高溫擋不住 本土研究推估2100年山毛櫸面積僅剩15% | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

高溫擋不住 本土研究推估2100年山毛櫸面積僅剩15%

2018年08月15日
環境資訊中心特約記者 廖靜蕙報導

今夏北極熊好熱,因為溫度飆升到32℃。極端氣候表現與生態的作用錯綜複雜,森林覆蓋率高達六成以上的台灣社會,不得不問,氣候變遷對森林生態系的影響又如何?最新一項本土研究,利用植被與氣象資料,推估氣候變遷衝擊下的世紀末台灣森林樣貌,顯示台灣水青岡(台灣山毛櫸)林帶可能是受害最深的生態系,2100年適合生存面積僅剩現有的2~15%。

因氣候變遷影響,台灣水青岡分布範圍在世紀末預估僅存2~14%。攝影:廖靜蕙
因氣候變遷影響,台灣水青岡分布範圍在世紀末預估僅存2~14%。攝影:廖靜蕙

研究人員建議,預先整備好遷徙廊道,以及完整的生態監測調查,為生態系成員預留後路是生物多樣性保全的目標。

「我們以為台灣高海拔的保育是沒問題的,卻忽略氣候變遷造成的影響。」由台大植物系退休教授謝長富、宜蘭大學森林暨自然資源學系教授陳子英及林業試驗所植物園組助理研究員林奐宇,在林務局計畫支持下進行的「因應氣候變遷生物多樣性回復力研究」計畫,得出在氣候變遷影響下,台灣的植被可能出現向高海拔、高緯度遷徙的現象,造成現有生態系的改變與重整,其中水青岡林、高山灌叢首當其衝,2100年水青岡林可能只剩現有的15%不到。

垂直森林 溫度飆升往高處跑或消失

「從平面較難看出森林社會、海拔與氣候的關係,若看縱剖面,就能了解植被的垂直分布都與氣候條件有關。」謝長富表示,日治時期,植物學者已發現台灣劇烈的海拔與地形落差,以及明顯的氣候分化,造就山區的植被垂直分布。

林務局在2008年完成全台森林植群多樣性調查後,台大森林系教授李靜峰利用全台8804個森林樣區資料,建置台灣植被分類系統,將全台區分為21種森林類型,並認為其中11種帶狀植被類型及2種非帶狀植被類型,與氣候具有高度相關。林奐宇即針對這13種與氣候相關的森林類型,再以3824個森林樣區資料,進行研究分析。

「我們想知道這些與氣候高度相關的森林,一旦氣候變化,如何改變樣態,又有哪些森林因此消失。」林奐宇說,一般對暖化的合理推斷,認為植物會往高海拔遷移,而最高海拔的冷杉林則縮減棲地,低海拔的闊葉林越爬越高。假設這座山稜線上,本來有座森林,隨著氣溫變暖而往上遷移,若無處可逃就消失滅絕。


高海拔的冷杉鐵杉林面臨氣候變遷首當其衝。圖為能高越嶺道西段鐵杉林。林務局提供

他透過上萬個樣區資料,輸入電腦程式,以此描繪13種森林類型在台灣的分布以及最適生存條件。以檜木林為例,依據過去分布不同海拔的543個樣區、長年調查資料找出常態分布,得知檜木在年均溫5~15℃都會存活,又以11℃,以及2400~3000mm年降雨量是最好的生長環境。其他12類型森林,也是如此一一找出資料。

「我們一般對暖化的概念,常簡化為溫度升高,其實還牽涉到極端表現、雨量及其它複雜的氣象因子,光是溫度升高這個因子,白天溫度升高或晚上溫度升高也有複雜的涵義。」林奐宇依據科技部「台灣氣候變遷推估資訊平台」(TCCIP)公布台灣未來一百年的氣候溫度、雨量推估資料,輸入2025、2035、2050、2065、2080、2100年等六個時間點,透過人工智慧軟體,就產生不同年代的森林分布圖。

值得一提的是,研究團隊與加拿大卑詩大學(UBC)合作,將原本為5公里乘以5公里的氣候網格資料做降尺度分析,細緻化到以100公尺乘以100公尺為單位,反映出山區氣候隨著地形高度變化的關係,並對應植物現況。由於精細的氣候資料,使得對山區森林的研究精確度提高到94%,他拿著這項資料實地探勘,幾乎不會出錯。

這項結果顯示,台灣水青岡森林及高山灌叢,是最容易受到氣候變遷衝擊影響的植被類型。高山地區的冷杉-鐵杉針葉林,以及中海拔的檜木林,也可能受氣候變遷影響,導致現有適存棲地範圍的縮減。高山森林面積越來越小;熱帶森林則從台灣南部往北部跑,跨越北迴歸線直抵苗、竹。

高山植被如高山灌叢帶、台灣水青岡林帶受氣候變遷衝擊最明顯,其次為冷杉及鐵杉林帶、檜木林帶。若將每種森林面積現況當1(100%)來看,2100年水青岡森林最好的狀況是剩餘14%,最壞的情況是將近滅絕的2%。以刺柏、圓柏為主的高山灌叢帶也沒有好到哪裡,預估僅存2.24~34.28%,冷杉及鐵杉林帶則為25.9%~79.5%、檜木林46~67.80%。氣候變遷對這四種森林的影響最嚴重。

高海拔森林經營管理 打通遷徙路徑

這個結論顯示,部分區域的森林會替換,例如水青岡在大白、蘭崁山的棲地,會一點一滴消失不見,最終滅絕,由其他的森林取代;又以銅山為例,這是台灣水青岡族群最大的棲地,雖不至於滅絕,也會往高海拔移動,移動的路徑形成遷徙廊道。高海拔的刺柏、冷杉森林,也不至於完全滅絕,但面積卻會大幅縮小。


銅山是台灣最大的水青鋼族群所在,預防族群不滅絕,預留遷徙路徑很重要。攝影:廖靜蕙

這些預測資訊,可以做為發展生物多樣性保全的策略,例如透過域外保種,讓稀有物種獲得異地繁衍的機會;或在預測的遷徙路徑上預留廊道,減少干擾,確保生物可以有效遷徙、降低氣候變遷帶來的威脅。

林奐宇表示,模擬發現山區物種的遷徙以向高海拔移動為主,回到野外現場,即可檢查現生族群與未來棲地間有沒有阻隔遷徙的因素,確保這條路徑暢通;若中間是造林地,也許就可透過人工種植小苗、沿途灑播原生種子等方式,加快自然傳播速度。這個方式將比遷地保存來得節省人力與經費。

陳子英進一步表示,水青岡林的消失,不只是水青岡這個物種的滅絕,更代表一個生態系的消失。因此,有多少物種是生活在水青岡森林的,就必須事先調查,進行相關的保育策略。這項計畫是盤點受影響的幾種森林類型的現場,以及依附此生態系的物種,使得相關的研究團隊,得以回到現場周邊調查實際情形,清查重要以及紅皮書物種,監測族群。


陳子英(中)、加拿大卑詩大學教授王同立(左)以及林奐宇於棲蘭山野外調查留影。圖片來源:林奐宇

「精細與精準的氣候資料,對於研究生態系與生物的分布,佔有關鍵性的功能角色。」這項研究突破過去氣候變遷與植群調查瓶頸,並受到國際矚目。對此,林奐宇歸功於國家植群研究、植物標本等基礎資料及歷史氣候資料的建置,才有機會進行這項預測推估。「缺乏基礎資料就只能靠經驗、憑想像摸索,而且無法完成這項研究。」

台灣13種與氣候有關的森林型態(以及代號)

1.高山灌叢帶-C1A012.冷杉及鐵杉林帶-C1A02
3.檜木林帶-C2A03
4.台灣水青岡林帶-C2A04
5.櫟林帶-C2A05
6.楠櫧林帶-C2A06
7.楨楠林帶-C2A07
8.榕楠林帶-C2A08
9.熱帶山地常綠闊葉林帶-C3A09
10.熱帶亞山地常綠闊葉林帶-C3A10
11.熱帶山麓常綠闊葉林帶-C3A11
12.亞熱帶冬季季風林-C5A13
13.熱帶冬季季風林-C6A15

作者

廖靜蕙

環境記者/自由撰稿人,致力於生物多樣性主流化。從事社工10餘年,認知到再弱勢的人都可以為自己發言,決定轉投生態保育,為無法以人類語言發聲的生命與土地寫報導。現居台北市,有貓、有龜,以及一些過客。個人粉專「小麻通訊」。