森林是陸域上最大的生態系，蘊藏著各式生物多樣性資源，並提供人類生存所需的環境財與服務。然而隨著全球暖化、氣候變遷的嚴峻挑戰，聯合國永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDGs)中第15項目標也揭示：「保育及永續利用陸域生態系，以確保生物多樣性，防止土地劣化。」為人類發展的重要目標。隨著科技技術的進步，透過資通訊技術的輔助能夠實現大範圍的林業區域精準管理，協助發展經濟活動、生態保育、減災防災等各項林業管理措施，落實氣候智慧型林業(Climate-Smart Forestry, CSF 註1)，本篇電子報為各位介紹國內外林業管理技術發展，期望能共同邁向生態永續。

無人機檢測林木健康

在農業應用上，無人機(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)因為其機動性與高效率，搭配各項多光譜或各式精密儀器後，能夠支援大範圍的植被監測、環境調查等各項任務。在森林中，樹皮甲蟲是一種危害林木生長的重要害蟲，除了會啃食樹木外，其攜帶的病原菌更會使得樹木生病進而死亡，造成嚴重的森林危害。然而受限於森林的面積廣大，難以大規模施用藥劑，目前最有效的防治方式，為砍伐已受危害的林木，因此如何及早發現蟲害，確認砍伐範圍，減少蟲害可能擴散範圍，實為重要工作。

美國的無人機廠商研發了一款無人機森林調查分析軟體，透過固定翼無人機搭載數位相機與多光譜相機，進行高解度森林圖像的拍攝，並利用近紅外光能夠反射葉綠素的特性，藉此分析地表上是否存在受損植物，進一步推估區域中整體林木的健康狀況，透過軟體的判讀分析，於地圖上畫出隔離區塊，以協助進行砍伐規劃作業，避免蟲害擴散。

AI技術輔助林業疏伐

在森林經營管理策略中，良好的疏伐管理，能夠提高林木生長期間的經濟收入、增加木材產量、促進林木生長、提升碳吸存量以及維持森林間的生物多樣性，而目前台灣也正積極透過政策鼓勵，進行適當的疏伐管理，以提升國產材自給率。然而傳統的林業疏伐規劃上，仰賴有經驗的林農或研究學者提供分析，由於林木的生長期較長，在預測上往往存在規劃偏差，如果能有效利用歷史調查數據，結合林業市場資訊，將能夠有效利用森林資源並確保森林環境永續發展。

我國林業試驗所研究團隊便應用了人工智慧(Artificial Intelligence, AI)深度學習分析技術，採長短期深度學習記憶模型(Long Short-Term Memory, LSTM)，克服傳統統計分析上的困境，利用紅檜、台灣杉以及肖楠木等重要林區永久樣區資料進行訓練，並導入不同疏伐強度下的歷史數據，開發一款林業智慧疏伐判釋模組，且經統計數據分析驗證，透過輸入各項模擬情境下，智慧疏伐模組所預測之數據分布誤差小於10%，顯示具有良好的預測效果，能夠藉由輸入真實的林地條件、生長數據等資料，協助林農模擬不同疏伐強度下林區可能生長分析，掌握產量與成本效益，優化林業管理應用。

AI技術與森林碳匯

而隨著全球氣候變遷與國際永續發展的倡議，碳中和議題成為各國主要的研究項目。而森林能藉由吸收空氣二氧化碳進行光合作用，將4kg的碳轉換為1kg的木材，成為儲存二氧化碳的天然倉庫，隨著對於碳排放議題的重視，「森林碳匯」也在逐步倡議下發展為能夠出售給企業的「碳權」，成為碳中和的重要工具。

德國的新創團隊Pina Earth投入並推動以植樹換取碳權，透過數位平台媒合林地擁有者與碳權買家，提供給林地擁有者足夠的金錢誘因，使其投入造林作業，並打造了一個藉由數據分析與AI技術的碳權管理及交易平台，運用其開發的AI數據模型，預測氣候變遷與林木生長間的關係，進而提前預防異常乾旱、森林大火、林木病蟲害等情況，同時搭配數據監測掌握林地的碳匯情況，進一步改善每個林地的固碳能力，藉由創新科技的輔助，落實每一筆碳權交易，並協助擬定植樹策略。

隨著人類社會的不斷發展，地球資源也逐漸稀缺，如何有效的利用既有資源，並維持生態環境的平衡，是全體人類的重要挑戰。其中林業資源的利用與生態永續更是息息相關，雖然目前碳中和議題仍處於發展階段，然而相信透過科技技術的導入，能夠加速新制度的建立，提供一條解決地球永續生存與發展的新路徑。

註1：氣候智慧林業，是一種運用林業對策以因應氣候變遷，包含：永續提高農業生產力與收入、建立調適氣候變遷的能力以及減緩溫室氣體的排放。

參考資料：