最近在網路上拜讀台大柳中明等四位教授,在全球變遷通訊中發表『造林復育對台灣環境二氧化碳減量的貢獻』一文,對四位教授多年來從事二氧化碳減量的研究不遺餘力,由衷感佩。 但森林究境能吸收多少的二氧化碳,跟森林能控制多少的水量,在近數年來環境問題與颱風水災頻仍的壓力下,激起產官學界的議論,筆者以從事林學研究的立場,對『森林』與『水及二氧化碳』的關係,提出淺見,期能拋磚引玉,獲取共識。
森林與水的關係或森林與碳素循環的關係,在一般的想法與專門的瞭解之間,有不少差異存在,在水文循環上認為『只要有森林存在,河川流量必定增加』有關碳素循環,則認為『良好的森林能迅速的吸收二氧化碳』,如果我們說兩者皆有錯誤,必定會使多數人感到驚訝,甚至極力反對。
森林較無植物生育的土地,草原或森林伐採跡地,其蒸發量多,下同一雨量時,從河川流出水的總量(例如在一年間流出量的合計),以有森林存在時為少。
但是荒廢的土地下降之雨迅速流出,在森林則滲透於土壤之水緩慢流出,有關無降雨時,可利用的水資源較多的『森林可產水』的比喻,至少在此狀況下,並無錯誤。至於有關森林可大量吸收二氧化碳一事,也必需考慮呼吸時亦會放出二氧化碳,不僅是生長中樹木的幹,枝條,葉與根的呼吸,落葉或倒木,因由微生物的分解,最後還是以二氧化碳排放於大氣中(此稱為土壤呼吸),在土壤中貯存的有機物,是跟著貯存量的多寡而放出二氧化碳,考量充分生長的森林時,樹木只是在行光和作用時吸收二氧化碳,在森林中必定會產生落葉或倒木,則有機物便遷移至土壤中,土壤也必定配合增加的有機物量,排放二氧化碳於大氣中,以達平衡狀態。因此合併的考量從土壤排放的二氧化碳時,充分生長且達安定狀態的森林,並不至於繼續大量的吸收二氧化碳。土壤中有機物的分解非常緩慢且以泥碳等形態蓄積時,可配合蓄積所增加的量,吸收二氧化碳。如此在有機物含量少的崩塌地地上,重新造林時,此森林在成長中,且土壤的有機物在增加期間,森林對二氧化碳的吸收能力可以說很大。在長期良好狀況下撫育的森林,以光合作用吸取的二氧化碳量確實很多,相對的其排放量亦多,兩者相抵銷後,二氧化碳的吸收量並不大。
森林對水與二氧化碳的問題,皆牽涉到流動與蓄積的評估,甚至對生物多樣性的認知,也必須理解『水文收支』,『碳素收支』等之概念,在廣泛的考量森林在水循環與二氧化碳循環時,我們實不能輕言『森林可產水』以及『森林能大量的吸收二氧化碳』,為了要定量的評估,有賴於今後高精密度的測計法,或者在物理與植物生理學上的模式化,這將是今後應繼續研究的重要課題。