林業研究專訊 Vol.16 No.3 2009 1

專題論述

全球氣候變遷對台灣森林生態系的潛在衝擊與可能的植群演變

⊙林業試驗所育林組‧徐嘉君

台灣位於歐亞大陸地塊邊緣，處於亞熱

帶與熱帶交界區域，島上大部分的面積為陡

峻的高山所盤據，因此儘管台灣面積小，地

質年代也不過區區數百萬年，卻擁有十分多

樣的棲地，而孕育出豐富的植群和動植物。

然而，工業革命以來，因為人類使用石化原

料而大量排放的溫室氣體，導致地球的氣溫

升高(全球暖化)，未來可能加速融解極區的冰

河及冰山，使海平面上升，預估將會對台灣

的高山島嶼生態系統造成重大的衝擊。因此

本文回顧國內外已發表的相關研究文獻，針

對台灣的山地森林，討論全球氣候變遷可能

對森林生態系帶來的衝擊，以及森林物種及

群落之間的關係可能產生的變化，並利用棲

位模式(niche modeling)來推估未來台灣植群

可能發生的演變。

近年來，評估全球暖化影響生物多樣

性的研究報告數量激增，研究主題廣及珊瑚

礁、極地、沙漠生態系等等(Root et al. 2003,

Parmesan 2006)，其中也有不少針對森林生

態系所做的研究，如Foster (2001)所提出的模

型，顯示全球暖化可能影響雲霧帶生成的高

度進而衝擊山地霧林的物種。Woodall et al.

(2009)分析美國農部(USDA)長期森林調查資

料庫，發現北美的東部森林以每世紀100公里

的速度向北遷移，而空出的南方區域則可能

會被林木廣佈種所取代。Lenoir et al. (2008)

針對西歐阿爾卑斯山區171種森林植物所做

的研究，發現在過去一世紀間(1905~2005

A .D .)，物種分佈的最適高度平均上升29公

尺，全球暖化造成的物種分佈向兩極或向高

山位移，將會導致原本分佈於這些地區的物

種無處可退，進而產生滅絕的危機。此外，

國內過去也有數篇研究，探討氣候變遷可能

對台灣的森林植群帶造成何種影響(Guan et al.

2003, 陳，2006)。

此外，全球暖化也可能在生態系功能的

層面上改變物種之間的關係，近世紀以來的

氣候暖化，似乎已經對地球上植物的物候造

成影響，而產生時序位移，Miller-Rushing and

Primack (2008)針對500種以上的北美植物，

汰選其中43種，紀錄2004至2006年的開花日

研究顯示，全球暖化可能使雲霧帶生成的高度上升，進

而影響霧林帶物種的生存(徐嘉君攝)

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專題論述

期，並和學者Thoreau在1852年的歷史資料做

比較，發現該地區年平均溫度上升了2.4℃，

植物的平均開花日期也提早了7天。物候位移

的現象進一步干擾自然界行之已久的共生關

係，例如在荷蘭繁殖的春候鳥班鶲(Ficedula

hypoleuca)，牠們用來育雛的蛾類幼蟲，因為

食草殼斗科植物(Quercus robur)提早抽葉而改

變發生週期，導致從非洲千里迢迢遷徙而來

的親鳥沒有食物可以哺育幼鳥，在過去20年

間，這個鳥類族群數量下降了90%(Both et al.

2006)。物候的改變甚至能反過來影響氣候，

在歐洲的研究顯示，植物提早抽芽以及生長

季的延長，可能會使夏季熱浪變得更為嚴重

(Peñuelas et al. 2009)。

所謂的生態棲位模擬(ecological niche

modeling, ENM)，是生態學家嘗試利用棲地

的生態環境因子，結合地理資訊系統，以空

全球暖化將會危及熱帶地區高海拔物種的生存，圖為南

湖柳葉菜(徐嘉君攝)

氣候變遷可能改變物種之間依存的關係，例如植物物候的時序位移(徐嘉君攝)

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2009)，此外，在亞馬遜的熱帶雨林所做的調

查也支持這個結果(Phillips et al. 1998)。然而

研究也顯示，即使人類現在停止排放溫室氣

體，亞馬遜熱帶雨林仍可能在2050年衰減約

40%的族群(Steltzer and Post 2009)。

氣候變遷未來仍不可避免，擁有充足的

生態知識可以加強危機處理的能力，透過調

查和模式分析來瞭解物種族群的分佈現狀，

尋找最易受害的敏感物種和棲地，並加以監

測，以瞭解氣候變遷對生物多樣性的衝擊，

此外亦能透過移地來加以保育，或透過生態

教育來加強大眾對氣候變遷的體認，使生物

多樣性所受的衝擊減少到最低，至於林業經

營方式未來該如何適應應氣候變遷的衝擊，

是值得林業界同仁一起深思的問題。

間統計的方法，推估物種的分佈範圍(徐，

2007)，ENM的應用十分廣泛，近年來常被

使用於推估氣候變遷對生物多樣性的影響，

例如暖化可能會造成的物種入侵(Ward 2007,

Giovanelli et al. 2008, Steiner et al. 2008)，筆

者使用ENM的應用軟體MAXENT，推估在

2100年台灣植群可能產生的演變，初步結果

發現，台灣的檜木林與冷杉林可能會在暖化

條件下大幅減少分佈面積，成為氣候變遷下

首當其衝的受害者(圖1)。

英國的研究團隊最近發表他們在非洲原

始林裡長期樣區的研究成果，結果發現全世

界熱帶區域所殘存的古老原始林(old-growth

forest)仍然不斷吸收及固定空氣中的二氧化

碳，據估計，每年可以吸收12億噸的二氧化

碳，約佔全世界每年排放量的5%(Lewis et al.

冷杉 鐵杉與雲杉林 台灣二葉松 檜木林 高海拔闊葉林 中海拔闊葉林 低海拔闊葉林

現生分佈

2100年A2 暖化情境

2100年B2 暖化情境

圖1根據全球暖化模式推估百年後台灣森林植群可能的演變