玉山國家公園

塔塔加地區夫妻樹安全監測期末報告

專討報告案例分享

學生 黃呂揚斌 學號 5099042016 指導教授 林昭遠 教授

內容大綱

綜合結論及建議

緖言

調查及檢測評估方法

結果及討論

第一章 序論

「夫妻樹」位在攀登台灣第一高山玉山的入口附近，高大壯觀的枯立木成為相當醒目的入口地標，假日均有大量遊客停留拍照，成為著名的觀光景點。

為防止隨時可能落掉的枯枝及倒下的巨木，危及遊客安全，玉山國家公園管理處已在周邊設置圍籬及禁止進入告示牌，並辦理本項監測技術服務工程，針對夫妻樹本身與週遭環境相互關係加以監測探討，最後成果作為玉山國家公園管理處經營管理的參考，並持續推動後續監測計畫。

第一節 計畫緣起

夫妻樹

夫妻樹位於玉山國家公園塔塔加地區台21線142k處。監測研究範圍則包含與夫妻樹有關的週邊環境。

第二節 基地位置與監測研究範圍

基地環境調查

各項氣候資料蒐集 夫妻樹量體調查

遊客行為調查

遊客活動區域 遊客數量、頻率、密度

調查資料分析合成

各項監測因子調查

樹木材質與孔洞調查 樹木生理、傾斜度、 抗風強度調查 地質調查

夫妻樹整體發展定位

實質計畫

樹體維持計畫

遊憩動線計畫

解說設施計畫

長期監測計畫 經費概估

定案報告與預算書圖

期中簡報

60天

期末簡報

40天

定案報告

20天

相關案例調查

第三節 工作內容與流程

第四節 計畫目標

安全環境的塑造

原有山野地景的保全與妥善利用

以環境教育為出發點，解說夫妻樹之於塔塔加地區、新中橫公路、樹幹中空機制等獨特的生態文化

自然生態 休閒遊憩 巨木生態魅力的創造

尊重自然生態的循環變化

一、監測夫妻樹各項特性，確保遊客安全

二、遊客的遠距觀察與教育為主，妥善將遊客隔離夫妻樹下敏感區

三、自然生態循環與休閒遊憩的雙贏發展

第一節 基地現況分析

遊客擅入夫妻樹下情形

假日眾多遊客停留此處

第二章 基地環境分析

(1)0.707

(2)1.728

(3)-0.503

(4)-1.014

(5)-1.989

(6)-3.536

(7)-3.434

(8)-3.855

(9)-3.619

(10)-3.567

(11)-2.850

(12)-1.586

(13)0.455

(14)1.197

(15)0.643

(16)0.445

(17)0.162

(18)0.048(19)-1.245

(20)-1.926

(21)-2.954

(22)-2.538

(23)-1.893

(24)-1.031

(25)-0.585

(1)2.3

(2)2.1

23

(3)0.894

(4)0.477

(5)-0.686

(6)-1.074

(7)2.919

(8)2.811

(9)2.645

(10)2.505

(11)2.381

(12)2.484

(13)2.855

(14)2.945

(15)2.834

(16)2.633

(17)4.224

(18)-1.912

(19)-1.895

(20)-1.714

(21)-1.562

(22)-1.387

(23)-1.274

(24)-1.240

(25)-1.138

(26)-1.363

(27)-1.154

(28)-0

.578

(29)-0.4

95

(30)0.366

(31)0.802

(32)1.556

(33)1.526

(34)2.

267(

閉合

差)

(35)0.864

(36)0.456

(37)0.470

(38)1.931

(39)0.344

測點

１

測點

2

往塔塔加服務站

往水里

1號樹木

2號樹木

警示牌

警示牌

指示牌

停車場

下方陡坡

1號樹木

裸露岩壁

台灣赤楊林

台灣赤楊林

上方陡坡

2號樹木

安全圍籬及告示牌

安全圍籬及告示牌

樹木風倒因子圖 資料來源：陳晶晶，1999

第一節 監測項目探討

監測或分析項目 監測或分析方法/使用儀器

監測分析頻率/次數

（研究期間120天內）

樹體本身

樹幹材質空洞

使用Sylvatest

Duo超音波測定儀、Arbotom應力波檢測儀

二次

傾斜度 使用經緯儀量測 三次

樹幹強度 物理結構分析 一次

周遭環境

地質穩定度

固定檢視下方擋土牆狀況

一次

遊客活動情形

固定調查遊客活動區域、行為、數量、頻率等

一次

第三章 監測計畫制訂

第四章 監測執行結果 第一節 樹幹材質分析

綜合結論及建議

緖言

調查及檢測評估方法

結果及討論

超音波檢測技術

應力波檢測技術

鑽孔抵抗技術

微破壞儀技術

一、緒言

塔塔加夫妻樹木存在的重要性

1.一個重要性地標(遊憩性)

2.生態保育

3.生態教育

有必要加強保存及維護

1.樹木的保存性及安全性

2.評估夫妻樹的危險度診斷

目標

本研究團隊擬應用不同的非破壞性技術進行樹幹材質及孔洞分析，以瞭解夫妻樹木有無立即性傾倒或斷裂危險潛在性，並提出可能的補強建議或日後所需監測之計劃。

二、調查及檢測評估方法

本計畫之樹木危險度診斷，以不同的非破

壞性技術進行評估，檢測部位包括樹幹及部份

樹根，樹幹主體以集中在樹高20 m以下到地面

的部份，特別是樹基部位的檢測，而樹根部份

需要挖掘樹基處及水平最遠處(最深20 cm，原

土回復原處)一處，以評估根部腐朽狀況

調查及檢測評估方法

非破壞性技術檢測操作步驟如下所述：

1.一次診斷(初診)：目視(VTA法)、打診、觸診。

2.二次診斷(複診)：超音波法、應力波法、鑽孔抵抗

法、鑽取樹蕊法(微破壞儀)。

3.三次診斷(精密診斷)：採取木材腐朽樹體進行培養

觀察。

4.綜合分析：結合樹木生長之生物特性及樹木檢測

之強度力學性質作為綜合性評估建議

二、調查及檢測評估方法

2.1. 超音波檢測技術

應用超音波測定儀(Sylvatest Duo® , 頻率22KHz)檢測穿透時間及計算超音波速度等參數

進一步檢測評估材質。

1.超音波及應力波速度(以下稱音速V)

(V) = D / T -------(1)

V：音速(m/s)，D：探頭間的距離(m)，

T：穿透時間(s)

2.相對音速衰減率RVD

相對音速衰減率(RVD) % = (Vf - Vm) / Vf × 100 % --(2)

Vf ：健全材的音速(m/s)，

Vm ：立木樹幹檢測時的音速(m/s)

3.弦向對徑向的應力波穿透時間比值(Ttang/Tradial)

Ttang/Tradial = Ttang / Tradial -------(3)

Ttang ：弦向方位檢測的穿透時間

Tradial：徑向方位檢測時的穿透時間

4.徑向對弦向的音速比值(Vradial / Vtang)

Vradial / Vtang = Vradial / Vtang -------(4)

VBtang ：弦向方位檢測的音速

Vradial：徑向) 方位檢測的音速

調查及檢測評估方法

2.2. 應力波檢測技術

應用Arbotom應力波斷面影像檢測儀器(Rinn Tech

公司，德國製造)測定應力波穿透時間及其速度，並利用應力波斷面影像軟體(2D)，評估樹幹材質及孔洞的大小及位置。

調查及檢測評估方法

2.3. 鑽孔抵抗技術

利用鑽孔抵抗儀(Resistograph)檢測通過路徑中的材質是否腐朽及嚴重程度，判斷依據是以鑽針(直徑3 mm)鑽孔木材時，所獲得的抵抗數值，做為評估指標，一般而言，木材的鑽孔抵抗值與密度成正相關，因此可由密度的變化來判斷材質的腐朽程度，並由抵抗量變曲線(Profile)判斷腐朽的大小與位置。

二、調查及檢測評估方法

2.4. 微破壞儀技術

應用微破壞儀(Fractometer)檢測材料之縱向抗壓強

度，作為材質直接強度指標。詴材是利用生長錐鑽取樹蕊(Core)，再以微破壞儀檢測樹蕊詴材的縱向抗壓強度，以瞭解樹體材質實際狀況及強度大小。

2.5. 2D斷面影像及分析

(a)利用超音波所檢測樹幹參數轉換成2D斷面影像圖形

(b)利用Arbotom軟體將圖(a)轉換成256色灰階的影像圖形

(c)使用Borland C++ builder，將影像圖形轉換成應力波速度

(d)利用Excel將影像圖形輸出

圖1 2D斷面影像圖形利用影像技術轉換量化評估數值之程序

(A) (C)

(D)

(B)

三、結果及討論

3.1. 一次診斷

一次診斷(初診)包括目視、打診、觸診檢查，結

果得知位置在新中橫台21線147.6 k的夫妻樹木(見

圖1所示及編號位置)目前已為立枯現象，樹木不

具有生長活力，樹幹基部有明顯且大的腐朽空

洞的直接證據。

1號樹體 2號樹體

圖1. 塔塔加夫妻樹，前者編號為1號樹木，後者編號為2號樹木。

樹木的樹體區分成四個方位，分別為面向道路側為3方位，背向道路側為1方位，往(上)塔塔加管理中心方向為2方位，往(下)台大實驗林和社營林區為4方位

1方位(西)

4方位(北)

2方位(南)

3方位(東) 道路

樹基部位有較為嚴重的腐朽空洞

樹體被壓側受到樹體自重的強度影響所致，具有明

顯的不規則裂痕存在

由圓周推估的1號樹木胸高直徑約268 cm(非正圓)，

2號樹木胸高直徑約334 cm大(非正圓)，兩株樹木

內部及外部表面皆有明顯的腐朽現象

樹幹基部四周疑似有填土現象，根系狀況無法直接目視

瞭解，故樹根部份不再進行檢測

3.1.1目視診斷

3.1.2打擊診斷

發現腐朽部位不規則分佈，但是可歸納為樹幹內部較外部嚴重，

樹幹下方(樹基部)較上方部位嚴重，觸診檢查亦可驗證此現象。

樹幹外部部份遭受人為危害，包括刻痕、小斷面鋸切、打釘等現象，

樹幹表面可見有燃燒痕跡，經過查詢後得知是森林火

災引起的結果。

一次診斷結果顯示出，這兩株樹木有明顯的材質強

度劣化的現象。檢視結果如圖2及圖3所示，圖4為進

行 空 洞 位 置 的 測 定 ， 圖 5 為 量 測 胸 高 直 徑 。

3.1. 一次診斷

圖2 目視檢查夫妻樹的整體性、腐朽及空洞的情況及樹幹地基處外側具有明顯的

劣化裂痕

圖3 樹幹內部表面及樹幹外側表面具有明顯的腐朽跡象

圖4 量測樹幹內部相對位置的空洞大小

圖5 量測樹木的胸高直徑

3.2. 應力波及超音波診斷

利用應力波A r b o t o m儀器，架設所有感應器後

(圖 6所示 )，因為腐朽空洞太大，無法檢測出樹

體的非破壞性參數值，因此，應力波Arboto m儀

器不再進行診斷

將超音波感應器二個，架設在樹幹內外(空洞及樹

幹外側)相同位置，並檢測可以測定數值的樹幹位

置(圖7所示)，檢測四個方位，結果如表1所示。

圖7 進行超音波裝置及檢測

樹木編號

方位

1 號樹木超音速速度(m/s) 2 號樹木超音速速度(m/s)

1 方位 腐朽太嚴重(無法測得數值) 227 m/sec

2 方位 腐朽太嚴重(無法測得數值) 1066 m/sec

3 方位 685～1116 m/sec 928 m/sec

4 方位 207～460 m/sec 568 m/sec

表1

健全材的超音波速度約1500～2000 m/sec

3.2. 應力波及超音波診斷

健全材的超音波速度約1500～2000 m/sec

四個方位的樹體強度皆有嚴重的折減現象，降低

百分率約25.6～86.2%，平均為56.2%。

從超音波技術診斷的結果得知，在現存夫妻樹體

中的強度值已嚴重降低到原來的一半而已。

3.3. 鑽孔抵抗技術

為了獲得樹木樹體在四個方位的樹幹內部材質狀

況 ， 將 應 用 鑽 孔 抵 抗 技 術 直 接 以 阻 抗 圖 譜 儀

( R e s i s t o g r a p h )鑽取獲取材質相對位置的抵抗係數

(圖8及圖9所示)，以藉此瞭解腐朽空洞的程度及位置。

本調查中僅區分為嚴重、中度、輕度腐朽、目視健全材等四種，並估算健全材的比率作為評估基準參老 。

圖8 鑽孔抵抗檢測由樹幹外側向樹幹內部方向進行鑽孔

圖9 鑽孔抵抗檢測由樹幹內側向樹幹外側方向進行鑽孔

1號樹體1方位

由樹幹空洞向外側鑽孔，離地高度約50 cm高的鑽

孔路徑之結果得知，在0-38cm長度為嚴重腐朽，

因為此段沒有任何鑽孔抵抗力，在38-42cm處為中

度腐朽，在42-44cm為健全材，在44-48cm為輕度

腐朽。

由樹幹外側向樹幹內側鑽孔，其鑽孔路徑之結果

得知，在0-14cm長度為縱向裂痕深度，但存在有

目視健全材，在 1 4 - 2 2 c m處為輕度腐朽，在 2 2 -

2 9 c m為健全材，在2 9- 3 2 cm為嚴重腐朽，在3 2 -

48cm為輕度腐朽。因此，在1號樹木樹體1方位的

實質健全厚度對樹木半徑比率，約15 -35 %。 (如

圖10所示)

圖10 在1號樹木樹體1方位由樹幹空洞向外側鑽孔與相同方位的位置，由樹幹外側向樹幹

內側鑽孔抵抗值曲線

X軸為由樹皮向樹幹內部或由樹幹內部向樹皮側的相對距離(cm)，Y軸為抵抗值大小

1號樹體2方位

由樹幹空洞向外側鑽孔，離地高度約80 cm高的鑽

孔路徑之結果得知，在0-20cm長度為嚴重腐朽，

因為此段幾乎沒有任何鑽孔抵抗力，在20-24cm處

為中度腐朽，在24-26cm為嚴重腐朽，在26-37cm

為輕度腐朽，在37-40cm為嚴重腐朽，在40-48cm

為健全材。

由樹幹外側向樹幹內側鑽孔，其鑽孔路徑之結果

得知，整體而言，0-48cm長度中有健全材及輕度

腐朽，抵抗力較低的地方應該是縱裂處所造成的

結果。因此，在1號樹木樹體2方位的實質健全厚度對樹木半徑比率，約25-40%。(如圖11所示)

圖11 在1號樹木樹體2方位由樹幹空洞向外側鑽孔，與相同方位的位置，由樹幹外側

向樹幹內側鑽孔抵抗值曲線

1號樹體3方位

由樹幹空洞向外側鑽孔，離地高度約120 cm高的

鑽孔路徑之結果得知，在0-6cm長度為中度腐朽，

在6-10cm處為嚴重腐朽，在10-48cm為輕度腐朽

及健全材。

由樹幹外側向樹幹內側鑽孔，其鑽孔路徑之結果

得知，0-6cm長度中度腐朽，在6-10cm處為嚴重

腐朽，在10-18cm為輕度腐朽，在18-29cm為嚴重腐朽，在 2 9 - 4 2 c m 為健全材，中央有一個小腐朽或

裂痕，在42-48cm為輕度腐朽。因此，在1號樹木

樹體 3方位的實質健全厚度對樹木半徑比率，約

25-45%。(如圖12所示)

圖12 在1號樹木樹體3方位由樹幹空洞向外側鑽孔與相同方位的位置，由樹幹外側向

樹幹內側鑽孔抵抗值曲線

1號樹體4方位

在1號樹木樹體4方位有厚度很薄(約40cm)的目視

健全材，因此不再鑽孔處理。

2號樹體1方位

由樹幹空洞向外側鑽孔，離地高度約160 cm高的

鑽孔路徑之結果得知，在0-4cm長度為嚴重腐朽，

在4-16cm處為輕度腐朽，在16-19cm有腐朽或破

裂處，在1 9 -2 3 c m為健全材，在1 9 -2 3 c m為空洞

處，在23-30cm為健全材，在30-48cm處為嚴重腐

朽處。

由樹幹外側向樹幹內側鑽孔，其鑽孔路徑之結果

得知，在0-1.5cm長度為健全材，在1.5-17cm處為

中度腐朽，在17-21cm為輕度腐朽，在21-25cm為

嚴重腐朽，在25-48cm為輕度腐朽。因此，在2號

樹木樹體1方位的實質健全厚度對樹木半徑比率，

約35-50%。但是，樹體1方位下方樹基有部份已

懸空狀態。(如圖13及圖14所示)

圖13 在2號樹木樹體1方位由樹幹空洞向外側鑽孔抵抗值曲線

圖14 在2號樹木樹體1方位由樹幹外側向樹幹內側鑽孔抵抗值曲線

2號樹體2方位

由樹幹空洞向外側鑽孔，離地高度約150 cm高的

鑽孔路徑之結果得知，在0 - 2 0 c m長度為嚴重腐

朽，在20-48cm處為輕度腐朽。

由樹幹外側向樹幹內側鑽孔，其鑽孔路徑之結果

得知，在0-4cm長度為健全材，在4-20cm處為中

度腐朽，在20-38cm為健全材，在38-48cm為嚴重

腐朽。因此，在2號樹木樹體1方位的實質健全厚

度對樹木半徑比率，約35-65%。(如圖15所示)

圖15 在2號樹木樹體2方位由樹幹空洞向外側鑽孔與相同方位的位置，由樹幹

外側向樹幹內側鑽孔抵抗值曲線

2號樹體3方位

由樹幹空洞向外側鑽孔，離地高度約150 cm高的

鑽孔路徑之結果得知，在 0 - 2 0 c m長度為嚴重腐

朽，在20-35cm處為中度腐朽，在35-40cm有腐朽

或破裂處，在40-48cm為中度腐朽。

由樹幹外側向樹幹內側鑽孔，其鑽孔路徑之結果

得知，在0-5cm長度為健全材，在5-11cm處為嚴

重腐朽，在11-20cm為輕度腐朽，在20-30cm為嚴

重腐朽，在30-48cm為輕度腐朽。因此，在2號樹

木樹體3方位的實質健全厚度對樹木半徑比率，約

35-50%。(如圖16所示)

圖16 在2號樹木樹體3方位由樹幹空洞向外側鑽孔與相同方位的位置，由樹

幹外側向樹幹內側鑽孔抵抗值曲線

2號樹體4方位

由樹幹空洞向外側鑽孔，離地高度約160 cm高的

鑽孔路徑之結果得知，在 0 - 2 5 c m長度為嚴重腐

朽，在25-48cm處為中度腐朽，其中有嚴重腐朽或

破裂處。

由樹幹外側向樹幹內側鑽孔，其鑽孔路徑之結果

得知，在0-5cm長度為健全材，在5-10cm處為嚴

重腐朽，在10-21cm為輕度腐朽，在21-24cm為嚴

重腐朽，在24-48cm為輕度腐朽。因此，在2號樹

木樹體4方位的實質健全厚度對樹木半徑比率，約

35-50%。(如圖17所示)

圖17 在2號樹木樹體4方位由樹幹空洞向外側鑽孔與相同方位的位置，由樹幹外

側向樹幹內側鑽孔抵抗值曲線

3 .4. 微破壞儀技術

為了瞭解目視建全材的實際強度值及推估可能的樹木支持強度力量，應用生長錐鑽取直徑5

mm的樹蕊詴材(如圖18所示)，再以微破壞儀檢測樹蕊詴材的縱向壓縮強度，檢測結果如表2

將木材等級區分為健全材、輕度劣化、中度劣化及嚴重劣化四個區級，由檢測的非破壞性參數，推估成為實際的強度數值，因此將強度值設計成折減為原來等級中的100%、75%、50%、25%四個級數。

圖18 以生長錐鑽取目視健全樹蕊

3 .4. 微破壞儀技術

由表2結果顯見二株夫妻樹木的目視健全材有明

顯劣化現象，在 1號樹木至少強度折減 2 6 . 5～

51.7%，2號樹木至少強度折減21～48%。(如圖

19所示)

樹木 1 號樹木 2 號樹木 紅檜(健全材)

縱向壓縮強度平均值 176.4 kgf/cm2 189.7 kgf/cm

2 240～365 kgf/cm

2

3 .4. 微破壞儀技術

由目視健全材的密度及縱向超音波速度可以進一步計算動彈性模數，1號樹木為42,849 kgf/cm2，2號樹木為39,717 kgf/cm2，此數值較一般的正常健全材數值(約80,000

～100,000 kgf/cm2)低很多，可見夫妻樹幹的材質有明顯的劣化現象，依動彈性模數來看，強度折減約為原有的42.9～53.6%及39.7～49.7%(平均約52.0%)。

圖19 鑽取的樹蕊經過處理後以微破壞儀測定縱向抗壓強度

3.5. 腐朽菌的培養觀察

為 了 精 密 診 斷 樹 體 的 腐 朽 程 度 及 狀 況 ， 調

查 中 採 取 了 這 二 株 樹 體 材 質 的 腐 朽 材 料 ( 採

樣如圖20所示 )，回到實驗室經過選擇性培養基進

行培養、分離及觀察後，初步判斷腐朽菌屬於褐

腐菌種。

圖20 針對腐朽部位採取腐朽檢體作精密檢驗

N (北方)

(a)2D彩色的斷面影像 (b)2D灰階的斷面影像

(c)2D灰階的斷面影像格式化 (d)影像格式轉置成相對音波速度

圖24 塔塔加夫妻樹1號樹木樹基部位2D斷面影像

(a)2D彩色的斷面影像

圖25 塔塔加夫妻樹2號樹木樹基部位2D斷面影像

(b)2D灰階的斷面影像

(c)2D灰階的斷面影像格式化

(d)影像格式轉置成相對音波速度

N (北方)

四、綜合結論及建議 綜合結論

1. 由夫妻樹初診的目視、打診及觸診檢查中發現，夫妻樹的腐朽空洞有加速劣化的趨勢存在。

2. 由超音波技術診斷的音速結果得知，在現存樹體中的橫向超音波速度值約降低到原來的56.2%(樹體中的強度值已嚴重降低到原來的四分之一而已)，在縱向超音波速度值約降低到原來的67.5%(樹體中的強度值折減約成為原來的46%)，可見材質有顯著性的劣化現象。

四、綜合結論及建議

綜合結論

3. 由鑽孔抵抗技術的檢測樹木樹體在四個方位的樹 幹內部材質之抵抗係數曲線，樹木樹體各方位的實質健全厚度對樹木半徑比率，約15-

45%及40-65%，若加上現存空洞的大小評估，平 均 會 少 於 3 0 % 。

4. 由微破壞儀技術檢測目視建全材(樹蕊)的實際強度值，比較於文獻值，二株夫妻樹木的目視健全 材有明顯劣化現象，1號樹木強度折減26.5～51.7%，2號樹木強度折減21～48%。

四、綜合結論及建議

綜合結論

5. 由檢測的密度及縱向超音波速度計算動彈性模，夫妻樹木的材質動彈性模數有明顯的劣化現象，強度平均折減約為原有的52.0%。

6.由初診及二次診斷的檢測結果發現，夫妻樹是極

危險樹木狀況，可能在強風豪雨或地震中有潛在

倒下的高風險存在。

一、測量方法 使用經緯儀測量樹幹中心線之偏移角度。

1.先在樹幹上標記出中心線，並量出中長度

2.找出樹幹傾斜方向並訂出基準點與基準線

3. 利用現場不會移動的設施作為經緯儀中心點、BM點，經緯儀中心點應垂直於樹幹傾斜方向

4.以樹頂標記點做出垂直投影線，再量出L1長度，以三角函數計算可得出Θ1

5.依上述方法於下次監測時間量測得出Θ2

6.若Θ1＞Θ2則表示樹幹亦趨傾斜

第二節 樹幹傾斜度

中心線1

中心線2

H1

H2

樹幹傾斜方向

傾斜方向基準點 L1

L2

Θ1

Θ2

樹頂標記點

樹基標記點

樹幹傾斜方向

傾斜方向基準點 L1

L2 樹基標記點

樹頂標記點

經緯儀 BM點

※利用現場不會移動的設施作為經緯儀中心點、BM點

二、測量結果

使用經緯儀測量樹幹中心線之偏移角度。

1號樹木 13度44分33.69秒＝13.74度

2號樹木 13度11分55.89秒＝13.20度

三、測量討論 1.樹木傾斜度測定受人為設定樹幹中心線影響頗大，因此後續監測採用樹幹設定標記點與現場不動點之夾角，繼續觀測樹幹傾斜趨勢。

θ1θ2

θ3

測量日期 θ1 θ2 θ3

2008/3/22 22° 35' 05 " 4° 20' 45" 26° 55' 50"

2008/4/13 22° 35' 40" 4° 20' 40" 26° 56' 20"

2008/6/21 22° 35' 50" 4° 20' 40" 26° 56' 25"

1987.10.14呂理昌攝 1994.06曾惠香攝

2008.04黃呂揚斌攝

1998.08陳隆陞攝

2.夫妻樹生長於傾斜坡面上，樹體亦隨地勢略微傾斜。嘗詴以玉山國家公園管理處提供之近20年前舊照片與現今樹體相互比對，觀察是否改變傾斜角度。

經觀察後發現，1987年～1994年夫妻樹下尚為土堆，1994年後已興建擋土牆、步道及停車場設施。

觀察樹幹及枝條整體並無太大改變，除了1號樹頂端枝條變為平整，2號樹頂端有些變化外，其他枝條幾乎沒有少。整體傾斜度以目視判斷亦並無明顯差異。

一、說明： 當地現況東側依山，西側臨谷，南及北側則為路面，若吹東風，因山壁屏障，巨木不會直接承受風力；若吹西風，巨木雖承受風力，但因樹的傾斜方向與風力相抗衡，巨木的自重將有助於抵消風力；若吹南風及北風，巨木將直接承受風力，因此，吹南風及北風，最有機會將巨木撼動。

第三節 樹幹受風強度分析

(1)0.707

(2)1.728

(3)-0.503

(4)-1.014

(5)-1.989

(6)-3.536

(7)-3.434

(8)-3.855

(9)-3.619

(10)-3.567

(11)-2.850

(12)-1.586

(13)0.455

(14)1.197

(15)0.643

(16)0.445

(17)0.162

(18)0.048(19)-1.245

(20)-1.926

(21)-2.954

(22)-2.538

(23)-1.893

(24)-1.031

(25)-0.585

(1)2.3

(2)2.1

23

(3)0.894

(4)0.477

(5)-0.686

(6)-1.074

(7)2.919

(8)2.811

(9)2.645

(10)2.505

(11)2.381

(12)2.484

(13)2.855

(14)2.945

(15)2.834

(16)2.633

(17)4.224

(18)-1.912

(19)-1.895

(20)-1.714

(21)-1.562

(22)-1.387

(23)-1.274

(24)-1.240

(25)-1.138

(26)-1.363

(27)-1.154

(28)-0

.578

(29)-0.4

95

(30)0.366

(31)0.802

(32)1.556

(33)1.526

(34)2.

267(

閉合

差)

(35)0.864

(36)0.456

(37)0.470

(38)1.931

(39)0.344

測點

１

測點

2

往塔塔加服務站

往水里

1號樹木

2號樹木

警示牌

警示牌

指示牌

停車場

下方陡坡

1號樹木

裸露岩壁

台灣赤楊林

台灣赤楊林

上方陡坡

2號樹木

二、分析方法：

以力學觀點先判定幾個臨界斷面，原則上為根部及主幹分界處(詳附件一紅色圈圈處)，先令受風壓為1 kgf/m2，依受風面積，分別求出各臨界斷面的受力大小，並配合材料強度及斷面幾何性質，可得相對應臨界風壓，再依中央氣象局風級、風速與風壓轉換表可求得風速(m/sec)，最後再依求得風速與蒲福風級數的經驗關係式(V=0.836*B^1.5)將風速再對應到蒲福風級，此蒲福風級數即所求樹木能承受之最大風級數。

三、計算過程

依本案詴驗所得之材料強度，再計算健全材部分之幾何強度，可得斷面強度；受力部份則利用自重及風力取臨界斷面之應力，二者搭配計算出對應之風力，再對照中央氣象局之風級、風速與風壓換算表，可得最大可承受之風力，計算過程如下：

風級、風速與風壓換算表

風 級 風 速 （公尺/秒）

風 壓 (牛頓/平方公尺)

0 0. 至 0.2 0

1 0.3至 1.5 小於1

2 1.6至 3.3 1

3 3.4至 5.4 1至 3

4 5.5至 7.9 3至 7

5 8.0至10.7 7至 14

6 10.8至13.8 14至 23

7 13.9至17.1 23至 35

8 17.2至20.7 35至 52

9 20.8至24.4 52至 72

10 24.5至28.4 72至 97

11 28.5至32.6 97至128

12 32.7至36.9 128至164

13 37.0至41.4 164至206

14 41.5至46.1 206至256

15 46.2至50.9 256至312

16 51.0至56.0 312至377

17 56.1至61.2 377至449

大於17 大於61.2 大於449 資料來源：氣象局全球資訊網

註：本表所列風級相 當風速是指10分鐘內平均風速

先將1號樹木分為四個單元，分別為單元1-1

至單元1-4如下圖所示，再分別求出各單元之受風面積、相對基底形心座標、單元高度、平均外徑、預估重量及對基底造成應力。

1號樹木受風力分析：

先將2號樹木分為八個單元，分別為單元2-1至單元2-8如下圖所示，再分別求出各單元之受風面積、相對基底形心座標、單元高度、平均外徑、預估重量及對基底造成應力。

2號樹木受風力分析：

1.依照目前本案詴驗所得之材料強度計算結果，研判目前並未有自然風能將1號及2號樹木吹倒，但由於腐爛程度日益增加，將來是否有傾倒之危險性，仍需進行持續觀察。

2.另依夫妻樹體目視健全木材由樹蕊詴材推估之密度（1號樹木為0.43 g/cm3、2號樹木為0.45 g/cm3）換算材積與重量

1號樹木材積約為56立方公尺、重量24119KG

2號樹木材積約為78立方公尺、重量35073KG

小結：

一、檢測方法 基地所在地質屬於南莊層級及他相當地層。由於夫妻樹已存在久遠，且1989年新中橫公路開通至今以近20年，大幅地質干擾已逐漸恢復至穩定。檢測方法應檢視下坡擋土牆狀況，若未出現龜裂、崩塌異狀則屬正常。

第四節 地質分析

夫妻樹

二、檢測結果

1. 經檢視下坡擋土牆狀況，並未出現出現龜裂、崩塌異狀，地質狀況應屬正常。

2. 夫妻樹下坡生長茂密的臺灣赤楊林，雖屬先驅樹種，但生命力旺盛，自我更新快速，有助於邊坡的穩定，使得夫妻樹更加穩定。

一、調查方法

為瞭解夫妻樹遊客的使用情形，包括遊客活動區域、行為、數量、頻率等，以一次假日進行調查，以供規劃設計參考。

二、調查結果

期中假日以某一天假日進行遊客量調查，調查結果如表所示。

第五節 遊客分析 時間＼人車數 人數 車數 備註

97 年 3 月 30 日 總人數 樹下人數 停車場 路邊 （特殊活動）

11：30 18 2 8 車 3 車

11：45 29 4 11 車 4 車

12：00 34 3 9 車 3 車 野餐、烤肉

12：15 65 2 16 車 5 車 野餐、烤肉

12：30 49 5 8 車+7 摩 4 車 野餐、烤肉

12：45 59 4 13 車+7 摩 9 車 野餐、烤肉

13：00 50 3 13 車+8 摩 6 車 野餐、烤肉

13：15 36 4 13 車 2 車 野餐、烤肉

13：30 42 3 10 車 4 車 野餐、烤肉

13：45 35 4 12 車 4 車 野餐、烤肉

14：00 47 6 15 車 5 車 野餐、烤肉

14：15 45 2 13 車 4 車

14：30 33 4 13 車 4 車

14：45 28 10 12 車+5 機 3 車

15：00 58 7 15 車+2 機 5 車

15：15 53 0 8 車 4 車

15：30 45 2 8 車 4 車

15：45 58 15 17 車 3 車+1 遊

16：00 55 3 12 車 3 車+1 遊

16：15 42 0 8 車 4 車

16：30 38 3 7 車 3 車

16：45 35 5 11 車 2 車+1 遊

17：00 15 0 4 車 2 車

二、調查結果

1.遊客量

當日天氣陰涼時晴，遊客數量十分眾多，尖峰時間為中午12點左右，共有65人，次尖峰時間為下午四點左右，共有58人，因為有遊覽車停留，帶來大量遊客，證明此處為遊客必經之地。

2.遊客活動區域與性質

大部分的遊客均在圍籬外區域活動，停留時間大多為20分鐘左右，大部分從事觀賞、拍照、散步等活動，甚至有野餐、煮食、烤肉、遛狗、小朋友騎自行車等特殊活動。有少數遊客進入樹下空間，進行近距離觀察樹洞、散步、在樹幹基部被拍照等行為。

3.停車情形

主要的停車場與路側停車位使用情形大致良好，但遊客眾多時，因為中央通道與貼石片的活動區並無高差限制，車輛會停至遊客活動空間，可能會造成部分人車衝突，妨礙遊客攝影取景。

4.服務設施

在同時間也順便觀察服務設施的使用情形。由於活動廁所與垃圾子車鄰近主要活動區，臭味容易隨風飄送至夫妻樹方向的下風處，令人感覺不適，建議可移至較遠的南側出口處或取消。

5.小結

大部分遊客均遵守在圍籬外活動，但需再設法改善部分遊客進入樹下的使用行為。

第五章 夫妻樹整體發展定位 一、夫妻樹的過去

屬於自然襲產概念下的產物，結合千年夫妻之故事性後更加的著名，並成為玉山國家公園塔塔加地區入口地標。

二、夫妻樹的現在

在尊重自然運作發展的概念下，夫妻樹應為自然倒伏，不得已時才進行人工放倒。目前夫妻樹並無立即斷裂的危險性，故需做好各項保護遊客安全的管制措施。

三、夫妻樹的未來

樹木自然倒伏或人工放倒後，整體環境應回歸自然，由演替先期之台灣赤楊逐步拓展覆蓋，或種植紅檜小苗，寓意生生不息的自然傳承意味，還原千百年的紅檜森林。

第六章 實質計畫

夫妻樹枯立木的維持應依據調查分析結果，妥善謹慎的進行。首先，應擬出補強原則，由於本區處於極度自然的區域，所有可能的補強措施，應可融入夫妻樹原有環境，盡量避免對生態環境造成視覺衝擊與實質的污染。

其次，本團隊先行針對夫妻樹各部位分析結果，匯整出可能的改善方案，區分為樹根、樹洞、樹枝等三處。

第一節 樹體維持計畫

樹洞內部

1. 以炭化處理殺死病菌後再塗乳化柏油

樹枝部位

1. 清除現況樹冠上搖搖欲墜的枝條

2. 在不失去原樹壯觀外型下，進行適當修枝，以減少枯枝掉落、減輕重量、增加樹體穩定度

樹根部位

1. 鋪設鋼筋混凝土面防止水分滲入根部，上方鋪設客土植草皮，適當打設土釘，擴大樹根固著範圍，使樹體更加穩固

(1)0.707

(2)1.728

(3)-0.503

(4)-1.014

(5)-1.989

(6)-3.536

(7)-3.434

(8)-3.855

(9)-3.619

(10)-3.567

(11)-2.850

(12)-1.586

(13)0.455

(14)1.197

(15)0.643

(16)0.445

(17)0.162

(18)0.048(19)-1.245

(20)-1.926

(21)-2.954

(22)-2.538

(23)-1.893

(24)-1.031

(25)-0.585

(1)2.3

(2)2.123

(3)0.894

(4)0.477

(5)-0.686

(6)-1.074

(7)2.919

(8)2.811

(9)2.645

(10)2.505

(11

)2.3

81

(12

)2.4

84

(13

)2.8

55

(14

)2.9

45

(15

)2.8

34

(16

)2.6

33

(17

)4.2

24

(18)-1.

912

(19)-1.

895

(20)-1.

714

(21)-1.

562

(22)-1.387

(23)-1.274

(24)-1.240

(25)-1.138

(27)-1.154

(28)-0.578

(30)0.366

(32)1.556

差)

(35)0.864

(37)0.470

測點

１

測點

2

往塔塔加服務站

往水里

1號樹木H=22.74M

2號樹木H=28.06M

警示牌

警示牌

指示牌

0 10 20M

停車場區

1. 入口改變

2. 減少停車格

3. 移除垃圾子車與流動廁所

1號樹木

樹高半徑範圍

R＝22.74M

2號樹木

樹高半徑範圍

R＝28.06M

車行動線

人行動線

最佳取景點

新設圍籬

新設圍籬

第二節 遊憩動線計畫

一、危險區域的劃設 首先由1號及2號樹木的樹高為半徑，劃設可能傾倒的半徑。其次，考量風力最可能造成傾倒的北風及南風方位，劃設危險區域。 二、遊憩動線的調整 因應危險區域的劃設，調整行車動線，停車場區入口往南側調整，且因腹地的不足減少停車格，並可考慮移除垃圾子車與流動廁所。

(1)0.707

(2)1.728

(3)-0.503

(4)-1.014

(5)-1.989

(6)-3.536

(7)-3.434

(8)-3.855

(9)-3.619

(10)-3.567

(11)-2.850

(12)-1.586

(13)0.455

(14)1.197

(15)0.643

(16)0.445

(17)0.162

(18)0.048(19)-1.245

(20)-1.926

(21)-2.954

(22)-2.538

(23)-1.893

(24)-1.031

(25)-0.585

(1)2.3

(2)2.123

(3)0.894

(4)0.477

(5)-0.686

(6)-1.074

(7)2.919

(8)2.811

(9)2.645

(10)2.505

(11

)2.3

81

(12

)2.4

84

(13

)2.8

55

(14

)2.9

45

(15

)2.8

34

(16

)2.6

33

(17

)4.2

24

(18)-1.

912

(19)-1.

895

(20)-1.

714

(21)-1.

562

(22)-1.387

(23)-1.274

(24)-1.240

(25)-1.138

(27)-1.154

(28)-0.578

(30)0.366

(32)1.556

差)

(35)0.864

(37)0.470

測點

１

測點

2

往塔塔加服務站

往水里

1號樹木H=22.74M

2號樹木H=28.06M

警示牌

警示牌

指示牌

0 10 20M

停車場區

1. 入口改變

2. 減少停車格

3. 移除垃圾子車與流動廁所

1號樹木

樹高半徑範圍

R＝22.74M

2號樹木

樹高半徑範圍

R＝28.06M

車行動線

人行動線

最佳取景點

新設圍籬

新設圍籬

三、最佳取景點的設定 依據對遊客行為及其取景角度的觀察，最佳取景區域位於可同時拍攝夫妻樹雙木的地點，再考慮避開危險區域，則最佳取景點僅位於基地內之東南角落。

28mm 視角75°

35mm 視角63°

50mm 視角47°

26.38M5.35M

新設木平台 H＝90cm

新設圍籬H＝180cm

淨空管制區 淨空管制區

再以一般遊客最常使用之鏡頭確認所直拍的景物（焦點距離28mm之視角75度、焦點距離35mm之視角63度、焦點距離50mm之視角47度），除50mm鏡頭較勉強外，其餘28mm及35mm鏡頭均可完整攝入夫妻樹全貌。

一、整合現有牌示 目前除隔離繩索之外，尚有1座標示牌，2座警告牌，未來宜將這些牌示作一整合，使夫妻樹周邊環境較具整體性。

二、增加解說牌與模型區 1.因檜木係台灣珍貴樹木，該區域又曾受森林大火、人為開闢，因此可將鄰近台灣赤楊林、二葉松林、芒草區與檜木等數個元素，串聯成森林生態演替的解析。也可以交代針葉林整個生命史的循環解說牌。

2.在經費與腹地足夠的情況下，可考量製作夫妻樹等比例縮小模型，解說夫妻樹中空成因以及原住民曾取用蜜蜂在中空樹幹築巢的蜂蜜等，讓青少年與兒童從洞穴體驗中，瞭解樹木樹幹腐朽的因素，以及對森林洞穴生態的體驗。

第三節 解說設施計畫

日本樹洞生態研討會海報 (資料來源：活動網站http://mail2.nara-

edu.ac.jp/~maedak/bscj/jyudou2003.htm) 小朋友對樹洞的體驗 (資料來源：夏威夷大學網站)

紅檜模型解說區示意圖

在夫妻樹並未出現劇烈損毀前，建議每年颱風期過後進行一次監測工作。

夫妻樹終有一日將傾倒而回歸自然，為了維護夫妻樹的「自然」及「歷史」價值，保持「原貌性」的真實性，減少人工及過多的改變，因此，必頇進行長期監測，尊重自然循環的過程，以其發揮環境教育的意義。

第四節 後續監測計畫

夫妻樹長期監測計畫之過程

目前(第一年)監測

塔塔加地區夫妻樹現況

持續監測(第N年)

嚴重損毀

人為放倒

颱風、地震

颱風期

自然倒伏

後續監測工作項目 一、樹木材質及孔洞調查

1.一次診斷(初診)：目視(VTA法)、打診、觸診。

2.二次診斷(複診)：超音波法、鑽孔抵抗法、鑽取樹蕊法(微破壞儀)。

3.三次診斷(精密診斷)：採取木材腐朽樹體進行培養觀察。

二、樹木傾斜度調查

未來可採用3D雷射掃描測量技術，可進行結構物全面且連續性的掃描，精確取得結構物精密點雲座標，經計算可求得後續維修精準的數據。此法突破傳統測量的限制及土木結構資料蒐集的不足，在測繪的領域中開闢另一新的方向。

三、樹木抗風強度計算

原則上依受風面積，分別求出根部及主幹分界處各臨界斷面的受力大小，並配合材料強度及斷面幾何性質，可得相對應臨界風壓、風速(m/sec) 與蒲福風級數，即所求樹木能承受之最大風級數。

第五節 經費概估 項次 項目 數量 單位 單價 複價 備註

一 樹體維持計畫

1 樹冠枯枝揀除及疏枝 1 式 100000 100000

2 樹洞內部炭化及塗佈乳化柏油

1 式 100000 100000

3 樹根固化 1 式 800000 800000

二 遊憩設施工程

1 圍籬木樁 1 式 100000 100000

2 攝影取景平台 1 式 200000 200000

三 解說牌示工程

1 樹洞成因解說牌 1 式 50000 50000

2 夫妻樹立體模型 1 式 150000 150000

四 長期監測計畫(每年1次)

1 樹木材質及孔洞調查 1 式 200000 200000

2 樹木傾斜度調查 （3D雷射掃描）

1 式 80000 80000

3 樹木抗風強度計算 1 式 50000 50000

總計 1830000

第七章 結論與建議 一、建議需採取必要的經營管理措施，並請主管機關密切觀察注

意，樹木傾斜方位加強管理禁止遊客進入，避免發生危險或造成財產損失，特別是颱風雨季期間。另外，為了提供即時資訊給管理單位作為管理的參考，每年至少一次持續的進行評估檢測及追蹤應該是必要的。

二、日後經營管理上，應該要維護夫妻樹的「自然」及「歷史」價值，保持「原貌性」的真實性，減少人工及過多的改變，以其發揮環境教育的意義。

三、對於夫妻樹未來的經營管理措施，建議擴大社會各界的參與及討論，由社區參與或遊客造訪過程中，進行意見調查，並與學者專家共同商議達成共識，以提供一個符合社會需求的樹木管理經營措施。

附錄 阿里山神木與夫妻樹比較

項目 阿里山神木 夫妻樹

基本屬性 紅檜巨木，為阿里山之地標

樹高為50公尺，胸高圓周23公尺

海拔高度 2160公尺

紅檜巨木，為玉山塔塔加地區入口地標

樹高為22.74及28.06公尺，胸高圓周為2.68及3.34公尺

海拔高度 2610公尺

地點與管理單位

嘉義縣阿里山鄉

嘉義林管處

南投縣東埔鄉

台大實驗林、玉山國家公園

枯立木成因

民國42及45年遭雷擊，焚燒死亡，致使樹幹有明顯分裂，樹幹內部中空焦黑，僅存邊材支撐

民國51年塔塔加地區發生森林大火時被焚毀而亡

警戒範圍與方式

1.擴大神木周圍欄杆，避免遊客踩踏傷及神木根部。

2.禁止遊客於樹高一倍半範圍內活動。

3.颱風、地震等天災時，應暫時封鎖該地區禁止遊客前往。

1.僅劃設樹下空間為封鎖區域

2.建議以樹高半徑與風力方位劃設危險區域

3.建議調整遊憩動線避開危險區域

加強固定方式

1.以鋼纜匡箍將樹幹固定於上坡處再美化處理

2.定期監測主幹傾斜程度

3.神木裡面空洞予以打樁灌漿方式固定處理

4.以檜木精油灌注神木全株以期防腐

5.排除地表水，避免沖蝕神木根部。

1.建議清除現況樹冠上搖搖欲墜的枝條

2.建議以炭化處理殺死樹洞內部病菌後再塗乳化柏油

3.建議在樹根部位鋪設鋼筋混凝土面，防止水分滲入根部，上方鋪設客土植草皮，適當打設土釘，擴大樹根固著範圍，使樹體更加穩固

解說設施 1.設置解說設施，詳細介紹神木沿革

2.於它處設置神木群步道與解說牌，加強教育民眾生命交替之觀念

1.建議製作夫妻樹等比例縮小模型

2.建議製作針葉林生命史的循環解說牌，將大自然的實際現象導入動態學習過程，加強對台灣森林的珍惜。

監測期間 83年7月～87年6月 97年開始

監測項目 持續監測神木傾斜度、木材厚度，腐朽情形 1.樹體本身之樹幹材質空洞、傾斜度、樹幹強度

2.周遭環境之地質穩定度、遊客活動情形

傾倒之可能影響

妨礙遊客安全

妨礙森林小火車行車安全

妨礙遊客安全

項目 阿里山神木 夫妻樹

處理過程概念

1.將未倒之阿里山神木整理僅留樹高約一丈，並結合已倒伏神木施以樹基復舊，保持神木原貌，並於四周加設柵欄，設置解說設施，詳細介紹神木沿革。

2.清查該地千年以上類似神木的大樹，並透過普設步道設立解說牌，加強教育民眾。

3.以另一株神木取代成為阿里山新地標之可能

4.清查該地千年以上類似神木的大樹，在環保原則下規劃發包闢建神木群步道，使民眾瞭解生命之更替。

5.請林務局組成「阿里山神木最終關懷小組」，推出神木懷舊、最終安置活動，並配合阿里山森林遊樂區宣導，教育國人文化資產及生態保育之認識

6.請臺灣省林務局於二週內邀請土木結構專家3至5人再予會勘，對神木目前狀況進行評估，若執行工程耗大、破壞原有景觀或經費龐大，居於旅遊安全則採放倒方式

1.夫妻樹的現在

枯立木的最終結局即為傾倒，但在尊重自然運作發展的概念下，應為自然倒伏，不得已時才進行人工放倒。經由監測結果的整合，發現夫妻樹並無立即斷裂的危險性，故在盡人事的觀念下，需做好各項保護遊客安全的管制措施

2.夫妻樹的未來

樹木自然倒伏或人工放倒後，整體環境應回歸自然，由演替先期之台灣赤楊逐步拓展覆蓋，或種植紅檜小苗，寓意生生不息的自然傳承意味，還原千百年的紅檜森林

舉辦活動 1.「為阿里山神木守夜」請願活動

2.「阿里山神木敬終計畫」

尚未有舉辦活動階段

社會參與 1.學者、學會、民間團體及政府機關之公聽會

2.民眾問卷調查

3.以公開競圖方式辦理神木之保存展示

尚未有社會參與階段

最終結果 1.為尊重生命，讓神木回歸自然，決定以放倒方式處理，放倒作業將在颱風來襲前完成，並拍攝紀錄影片，舉辦系列關懷活動。

2.放倒後之神木就地保存，施設圍籬及解說牌方式辦理完成。

尚未決定

簡報結束 敬請指教