2010年12月8日 星期三

臺灣植物垂直分布、北降和南降現象

  「北降現象」是一種植群的垂直分布因緯度升高,而逐漸降至低海拔的現象。其基本的外顯現象就是,在南邊(靠近赤道)必須生長在海拔較高處的植物,在北邊(距離赤道較遠)則可生長在比較低處;北降現象這個名詞的適用範圍僅限於北半球,在南半球則南北分布的狀態相反。

  在細談北降現象之前,先來了解植物的垂直分布。在不考慮區域氣候差異的狀態下,垂直高度的變化將會導致植群分布的差異,在台灣(林務局),通常以嘉義到玉山一線的植群分布作為基準,分做熱帶林、副熱帶林、溫帶林、寒帶林以及高山草原五大部分;生態學者則以植群科別由低至高分為楠榕林帶、楠櫧林(樟殼林)、針闊葉混淆林(上、下部櫟林帶)、針葉林(鐵杉-雲山帶及冷杉帶),以及由草原(箭竹為主)組成的高山帶。當然還有很多不同的分帶法,因目的而異,不過都與「高度」有關。

  會有上述的垂直分布,與熱能能量多寡有關,地表的熱能是地面長波輻射加熱為主(並不是陽光直射為主),因此海拔越高,長波輻射加熱能力越低,因此高海拔區域氣溫較低。同樣的,不同緯度帶的地表受熱程度也有相當差異,高緯度地區吸收的太陽短波輻射少,放出的地表長波輻射也就少,因此高緯度地區較為寒冷;正因為高緯度地區海拔1000公尺處可能與低緯度地區海拔2000公尺處的氣溫相同,因此在低緯度必須生長於2000公尺以上區域的植物,很有可能在高緯度地區海拔1000公尺處發現,此即為北降現象。

  舉些簡單的例子,例如在嘉義-阿里山地區海拔2000公尺以上廣泛出現的紅檜林,在台灣北部的拉拉山、赫威、棲蘭山等紅檜林,海拔僅約1000多公尺。在台灣,除了受到緯度帶的影響外,冬季強大的東北季風造成的降溫,也增強了北降現象,如台灣中南部要在3000公尺以上才能廣泛看到的龍膽科植物,在台灣北部海拔約1000多公尺就可以見到。


  上圖為日本中部與北海道植物垂直分布差異,可以見到北海道因緯度高,已經沒有了所謂的照葉樹林帶(常綠闊葉林),而高山草原的分布也由2300公尺降至約1000公尺,北降現象明顯。


  上圖為台灣植群分布圖,山區中的黑色線條分別為1500公尺與3000公尺等高線,可以見到黃綠色的涼溫帶針闊葉混合林,在台灣南部悉數必須在1500公尺以上才會出現,而在北部不到1500公尺的坪林地區看到。

  當然,純粹用垂直分布與北降現象,其實是無法展現出地表植群生長分布的全貌,畢竟植物的生長還受到雨量、土壤、日照時間、坡向、海陸分布等影響,所以其實是相當複雜的。例如生態學者就發現,台灣在荖濃溪、大武山以北的區域,大致上因緯度和東北季風的影響,而呈現明顯的北降現象;然而,往南至恆春半島一帶,其植群分布狀況則與北降現象恰好相反,有點像是以荖濃溪、大武山為中線南北對稱。台灣南端會有類似北降現象的植群「南降」情形發生,主要是因為台灣南端丘陵地與山地面積較小,能量的散失較快,在冬季溫度隨海拔的下降程度較中部山區為劇烈。


  上圖為世界年雨量與年均溫的比較圖。


  上圖為台灣不同位置(上方為北,下方為南)的植群分布圖,可以見到荖濃溪、大武山以北基本上呈現北降現象,以南則有南降的情形發生。

  以上簡單介紹有關植物群垂直分布、北降與南降的狀態,了解了植群分布的狀態後,可以依此類推動物群的分布、保護區的設立、人工造林等等,具有實務操作上的意義與價值,若有機會到野外,也可以比較一下,上述論點是否為真。

  附帶一提,「南降」為本人為了概括解釋台灣南端高冷植群分布如北部般海拔下降,自創的名詞,並不完全相同,北降現象越往北,熱帶林就會消失(因為沒有所需要的基礎熱能),但南降地區仍有熱帶林所需的基礎熱能,因此植群是被「壓縮」,並不是純粹的下降。也正因為南降這個詞是我自己說的,故老師們上課時,請勿把它當作一個專有名詞來用唷!


參考資料:

2 則留言:

  1. 植群圖您應該是用了林務局森林資源調查的資料,那個只有國有林的部分,所以像陽明山和墾丁國家公園都應該是綠色的。

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