森林砍伐如何衝擊生物多樣性?中央研究院花費10年的最新研究,近日發表在《英國皇家學會報告B系列》,這也是全球首次有研究提供實證。
森林砍伐帶來的惡果,被證實會影響物種競爭!
24日,台灣科技媒體中心(SMC)邀請本研究的團隊,包括通訊作者沈聖峰,以及第一作者、中央研究院生物多樣性研究中心博士詹仕凡,分享發表在《英國皇家學會報告B系列》的研究成果。
《英國皇家學會報告B系列》是專門發布生態與生物學研究的期刊。
一場農場浩劫,開啟山林生物研究
沈聖峰分享展開研究的起心動念,他長期看到中橫山區清境農場開發愈發嚴重,於是決定開啟這系列研究。大眾認為開發會影響生物是理所當然,但背後的機制卻很少被仔細研究。
這篇花費10年時間的研究是與哥倫比亞大學、成功大學合作,研究團隊從2013年到現在才累積足夠的研究證據,瞭解森林開發對生物多樣性的影響,並找到明確的因果關係,來解釋森林砍伐後日溫差影響物種競爭的機制。
沈聖峰說明,研究團隊選定中橫山區同海拔的森林區域,以及已經砍伐森林的開闊地,包含開發嚴重的中橫霧社支線的清境地區,並監測平均溫度與溫度變化。
研究發現開闊地每日最高溫減去最低溫的「日溫差」,變化比森林區域大,這個現象在愈高海拔的山區愈為明顯,且日溫差的加劇會影響昆蟲之間資源競爭的結果。
日溫差加大,埋葬蟲、麗蠅誰勝出?
詹仕凡說明,本次研究對象是森林生態系中常見的埋葬蟲,是夜行性的昆蟲,最適合生存在攝氏16度左右的環境,是生態系中重要的分解者,會去除小型脊椎動物的毛髮、掩埋並製作屍球用來育幼。埋葬蟲此行為有助在森林生態系土壤底層的養分循環。
他表示,由於埋葬蟲都以死亡的小型脊椎動物作為生存資源,常見的綠頭紅眼的麗蠅就是埋葬蟲最大的競爭者。
該研究會在接近中午時放置小型脊椎動物的屍體,觀察埋葬蟲與麗蠅之間的互動,發現在開闊地,白天的高溫有助於麗蠅比埋葬蟲搶先在屍體上面產卵、孵化幼蟲並取食屍體,進而使埋葬蟲占用屍體的機率變低。
研究團隊進一步在放置屍體時加設紗網以隔離麗蠅,發現在沒有麗蠅競爭的情況下,日溫差的變化並不影響埋葬蟲埋葬成功的機率,證實日溫差加劇增強麗蠅的競爭能力,而使埋葬蟲在競爭中處於弱勢。
學者呼籲:優先保護砍伐後會加劇溫差的森林
沈聖峰認為研究結果顯示,應該要優先保護砍伐後會大幅增加日溫差的森林。他指出,這顯示高山農業與森林開發,改變了微氣候且對生物多樣性帶來挑戰。
台灣大學氣候變遷與永續發展國際學位學程助理教授孫烜駿表示,全球氣候變遷、自然棲地破壞是造成生物多樣性損失的兩大兇手。但是兩者的加乘作用如何影響生物的生存、不同物種間的互動,至今仍缺乏足夠的科學證據佐證。
他指出,這篇研究結合了全球大尺度的溫度資料、理論模型,以及野外實驗,並分析森林砍伐加劇日溫差變化的現象,並揭開其改變物種間競爭關係的機制。有別於過往研究多著重在熱帶地區低海拔森林砍伐的日溫差影響,這份研究強調溫帶地區高海拔的森林砍伐也不容忽視。
孫烜駿提及,未來要減少山地森林人為干擾與開發,搭配永續森林的經營維護,讓受傷的森林恢復並重建,才能維持生物多樣性和生態系功能。