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破解非法砍伐:我們該如何拯救地球的肺?

 

木材的利用已經流傳千年,但是非法砍伐(Illegal Logging)一直都是森林管理的心腹之患。 DNA 追蹤系統(DNA Tracking System)於木材上的應用已經在最近十年被提出,在非洲、東南亞和中國等地陸續開始相關的研究。2016 年 3 月 7 日,美國政府第一次利用基因證據,起訴境內的國際非法木材貿易

 

http://www.doublehelixtracking.com/news/2016/3/7/plant-dna-evidence-supports-landmark-lacey-act-conviction-of-bigleaf-maple-theft

圖一、裁切後的楓木。部份木材特殊的紋理提供木材極高的價值。

 

DNA 追蹤怎麼做?

 
DNA 追蹤的想法不難理解,部分基因片段會反映出物種的遷移、突變等事件,所以可以藉由個別地區擁有的基因庫,來追蹤木材的來源。 DNA 鑑定還可以在辨別樹種上,提供比木材組織更精確且有效的資訊,並且避免木材的價值被誤判,樹木的辨識也是保護和監控木材資源的重要條件。兩棵樹基因相同的機率是10的21次方分之一,可見 DNA 鑑定之精確。
 
但是取得木材 DNA 並不像法醫辦案或血緣鑑定那樣簡單。在木材在運送時需要乾燥、加工時需要加熱,又價值較高的心材細胞為死細胞,此外,一些化合物會阻斷萃取 DNA 的程序,這些因素造成取得 DNA 不易。不過部份困難已經被克服,例如中國一項針對黃檀的研究已經找到萃取黃檀心材 DNA 的方法。
 
 

還有哪些追蹤方法?

 

也有不依賴 DNA 的方法,例如同位素分析(Stable Isotope Ratio Analysis, SIRA),可以反映出樹木生育地的水、氣候和土壤的狀況。同位素分析的優點在於得知環境的資訊,藉此判定樹木的來源是否與標示的林地一致,而 DNA 顯示的是種子的來源,而非生育地的狀況

 

http://www.globaltimbertrackingnetwork.org/fileadmin/templates/globaltimbertrackingnetwork.org/upload/documents/GTTN_Newsletter_Issue_3.pdf

圖二、不同同位素建立出的地圖。上圖為碳原子,與樹種本身有關。下圖為氮原子,與地理因素有關,因此地圖解析度較高。

 

氫原子與氧原子的比例會反映出降雨,而降雨主要會取決於地區的年均溫,以及一些影響相對小的因素例如緯度、海拔和大陸效應。碳原子的比例則依賴植物的氣孔導度和光合作用,兩者都會受到環境因子例如濕度、光度、和溫度影響。碳氫氧同位素比例牽涉到水分與光合作用,與樹種本身有關,相對的,與地理因素相關的元素例如氮、硫與鍶可以用於確認樹種的來源。這些元素的同位素比例會因各地區的循環(氮循環、硫循環)而異,而且不會像氫與氧(水循環)顯示出大範圍的數據。鍶則是反映地理環境的年齡。綜合各種同位素分析的結果,就可以分辨樹種到底來自哪個地區
 
還有一個方法是研究木材上的微生物,微生物可以準確的顯示出樹木的地理來源與樹種來源,但是暴露在不同的環境,也可能造成微生物環境改變。這種方法不像 DNA 或同位素那麼常見,現在的技術傾向於使用 DNA 與同位素追蹤樹種來源。
 
 

結語:破解非法砍伐--建立基因資料庫需要生產者一同參與

 

https://www.chathamhouse.org/sites/files/chathamhouse/public/Research/Energy,%20Environment%20and%20Development/0710bp_illegallogging.pdf

圖三、印尼、巴西和喀麥隆的非法砍伐。可以看出在 DNA 追蹤之前已經有下降的趨勢。

 

目前的檢查方法是將木材的基因與資料庫比對,但是待紀錄的數據非常龐大,所以通常會從具有經濟價值的樹種優先進行分析。各地資料庫的建立需要仰賴當地機構的努力, 3 月 7 日美國政府起訴非法貿易的基因證據,正是來自當地建構的基因資料庫。
 
率先發展木材 DNA 追蹤的阿德萊德大學(The University of Adelaide)教授 Andy Lowe 說:「基因技術的優點在於,可以便宜、快速且定期的完成大尺度的樹木 DNA 監控,而且這些資料也適用於法律的領域。」除了美國木材非法貿易的案例,印尼也已經在發展柚木的 DNA 追蹤架構,並確認小規模生產的柚木產品的合法性,已經完成的部份包括從柚木木材直接萃取 DNA 與 DNA 標記的應用,以及與當地生產者合作的工作坊。印尼的非法砍伐是 40 %(圖三),發展 DNA 追蹤系統的確是非常重要且急迫的。
 
目前尚未發展出測試DNA的簡易工具,也沒有可行的方法檢測太破碎的 DNA。從樹樁追蹤木材至製材廠是可行的,如果 DNA 保留得夠完整,甚至可以追溯到消費者端。配合同位素分析,可以得到更準確的結果。有了 DNA 資料庫,還可以了解樹種的基因多樣性,進一步了解生態系的穩定性。森林資源監控將達到前所未有之精細的層級,管理森林的模式也會徹底改變,達到經濟效益與環境健康雙贏的局面
 
 
 
註:台灣更嚴重的問題是非法木材(Illegal timber),涉及砍伐後的運輸與交易。台灣的木材供給 99 % 來自進口,其中 27~29 %為非法木材,僅次於中國。詳見:從國際打擊非法木材貿易趨勢探討台灣林產業發展契機 。消費者可以由商品(例如衛生紙)上的 FSC、PEFC 等認證確定其合法性。

About 林 采宜

台灣大學森林環境暨資源學系。摸索觀察世界的各種角度,相信森林在文明中不可或缺的存在。

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