什麼時候結果很重要!儲存效應 (Storage effect) 對於熱帶森林生物多樣性的重要性

什麼是 Storage effect 呢? Storage effect 是一種用來解釋同一生物群落中,相似的物種如何共存的機制。其想法很簡單,就是在同一生物群落中,這些共存的物種彼此對於環境變化的反應都不同,某幾年可能是 A 物種活得比較好,另外幾年則是 B 物種活得比較優
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本篇來自 forestdigest,INSIDE 經授權轉載。本文作者張楊家豪博士,目前在國立東華大學擔任博士後研究員,一個長期投入在台灣森林長期生態研究的傻瓜。

還記得在 2012 年剛看到 Jacob 使用巴拿馬 BCI 熱帶森林的種子與小苗資料來估算 Storage effect 的論文 (發表在 Ecology) 時,那時超興奮,還找了蔡蟲和俊偉一起來研究這篇論文,心想:要是也可以用我們福山種子和小苗的資料來做一樣的分析就好了。

沒想到隔年畢業後去美國參加 workshop 時,會議期間 2012 年這篇論文的作者之一,巴拿馬 Smithsonian 熱帶研究中心的研究員 Dr. Joe Wright 就介紹我認識 Jacob,希望能用 Jacob 發展的模式來進行跨樣區比較,藉此了解 Storage effect 在不同森林中作用的強度。

什麼是 Storage effect 呢? Storage effect 是一種用來解釋同一生物群落中,相似的物種如何共存的機制。其想法很簡單,就是在同一生物群落中,這些共存的物種彼此對於環境變化的反應都不同,某幾年可能是 A 物種活得比較好,另外幾年則是 B 物種活得比較優,群落中沒有一個物種可以每年都活得很好 (活得好這裡是指有較高的族群生長率),所以沒有一個物種能強勢到把其他人都趕出群落,這些物種也因此得以共存。

至於為什麼這個機制要叫 Storage effect 呢?這是指生物可以在好年時將自己的優勢儲存起來 (族群數量增加),藉此撐過不利於其生存的歹年。一個群落內 Storage effect 作用的力道愈強,就有愈多物種能共存。

Storage effect 這個物種共存機制最大的優點就是能夠被量化,只要有長時間的群落監測資料就能計算出來,但這最大的優點也是其最大的缺點,因為長期群落生態監測資料非常難以取得,這是因為一個研究計畫多半只有三到五年,研究生畢業計畫就結束了,加上許多研究單位又要求研究要能馬上有成果,造成長期生態監測資料非常稀有。 不過還是有不少學者知道長期監測的重要性,所以想盡辦法撐住這些長期監測計畫。

好,轉回正題。Jacob 想要藉由跨樣區比較 Storage effect 的強度來回答什麼問題呢?

在生態學中,一個令生態學者非常著迷的現象就是熱帶雨林驚人的生物多樣性。舉例來說,在亞馬遜雨林中,小小 25 公頃的森林中就有超過 1400 種的樹木,而在整個北半球面積超過 420 萬平方公里的溫帶與寒帶森林中,總共加起來也才 1200 多種樹,為什麼熱帶雨林中可以有這麼多種樹木在一起生活呢?Jacob 與 Joe 就想知道這是不是與不同森林中 Storage effect 的強弱有關,是不是熱帶森林的 Storage effect 比較強、而溫帶森林的 Storage effect 比較弱?

那麼要用什麼資料來量化森林樹木間的 Storage effect 呢?樹木的生活史很漫長,族群的動態變化不像草本植物般容易測量,其族群成長率很難被量化。Jacob 就想到或許可以用森林樹木生活史中變化最激烈的階段:種子與小苗,用此階段的動態來看看不同種樹木,產生較多種子和小苗的年份是否會彼此錯開,藉此降低不同樹種在生長、存活上的競爭。

許多植物每年開花結果的好壞深受年間氣候變化的影響,氣候適宜的年度開花、結果量就比較多 (豐年),反之氣候不好的時候,結果量就會下降 (歉年)。

我們的日常生活其實很常被這個現象影響,像是蔬菜水果的價格就與天候息息相關,像去年因為尼伯特颱風的影響,南部許多蔬菜水果都被掃爛,所以去年下半年水果就爆貴,而今年沒什麼颱風,蔬菜水果產量就很充足,價格就相對平穩。在森林中植物開花、結果也是如此,植物開花、結果的產量與年間的氣候變化有顯著相關,不過不同植物對於氣候變化的反應則未必相同。

Jacob 和 Joe 找了在全球不同森林長期監測植物結果與幼苗動態的學者們合作,台灣加入的研究人員包括東華大學孫義方老師、陳毓昀老師 (馬來西亞 Pasoh 樣區) 和我 (福山樣區)、以及東海大學林宜靜老師 (墾丁樣區),分析結果發現,森林不同樹種在不同年間結果與幼苗發生的同步性,的確隨著緯度增加而提高,即 Storage effect 的強度會隨著緯度增加而減弱。

這個分析結果其實很容易理解:在溫帶森林,由於生長季很短,樹木們只有夏天短短兩三個月適合開花結果,所以不同植物結果時間都很類似,而當氣候異常時,要嘛大家一起好、要嘛大家一起壞,所有人的反應也都很類似,所以不同植物豐年 (或歉年) 發生的同步性很高。但在熱帶森林,全年都有不同的植物開花結果,每種植物對於氣候變化的反應也不同,所以當氣候異常時,並非大家的反應都一樣,不同樹種間產生大量果實與小苗的年份經常不一致,降低了樹種間的競爭,因而讓更多種樹木能一起存活在同一片森林之中。

這個研究之所以可以發表在 nature,主要對是對於物種多樣性隨緯度變化的這個現象,提出了一個新的機制來解釋,也有長期野外監測資料輔佐,證實這個機制的可能性。

這篇論文從 2013 年開始籌畫到正式發表,其實也經歷了很長的一段時間,更不用說各研究人員在不同森林為了累積長期監測資料所付出的辛勞,也很感謝過去和我們一起努力在福山收種子、調查小苗的研究夥伴們,農委會林務局、林業試驗所對於這個監測計畫的經費贊助,和我的論文指導老師謝長富教授對於相關長期監測計畫的支持。

這次很幸運能有機會參與這個跨國合作研究,也期許未來能有更多機會能讓台灣的森林研究成果站上國際舞台!

STRI 對於這篇研究的介紹:

Winter restricts innovation

https://eurekalert.org/pub_releases/2017-09/stri-wri091917.php

Jacob 2012 年在 Ecology 的論文:

Coexistence in tropical forests through asynchronous variation in annual seed production

http://dx.doi.org/10.1890/11-1935.1

Nature 邀請學者替這篇論文所寫的介紹文:

A matter of time for tropical diversity

http://dx.doi.org/10.1038/nature24142

正文在此:

Temporal coexistence mechanisms contribute to the latitudinal gradient in forest diversity

http://dx.doi.org/10.1038/nature24038


有了智慧型手機,誰還需要汽車鑰匙?手機車鑰匙帶來的全新體驗

汽車鑰匙演變讓手機也擁有車鑰匙功能,為車主帶來更多便利性,能解決忘記鎖車、鑰匙不見、被反鎖、借車還要面交鑰匙等問題。拜智慧型手機之賜,無需換購新車就能為家中現有車款升級,感受手機車鑰匙的嶄新體驗。
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現在的消費者選購汽車時,除了要看硬體夠不夠勁,也愈來愈重視軟體配備,追求盡善盡美的駕車體驗。隨著車主需求改變,許多一線車廠在近幾年也逐漸與手機業者結盟,讓汽車科技朝向更智慧、更科技便利的方向研發。

回不去了!智慧型手機帶來的便利體驗

拜智慧型手機之賜,在智慧汽車發展完備、正式上路以前,即可以利用汽車多媒體系統的藍牙功能連接智慧型手機,享有影音娛樂、衛星導航、傳訊息、通話等功能。因此,即便車子並非「原生種」的新型智慧車,車主還是能利用 CarPlay、Android Auto 等軟體享有智慧體驗;這也讓車廠致力於以智慧型手機為藍本,開發出與手機同步的汽車附加功能。

Photo Credit:Dimitri Karastelev on Unsplash/智慧型手機串連汽車系統,帶來多元汽車體驗,也讓更多車廠以智慧型手機應用為出發,發展汽車附加功能。

而在眾多汽車配備中,汽車鑰匙不只象徵車主與愛車之間的羈絆,更反映出汽車工業發展朝向智慧科技化的趨勢。隨著智慧型手機的出現與普及化讓不少產品走入歷史,如今手機也能變身為汽車鑰匙,並逐漸成為車廠趨勢。

汽車鑰匙演變史

Photo Credit:笠眾實業/汽車鑰匙演變,從純五金鑰匙,到有遙控功能,再到無鑰匙造型的遙控鑰匙,以及具備螢幕介面的遙控器等,近年更推出智慧型手機結合汽車鑰匙的功能。

汽車鑰匙的演變,最早從一般五金鑰匙、單純遙控器開始,接著出現鑰匙與遙控器合併,再一路發展到 Keyless 免鑰匙系統、高階螢幕顯示遙控器等,汽車鑰匙的演進,讓車主愈來愈方便使用,但無論如何,車主終究還是必須帶著遙控器才能解鎖車門與開車。

不過智慧型手機的多功能應用,讓人們有機會少一樣配件,像是去年 WWDC 蘋果發表會上推出了 CarKey 數位汽車鑰匙,讓率先加入的 BMW 部分車款使用者可以透過手機解鎖用車;今年甫結束的 WWDC 也發佈蘋果手機的 Wallet 強化新功能,即是將生活各種情境的票卡/門卡、數位身份等儲存在 Wallet 之中,讓使用者充分利用隨身手機的便利。可以預想的是,「手機車鑰匙」的概念,在手機不離身、卻常常忘記帶鑰匙的現代人生活中,確實有機會扮演舉足輕重的角色。

手機就是車鑰匙,讓您的車也可以變身智慧車

不過,像 CarKey 手機車鑰匙這樣的智慧鑰匙,對一般使用者門檻恐怕有點高,畢竟只限特定品牌的新型車款才能體驗到它的聰明便利。幸運的是,由台灣獨立研發的車輛管理系統「車管+」(CarKeeper),利用智慧型手機的功能將汽車鑰匙引領到另一個境界,賦予家中現有汽車也能擁有全新的使用體驗,可以說是造福了台灣車主。

Photo Credit:笠眾實業

「車管+」就像是智慧電視盒,讓家中的傳統電視增添了智慧電視的功能。

透過「車管+」結合手機 App 的服務,不論新舊車款皆能擁有專屬手機車鑰匙,功能齊備且不限於 iOS 手機用戶,Android 系統也可使用。

「車管+」主要有三個特色:

  1. 手機免操作:採用手機藍牙配對,藍牙連線感應偵測,車主免拿出手機操作就能自動上鎖/解鎖,在無訊號的地下室也能使用。
  2. 虛擬鑰匙、共享用車:可遠端傳送虛擬鑰匙,借車給親朋好友不必跑一趟,對方便能用自己的手機進行車輛解鎖。此外,被共享者在行駛中 App 也會上傳資料(透過手機網路上傳雲端無需費用),車主可遠端透過 App 查詢汽車借出去後的位置與行駛狀況。
  3. 車輛管理機制:一支手機可同時管理多輛車的資訊(例如:公務車、租賃業),並留存車輛使用紀錄,包含行駛里程與路徑。此外,還能擴充遠端 GSM 通訊模組與安裝可連網 SIM 卡,便於資料即時上傳與掌握汽車動向。

在全球一線車廠追求智慧化,企及新世代車主駕車需求的同時,開發「車管+」的幕後團隊——笠眾實業(IVTES),以創新服務打破汽車智慧體驗的高門檻,致力於研發新概念型態的汽車電子產品,利用汽車科技日新月異與智慧型手機的普及,建立一個更舒適、便捷的用車環境。無需換購新車也能為家中現有車款翻新駕車體驗,就從升級手機車鑰匙開始。