CIRES研究⼈員：張世杰

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作為整合計畫「以地景尺度生態系統服務評估建構地面型光電發展之社會生態系統整合治理」的一部份，本子計畫將提供碳收支與水文收支相關的生態系服務。產生這兩類生態系服務數據的方法為生態系模式的情境模擬，因此本計畫將建構地景尺度的植被生長模擬平台。此平台建構完成之後，也將用於與總計畫較無直接關係的其他情境模擬，以探討如氣候變遷、颱風擾動、以及經濟林經營對地景尺度碳水收支的時間空間格局影響。簡而言之，本計畫的研究由以下3 個部分組成： 

• 建構地景尺度植被生長模擬平台 

• 提供總計畫關於不同光電場設置情境的碳、水收支空間分布格局 

• 進行氣候變遷、颱風擾動、以及經濟林經營的情境模擬

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本研究工作以地景尺度生態系模式模擬為主軸，並以野外現地量測來取得必要的模式參數和驗證模擬結果。針對壽豐溪、花蓮溪、清水溪以及台9線之間海拔500m以下區域的主要土地利用類型，本研究預計分別採用不同的模式來進行模擬。針對天然林，我計畫以2維空間植被模式進行模擬，使種子傳播和自然演替得以進行。預計使用的模式有3個，分別是模擬個體(individual-based)生長的iLAND、以同齡層(age-cohort)為單位的LANDIS-II，以及以功能群為單位的FORMIND。針對人工林的模擬，我則預計以1維生態系模式進行模擬，包括BIOME-BGC和FORCAST Climate。至於農作物的生長，我則預計使用APSIM和DNDC。

 

由子計畫1 "以高光譜影像評估土地利用型態對植物多樣性之影響"調查獲得的現生天然林植被組成，將做為天然林模擬的邊界條件。模式所需的植物生活史及生理生態參數將以文獻資料為主要來源。在進行參數敏感度測試之後，較為敏感的植物生理生態參數將在條件許可下，由本計畫自行量測取得。模式所需的土壤物理化學參數將由子計畫3 "以土壤品質指標評估土地利用變遷下的土壤生態系服務"量測提供。至於天然林模式的驗證工作，將以子計畫1的植被組成、子計畫3的土壤碳存量、以及本計畫於天然林量測的土壤呼吸來進行。在平地森林(人工闊葉林)的模擬工作，樹種各項參數的取得方式同前，而大農大富平地森林通量塔提供的生態系淨CO2交換量(Net ecosystem exchange)和蒸發散量，將可作為驗證之用。至於農地模擬的驗證，將以農政單位的農產資料來進行。

 

模式的調校和驗證完成後，本研究後半部所需要的地景植被模擬平台即可運作。本計畫除了提供現況的碳通量、碳存量、以及水分通量基線地圖(Baseline map)，此模擬平台將依總計畫的規劃，進行土地利用變遷（目前主要為太陽光電場的設置）的情境模擬。除此之外，本計畫也將進一步進行氣候變遷、颱風擾動、以及伐木的情境模擬。部分模擬產出的地景尺度碳通量、碳存量、水文收支，將作為子計畫6 "地面型光電發展對土地利用模式改變之社會接受度與經濟衝擊評估"的經濟投入產出分析之用。而模擬所得的植被組成，則是子計畫2 "土地利用型態改變對鳥類分佈的影響"和子計畫5 "地景變化對授粉服務之影響評估"的動物棲地及遷徙研究所需的基礎資料。 在子計畫7 "地面型光電、生態保育及農業之競合：建立社會生態系統整合治理之新典範"綜整所有生態系統以及社會經濟系統研究結果，進行了治理和政策的可能調整後，若產生了土地利用的不同情境，則本計畫將執行相對應的情境模擬。

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