【在森林與農地之間 03】混農林業的相關科學研究

從科學分析看混農林業

混農林業是將農作物與木本植物混合栽植、也就是把農業和林業結合在一起的土地運用方式，也可加入禽畜和魚類的飼養。與傳統的集約式單一作物農業相較，農林混作方式可增加生物及棲地的多樣性，有助增加土地韌性，在面對氣候變遷造成的極端氣候時，能夠更快恢復運作。但這樣的土地利用方式需要更多不同考量，而不同植物、甚至植物與畜養動物之間的交互影響，也需要更多的觀察及研究。

種植在林下的山蘇，是典型的混林農業。喬木為山蘇提供了良好的遮蔭及適合的生長環境。（攝影／鍾慧元）

在氣候變遷的影響日益明顯的此刻，如何減少溫室氣體的排放、增加碳匯，都是迫在眉睫的問題，而對土地的利用方式會直接影響土地固碳的能力，聯合國政府間氣候專門委員會（IPCC）的第六次評估報告的第七章，就專門討論了農業、混農林業和其他土地利用方式在應對氣候變遷方面的潛力。因為土壤本身就是龐大的碳匯，而植物能捕捉大氣中的二氧化碳加以固定，因此，除了避免繼續皆伐森林以外，若能在栽植單一作物的農地上加入其他木本植物，對捕捉空氣中的二氧化碳、減緩氣候變遷，都能產生相當大的作用。混農林業也因此受到氣候變遷專門委員會的關注。不過，農業部門同時也會製造溫室氣體，像是畜牧業製造的甲烷、還有施用氮肥所造成的一氧化二氮（N2O）排放。因此如何在這之間找出平衡、放大農業部門所能吸納的碳匯，確實還有許多可以深入研究之處。

臺灣的混農林業相關研究

根據研究混農林業多年的農業部林業試驗所前所長黃裕星指出，早在日治時期，日本政府就曾全面調查臺灣的林野面積，以規劃土地的利用方式。國民政府來臺後逐步訂下林地利用的規範，也曾經核准租地造林者栽植果樹（以十分之三為限） ，後來因為要清查國有林事業區內的濫墾地而開始緊縮。臺灣因為地狹人稠，有些農業會往山上開發，而有不少栽植在高海拔地區的水果、蔬菜和茶深受民眾喜愛，也是重要的經濟作物，但因為有些農田位在坡度較陡峭的地方，難免引起大眾對水土保持方面的疑慮。若是能在這樣的地方引入混農林業操作，是否能解決這類問題？

為了深入探討混農林業的潛力，林業試驗所多方尋找願意長期合作的業主，研究記錄在農地範圍內栽植木本植物的案例，希望能證實混農林業對環境、土壤與生態系的益處。在他們追蹤的個案中，有些茶園或果園本來就在過去農委會或林務局的鼓勵之下、或因個人喜好而在茶園內外栽植了其他木本植物。最有名的包括南投鹿谷的武岫農圃，他們在茶園中混植了銀杏，雖然生長極慢，但每年銀杏轉黃之際都會吸引許多觀光客來賞景，並順道在旁邊用餐、購買其他商品，帶來了賣茶以外的觀光收益。顯然混農林業並不是只有實體產品才能帶來經濟收益，觀光帶來的收入也不可小覷。不過茶園主人林建興自己也覺得種了銀杏的茶園所產的茶較好喝，「因為有遮蔭，茶水會比較軟。」他接受林試所訪談時說。

南投鹿谷的武岫農圃在茶園中種下銀杏，秋天葉色轉黃時為茶園的景觀增加了不同的風貌。（攝影／徐千惠）

在混植了銀杏的茶園（圖中銀杏已落葉）中設置步道，吸引遊客賞景的同時，也能帶來觀光收益。（攝影／徐千惠）

茶樹的原生環境其實是在林下，只是大家為了產量，會希望讓茶樹長得茂盛而將之栽植在全日照下，「但其實那樣的風味未必是最好的。」研究追蹤這些混農林業案例的林試所特聘研究員陳芬蕙說。她分析過生長在遮蔭處的茶跟全日照下的茶，兩者的兒茶素含量就是不一樣。有遮蔭的高出許多，但同時產量也少非常多。所以如何取得平衡，依舊要看農友本身。

另一個案例則是南投廬山的吉豐茶園，園主莊正豐先生因為覺得只有茶樹的景觀過於單調，於是在茶園邊坡種下樹型彷彿聖誕樹的肖楠，根據陳芬蕙的分析，以生長在肖楠下方的茶樹所製成的茶，兒茶素含量比沒有遮蔭處的茶製成的要高許多，風味也不一樣，但產量卻只剩20分之一，因此是茶園老闆的寶貝，會另外包裝，以較高的價格出售。對老闆來說，茶園中混植樹木有許多功能：可以改善景觀、環境中會產生芬多精及負離子，提升空氣品質等等。而且雖然茶園曾遭遇多次強烈颱風，但肖楠都長得很好，感覺對水土保持有加分效果。但主要還是老闆覺得擁有宏偉肖楠樹的茶園賞心悅目。因此後來陳芬蕙也推薦栽種可以賞花的本土霧社櫻。

在茶園中栽植其他樹種如櫻花，提供部分遮蔭的同時，也美化了景觀，可為茶園帶來觀光收益。（攝影／鍾慧元（三峽熊空茶園））

所以說怎樣叫做成功呢？陳芬蕙說，有時不一定是收穫變多，如果地主覺得喜歡、開心，也算是一種成功。就看地主想得到的是什麼，是形象還是收益？

另外一個樣區是位於新北坪林的有機茶園北頂茶園，他們在茶園中栽植牛樟，種下之後就不再使用化肥、除草劑及農藥，除了牛樟長大後可成為副產品以外，因為牛樟是深根性的植物，種樹之後水土保持較好，熬過一開始生態尚未平衡的階段，在已經邁入穩定期的現在，到處都可以看見豐富的生態，物種有明顯的增加。如今也已經取得綠保標章，並積極推動有機茶的發展。他們也認為，牛樟有很高的利用價值，合法輔導種植應該有助於減少野外盜伐的狀況。

除了這些肉眼可見的影響以外，林試所也針對這些樣區的氣候、土壤、生物多樣性、林木生長、農作物產量等因子進行長期監測記錄。

在數據方面，廬山的茶園中，肖楠是以每公頃100株的低密度種植在茶園裡，在17年之後，其二氧化碳固定量估計每公頃可達100公噸 。所以混農林業的造林數量雖然不及人工純林，但只要生長良好，固碳量還是相當可觀。而他們在鹿谷追蹤的一個檳榔園，是以每公頃1750株肖楠混植在檳榔之間。16年後，肖楠的平均生長量與肖楠人工純林的生長量接近，推估的二氧化碳固定量更達每公頃282公噸 ，略高於一般肖楠人工純林的推估量，有追上一般森林碳貯存量的潛力。

而林試所在對土壤沖蝕方面進行的實驗則顯示，各類混農林業試驗區的土壤沖蝕率為每年0.1-0.2公釐，世界各國有完整植被覆蓋的山坡地土壤沖蝕率為0.1-0.4公釐，而土壤中的碳流失量甚至可以降到每公頃0.02-0.05公噸，也就是說，植林後的碳保存效益為之前的2倍 。

由以上的研究成果可以看出，混農林業能增加植被地表覆蓋度，加強水土保持功效，不但可為農民帶來其他收益，也可兼顧國土保安。

其他尚待研究的問題

進行了許多混農林業相關研究的陳芬蕙說，「混農林業並不是單純的農、也不是單純的林，所以其實需要蠻多學者一起進來，因為不只是植物或作物本身，連土壤都有相關。像什麼樣的作物適合種在林下、哪種樹跟哪一種農作物是可以完美在一起的，我們還有太多研究沒有做過，需要多一點人力加入。」

她就曾試驗把牛樟種進檳榔園中，期望在牛樟長大的過程中，農民仍然能保有檳榔的收入。當牛樟大到足以帶來收益時，檳榔可能也已經長得太高無法採收、或是太老而自然淘汰。但誰都沒有料想到的是，到了最後，當初承諾收購牛樟的公司卻消失不見了，這或許也是混農林業所必須承擔的風險：樹木的成長需要很長時間，當樹木成材，世界可能已經又變了一個模樣。

陳芬蕙認為，混農林業也可以是農園在嘗試轉型階段可採用的形式，種進去的林木最終能取代原本水土保持效果較不好的作物。但根據她的觀察，讓林木取代目標作物的時間，可能需要長達十四、五年。所以對研究人員來說，他們很難從一開始就去追蹤，只能從樹已經種下的中間階段去介入觀察，甚至可能無法看到結果，因為樹木生長緩慢，往往需要數十年的時間。「有的菜可能一年兩三收，但是樹，我們可能連它的半輩子都還沒看到，計畫就結束了。」陳芬蕙說。

林試所六龜分所也曾經研究過混林牧業，嘗試在林下養牛。但是因為「牛就衝來衝去，小苗都被踩壞，圍欄也弄壞。」陳芬蕙說，後來就沒有再繼續研究。「但其實這個跟密度有很大的關係，因為數量一多，植物就會被吃光，土壤也會被踩實，東西會長不出來。」至於怎樣的密度最適合、最不會造成傷害，目前還沒有科學化的研究。「我們只知道不能太多，但怎樣叫做太多？還不知道。」林下養雞也是一樣的問題，就是必須克服密度太高的踩踏對土壤造成的影響，所以這是一個還需要找到平衡點的問題。

原民部落中常可見動物在住宅周圍活動，低密度的飼養，較不易造成土地與其他作物的壓力。（攝影／鍾慧元）

農林混作也適合推廣到農地

與其從法規嚴格的林地著手推動混農林業，陳芬蕙認為也可以從農地開始，畢竟面對極端環境，樹木自有可以扮演的角色，能夠緩和衝擊、也可以增加農地的韌性，所以值得先從農地部分開始推廣。像是國外在葡萄園中加入樹木，就可以有效增加土地的含水量，讓葡萄園在面對極端氣候波動時園區本身溫度的變化不會那麼劇烈，也能作為防風林或綠籬，減緩土地風蝕的狀況。

但對林業研究人員來說，他們對農作物較不熟悉，這方面可能就需要農業研究人員的加入。若是要研究林下畜牧，也會需要畜牧業方面的專家。但因為國內農跟林是壁壘分明的兩個領域，有農又有林的混農林業相關研究就是少很多。「因為對大部分的農來說，樹會造成遮蔭，就像一個敵人的角色，會降低作物的產量。畢竟大部分的作物都還是需要陽光。」陳芬蕙表示。

混農林業到底能不能賺錢？短期內可能無法保證，因為現在的習慣就是全光照產量才夠，但陳芬蕙認為，就長期來講，如果可以把樹好好地安排在農作物之間，等到把土地養護好的時候，產量也能跟著穩定。但許多人可能連三年都等不下去。所以就這方面來說，除了推動混農林業的操作以外，可能也需要同步辦理一些課程或說明會，讓農友有機會深入理解混農林業背後的科學基礎以及長期的效益。

不過，因為林業方面的研究需要很長的期程，但政府挹注的研究計畫通常為期都很短，大眾也總是期望一兩年就看到結果，這對林業研究人員來說是很痛苦的一件事，因為一兩年的樹可能都還長不到一個人高。陳芬蕙認為，混農林業的相關研究計畫，適合的追蹤長度可能要長達十年。在目前，不管是任何研究單位，這都是很不容易拿到的時間長度。

在林保署委託下，林試所努力尋找各種有推廣潛力、又適合栽種在人工林中的新興作物，但如果是可食用的，就需要經過食藥署的重重測試與驗證，甚至進行毒理方面的研究，才有可能通過，成為林保署林下經濟的推廣目標。所以林試所也開始研究具有景觀或其他用途的植物，像噶瑪蘭芭蕉之類可以生產纖維的作物，或是可用於生產纖維、葉片也能包裹食物的月桃。

或許我們應該研究與實務並進，也就是在學術單位展開研究的同時，也推動補助農友嘗試探索各種組合，或像屏科大社區林業中心那樣，一邊陪伴部落農友轉型、引進科學化的管理，一邊也調查部落內傳統家庭農園的作物與栽植組合，不但可以找出更多適合混搭的物種和潛力作物，對森林系的學生來說，也是探索將知識轉為實際工作與收益的機會。這是一個蘊藏了許多珍貴傳統知識與機會的領域，不管是專家學者或學生、青農，都有許多可以深入研究探索的地方，而研究的結果，也可以成為未來世代參考、借鑑的寶庫。

屏科大校園內設置的森林養蜂試驗基地，學生可在此學習森林養蜂相關知識，嘗試針對問題找出科學解方，協助參與計畫的森林蜂農。習得一技之長的同時，或許也能找到自己適合的路。（攝影／鍾慧元）

【專題】在森林與農地之間：混農林業如何重寫土地的可能
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