故 碳 氮 比 在 分 解 期 間 持 續 下 降, 或 保 持 穩 定 短 尾 葉 石 櫟 碳 氮 比 較 高, 故 下 降 趨 勢 較 明 顯 磷 含 量 的 動 態 變 化 更 受 其 原 始 含 量 的 影 響, 臺 灣 雲 杉 磷 原 始 含 量 高, 故 礦 化 作 用 高 於 生 物 固 定 作 用, 磷 含 量 持 續 下 降 ; 短 尾 葉 石 櫟 則 相 反, 磷 原 始 含 量 低, 微 生 物 需 由 環 境 吸 收 磷 以 維 持 其 生 理 作 用, 故 生 物 固 定 作 用 旺 盛, 磷 含 量 持 續 上 升 鉀 元 素 則 因 淋 溶 作 用 旺 盛, 在 分 解 初 期 即 快 速 下 降 臺 灣 雲 杉 的 鉀 原 始 含 量 雖 然 較 短 尾 葉 石 櫟 高, 但 在 福 山 分 解 3 個 月, 塔 塔 加 分 解 6 個 月 後, 兩 樹 種 鉀 含 量 大 部 分 皆 無 差 異 (p >.5) 鈣 和 鎂 含 量 在 分 解 期 間 的 動 態 變 化 則 較 不 具 規 律 性, 上 升 下 降 或 保 持 平 穩 同 一 地 區 不 同 樹 種 的 分 解 速 率, 在 分 解 初 期 有 較 大 的 差 異, 待 分 解 速 率 減 緩 時, 各 樹 種 分 解 速 率 則 相 近 (Edmonds 198, McClaugherty and Berg 1987, Berg and Ekbohm 1991) 本 研 究 亦 有 類 似 的 現 象, 兩 樹 種 的 剩 餘 重 量 在 塔 塔 加 僅 分 解 初 期 的 第 一 年, 在 福 山 僅 前 3 個 月 有 差 異, 此 後 即 差 異 不 顯 著 本 研 究 兩 樹 種 在 兩 地 區 的 初 期 分 解 皆 以 臺 灣 雲 杉 分 解 較 快 ( 圖 1 和 3), 可 能 受 到 臺 灣 雲 杉 具 較 高 氮 含 量 和 較 低 木 質 素 含 量 影 響 ( 表 2) 琉 球 冲 繩 島 北 部 主 要 喬 木 落 葉 分 解 速 率 與 氮 含 量 呈 正 相 關, 與 木 質 素 含 量 呈 負 相 關 (Xu and Hirata 5), 及 阿 根 廷 中 部 種 主 要 樹 種 分 解 前 7 天 受 木 質 素 含 量 影 響, 含 量 較 高 者 分 解 速 率 較 低 (Vaieretti et al. 5), 都 顯 示 氮 含 量 高 可 促 進 分 解, 而 木 質 素 含 量 高 則 可 能 抑 制 分 解 速 率 但 是 在 福 山 地 區 分 解 至 6 個 月 後, 臺 灣 雲 杉 氮 含 量 與 短 尾 葉 石 櫟 相 近 ( 圖 5a), 氮 含 量 有 利 臺 灣 雲 杉 分 解 的 因 素 可 能 已 消 失, 短 尾 葉 石 櫟 此 後 分 解 速 率 已 略 高 於 臺 灣 雲 杉 ( 圖 3), 或 者 因 福 山 地 區 的 其 它 環 境 或 生 物 因 素, 有 利 於 短 尾 葉 石 櫟 的 分 解 所 造 成 但 在 塔 塔 加 地 區 的 環 境 或 生 物 因 素 不 同, 臺 灣 雲 杉 的 分 解 速 率 在 分 解 1 年 後 仍 略 高 於 短 尾 葉 石 櫟 由 於 樣 本 不 足, 無 法 分 析 木 質 素 在 分 解 期 間 的 含 量 變 化, 以 及 土 壤 微 生 物 資 料 尚 不 足, 這 些 影 響 因 素 有 待 進 一 步 釐 清 通 常 綠 葉 的 分 解 速 率 高 於 枯 葉, 也 是 因 為 綠 葉 氮 含 量 較 高, 木 質 素 含 量 較 低 所 造 成 (Fonte and Schowalter 4), 故 本 研 究 兩 樹 種 其 枯 葉 在 林 地 實 際 的 分 解 速 率 可 能 較 慢 臺 灣 地 區 颱 風 干 擾 頻 率 很 高, 常 造 成 大 量 綠 葉 脫 落 (Lin et al. 3), 綠 葉 的 快 速 分 解, 可 能 會 增 加 枝 葉 層 養 分 的 釋 出 至 於 不 同 放 置 時 期 的 影 響, 只 能 在 分 解 第 1 年 時 產 生, 顯 示 春 季 放 置 後, 夏 季 的 高 溫 對 分 解 速 率 的 促 進 並 不 明 顯, 此 與 前 述 Cistus incanus 在 春 季 和 秋 季 放 置, 分 解 速 率 無 差 異 相 似 (Fioretto et al. 1) 枯 落 物 各 養 分 剩 餘 量 由 剩 餘 重 量 和 養 分 含 量 決 定 氮 含 量 在 分 解 初 期 呈 明 顯 的 上 升 趨 勢 ( 圖 4 和 5), 氮 的 生 物 固 定 作 用 旺 盛, 即 使 綠 葉 重 量 減 少, 氮 能 在 分 解 期 間 持 續 累 積, 使 兩 樹 種 在 兩 地 區 氮 剩 餘 量 皆 有 超 過 1% 的 情 況 發 生 ( 圖 8) 此 外, 由 於 塔 塔 加 地 區 兩 樹 種 剩 餘 重 量 較 高, 故 其 第 1 和 2 年 碳 和 氮 剩 餘 量 皆 高 於 福 山 地 區 者 短 尾 葉 石 櫟 綠 葉 在 塔 塔 加 經 約 4 年 的 分 解 碳 剩 餘 量 為 31.1%, 高 於 在 福 山 分 解 2 年 的 碳 剩 餘 量 (21.4%); 臺 灣 雲 杉 在 塔 塔 加 經 4 年 分 解 的 碳 剩 餘 量 為 28.2%, 則 與 在 福 山 經 2 年 分 解 的.9% 相 近 ( 圖 7) 氮 剩 餘 量 亦 有 類 似 的 現 象, 短 尾 葉 石 櫟 在 塔 塔 加 分 解 約 4 年 的 氮 剩 餘 量 為 52.1%, 略 高 於 在 福 山 分 解 2 年 (47.4%); 臺 灣 雲 杉 在 塔 塔 加 的 氮 剩 餘 量 為 43.9%, 略 低 於 在 福 山 分 解 2 年 的 47.4% ( 圖 8) 在 塔 塔 加 兩 樹 種 經 相 同 分 解 期 間, 碳 和 氮 剩 餘 量 皆 高 於 福 山 者, 故 其 枝 葉 層 的 碳 和 氮 釋 出 速 率 低 於 福 山 者 福 山 落 葉 2 年 釋 出 的 碳 和 氮 量, 塔 塔 加 需 要 約 4 年 的 時 間, 才 能 釋 出 故 塔 塔 加 枝 葉 層 能 累 積 較 大 量 的 碳 和 其 他 養 分, 不 利 於 土 壤 養 分 的 補 充, 減 緩 生 態 系 的 養 分 循 環, 但 卻 能 將 碳 固 定 在 枝 葉 層, 有 利 於 減 緩 林 地 二 氧 化 碳 的 釋 出 結 論 短 尾 葉 石 櫟 和 臺 灣 雲 杉 的 綠 葉 在 海 拔 不 同 的 兩 地 區 進 行 分 解, 皆 以 海 拔 較 高 的 塔 塔 加 6 國 家 公 園 學 報 二 一 三 年 第 二 十 三 卷 第 一 期

兩 樹 種 綠 葉 在 塔 塔 加 與 福 山 地 區 分 解 作 用 之 比 較 地 區 分 解 較 福 山 地 區 為 慢 塔 塔 加 已 達 海 拔 2,5 m, 高 於 福 山 的 7 m, 故 溫 度 較 低, 分 解 速 率 較 慢, 其 分 解 速 率 與 溫 帶 地 區 的 樹 種 相 近 在 分 解 初 期 兩 樹 種 葉 片 剩 餘 重 量 有 差 異, 皆 以 臺 灣 雲 杉 的 剩 餘 重 量 較 低, 顯 示 本 樹 種 葉 片 分 解 較 快 但 約 在 分 解 6 個 月 或 1 年 後, 兩 樹 種 剩 餘 重 量 無 明 顯 差 異, 但 此 後 塔 塔 加 地 區 仍 以 臺 灣 雲 杉 分 解 略 快, 福 山 地 區 以 短 尾 葉 石 櫟 分 解 速 率 略 快 臺 灣 雲 杉 初 期 分 解 較 快, 可 能 受 到 其 原 始 氮 含 量 較 高, 木 質 素 含 量 較 低 影 響 春 季 和 秋 季 放 置 的 臺 灣 雲 杉 綠 葉 在 分 解 期 間 剩 餘 重 量 差 異 不 大, 顯 示 不 同 時 期 的 落 葉, 分 解 速 率 大 致 相 近 分 解 期 間 養 分 含 量 的 動 態 變 化, 各 養 分 不 同 氮 含 量 呈 上 升 趨 勢, 其 剩 餘 量 在 分 解 初 期 上 升, 然 後 下 降, 鉀 和 碳 氮 比 則 保 持 下 降, 其 餘 磷 鈣 鎂 含 量 則 變 化 不 具 規 律 性 由 於 塔 塔 加 地 區 分 解 速 率 較 慢, 其 碳 和 氮 的 釋 出 量 亦 慢, 約 需 要 2 倍 的 時 間, 才 能 釋 出 和 福 山 地 區 相 近 的 量 引 用 文 獻 何 淑 玲 3 台 灣 二 葉 松 松 針 接 種 不 同 真 菌 對 其 分 解 之 影 響 中 興 大 學 森 林 學 系 碩 士 論 文,79 頁 林 國 銓 杜 清 澤 陳 明 杰 黃 菊 美 11 柳 杉 葉 和 小 枝 之 分 解 與 疏 伐 關 係 之 探 討 中 華 林 學 季 刊 44(2):145-156 林 國 銓 黃 菊 美 杜 清 澤 7 不 同 綠 葉 在 福 山 闊 葉 林 之 分 解 和 養 分 動 態 變 化 臺 大 實 驗 林 研 究 報 告 21(1):15-27 林 國 銓 顏 江 河 金 恒 鑣 3 關 刀 溪 試 驗 地 五 樹 種 綠 葉 第 一 年 的 分 解 和 養 分 動 態 變 化 林 業 研 究 季 刊 25(4):21-34 林 國 銓 張 乃 航 王 巧 萍 劉 瓊 霦 2 福 山 闊 葉 林 四 樹 種 綠 葉 的 分 解 及 氮 動 態 變 化 台 灣 林 業 科 學 17(1):75-85 林 國 銓 1997 福 山 闊 葉 林 枯 落 物 及 枝 葉 層 之 動 態 變 化 台 灣 林 業 科 學 12:135-144 周 育 如 3 惠 蓀 林 場 枯 落 物 養 分 迴 歸 量 與 分 解 速 率 之 季 節 變 動 中 興 大 學 森 林 學 系 碩 士 論 文,64 頁 陸 象 豫 黃 良 鑫 黃 惠 雪 9 林 業 試 驗 所 福 山 研 究 中 心 氣 象 資 料 彙 編 林 業 叢 刊 第 1 號,243 頁 許 佳 雯 7 太 平 山 區 溫 帶 針 闊 葉 混 合 林 下 疏 伐 處 理 對 於 枯 落 物 分 解 動 態 變 化 之 影 響 宜 蘭 大 學 自 然 資 源 研 究 所 碩 士 論 文, 121 頁 顏 江 河 陳 佳 慧 1999 惠 蓀 林 場 三 種 不 同 林 分 枯 枝 落 葉 量 與 枝 葉 層 分 解 速 率 之 季 節 性 變 化 林 業 研 究 季 刊 21(4):57-64 Arianoutsou M. 1993. Leaf litter decomposition and nutrient release in a maquis (evergreen sclerophyllous) ecosystem of North Eastern Greece. Pedobiologia 37:65-71. Berg B and G Ekbohm. 1991. Litter mass-loss rates decomposition patterns in some needle and leaf litter types. Long-term decomposition in a Scots pine forest. VII. Canadian Journal of Botany 76:1295-14. Berg B and H Staaf. 198. Decomposition rate and chemical changes of Scots pine needle litter. II. Influence of chemical composition. In: Persson T (ed.), Structure and function of northern coniferous forests- an ecosystem study. Ecological Bulletin (Stockholm) 32:373-39. Edmonds RL. 198. Litter decomposition and nutrient release in Douglas-fir, red alder, western hemlock, and Pacific silver fir ecosystems in western Washington. Canadian Journal of Forest Research 1:327-337. Fioretto A, S Papa, G Sorrentino and A Fuggi. 1. Decomposition of Cistus incanus leaf litter in a Mediterranean maquis ecosystem: mass loss, microbial enzyme activities and nutrient changes. Soil Biology and Biochemistry 33:311-321. Fonte SJ and TD Schowalter. 4. Decomposition of greenfall vs. senescent foliage in a tropical forest ecosystem in Puerto Rico. Biotropica 36(4):474-482. Guo LB and REH Sims. 1. Eucalypt litter decomposition and nutrient release under a short rotation forest regime and effluent irrigation treatments in New Zealand I. external effects. Soil Biology and Biochemistry 33:1381-1388. Harmon ME and K Lajtha. 1999. Analysis of detritus and organic horizons for mineral and organic constituents. pp. 143-165. In: Robertson GP, DC Coleman, CS Bledsoe and P Sollins (eds.), Standard soil methods for long-term ecological research, Oxford University Press, London. House GJ and RE Stinner. 1987. Decomposition of plant residues in no-tillage agroecosystems: 國 家 公 園 學 報 二 一 三 年 第 二 十 三 卷 第 一 期 61

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