天上掉下來的禮物:台灣山地霧林之美 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

天上掉下來的禮物:台灣山地霧林之美

建立於 2015/05/19
作者:徐嘉君(林業試驗所)

潮濕、涼爽、陰暗,是大部分人進入山地霧林的第一印象,山地霧林多半位於熱帶或亞熱帶臨海的山地區域,其特徵是每天週期性雲霧、以及充滿附生植物的森林樹冠層,由海岸來的潮濕空氣在沿著山地爬升之後,由於溫度下降,而形成濃厚雲霧帶,通常霧氣生成在中午過後。

別小看霧水

筆者在雪山山脈北稜海拔1000公尺附近的闊葉林所作的監測結果,全年起霧時數超過2000小時!此外在棲蘭山區扁柏林的研究顯示,盛夏的8月每天有4小時的起霧時間,東北季風盛行的11月,平均每日起霧時間甚至長達12.3小時。

霧林的重要特徵之一,是此地的森林樹冠層能夠攔截大量的水平降水量,也就是所謂的霧水,由於霧林帶的樹冠層多半覆蓋著厚厚的苔蘚及附生植物,諸如檜木等細碎的枝葉也利於攔截霧水,根據棲蘭山區的研究,該樣區的扁柏枝葉,每年可以攔截將近300mm的霧水,而台大大氣系的研究團隊發現在雪山山脈的觀霧地區,水平降水甚至可以達到總降水量的1/3,該團隊以自行研發的補霧網,所攔截的霧水加雨水,比起單純只收集雨水,總量多出177倍,極為可觀!於水資源日益珍貴的現代社會,足見保育霧林帶對森林健康水文循環的重要性。

不只是樹木的枝葉能攔截水氣,霧林裡豐富的附生植物也對森林水文涵養具有不可忽視的生態功能(圖片攝影:徐嘉君)

不只是樹木的枝葉能攔截水氣,霧林裡豐富的附生植物也對森林水文涵養具有不可忽視的生態功能(圖片攝影:徐嘉君)

台灣山地霧林的多樣性

全世界只有1%的森林可以稱之為霧林,重要的山地霧林分布區域為中南美洲、東非、婆羅洲、新幾內亞等等。由於台灣是位於亞熱帶、熱帶交界的高山島嶼,面積雖小卻擁有極為豐富的山地霧林分布,尤其是過去廣布台灣的檜木林,更是世界難得的生態瑰寶。

由於區域氣候的差異,以及地質史及植物地理學的因素,台灣的山地霧林擁有極高的多樣性,主要的組成有雲杉、紅檜、扁柏、台灣杉、中海拔櫟林、華山松、杜鵑等等,其分布海拔與緯度、臨海距離、山塊位置與坡向、季節盛行風、的交互作用,產生各種區域性的變化,而霧林裡的植群及動物組成也往往有極大的差異。舉例來說,位於雪山山脈以東跟以西的棲蘭山區和大雪山區,雖然組成優勢森林都是紅檜跟扁柏,森林形象則大不相同,承受充沛東北季風的棲蘭森林枝條上覆蓋著厚實的苔蘚包、林下的灌木茂盛幾乎無法穿越,底層森林覆蓋為酸性的泥炭土層及泥炭苔,常見的附生蘭有喜好冷涼的一葉蘭;而大雪山的霧林顯然較為乾爽,東北季風與西南氣流對此地森林的影響季節差異比較不顯著,林下小灌木密度稍低,地被及枝葉的苔蘚層比較薄,而附生植物常見比較耐旱的高山絨蘭。

2-1 大雪山與棲蘭的霧林海拔類似,森林形象卻大不相同(圖片攝影:徐嘉君)

2-2(圖片攝影:徐嘉君)

大雪山與棲蘭的霧林海拔類似,森林形象卻大不相同(上、下圖)(圖片攝影:徐嘉君)

若加入臨海距離及山塊體積來考量,則花蓮秀林鄉、台灣臨海最近的一等三角點清水大山,和位於台灣中央山脈核心、南投的北東眼山恰恰是兩個對比的例子,或許是因為大山塊加熱效應及東北季風的影響,清水大山的植物 (如: 奇萊喜普鞋蘭)分布比其他區域降低了約有1000公尺左右,而此地的霧林海拔可降至1000公尺以下,位於稜線的森林樹幹扭曲矮小、苔蘚厚實、附生蘭種類少,有如文獻中所敘述的矮林(elfin or dwarf forest);對比之下,北東眼山的霧林雨量雖不足以孕育檜木林,然而這裡的其他闊葉樹種如木荷和鬼櫟則十分筆挺高大,樹冠層的附生蘭種類豐富。

3-1 清水大山的霧林,有著扭曲糾結的樹幹,以及低矮的樹冠層,與北東眼山挺拔的森林成一明顯對比(圖片攝影:徐嘉君) 3-2(圖片攝影:徐嘉君)

清水大山的霧林,有著扭曲糾結的樹幹,以及低矮的樹冠層,與北東眼山挺拔的森林成一明顯對比(圖片攝影:徐嘉君)

而位於台灣南端的大武山保護區的雙鬼湖區域,則是另一種霧林型態,雙鬼湖的森林屬於熱帶山地霧林,組成型態多樣,有台灣杉、牛樟、檜木、台灣杜鵑及森氏櫟,此區有很多台灣特有種植物,分布於此區的附生植物很多源自菲律賓群島及中南半島,這些例子顯示,有關台灣的霧林型態、分布和物種組成,可說是非常耐人尋味的植物地理學課題。

雙鬼湖山區高大的森氏櫟霧林(圖片攝影:徐嘉君)

雙鬼湖山區高大的森氏櫟霧林(圖片攝影:徐嘉君)

山地霧林為何重要?

如前文所述,山地霧林獨特由於的水文特性,能攔截雨霧,提升森林的涵水能力,過去的研究顯示,霧林的存在,能在乾季保存2倍以上的降水量,即使在雨季,也能增加10%的森林蓄水量,凸顯出山地霧林對水土涵養的重要性。

位於雲霧帶的山地霧林,倚賴霧水的滋養,其實分布面積十分狹窄,創造出物種隔離的環境,因此有一說,位於島嶼上的山地霧林,等於是「島中之島」(islands on islands),也因此山地霧林的特有種比率非常高,許多物種只能生存在這樣的環境之中,族群小、分布也十分狹隘。

由於長年的雲霧繚繞,降低輻射散熱及冷卻效應,山地霧林的溫濕度變化差異很小,筆者於雪山北稜的中海拔樣區,年平均日溫差只有攝氏3.87度,比低海拔還小,穩定的氣候條件,孕育了許多對氣候條件波動敏感的物種,筆者根據氣候暖化模式預測台灣植群可能遭受的衝擊時,就發現位於霧林帶的植物,在未來暖化情境下,將會首當其衝,受到最大的影響。

氣候變遷有可能使雲霧帶生成高度上升,進而造成現有霧林帶乾旱的現象,此外也可能影響降雨型式,近年來台灣的極端降雨事件增加,即推測有可能是受到全球暖化的影響。成大的研究團隊即針對台東地區的紅檜,鑽取樹輪,利用氧同位素 (δ18O)的比值,來檢視過去的氣候條件,因為當氣候乾旱時,植物蒸散作用加強、來源水的δ18O比值變重,年輪內的δ18O比值就越重,因此能根據氧同位素的比值推斷出過去每年紅檜生長季的氣候變化,結果顯示「近30年是過去500年來,平均降雨量最少且極端事件最多的時段!」顯示台灣的霧林生態系正面臨極大的壓力。

山地霧林的保育議題

山地霧林由於雲霧阻礙陽光,低溫與高濕度使土壤的礦化分解作用緩慢,土壤貧瘠而不適宜人類耕作及居住,因而過去多半未有開發、而能保持森林的完整,然而近年來由於全球人口壓力增加,在南美洲許多山地霧林被轉作茶葉及咖啡,因而喪失了大量的霧林及其中的生物多樣性,目前哥倫比亞只殘存10~20%的原始霧林。

台灣的檜木霧林是世界遺產(圖片攝影:徐嘉君)

台灣的檜木霧林是世界遺產(圖片攝影:徐嘉君)

在台灣,過去喪失山地霧林的最主要原因是因為伐木,自從1989年天然林禁伐以後,這些珍貴的霧林減低了不少破壞壓力,然而盜伐事件仍時有所聞,冀望未來管理機關能加強霧林保育的工作。此外,全球變遷仍可能對此珍貴而脆弱的生態系造成很大的衝擊,例如上升的雲霧帶造成的乾旱,或者是極端氣候事件,如莫拉克颱風所帶來的瞬間強降雨等等,希望讀者能因為本文,進而了解台灣所擁有的珍貴霧林生態系,而促進霧林的保育,讓美麗而神祕的台灣霧林成為後代子孫永世流傳的瑰寶。

莫拉克颱風的瞬間強降雨,對台灣的原始林造成毀滅性的影響(圖片攝影:徐嘉君)

莫拉克颱風的瞬間強降雨,對台灣的原始林造成毀滅性的影響(圖片攝影:徐嘉君)