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海岸劣化地復育造林增匯技術與作業模式

  • 公告日期:115-03-24
  • 計畫主持人:賴志銘
  • 執行單位:育林組
類別
114年度 自辦科技計畫
關鍵詞
劣化地;復育造林;架構物種;植物生長促進微生物;碳吸存;海岸林;濱岸植群;碳匯;原生物種;適地適種;演替序列;植生復育;鹽鹼土;鹽分逆境耐受性;土壤改良
計畫摘要

1. 確認「推薦架構物種清單」,編撰「海岸沙質劣化地復育物種選擇指引手冊(草稿)」,辦理工作坊蒐集修正意見及進行技術推廣。2. 對西部海岸、地層下陷區等復育造林區域,進行林木及土壤碳匯量的增匯效益評估。3. 進行立地微環境改善、共生菌接種等試驗,評估不同技術對植物逆境生長的促進效果,並探討作用機制。4. 監測復育區苗木的生長、耐受性及土壤改善狀況,評估作業技術對苗木成活、生長及碳匯效益的短期影響。5. 建立復育造林的作業模式,包括各海岸逆境之適存速生物種篩選、種苗培育、微環境調適改善、栽植方式等。6. 草擬不同海岸劣化地逆境之復育造林作業技術文件或手冊,促進碳匯效益和生態系統恢復。

執行成果摘要

一、「海岸劣化地復育造林增匯技術發展及增匯效益評估」:本計畫探討海岸劣化地復育造林架構物種篩選及增匯效益評估、應用微生物及土壤改良技術加速劣化地植生復育等主題:一、延續前一年度完成之專家問卷與實地調查,提出海岸沙丘植被復育「架構物種推薦清單」30種,復育物種含草本或平伏灌木8種、灌木7種及先驅及耐陰喬木15種,並完成編撰「海岸沙丘植被復育物種選擇指南」手冊排版草稿。續邀請海岸沙丘復育職掌土地管理機關及非政府組織等,辦理二場次工作坊,收集手冊修正意見或建議。完成指引手冊修訂後,未來可望為海岸沙丘之植生復育物種挑選提供實用性參考價值。二、完成屏東竹坑造林樣區之碳存量評估,平均為49.8 Mg C ha¹,較入侵林地(32.0 Mg C ha¹)高出55.6%,主要碳貢獻樹種為木麻黃與相思樹;羊角石造林樣區的平均碳存量為43.8 Mg C ha¹,與入侵林地(43.4 Mg C ha¹)相近,但在樹種多樣性上明顯優於入侵林。分析結果指出,碳儲潛力與植株數量並非呈線性關係,高木材密度且生長穩定之樹種(如木麻黃、相思樹)為碳存量主要貢獻來源。整體而言,銀合歡移除後的復育造林不僅有助於恢復碳存量,亦能促進生態系結構與功能的永續發展。未來推動淨零排放政策時,應兼顧地點條件、樹種選擇與林分穩定性,以確保碳儲潛能與生態系服務的長期發揮。三、本研究延續前一年度對於木本植物專用微生物資材之開發需求,試圖改善市售微生物肥料對木本造林樹種共生親和性不佳,導致效果不明顯的問題。本研究針對自瓊崖海棠根部分離,已初步驗證植物促生特性的內生菌Pantoea ananatis (簡稱P. ananatis) 進行其促進生長與抗逆境功能之驗證。試驗選用苦楝 (Melia azedarach) 苗木作為模式系統,評估P. ananatis菌株在單一或複合鹽分 (NaCl,0.8%及1.0%) 與乾旱 (PEG,15%及25%) 逆境處理下之接種效益。所有量測數據經標準化後進行嚴謹之統計分析。結果顯示,無論是株高增長、地上部及根部乾鮮重,或總乾鮮重等所有生長指標,P. ananatis接種處理組均能顯著緩解由單獨逆境處理所引發之生長抑制現象 (P < 0.001)。特別是在高濃度逆境條件下,儘管未接種組的總生長量受到嚴重抑制並處於最低水平,但接種P. ananatis後,其生長表現獲得顯著提升,有力證實此菌株具備優異之耐旱與耐鹽保護機制。在光合作用最大潛在效率 (Fv/Fm) 方面,25% PEG乾旱處理的光合表現最差,但經P. ananatis接種後,該效率即恢復至與非逆境組無統計差異之水平。此外,本研究已配合「海岸劣化地復育造林作業模式建立及技術擴散」研究計畫,共同育成 200 株接種P. ananatis的苦楝苗木,並投入臺南市七股區鹽化試驗地種植,以進行菌株在野外環境的實際效益驗證。綜上,本研究成功驗證P. ananatis作為木本造林植物之雙重抗逆境生物資材潛力,未來可望為海岸劣化地之植生復育工作,提供具備高度實用性與物種專屬性之微生物解決方案。 二、「海岸劣化地復育造林作業模式建立及技術擴散」 一、本計畫針對台南七股鹽鹼地及雲林四湖地層下陷區鹽濕地之濱海劣化地,依其逆境特性發展復育造林之可行作業模式,並進行栽植試驗及其後續為環境與苗木生長監測調查。二、初期試驗結果顯示,七股試驗地施用木黴菌能顯著活化根際土壤酵素,除普遍提升硫酸酯酶活性外,亦依樹種特性增強蔗糖酶或鹼性磷酸酶活性,並穩定提高光系統 II 實際光量子產量(ΦPSII)。特別對於耐鹽性較弱的苦楝,木黴菌能維持其在高鹽逆境下的光化學效率與根系生長。相關分析證實,根際微生物生物量碳、尿素酶、鹼性磷酸酶活性與植株高生長呈高度正相關,為促進苗木初期生長之可行方案。三、四湖試驗地之栽植試驗結果,土沉香、海茄冬、欖李、苦林盤及披針葉紐仔樹等樹種,因具耐鹽與耐淹雙重特性,存活率約近 70% 以上,顯著優於僅耐淹的穗花棋盤腳。其中,披針葉紐仔樹在樹高與地徑生長表現均最佳,具備優異的固碳潛力,可與其他樹種混植,提供復育初期種苗之庇護及裸地碳匯。海岸劣化地因逆境成因複雜且嚴苛,復育作業應採行複合策略。