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離不開進口「血木材」?一堂台灣人必修的森林經營課

趙軒翎
・2018/08/03 ・2964字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 516 ・六年級

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source:IMDb

電影《WOOD JOB!哪啊哪啊~神去村》中,魯蛇男主角平野勇氣被林業雜誌上的正妹吸引,來到正在招募伐木工人的神去村,準備開始以工作為名的把妹行動。從未接觸過森林的勇氣,遇上對森林有深厚情感、平時講話總帶著「哪啊哪啊」口音的神去村村民,雖然一開始他對森林、伐木一無所知,到處惹禍,但一年以後他成為村民認可的「山之男人」,懂得與山、與人共處。

農委會林業試驗所副所長邱祈榮告訴我們,這部電影不僅是個故事,也呈現了日本為振興林業所推行的「綠的雇用」政策,讓林業人口老化、斷層的問題,藉由年輕人力的加入能夠復甦。

在近年來,環境保護的意識提升,各國也逐漸保護起自己的天然林地、增加種植樹木,希望能降低碳排放,減緩暖化所帶來的衝擊。臺灣在 1989 年也回應了民眾環保的訴求,宣布全面禁伐天然林,這 20 多年來臺灣的天然林得以休養。

讓人困惑的是,在大家積極保護自己林地的時候,日本為什麼大動作振興林業,這樣不是讓更多樹被砍下來,不僅破壞環境又減少固碳嗎?

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人人說砍樹不好,但砍樹真有那麼糟糕嗎?

就像在人口大量成長之後,我們必須有更多的糧食,需求超出了自然界的負荷,因此得透過人力介入去生產,如種稻、養殖漁業的方式來增加食物的供給。人類對於木材的需求,也隨著經濟發展及人口的上升而顯著增加,也因此我們需要林業來供給。

世界人口增加之後,人們對木質產品的需求增加,帶起了整體的產量。圖/邱祈榮老師提供

然而「林業」與「固碳」之間總是站在對立的位置嗎?這個答案或許不是那麼的絕對。邱祈榮解釋,在樹木生長的過程中會將碳固定在植物體內,在我們砍下樹木做成木材時,這每一塊木材都是一種碳保存。他舉例來說,日本有許多木造的房子,只要好好保存這些木材、延長它的使用壽命,就像是「在房子裡面造森林」能夠好好守住這些木材固存的碳。

不過,樹木被砍下來不就沒辦法繼續固碳了?邱祈榮以人的生長作為比喻,人生長最快速的時間在青少年階段,一旦過了之後就很難再長高,頂多只會往橫向發展,樹木固碳的效益也是如此。邱祈榮與其研究團隊曾長期研究過民國 60 年左右在七星潭海岸邊種植的木麻黃,他們發現 20 歲左右是木麻黃最健壯的年紀,然而超過這個 20 歲後,樹木的狀況開始走下坡,面臨颱風的時候更容易被吹倒。

那你說說砍樹造成的生態破壞,這筆帳該怎麼算?

樹木是可再生資源,若能選擇在樹木固碳效益下降時,伐採樹木來作利用保存,騰出空間重新種上新的樹苗,再次讓新的樹來做固碳的任務,似乎是個可以同時滿足我們對於木材的需求,以及固碳、減碳要求的方式。然而,若同時考量到砍樹過程對於森林生態的破壞,砍樹依然可取嗎?

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邱祈榮說,在談林業的時候,我們砍伐的區域不是僅剩的天然林,而是已經在人類開墾下破壞後又重新種植的人工林。此外,人工林又分為兩種,保護性人工林不作砍伐,而是以生產性人工林作為林業主要的生產區域。以林務局第四次森林資源調查的資料,臺灣目前大約擁有 27 萬公頃的生產性人工林,而以臺灣一公頃森林每年平均可生產 5 立方公尺的木材來算,若這些生產性人工林全部都用來生產木材,一年可產出 135 萬立方公尺的木材。

我們砍伐的木材包含已經在人類開墾下破壞後又重新種植的人工林。圖/John-silver@pixabay BY CC0 Creative Commons

臺灣人喜歡木頭,不過 99% 木材都是進口

不過,事實上臺灣每年生產的木材遠遠低於這個數字。邱祈榮表示,臺灣每年約需使用 600 萬立方公尺的木材,真正由臺灣自己生產的木材卻不到 1%,其他的都是進口而來。600 萬立方公尺的木材有多少?「若你把我們兩條雪山隧道都塞滿木材,大概是 550 萬立方公尺。」邱祈榮這麼比喻。

我們現在依賴的進口木材,其實也隱藏了許多的問題,包括進口木材運送過程造成大量的碳排放,以及間接對於其他國家的森林資源造成的破壞。邱祈榮補充,消費疑似非法採伐木材也使得臺灣與鄰近的中國,因此在國際木材市場上風評不佳。「若我們將非法走私的鑽石稱為『血鑽石』,那我們所使用來自國外非法砍伐的木材,也可以稱作『血木材』。」邱祈榮很沉重的說道。身為消費者的我們,或許也曾購買或使用了這些『血木材』所製作的林木產品而不自覺。

邱祈榮敘述自己參加國外研討會時,常常遇到有其他國家的學者問他:「臺灣不是號稱森林覆蓋率達 60%,那為什麼木材自給率這麼低?」自從禁伐天然林之後,臺灣的林業也跟著蕭條,現在我們與前面敘述的日本同樣面臨林業人口老化、斷層的問題。邱祈榮說,近年日本在積極振興林業,希望能將木材自給率提升到 50%,因為日本認為林業是所有產業中唯一能固碳的產業,他們努力提升樹木的生長量,藉此增加固定二氧化碳的量,減少國家的碳排放。

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回到臺灣,目前我們自己生產的少少少量木材用去哪裡了?邱祈榮說,大多都用在建築工地使用的模板,而我們會想到的木頭家具、建材等則清一色都是進口木材製成。他分析其中的原因在於臺灣林農少且式微,單一林農能供給的木材數量不穩定,讓廠商寧可進口大量木材也不願用臺灣貨(或是想用也沒得用)。

現在的木頭家具、建材等則清一色都是進口木材製成。圖/pxhere BY CC0 Public Domain

與森林共處與經營之道

「森林就是要經營!」從邱祈榮在森林上的專業,他認為接下來作好森林的管理,讓生產性人工林能有效發揮生產效益,是提升自給率的關鍵之一。第一步是要「成林」,種植樹木成為茂密的森林,讓樹木間產生競爭;接下來為了要讓生產出來的林木在材積、品質上能夠提升,必須適當的伐採過密的樹木,調整樹木生長空間,讓每棵樹都有合宜的生長空間,接下來才能「成材」,提供質量好的木材供人使用。

儘管我們擁有 27 萬公頃的生產性人工林,也並非一年就要全部伐採來使用。邱祈榮說,要能永續經營臺灣的森林以及林業,我們必須將木材生產量控制在樹木的生長量以下,以及採用「永續經營」的方式對林地進行有規劃性地輪流伐採。再來,即使有效生產了這些木材,也需要重新搭建林業間環環相扣的生產鏈,讓林農生產的木材能夠有更高價值的利用,才能讓臺灣生產的林木為臺灣人所用。

經營、維護森林聽起來與我們無關或很遙遠,這其實是我們身為公民的一種責任,儘管我們因為生活需求而伐採樹木,但始終應該對森林懷抱尊敬的態度。邱祈榮說,我們看到被關在狹小籠子裡的小狗,會覺得不忍,但換成植物時,我們卻視若無睹地將可以長成十公尺大樹的樹苗,種在陽台的小花盆中。

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在《神去村》的原著小說中提到:「神去山是村民的信仰,是心靈的寄託,象徵了村民靠山林為生的這份驕傲,更是生產「搖錢樹」的寶山。」對自知對自然做出太大傷害的現代人來說,或許都覺得入山砍樹不太好,但這樣的「感覺」可能反過頭來讓其他國家的森林遭殃,造成更大的傷害。

我們不只是能利用森林,更該與它們共生、共存與共榮。這堂森林經營課,我們都必修。

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趙軒翎
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在「一日生科,終身科科」的年代,即使鬧家庭革命都堅持要念生科,卻在畢業之際決定走出實驗室找尋新的出路。因緣際會就這麼踏入了科學傳播領域,雖然一路跌跌撞撞,但仍相信自己可以用知識改變這個世界。聯繫方式:scimonth.chao@gmail.com

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找回擁有食物的主導權?從零開始「菇類採集」!——《真菌大未來》
積木文化
・2024/02/25 ・4266字 ・閱讀時間約 8 分鐘

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菇類採集

在新冠肺炎(COVID-19)大流行後,馬斯洛「需求層次理論」裡的食品與安全在眾目睽睽下被抽離出來,變成後疫情時代最重要的兩個元素。對食物的焦慮點燃人們大腦中所有生存意志,於是大家開始恐慌性地購買,讓原本就已經脆弱、易受攻擊的現代糧食系統更岌岌可危。

值得慶幸的是,我們的祖先以前就經歷過這一切,留下來的經驗值得借鏡。菇類採集的興趣在艱難時期達到顛峰,這反映了人類本能上對未來產生的恐懼。1 無論是否有意,我們意識到需要找回擁有食物的主導權,循著古老能力的引導來找尋、準備我們自己的食物,如此才能應付食物短缺所產生的焦慮。

在新冠肺炎大流行後,馬斯洛「需求層次理論」裡的食品與安全在眾目睽睽下被抽離出來,變成後疫情時代最重要的兩個元素。圖/pexels

我們看見越來越多人以城市採集者的身分對野生菇類有了新的品味,進而找到安全感並與大自然建立起連結。這並不是說菇類採集將成為主要的生存方式,而是找回重新獲得自給自足能力的安全感。此外,菇類採集的快感就足以讓任何人不斷回歸嘗試。

在這個數位時代,菇類採集是讓我們能與自然重新連結的獨特活動。我們早已遺忘,身體和本能,就是遺傳自世世代代與自然和諧相處的菇類採集者。走出現代牢籠、進入大自然從而獲得的心理和心靈滋養不容小不容小覷。森林和其他自然空間提醒著我們,這裡還存在另一個宇宙,且和那些由金錢、商業、政治與媒體統治的宇宙同樣重要(或更重要)。

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在這個數位時代,菇類採集是讓我們能與自然重新連結的獨特活動。圖/unsplash

只有願意撥開遮蓋的落葉並專注尋找,才能體認到菇類的多樣性和廣泛分布。一趟森林之旅能讓人與廣大的生態系統重新建立連結,另一方面也提醒我們,自己永遠屬於生命之網的一部分,從未被排除在外。

腐爛的樹幹不再讓人看了難受,而是一個充滿機遇的地方:多孔菌(Bracket Fungi)──這個外觀看起來像貨架的木材分解者,就在腐爛的樹幹上茁壯成長,規模雖小卻很常見。此外,枯葉中、倒下的樹上、草地裡或牛糞上,也都是菇類生長的地方。

菇類採集是一種社會的「反學習」(遺忘先前所學)。你不是被動地吸收資訊,而是主動且專注地在森林的每個角落尋找真菌。不過度採集、只拿自身所需,把剩下的留給別人。你不再感覺遲鈍,而是磨練出注意的技巧,只注意菇類、泥土的香氣,以及醒目的形狀、質地和顏色。

只有願意撥開遮蓋的落葉並專注尋找,才能體認到菇類的多樣性和廣泛分布。圖/unsplash

菇類採集喚醒身體的感官感受,讓心靈與身體重新建立連結。這是一種可以從中瞭解自然世界的感人冥想,每次的發現都振奮人心,運氣好的話還可以帶一些免費、美味又營養的食物回家。祝您採集愉快。

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計畫

菇類採集就像在生活中摸索一樣,很難照既定計畫執行,而且以前的經歷完全派不上用場。最好的方法就是放棄「非採集到什麼不可」的念頭,持開放心態走出戶外執行這項工作。菇類採集不僅是享受找到菇的滿足感,更重要的是體驗走過鬆脆的樹葉、聞著森林潮濕的有機氣味,並與手持手杖和柳條筐的友善採菇人相遇的過程。

菇類採集很難照既定計畫執行,最好的方法就是放棄「非採集到什麼不可」的念頭。採集過程幾乎就像玩捉迷藏,只不過你根本不確定自己在找什麼,甚至根本不知道要找的東西是否存在。圖/unsplash

你很快就會明白為什麼真菌會有「神秘的生物界」的稱號。真菌無所不在但又難以捉摸,採集過程幾乎就像玩捉迷藏,只不過你根本不確定自己在找什麼,甚至根本不知道要找的東西是否存在。但還是要有信心,只要循著樹木走、翻動一下原木、看看有落葉的地方,這個過程就會為你指路。一點點的計畫,將大大增加你獲得健康收益的機會。所以,讓我們開始吧。

去哪裡找?

林地和草原,是你將開始探索的兩個主要所在。林地底層提供真菌所需的有機物質,也為樹木提供菌根關係。橡樹、松樹、山毛櫸和白樺樹都是長期的菌根夥伴,所以循著樹種,就離找到目標菇類更近了。

林地底層提供真菌所需的有機物質,也為樹木提供菌根關係。圖/pexels

草原上也會有大量菇類,但由於這裡的樹木多樣性和環境條件不足,所以菇類種類會比林地少許多。如果這些地點選項對你來說都太遠了,那麼可以試著在自家花園或在地公園綠地當中尋找看看。這些也都是尋菇的好地方。

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澳洲新南威爾斯州奧伯倫

澳洲可以說是真菌天堂。與其他大陸隔絕的歷史、不斷變化的氣候以及營養豐富的森林,讓澳洲真菌擁有廣大的多樣性。澳洲新南威爾斯州(New South Wales)的奧伯倫(Oberon)就有一座超過四萬公頃的松樹林,是採集菇類的最佳地點之一。

在那裡,有廣受歡迎的可食用菌松乳菇(又稱紅松菌),據說這種真菌的菌絲體附著在一棵歐洲進口樹的根部,而意外被引進澳洲。 1821 年,英國真菌學家塞繆爾・弗里德里克・格雷(Samuel Frederick Gray)將這種胡蘿蔔色的菇命名為美味乳菇(Lactarius deliciosus),這的確名符其實,因為「Deliciosus」在拉丁語中意為「美味」。如果想要在奧伯倫找到這些菇類,秋天時就要開始計劃,在隔年二月下旬至五月的產季到訪。

位於澳洲新南威爾斯州的奧伯倫就有一座超過四萬公頃的松樹林,是採集菇類的絕佳地點。圖/unsplash

英國漢普郡新森林國家公園

在英國,漢普郡的新森林國家公園(Hampshire’s New Forest)距離倫敦有九十分鐘的火車車程。它由林地和草原組成,當中有種類繁多的植物群、動物群和真菌可供遊客觀賞,甚至還有野生馬匹在園區裡四處遊蕩。

這片森林擁有兩千五百多種真菌,其中包括會散發惡臭的臭角菌(Phallus impudicus),它的外觀和結構就如圖鑑中描述般,與男性生殖器相似且不常見。還有喜好生長於橡樹上,外觀像架子一樣層層堆疊的硫色絢孔菌(Laetiporus sulphureus ,又稱林中雞)。該國家公園不允許遊客採收這裡的菇,所以請把時間花在搜尋、鑑別與欣賞真菌上。如果幸運的話,該地區可能會有採集團體可以加入,但能做的也僅限於採集圖像鑑別菇類,而非採集食用。

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在英國,漢普郡的新森林國家公園由林地和草原組成,當中有種類繁多的植物群、動物群和真菌可供遊客觀賞。該國家公園不允許遊客採收這裡的菇,所以請把時間花在搜尋、鑑別與欣賞真菌上。圖/unsplash

美國紐約市中央公園

甚至紐約市的中央公園也有採集菇類的可能性。雖然在 1850 年代公園建造之時並未刻意引進菇類物種,但這個占地八百四十英畝的公園現已登錄了四百多種菇類,足以證明真菌孢子的影響之深遠。

加里・林科夫(Gary Lincoff)是一位自學成才、被稱作「菇類吹笛人」2 的真菌學家,他住在中央公園附近,並以紐約真菌學會的名義會定期舉辦菇類採集活動。林科夫是該學會的早期成員之一,該學會於 1962 年由前衛作曲家約翰・凱吉(John Cage)重新恢復運作。凱吉也是一位自學成才的業餘真菌學家,並靠自己的能力成為專家。

甚至紐約市的中央公園也有採集菇類的可能性。雖然在 1850 年代公園建造之時並未刻意引進菇類物種,但這個占地八百四十英畝的公園現已登錄了四百多種菇類。圖/wikipedia

進行菇類採集時,找瞭解特定物種及其棲息地的在地專家結伴同行,總是有幫助的。如果你需要一個採集嚮導,求助於所在地的真菌學會會是一個正確方向。

何時去找?

在適當的環境條件下(例如溫度、光照、濕度和二氧化碳濃度),菌絲體全年皆可生長。某些物種對環境條件較敏感,但平均理想溫度介於 15~24 ℃ 之間,通常是正要進入冬季或冬季剛過期間,因此秋季和春季會是為採集菇類作計畫的好季節。

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秋季和春季是為採集菇類作計畫的好季節,但因為菇類受溫度變化模式和降雨量的影響很大,所以每年採菇的旺季時間會略有不同。圖/unsplash

當菌絲體從周圍吸收水分時,會產生一股破裂性的力量,讓細胞充滿水分並開始出菇。這就是菇類通常會出現在雨後和一年中最潮濕月份的原因。牢記這些條件,就可以引導你找到寶藏。但也要記得,因為菇類受溫度變化模式和降雨量的影響很大,所以每年採菇的旺季時間會略有不同。

註解

  1. Sonya Sachdeva, Marla R Emery and Patrick T Hurley, ‘Depiction of wild food foraging practices in the media: Impact of the great recession’, Society & Natural Resources, vol. 31, issue 8, 2018, <doi.org/10.1080/08941920.2 018.1450914>. ↩︎
  2. 譯注:民間傳說人物。吹笛人消除了哈梅林鎮的所有老鼠,但鎮上官員拒絕給予承諾的報酬,於是他就吹奏著美麗的音樂,把所有孩子帶出哈梅林鎮。 ↩︎

——本文摘自《真菌大未來:不斷改變世界樣貌的全能生物,從食品、醫藥、建築、環保到迷幻》,2023 年 12 月,積木文化出版,未經同意請勿轉載。

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圭亞那的森林是花梨木的家鄉,卻是伐木工的苦役之地——《香氣採集者》
積木文化
・2021/11/06 ・1562字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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  • 作者 / 多明尼克.侯柯  (Dominique Roques)
  • 譯者 / 韓書妍

「花梨木」(bois de rose) 的命名,指稱數種熱帶樹木的精油,與木材的顏色或氣味有關。馬達加斯加花梨木沒有任何氣味,卻因為具有中國人酷愛的傢俱木工 (ébénisterie ) 價值,逃不掉遭受過度開發的命運。

南美洲另一種花梨木 Aniba rosaeodora,由於木質美麗,從十七世紀起就備受歐洲人喜愛,用於製作鑲花工藝 (marqueterie )。這個物種的雌株具有獨特性質,其木質富含精油,以超過百分之九十的芳樟醇組成,這是天然香料中很普遍的香氣成分,尤其是薰衣草和佛手柑。這種木材的精油香氣絕美超凡,自然散發特有的清香,纖細高雅且圓潤,遠勝於合成芳樟醇。

之後,花梨木從傢俱木工手中,來到調香師的鼻子前,一八七五年首度在格拉斯蒸餾成精油,躋身香水前調的清新調選擇之一。精油廣受歡迎,引起在殖民地搜尋花梨木的蹤跡。第一批花梨木樹幹從圭亞那運來:圭亞那位在亞馬遜北部,最適合花梨木生長,而且藏有優質精油含量最高的樹種。不消多久,兩間法國公司進駐圭亞那,以便規劃開採木材,以雙桅帆船裝載,首批數百公噸剝去樹皮的原木,就在坎城海岸卸貨。

馬達加斯加花梨木屬於一種硬質紅木,受到中國木雕市場喜愛 。圖/Pixabay

這種源源不絕的精油的出現,對突飛猛進的歐洲香水界而言,簡直是天上掉下來的禮物,成為眾多產品的成分。由於太受歡迎,人們很快便力求讓花梨木精油的貿易合理化。一八九〇年開始在開雲蒸餾木材,使用原本專門生產當地以甘蔗製造的「塔菲亞酒」(tafia) 的蒸餾壺。直到一九〇〇年,產量平平,每年生產一至兩公噸精油,但是接著產量便迅速攀。一九一二年,七座蒸餾廠可消化五千公噸花梨木,產出五十公噸精油。於是逐漸規劃實行前往森林搜刮數不清的花梨木,這番壯舉後來卻造成致命的結局。

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十九世紀中葉,一群淘金者和伐木工開始進入圭亞那的森林。深入林地的唯一道路,就是沿著河流而上,尤其是阿普魯瓦格河 (l’Approuague) 和奧亞波克河 (l’Oyapock )。

人們主要是尋找黃金,然而因為風險太高,森林探險者轉而尋找「巴拉塔樹膠」(gomme balata),是某種彈性較巴西橡膠樹 (hévéa) 弱的橡膠,不過它的絕緣特性,對正在迅速發展的電氣領域非常有利。二十世紀初的記敘,清楚表現出這種開採行為和充滿崇敬之心的「採脂」(gemmage) 天差地遠,一次就榨乾樹木,任其死亡;森林被視為礦場,普遍心態也就是如此對待森林。

花梨木的需求使系統性的茂林開採倍增,這些林地都是靠近河流、最容易進入的林分。人們必須砍倒這些巨木,鋸成十五公斤的木柴,工作量極大。

河岸邊堆積的儲備木材足夠時,伐木工就會在河流上圍起水堤,丟入收成的木材,然後打開儲水池,藉由水流的力量將木材盡可能沖到下游。這是稱為「木排水運法」(flottage) 的傳統林業技術,但是在圭亞那森林中的工作條件十分艱苦。

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熱病、蛇、粗簡的食物,無論是形容還是字面上的意義,花梨木林業工作者都是苦役犯。不論是開雲逃脫的苦役犯在森林中尋求庇護,抑或自願工作的苦役犯,這些囚犯都是這段歷史的一部份。

那幾年間,最靠近海岸和河流邊且最容易到達的樹木被開採,生產力高,價格也實惠。不過開採速度之快,伐木工必須不斷深入森林。人們開始砍伐距離河流三或四公里處的樹木。除了最初的工作,現在還加上吃力的人工背運,每批貨為四五塊木柴,每隔三十公尺就必須稍事喘息。

——本文摘自《香氣採集者:從薰衣草、香草到澳洲檀香與孟加拉沉香,法國香氛原料供應商走遍全球,發掘品牌背後成就迷人氣息的勞動者與風土面貌。》,2021 年 10 月,積木文化

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酸雨可能會讓森林更「口渴」?
阿咏_96
・2021/01/18 ・2724字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 549 ・八年級

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近年來,酸雨已經變成大家所熟悉的空氣污染問題,酸雨不僅對建築物、古蹟和金屬物質產生嚴重腐蝕,導致人類經濟與文化資產的損失,同時也會對整個環境及生態系造成影響。

被酸雨腐蝕的石像。圖/Wikimedia common

近期美國來德大學 (Rider University) 發表一項酸雨影響森林的研究結果,這是一項在阿帕拉契山脈進行十年的實驗,從 1989 年開始,美國林業局每年固定三次,在一片面積 34 公頃的森林澆灌酸化硫酸銨肥料。

結果發現,以酸化硫酸銨肥料(作為模擬酸雨)澆灌的森林,與未經酸化處理的森林相比,每年吸收的水分大約多了 5%,並在兩年中增加了 10%,經過處理的流域每年平均要增加大約 1,360 萬升水。而在研究期間,他們還發現,滲透到被酸化森林土壤水裡的鈣濃度也下降了,這可能是森林耗水增加的原因之一。

圖一:酸化影響森林每年蒸發水分的量。酸化處理過的蒸發量與對照組(未酸化)的差異,正值表示酸化組的蒸發量高於對照組。灰色框為預處理階段,2004 年未納入統計,因那年對照組的植物生長異常高。圖/原始文獻2

這究竟是怎麼回事?酸雨對森林的影響真的這麼大嗎?帶走土壤裡的鈣和森林「口渴」的關係是什麼呢?

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要奪~酸才可以叫做「酸雨」?

根據環保署的資料,過去各國多將 pH 值小於 5.6 的雨水界定為酸雨,那 pH 值 5.6 這個數字又是怎麼來的?事實上,pH值 5.6 是大氣中二氧化碳含量為 330ppm 時,純水之酸鹼度的平衡值。

BUT!好像有哪裡怪怪的⋯⋯

因為自然界中也有其他酸性物質會影響雨水的 pH 值,例如甲酸等其他有機酸,所以大氣中即使是未受人為污染的雨水,pH 值也會介於 4.7 至 5.3 之間(也就是說,「基本款」的雨水就已經比原本的酸雨標準 pH 值 5.6 還要酸了!)。

因此從 1990 年開始,許多國家及科學機構逐漸改變酸雨的定義為,pH 值小於 5.0 的雨水,目前我國也以此作為判斷標準。

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後來,各國與科學機構逐漸調整酸雨的定義。圖/Bibhukalyan Acharya

而我們常說的「酸雨」其實是「酸性沉降 (acidic deposition)」的俗稱,因為除了下雨之外,還有其他形式的沉降,可以區分為「濕沉降」和「乾沉降」,前者指的是空氣中氣狀或粒狀污染物隨雪、雹、雨等降水型態落至地面,而後者則是空中掉下的落塵帶來的酸性物質。

那些讓雨變酸的東東

酸雨的化學組成中,包括 Cl、NO3、SO42-、NH4+、K+、Na+、Ca2+ 及 Mg2+ 等,來源包括自然現象及人類活動。其中硝酸鹽 NO3 及硫酸鹽 SO42- 是讓雨水變酸的「罪魁禍首」,那它們是怎麼來的呢?

首先,工業活動或交通工具排放含有氮氧化物的廢氣,這些氮氧化物接著和空氣中的氧 O2 及水反應形成硝酸 HNO3 ,在水中可以解離成硝酸根離子和氫離子。

HNO3(aq) → H+ + NO3

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交通工具會排放含有氮氧化物的廢氣。圖/Kaique Rocha

而硫酸鹽SO42-的形成過程長得跟硝酸鹽的很像,石化燃料及火力發電廠燃燒含硫有機物,釋放出二氧化硫 SO2,接著和空氣中的氧 O2 及水反應形成硫酸 H2SO4,硫酸在水中可以解離成硫酸根離子和氫離子,導致氫離子濃度升高。

H2SO4(aq) → HSO4 + H+        HSO4 → SO42-+H+

硝酸及硫酸在降雨初期就被雨水吸收,或直接隨雨滴落到地面,都會增加雨水的酸度,造成酸雨。雖然自然界中的一些現象本來就會產生酸性物質,例如火山爆發噴出的硫化氫、高空閃電導致的氮氧化物5等等,但事實上,有超過 90% 的氮氧化物及硫氧化物是因人類活動排放的!

自然界中的一些現象本來就會產生酸性物質。圖/Andre Furtado

真相,永遠只有一個!(指)

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ㄟ~那關「鈣」什麼事?

從生理的角度來看,植物需要陽離子作為訊號傳遞、調節等功能,因此,土壤中陽離子減少會導致生產力降低。而鈣便是大多數植物必需元素之一,在植物生理扮演著重要角色。

其中一個作用便是水分調節,鈣像是一個負責通風報信的使者。植物的氣孔孔徑是由周圍的保衛細胞控制的,經由一連串複雜的反應調節,而這些反應共同的終點都是「鈣」進入保衛細胞。水分不足時,通常細胞之間的鈣濃度上升時,會讓通往細胞內的鉀離子通道關閉(也就是不讓水進入),接著活化細胞通往外界的鉀離子通道,降低保衛細胞的含水量,使氣孔關閉。

土壤中陽離子減少會導致生產力降低。圖/Crusenho Agus Hennihuno

而這個研究的假說之一,便是鈣會從酸化處理後的森林土壤浸出,可能引起植被用水量增加,因為鈣能夠調節氣孔關閉,缺鈣可能會造成蒸散作用增加。

結果顯示,酸化處理的確改變了處理流域的鹼性陰離子交換、土壤中的陽離子浸出,以及溪流 pH 值等,渗透到酸化森林土壤中的水中鈣含量也有所下降,證明酸雨改變土壤中鈣的供應,會顯著增加植被用水量。

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進行此研究的學者表示,自己也沒想到植物對酸化的反應會這麼劇烈。如果想了解酸雨對森林以及植物用水量的後續影響,還需要更多的研究證實。

雖然我們仍不確定,酸雨對於其他類型的森林是否會有相同的影響,不過,這項研究可以提醒我們的是,生態系統是這樣的環環相扣,我們所做的任何一個決定,都可能以我們不知道的方式在影響整個環境。

參考資料

  1. Decades of dumping acid suggest acid rain may make trees thirstier
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