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非木材森林產物在台灣林業發展的可能性與策略

2018/04/18

非木材森林產物在台灣林業發展的可能性與策略

非木材森林產物在台灣林業發展的可能性與策略

 

國立中興大學森林學系終身特聘教授

中華林學會理事長 王升陽

 

 什麼是「林業」?「業」當然是事業,而事業就是「有目的」的經營活動。所以林業就應該是從事森林資源的保護、培育、開發、利用和發揮環境保護等多功能效益的經營與生產的活動。因此,在這個意義下林業應該不只是僅限於營林生產,還應該包括下游民生工業的所需產品之製造與綜合利用;林業也不應該是侷限於木材產品的經營,而應該涵蓋如林區利用度較低之土地和其他動、植物生物資源的多目標經營;而且林業還不僅僅是以獲得有形之產品為經營目的,而且還要擔負起改善生態環境,同時為國人提供良好的生產和生活環境。台灣以豐富的自然資源著稱,在此面積僅三萬六千平方公里的海島上,卻因複雜的地形與氣候,蘊育了極高的生物歧異度。據第2版《台灣植物誌》(2003年),台灣的維管束植物共計235科1,419屬 4,077分類群,其中特有種植物大概佔25%,推估台灣現生蕨類植物約有630種,裸子植物有 28種,被子植物約有3,600種。何其幸運,台灣有將近60%土地被森林覆概,而這些靜靜矗立在大地上的林木,就像母親一樣呵護著這片孕育萬物的土地。她除了涵養生命所需的水源,也緊緊的捉住每一寸根系可及之土壤;鬱鬱成蔭的森林更提供了野生動物食物、庇護及生活的空間。在政府與民間對「森林保育」的共識下,在不算短的一段時間以來,幾乎是只有種樹而沒有利用。但是人類離得開木材的利用嗎?

 森林當然是重要的自然資源並且攸關生態品質,但面對化石原料日漸短缺的今日,我們相信充分及有效地利用可再生的綠色資源,將是我們負責任面對後代子孫的正確態度與方向。事實上,我也看到台灣林業教育與林業主管機關之經營視野也正循此潮流的趨勢前進中。但是我們還是需要合乎人民、環境需求的政策以及對林業專業人員之信任及鼓勵。就定義而言森林特產物(Special forest products),又稱為非木材森林產物(Non-wood forest products),是指來自於森林、林地或森林以外的林木所生產之「非木材」產品。而這些產物可以是採集自原始林或是人工林,也可以是生產於混農林業(Agroforesty)之產品。森林特產物的種類可包括食物類、醫藥用品、香料、工藝品等。事實上,植物資源在人類文明史上扮演了極重要的角色,舉凡食、衣、住、行無一不與其緊密的結合。以醫療保健系統而言,無論是東、西方的傳統體系,很多都是以林木所製造出之特殊成分為藥品的主要來源。根據世界衛生組織的估計,目前仍有80%左右的人口還是依賴傳統醫療作為治療疾病的方法。事實上,許多現代的藥品也都來自於植物的成分,如使用超過百年的阿斯匹靈(Aspirin),即是以萃取自楊樹樹皮中的水楊酸為主要原料,又如癌症的臨床用藥,紫杉醇、喜樹鹼等,亦是來自於林木。臺灣森林面積約佔60%,由於地理環境、地形與氣候得天獨厚,蘊育了豐富且多樣化的自然資源,其中更有不少珍貴的特有種,這些特有種植物含有十分豐富且珍貴的特殊成分,各種功效非常值得我們重視而予以研究開發。從原料的角度來看,我們可將林木視為一個能製造出特殊化合物的「生物反應器」,這是因為林木爲了適應特殊的生長環境,甚至爲了加強應付逆境或對抗外來生物或非生物因子的侵襲,自然而然的就演化而製造出許許多多的特殊代謝產物。換言之,許多植物體內的代謝物,除與其生化、生理系統功能有關外,亦與外在環境的互動有著密不可分的關係,都具有特殊的功效。過去我們對於森林資源的利用,大都只以「木材利用」的角度來思考,而今,自然環境已有極大的改變,除了傳統的木材利用以外,我們更需發揮森林「多目標利用的公益功能」,彰顯其「保健醫療功效」,並使木材「有效且永續的利用」。過去我們對於森林資源的利用,大都只以「木材利用」的角度來思考。而今,自然環境已有極大的改變。除了傳統的木材利用以外,我們更需要發揮森林「多目標利用」的公益功,彰顯其「保健醫療功效」,並使木材「有效且永續的利用」。

 過去幾年中,我們的研究團隊,即以臺灣產藥用植物資源為研究主題,對其中可能具有生物活性的成分,進行結構鑑定與作用機制的探討,以下即是針對林務局和林試所推廣造林的樹種所獲得之研究成果做一報告,這些樹種都是具潛力發展非木材森林產物之好標的。

白千層

 白千層(Melaleuca leucadendra),為常綠喬木,高約20 m,樹皮灰白色,具豐富之片狀木栓質,厚而疏鬆,可以片狀層層剝落。原產於澳洲、印尼、馬來西亞等熱帶地區;樹皮特殊、花朵獨特,頗具觀賞價值。且樹性堅毅,具優良的耐旱、耐鹽、抗風、抗二氧化硫能力,適合作為行道樹、海岸防風林、工業區綠美化樹種。目前,白千層已為台灣重要造林樹種之一。根據99年度林務局研究結果顯示,白千層因其葉細而多,且葉表面具有細毛的生理特性,具有極高的截留量,因此白千層可以將較大量的汙染物經由表面截留後,將雨淋洗回到地表,加速汙染物質的沉降,是擁有較佳空氣淨化能力的樹種。我們的研究成果證明白千層葉子富含高價值的樺木酸(betulinic acid),含量約在10 mg/g以上,可以利用簡單的萃取、純化的步驟獲得。並且,亦證實樺木酸新穎的功能,即抑制動物脂肪細胞的增生,未來可進一步開發成健康食品或醫療用品。

楓香

 楓香(Liquidamabar formosana)分類學上屬於金縷梅科(Hamamelidaceae),其樹幹可作為培育香菇良好的斷木材料,樹皮所含樹脂可供作藥材,且由於其葉子具有的美麗及特殊形狀及色調,在台灣為重要的景觀植物及造林樹種。我們自楓香脂中分離鑑定出超過40種之化合物,為目前對於楓香滲出物成分研究成果中最豐碩之報告。又由活性分析結果得知,楓香樹皮滲出物具有顯著的生物活性,對一氧化氮的生成抑制及小鼠黑色素細胞瘤(B16-F1)的黑色素生成活性皆具有顯著表現,在黑色素生成活性方面具有細胞上的毒殺現象值得進一步的研究分析。同時,對於腐宿菌具有相當不錯之抑制生長活性。綜合這些結果,我們可以期待楓香滲出物於醫療保健及之開發上將具有很大的潛力。由於楓香樹脂又具有特殊之香味,於經驗方中又得知其可塗抹於皮膚表面,因此開發居家用品如沐浴乳、香皂、牙膏等,將是立即可行之產品。本研究結果可提供各森林遊樂區對森林資源永續利用上的方向及應用,並作為各林區楓香疏伐或風倒木在利用與研究上的推廣依據。

土肉桂

 土肉桂(Cinnamomum osmophloeum)的葉子被證實其組成與市面上肉桂(菌桂樹皮)相似,就活性成分而言,土肉桂葉同樣含有高量的肉桂醛,但僅含極少量的致癌化合物香豆素,具有相當大的優勢取代傳統肉桂。同時,土肉桂為常綠喬木,以其葉子作為開發的主要材料則不必砍伐樹木或剝皮,因此不需種植大量樹木,既可連年收穫,提高林農的經濟收益,同時兼顧生態保育及林產利用,也符合「森林永續經營利用」的原則。針對土肉桂葉子代謝物的主成分分析,我們分離與鑑定了數種黃酮類醣苷化合物,其中,更發現了兩個首次由天然物中分離出的新化合物,分別為kaempferol-3- O -β-D-apiofuranosyl-(1→2)-α-L- arabinofuranoside及kaempferol-3-O-α-L-rhamnopyranoside。此豐富的黄酮類糖苷具有多樣的生理活性及保健功能,可以熱水萃取簡單獲得。以我們所發表的研究成果為例,土肉桂葉子的熱水抽出物具有顯著的抗氧化活性與抗發炎活性,能夠降低人體因氧化壓力所造成的傷害,同時可降低體內的發炎反應。此外,土肉桂葉子亦具有調節血糖及血脂的潛力,最近我們的研究團隊證實,土肉桂葉子可透過肉桂醛產生胰島素替代或增敏之效果利用,由動物試驗3 g/kg濃度的土肉桂葉粉飼料可降低因STZ所誘發之高血糖症。而透過透過14天口服急毒性的安全性評估試驗,臟器外觀、血清生化分析及血液學變化等檢測項目結果,確定在2 g/Kg per B.W.的劑量下,土肉桂葉子熱水抽出物不會造成明顯毒性反應。

結語

 臺灣森林面積約佔60%。由於地理環境、地形與氣候得天獨厚,蘊育了豐富且多樣化的自然資源,其中更有不少特有種。這些特有種植物含有十分豐富珍貴的特殊成分,且具各種功效,非常值得我們重視、予以研究開發。從原料的角度來看,我們可將林木視為一個能製造出特殊化合物的「生物反應器」。這是因為林木爲了適應特殊的生長環境,甚至爲了加強應付逆境、對抗外來生物或非生物因子的侵襲,自然而然就演化,製造出許多的特殊代謝產物。換言之,許多植物體內的代謝物,除了與它自身生化、生理系統功能相關外,也與外在環境的互動有著密不可分的關係。過去我們對於森林資源的利用,大都只以「木材利用」的角度來思考。而今,自然環境已有極大的改變。除了傳統的木材利用以外,我們更需要發揮森林「多目標利用」的公益功能,彰顯其「保健醫療功效」,並使林木「有效且永續的利用」。因此,如能開發林木裡特殊功效的成分,選擇適當的生物科技方法,調控植物的某些代謝產物,將可在持續利用的原則下,更有效的利用天然資源。在這樣環境保護與善用資源的前提下,更能為林業研究及生技產業開創新的契機。不但符合政府的林業永續經營政策,還可創造出無限商機。

王升陽
王升陽

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