本文轉載自 CASE 科學報《你一年的碳排放量，要用幾棵樹來抵？單木材積及固碳量計算》
氣候變遷是近年最受重視的議題之一，十九世紀以來，由於工業化的開展，人類製造的二氧化碳量年年攀升，造成地球氣候的劇烈改變。你知道你一年當中，上廁所、煮飯，上網搜尋資料，還有雙十一和黑色星期五的網購和外送，以及其他所有日常行為，共排放多少二氧化碳嗎？
根據行政院環保署的報告，2019 年台灣每人每年平均排放二氧化碳當量約為 10.96 公噸／人[1]。十公噸大約等於一台大卡車的重量，聽起來相當驚悚，不過，你有沒有想過，要種多少棵樹，才能抵銷你排放的二氧化碳業障呢？
計算一棵樹的材積量
將碳排放量換算成樹木材積，並不是一件太難的事情，但需要一些計算步驟。你可能會覺得，一棵樹的材積量有什麼難的？阿不就一根長長圓柱體，底面積乘上樹高就打完收工了。
如果抱著這樣的想法，那就大錯特錯了！因為樹幹不是圓柱體，而是類似圓錐的形狀，並且可以切分成轆轤體、圓柱體、拋物線體和圓錐體四個部分計算（圖 1），如果用圓柱體計算，會出現很大的誤差！
為了盡可能計算出正確的材積，林業領域有一套特定的計算方式。根據行政院農業委員會辦理國有林林產物處分作業要點，材積式的公式如下：
立木材積＝（胸高直徑）2×0.79×樹高×形數
上面的算式中，胸高直徑、樹高為測量值，0.79為固定數，而形數指的是「立木材積形態常數」，下面用更白話的方式說明專有名詞所代表的涵意。
- 胸高直徑（DBH , diameter at breast height，後簡稱胸徑）是林木測量時，最重要的測量值，它不但與樹幹材積的關係相關，且測量容易、誤差也較少，因此是調查時相當重要的一項參數。顧名思義，胸高直徑指的是人類站立時，胸高位置處，該處樹圍的直徑長，臺灣胸高直徑位置，指的是距離地面 1.3 公尺處，與歐洲各國相同。
- 樹高，很直觀，就是樹的高度。測量樹高的方式不少，有直接測量、三角測量法等，雖然觀念簡單，但實際上測量作業卻相當不容易，一棵樹動輒十幾公尺，知名的【撞到月亮的樹】台灣杉（Taiwania cryptomerioides），甚至可以高達 70 公尺。因此，測量樹高遠比測量胸徑要花更多時間和力氣[2]。
- 立木材積形態常數，是考慮前述樹幹並非圓柱體的狀態，將計算值乘以此常數，使材積數值趨近於真實的情況。形數可藉由查閱「臺灣林產處分調查用立木材積表」（簡稱立木材積表）得知，若想要測量的樹種類形並沒有列在立木材積表上，則形數以 0.45 計算。
現在，假設我們要測量路邊一棵行道樹的材積，我們需要先測量它的胸徑、樹高。一棵胸徑 47 公分，樹高 11.01 公尺的行道樹[3]，材積為：
(0.47)2×0.79×11.01×0.45≒0.8646(m3)
也就是說，這棵行道樹的材積量為 0.8646 立方公尺。[4]
如何換算碳儲存量？
一棵活生生的樹木跟人一樣，含有許多水分，且並非通通由碳所構成，所以單位材積同樣要經過換算，才能知道這棵樹到底含有多少公斤的碳。材積換算成固碳量的算式如下：
固碳能力 = 材積×絕乾比重×碳含量比例
絕乾比重，指的是木材經過烘乾，水分完全蒸發後，剩下的重量比例，而碳量百分比代表絕乾狀態的木材中，所含有碳的比例。如果要從頭算起，需要花不少的時間，不過這裡提到的兩個數據，都有現成的文獻可以參考（表 1）[5]。
學名依照TaiCOL網站紀載，註記 * 號者，代表與原文獻不同。 圖／Case 科學報
因此，假設剛剛我們量的那棵行道樹為樟樹（Cinnamomum camphora），那麼，絕乾比重為 0.37，含碳量為 47％，那麼，這棵樹所含的碳重為：
0.8646×0.37×0.47 ≒ 0.150(t) = 150(kg)
也就是說，今天路邊一棵胸徑 47 公分，樹高 11 公尺左右的樟樹，它的固碳量僅有 150 公斤（而已）。
答案揭曉啦！
到這邊，你每年燒掉的樹木數量，已經呼之欲出了，1 公斤的碳，完全燃燒後約會產生 3.67 公斤的二氧化碳[6]，讓我們繼續沿用那棵樟樹的數據，一棵樹可以儲存 150 公斤的碳量，則燃燒一棵樹，可以產生 550.5 公斤的二氧化碳。
一開始提到，台灣人每年平均排放 10.96 公噸的二氧化碳，因此：
10.96×1000÷550.5≒19.91（棵）
也就是說，你一年的碳排放量，大約等於燒掉 20 棵一個人無法合抱的大樟樹。當然，環保署的報告是將全台灣工業、製造業排放量都一起平均，對於小老百姓來說，可能有點不公平，不過不可否認，這樣的數字仍然很驚人。
一棵樹能長成大樹，需要花很多的時間，相當不容易，所以，還是不免俗的呼籲大家，減少垃圾排放，落實永續生活，並且，有機會就多種樹，對地球、環境來說，才是更友善的做法！
註解
- 行政院環境保護署（2001）我國國家溫室氣體排放清冊報告。
- 外業調查中，因為逐棵測量樹高過於花費時間和人力成本，所以會使用胸徑與樹高間的換算公式，讓測量人員只要量胸徑，就可以推斷出樹的高度，此函式即稱為樹高曲線式。樹高曲線式的函式不只一種，藉由量測樣區內樣木的胸徑及樹高資料，配適（fit）若干個樹高曲線式，再用其他樣區的資料，找出預測表現最好的樹高曲線式，接下來的調查，就可用胸徑量測值推估樹高。
- 此數值參照台北市行道路燈資訊網，樹籍編碼 DA0070211149 之行道樹。https://geopkl.gov.taipei/
- 算式中的胸徑單位為公尺（0.47 公尺 = 47 公分）
- 林裕仁（1998）森林減碳能力之推算方法。《農政與農情》第 193 期。https://www.coa.gov.tw/ws.php?id=17871&print=Y
- 1 莫耳的純碳重量為 12 克，1 莫耳的二氧化碳重量為 44 克，比例為 44÷12≒3.67
參考文獻：
- 中華民國國家溫室氣體排放清冊報告
- 中興大學森林系空間資訊研究室彙編講義－林木測計學 第五章 立木測計
- 行政院農業委員會辦理國有林林產物處分作業要點
- 森林減碳能力之推算方法
- 攀上70公尺高「撞到月亮的樹」 澳洲團隊首度為台灣杉攝下「等身照」——環境資訊中心
- 臺灣物種名錄
阿甫
