問題與目標
生態的韌性（resilience）指生態系統在面對自然災害（如地震及火災），或是因農業和商業開發等人為所造成的擾動後，能夠迅速恢復的能力。近年研究顯示氣候變遷可能引發樹木死亡率的提升，促使森林的韌性發生變化。因此，本研究以氣候帶將全球的森林劃分為熱帶、乾燥、溫帶和針葉林，通過衛星獲取植生指標資料，分析2000至2020年間不同氣候帶森林韌性的變化，比較具有經營管理的森林和原始森林的韌性，並找出森林韌性的臨界值區域，分析這些變化對森林初級生產力的影響。
採取的改善作為
- 使用2000到2020年的衛星影像計算kNDVI植生指標，該指標主要用於估算森林生態系統的初級生產力，具有良好的精度及抗噪能力。
- 森林受到環境變化或擾動影響時，其植被狀態會發生變化，計算植被異常的時間並評估這些變化的持續性和森林恢復的速度，藉此量化森林受到擾動後恢復的能力。
- 生態系統的韌性可承受之擾動有一定範圍，接近臨界點恢復速度會變慢，此現象稱為CSD（Critical Slowing Down）；研究中使用CSD觀測森林生態系統韌性的變化，從而找出韌性之臨界點。
成效
研究結果顯示2000至2020年間，熱帶、乾燥和溫帶的氣候帶森林韌性都有下降的趨勢，水資源及氣溫的變化皆會有所影響；針葉林則不同，可能由於氣候暖化和二氧化碳施肥效應超過氣候變遷的負面影響，韌性有所增強。比較具有經營管理的森林和原始森林，23%原始森林已經達到或超過韌性的臨界值，生態系可能會產生突發性的變化，36%全球森林的初級生產力在增強，但韌性卻在下降，可能會加劇森林生態系統的不穩定性。研究案例告訴我們不同森林類型在面對氣候變遷具有不同的脆弱度和韌性，同時也強調雖然部分森林的初級生產力增加，但韌性卻逐漸下降，使得森林碳匯具有脆弱性無法穩定保存。
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圖1、a為全球森林韌性變化圖，δTAC代表森林恢復能力在時間趨勢的變化，值越高（棕色）表示森林的恢復能力越低，韌性下降；δTAC越低（藍色）則表示恢復能力越高，韌性提升。從圖中可以看出熱帶、乾燥及溫帶地區的韌性普遍下降，而部分寒帶（針葉）森林區域的韌性有所提高。b為年均降水量與年均溫度的δTAC分佈情況，說明降水及氣溫對森林韌性變化的影響。c 是不同氣候區域的森林恢復能力在2000–2010年及2011–2020年之間的變化；顯示出熱帶、乾燥和溫帶地區的TAC增加，表示韌性下降，而寒帶地區則相反。 d代表各氣候區域的森林覆蓋率分佈，顏色代表不同的氣候區域。 e為影響δTAC驅動因子（森林密度、背景氣候和氣候變異性），隨著緯度這些驅動因子對森林韌性有不同程度的影響。例如森林密度的增加在寒冷和溫帶氣候下有助於提升韌性，但氣候變異性和背景氣候則導致熱帶和乾燥地區的韌性下降。（來源：Forzieri et al., 2022。）
可供臺灣參考之處
臺灣擁有熱帶、亞熱帶及溫帶森林，未來皆可能會面臨氣候變遷的衝擊，在森林經營管理的決策上，除了如何應對氣候變遷外，需要注意台灣具有多山的地形及高頻率降雨，可能使森林的韌性和初級生產力產生變異性。
參考文獻
Forzieri, G., Dakos, V., McDowell, N. G., Ramdane, A., & Cescatti A. (2022). Emerging signals of declining forest resilience under climate change. Nature, 608, 534–539.
參考網址
https://doi.org/10.1038/s41586-022-04959-9