八通关草原

✍ dations ◷ 2024-12-22 16:19:12 #草原,生态区域,信义乡 (台湾),南投县地理,玉山国家公园

八通关草原,台湾八通关一处草原,位于玉山山脉与中央山脉之间鞍部上,其行政区属南投县信义乡东埔村。八通关草原由玉山箭竹与高山芒形成当地的植物社会中优势物种,面积约100公顷,其中以玉山箭竹覆盖率占80%,分布集中于八通关山屋周边区域,使之成为“箭竹草原”。由于法国菊、毛地黄等外来种入侵,对八通关草原的原有生态造成失衡,以及有火灾干扰对生态演替与族群发展产生变化,人类活动的冲击会带来植被景观的改变,也提高人为用火发生火灾的几率,若长年不发生火灾,八通关草原未来的演替会持续朝向森林发展。

1980年代,因新中横公路计划通过八通关草原,为维护生态与景观保存,故设立玉山国家公园,并依国家公园法将土地利用型态划属生态保护区。由于草原被八通关古道穿过,位置要居联系东埔登山口、中央山脉、玉山群峰,故向来是登山人士路经之地,人类的登山活动持续地对玉山国家公园的生态有着干扰冲击存在,为有效减低对生态的冲击程度与影响层面,玉山国家公园管理处采行承载量管制。目前,八通关草原仍由玉山国家公园管理处维护中,保育工作优先,学术研究与登山活动都得经过申请许可后,才能进入园区内从事活动,每当台风期间,将会予以禁止一切园内活动。

八通关草原之年均温 4.9 ℃,全年气温不过 10 ℃,以 8月份气温为分水岭,开始就逐渐下降至 1月份最冷,月均温 2.3 ℃,渡过雪季后,气温逐渐攀升,至夏季则有高于 6 ℃以上气温,但全年仍是处于低温寒冷的气候。年平均降雨量 387.8 毫米,6月~ 7月达到高峰,月平均降雨量超过 500 毫米以上,之后到11月则低于 100毫 米,直到翌年2月回升 100 毫米以上,故降雨型态呈夏雨冬干。陈正祥利用桑士伟气候分类法划分,八通关草原属于寒带重湿气候(AC')。然而,八通关草原缺乏长期监测之气象站,故气温及雨量是依据日治时期八通关驻在所之观测记录。

玉山之十字棱东延至鞍部,再继续东延至秀姑峦山,这处鞍部即八通关草原,座落于玉山山脉与中央山脉之间,故周边群山围绕,全域高度约 2800 ~ 2955 米。正因八通关草原是处鞍部地形,分隔浊水溪水系与荖浓溪水系,形成谷中分水岭。南方之荖浓溪于此由东北转向东南行,此乃受到构造线的影响。位于西北方的金门峒断崖是陈有兰溪之源头,因向源侵蚀而呈现一片崩坍地形,目前正持续朝向南方的荖浓溪发展河川袭夺。

八通关草原经历数次火灾,玉山箭竹与高山芒由鞍部至山坡面皆有生长,直到棱线、山顶改由高山植物或裸岩取代。在鞍部的低洼处有出现积水的现象,据陈玉峰在《八通关山-东埔温泉沿线植被调查报告》指出,该地可能是古河道的遗迹,故而表土湿润泥泞,其生育地适合玉山箭竹,族群密布于八通关草原正中央,往外围则渐出现与高山芒混生之群丛。金门峒断崖之顶棱因环境干燥,少见有高山植物生长。至于玉山箭竹、高山芒或乔木类等植群则完全不见其踪迹,相对于南方的荖浓溪谷,环境封闭且阴湿,受风干扰程度低,有大量的铁杉族群密布生长,构成溪谷森林景观,林下玉山箭竹较于草原上族群显得高大,除了破空有阳光照射,干扰玉山箭竹的生长,可反映出该族群对林下环境的喜好。综观整个玉山地区,据陈玉峰的调查认为,北坡面则多为铁杉,南坡面则多为台湾二叶松,如此的分化现象,可能是受到火灾干扰有关。就垂直分布而言,八通关草原之年均温低于10℃,又为冷杉与铁杉交会地带,反映出冷温带气候。

八通关草原相对于周边所呈现出植被景观的不同,乃是随海拔高度之变化,由气候、地形、基质与演替效应反映出植群的垂直分布。据陈玉峰所做的植被带剖面,自海拔3335米八通关山开始,高度往下降至海拔约 2600 米荖浓溪谷,依序是:玉山圆柏/冷杉交会带、冷杉林带、铁杉林带、铁杉/云杉交会带。玉山圆柏出现于八通关山之西南坡,海拔 3200 米以上可见其踪迹,因土壤化育不佳,故能与冷杉林共存,散生于岩棱或岩隙,其社会则与玉山杜鹃、台湾刺柏、森氏杜鹃为共同之优势。当高度下降至冷杉林带,虽气候环境与玉山圆柏之生育地相似,因土壤层的差异与物种竞争,最终替换成冷杉为主的社会,其个体可下降至海拔 2700 米生长。铁杉林带位于海拔 2600 ~ 3150 米之间,涵盖整个八通关草原全域,如今会被高山芒、玉山箭竹所取代,乃受火焚而使草原上铁杉族群瓦解,该族群已退居荖浓溪谷,因喜好潮湿环境,若非猛烈火势入侵,不致会延伸至荖浓溪谷。云杉的上部虽与铁杉重叠,但在八通关草原则不然,海拔 2700 ~ 2850 米之间分布着云杉,且该区的云杉林几乎取代铁杉的地位,其两者共存程度甚高,若高度低于海拔 2700 米以下,形成与台湾华山松组成之优势社会。

据郭城孟的调查八通关草原,植被型态可分成:铁杉森林、台湾二叶松森林、台湾马醉木—红毛杜鹃开放灌丛、玉山箭竹草生地、高山芒—玉山箭竹草生地、高山芒—玉山箭竹草生地及枯木林。其主要植被是高山芒—玉山箭竹草生地及枯木林构成,面积 101 公顷,其次是高山芒—玉山箭竹草生地,面积 76.5 公顷,这两型大多分布在开阔地,环境中性,深受火灾干扰所致的植群。八通关草原的次生植物有:蓼科虎杖,碗蕨科峦大蕨,杨柳科褐毛柳,鹿蹄草科单花鹿蹄草,景天科玉山佛甲草,莎草科玉山针蔺,菊科法国菊、川上氏蓟、尼泊尔籁箫,石松科地刷子,石竹科玉山石竹,柏科玉山圆柏、台湾刺柏,松科台湾二叶松、台湾华山松,玄参科玉山碎雪草,金丝桃科玉山金丝桃,蔷薇科玉山悬钩子、玉山假沙梨、高山蔷薇、台湾铺地蜈蚣,桔梗科高山沙参,杜鹃花科红毛杜鹃、高山白珠树、台湾马醉木,龙胆科台湾龙胆、黄斑龙胆、披针叶肺形草、峦大当药,百合科台湾百合、台湾粉条儿菜。

铁杉只出现于溪谷或阴湿环境,在整个玉山地区的植被,南坡受光充足,多为台湾二叶松,北坡则环境阴寒,多为铁杉,由八通关山可见其差异。在铁杉林下的伴生植物有玉山箭竹、高山白珠树及大量苔藓类植物。台湾二叶松的生育地多为棱脊或陡坡,分布集中于八通关西峰之西南坡及南向各坡面,出现在有崩塌与火灾迹地,并发现草原中央有零星几棵台湾二叶松生长,可能为火灾的适存植群之一。台湾马醉木—红毛杜鹃开放灌丛分布在海拔 2940 米至海拔 2926 米之连棱南坡面,以及海拔 2870 米山头部分。玉山箭竹分布较于集中,在草原中央之低洼处全被玉山箭竹被覆,因生育地较为潮湿,使周边的高山芒难以入侵,故该区呈玉山箭竹为优势的社会。其伴生植物有高山蔷薇、高山白珠树、虎杖等。高山芒—玉山箭竹草生地分布在八通关西峰之山顶,以及在海拔 2940 米至海拔 2928 米之连棱脊线上,生育环境中性,坡度 25~ 45 度,唯局部环境干燥不见玉山箭竹,高山芒于棱线南面则呈丛状生长,该区的植物社会以红毛杜鹃、台湾马醉木等灌木类及玉山箭竹、高山芒为优势。在高山芒—玉山箭竹草生地遗留的枯木林,这现象表示该区曾受火灾焚毁,据郭城孟依照树型判断,枯木林之树种应属台湾二叶松,分布于八通关西峰之西向坡面,以及海拔 2870 米周围山坡、海拔 2928 米之西向坡面,生育环境与高山芒—玉山箭竹草生地相似,同为火灾迹地。在八通关西峰顶处之所以会没有玉山箭竹的踪迹,也不见于铁杉、冷杉、台湾二叶松等高大的乔木生长,主要是环境恶劣,周边没有任何地形屏障,使得山顶风化甚剧,土壤化育不佳,碎石遍地,使得植被覆盖度低,拥有的水土保持能力不良,生长于岩缝中有玉山佛甲草、尼泊尔籁箫、台湾刺柏等植物。

据1983年1月4日与1993年2月25日发生的火灾,分析后结果认为八通关草原的起火点在山屋附近,可能是人为引火不慎所致,但也可能是冬季天干物燥,林木含水分低与地表堆积枯叶而产生自燃。透过航测技术摄影可知,火灾迹地的分布范围受制于地形与气候,上达棱线,下至溪涧,因此使火势只呈东西方向蔓延燃烧,最长可达3930米,南北则约900米。这是因为棱线处的地势较高,易受风袭影响火势,加上碎石遍地,表土裸露,使火灾因没有获得足够的可燃材料继续蔓延;相对于往低处延烧的火势,一遇上山沟、溪谷等阴湿环境不利于火势蔓延,使生长于荖浓溪谷的铁杉森林能得于幸存。透过八通关山之南向坡面可见“上部呈枯木林立,下部却巨木参天”的植被景观,据郭城孟的研究推断,出现如此反差,可能受到火灾干扰所致,使得原本有生长台湾二叶松,火灾后残留下白木林。

能适存于八通关草原的植物,通常对于火灾干扰具有良好的适应力,学界对此称为“火灾适存植物”,其生态发展与火的关系相当密切,为能维持草原景观,若无火灾干扰下,估计需约数十年以上时间得以被铁杉、冷杉所替代,最终恢复其原貌,然而这只是估计,实际耗费的时间得将各种变因纳入考量,因此要完全替代草原景观,演替历程可能长达数百年或数千年以上之久。

玉山箭竹拥有地下走茎,故受到土壤层的保护,不受地表上的火灾干扰,当箭竹秆、叶等地上部被燃烧枯死,仍可再次萌芽生长,若火灾发生过于频繁,玉山箭竹的秆高则会不及于50厘米,当秆高生长到平均30厘米上下便停滞,若往森林挺进生长,林下的玉山箭竹因受到树冠层遮蔽阳光,加上环境潮湿,秆高平均可生长达2米以上,最高达5米,足以将人给笼罩,然而会有如此的差异,火灾则是主因,因此受铁杉或冷杉密林保护的玉山箭竹,突显出八通关的矮竹草原景观,随火灾的发生频率增加,每逢一次火灾,玉山箭竹趋于演化成秆短、秆径小、侧枝多,最终成为外观上如灌丛般。

高山芒分布上限为海拔2800米,然而八通关草原的高度已超过此上限,却有高山芒族群大量入侵,并与玉山箭竹混生而成一社会型态,此现象可能是当地有局部环境适合其生长,故即使达到高山芒的分布上限,仍能得以适存下来。火灾后,当玉山箭竹尚未建立起族群之前,因喜好阳光的高山芒,表土干燥的生育地不适玉山箭竹生长,高山芒便趁此迅速入侵,该族群以丛生分布为优势。根据堪萨斯州立大学教授赫尔伯特(英语:劳尔德·赫尔伯特)研究指出,禾草类植物的传播机制,在火灾后大量下种,可迅速建立起族群,故郭城孟推测,高山芒应可能属于此一机制之优势,能得以在八通关草原适存。

台湾二叶松分布于海拔约2500~3300米间,由于生态幅度狭窄,其优势是常与不同物种混生而成的社会,在八通关草原则出现于八通关山之东南坡,其树木最大胸径可达100厘米。受到台湾二叶松的入侵及人为栽种之故,台湾山区引发的森林火灾之树种,主要来自本身富有松脂,是属于易燃树种,又因台湾二叶松喜好阳光充足的环境,每逢冬季少雨时,其落叶堆积于地表,会因干燥而易引发地表火。

除了上述玉山箭竹、高山芒、台湾二叶松,其它的火灾适存植物有铁杉、冷杉、红毛杜鹃、台湾马醉木、峦大蕨。

八通关草原的植物社会主要为玉山箭竹草生地、高山芒—玉山箭竹草生地,故其演替深受火灾干扰而变动,若持续存在着火灾干扰,则未来的演替方向会使玉山箭竹的族群发展趋向衰退,终将改变植被景观。相对地,若环境长期稳定,不受火灾干扰,据郭城孟的推估认为,八通关草原朝向台湾铁杉族群发展,直到极盛相,才完全取代原有草生地环境,使之形成铁杉林群。然而,八通关草原的演替未有进展,在一直遭受周期性火灾的影响,无形中形成一条火灾维持线,使植物社会处于一种亚极盛相。

据郭城孟对八通关草原生态调查,以玉山箭竹草生地、高山芒—玉山箭竹草生地推估其演替序列。在不受火灾干扰下,草原的周边森林族群有冷杉、铁杉,随幼苗于林缘更新,逐渐往草原推进,此期间在草原因玉山箭竹尚未完全构成群落,释出的空间由高山芒先行进驻生长,之后是台湾二叶松,由于环境开放,物种竞争较低,林下会有红毛杜鹃、台湾马醉木构成灌丛,随时间的演替,八通关草原可能最终发展为铁杉林,高山芒则会因生育地逐渐被冷杉、铁杉占据,所需的阳光被茂密树冠给遮蔽,故退出而由玉山箭竹取代,成为铁杉的林下族群。受到上部有冷杉族群的下迁生长,铁杉演替更新可与冷杉呈交互发展,据陈玉峰在野外观察,铁杉有呈现不连续且无规则更新,相较于冷杉是接近极相理论中连续更新,因此铁杉的更新速率,在八通关草原除了存在火灾为致因之一,还得端视自然老死、族群崩解、地震崩落、母树下种等因素。

台湾的伐木事业可追溯至1666年,日治时期曾经用指定林场开采,以管制伐木,随二次大战之需,伐木量大增,直到国民政府迁台后,伐木事业持续进行,然而随着经济的发展,滥垦滥伐的现象趋于严重,使水土保持的问题逐渐浮现。1970年代,为了减少山坡地流失,以及维护生态环境,林务局除了加强造林之外,也展开保育工作。同一期间,受到国际的保育意识影响,使台湾逐渐兴起保育思潮,还有当时周昌弘、林曜松等多位生态学者自美国习得学位之后,纷纷返台投入保育工作。1980年代,正值新中横公路的兴建时期,玉里玉山线计划将经过八通关草原,为此有王鑫、林俊义、陈仲玉等学者前来实地调查,结果认为八通关草原的生态资源多样,对于学术界有相当的研究贡献,并且是清代、日治两条古道交会于此,该处草原也是位居玉山山脉与中央山脉的接壤地带,无论是地景、生物、史迹皆具有保存与维护的价值,若依照道路工法直接将八通关草原穿过,预估未来的10年至30年内,不仅使养护成本呈倍数成长,也因原有栖息地遭受破坏,使生物资源减少或绝迹,相对造成植被景观产生变化,公路的开发所造成边坡崩塌会加速水土流失,因此八通关草原不宜开辟新中横公路。同一期间,费骅、张隆盛等人前往八通关草原视察,有鉴于新中横公路的开辟所带来的不良影响,便推动玉山国家公园的设置,是于1985年划设范围,并于同年成立管理处,依照国家公园法将八通关草原划为生态保护区,由于当中被八通关古道穿越,因此也划为史迹保存区。现今,八通关草原仍受国家公园法管制,由玉山国家公园管理处进行保育业务与生态维护,凡于区内任何的人为活动皆受管制。

1980年代,新中横公路一度计划将玉里玉山线开辟经过八通关草原,如今该路线已被终止计划。由于公路的开辟,无论是高架、隧道、断面等方式通过,都会为草原生态带来不良影响,尤以断面方式直接开挖地表对生态破坏最为严重,当公路计划的路线是通过山坡时,坡脚被挖断,易因岩层不稳定而引发边坡崩坍,在稳定的岩层也会因边坡裸露,直接遭受高山的气候环境造成风化或冻融等作用的侵蚀,以致土壤化育不全,难以使植物附着生长,往内侵蚀到地层则会破碎,最终成为不稳定岩层。当公路完工通车后,交通便利会使人为活动频繁,加上车辆经过所产生的噪音、废气会造成环境污染,以及为游憩资源开发而铺设的人工设施会改变原有土地样貌,比如:栈木步道、停车场、公共厕所、游客服务中心等设施。

游憩活动造成八通关草原的景观变化与生态冲击,据刘儒渊调查与分析的结果显示,以八通关山屋为中心,分布其四周的植物会因距离渐远,人类活动的干扰相对趋少,呈现植被覆盖率有80%以上,故能保持较为完整的植被样貌,可见山屋做为宿营地所产生的生态冲击程度严重,仅剩存可耐践踏的植物分布于山屋附近。位居交通要冲的八通关草原,其路线汇集自玉山、东埔、大水窟三地,使登山人士必经这处草原,经长年累月的人为活动冲击下,途经高山芒—玉山箭竹混生地的步道发展出蚀沟,深度50cm~80cm,宽度60cm~100cm,一旁平行的小径有出现加宽现象,宽度250cm~300cm,与途经玉山箭竹草生地的步道相较,冲击程度较低,并没有蚀沟,据刘儒渊分析认为可能与玉山箭竹的秆呈木质化,质地坚硬,以及地下走茎有受土壤层保护下,故能耐踏生存,高山芒则对此之适应力稍弱。再者,也因登山步道直接穿越八通关草原,两侧的边坡若是未能受到适当保护,随着径流水冲蚀,加上高山气候产生风化、冻融,长年下来则终将使玉山箭竹的地下走茎失去土壤层植固,直接崩落或是日晒枯死,对于玉山箭竹族群发展有不良影响。

八通关草原曾发生两次火灾,分别于1983年1月4日与1993年2月25日。据周天颖在权重分析指出,玉山国家公园引发的森林火灾,有39.8%属于人为用火不慎所致,潜在火灾危险区域属于危险等级有7处,八通关地区则列为其中。火灾对于原有生态的回复有着干扰存在,因植物社会在演替更新的过程,火灾会汰换掉不适存物种,留下具耐性或可逃避的植物生长,比如玉山箭竹的地下走茎受土壤保护,还有台湾二叶松的皮厚可耐火,又或者冷杉、铁杉会退居凹谷、溪涧等阴湿环境,对植被景观有大幅的改变,也因火灾燃烧后空出的空间,物种间竞争回归原始,有机会使外来物种入侵生长,一旦族群扩展过快,优先占据与挤压到原生物种的生存,比如法国菊在5月~7月花期盛开,一大遍布满整个八通关草原,这种现象被称为“引进种污染”。此外,林缘会抵抗火灾的蔓延,生长于林缘的幼苗、小树与不耐燃烧的植物,火灾将林缘烧尽后,对森林族群的扩展有着制衡,在草原与森林之间的演替更新上,维持着亚极盛相的恒定发展。再著,火灾对于生态还会造成地表升温、改变土壤PH值、增加地表径流、土壤微生物减少、改变动物的活动行为等不良影响。

自1985年成立玉山国家公园后,首要工作以保育为优先,学术研究与教学游憩则次之,并依国家公园法依地使用现状而划设特别景观区、生态保护区、史迹保存区、一般管制区,八通关草原纳属生态保护区,当现有的保育状况受到冲击时,玉山国家公园管理处会视冲击程度予以适当管制,若景观大幅改变或生态失去平衡,则会封锁该区的脆弱生态,任何活动予以禁止入内,直到自然回复或人工复育的状况许可则开放。

由于八通关草原已有引进种污染、火灾干扰、人为活动的冲击等三项状况。法国菊、毛地黄等外来植物入侵占据,经刘儒渊评估认为这两物种挤压到原生植物的生存空间,会对其它族群产生减退或迁移等不良影响,若物种竞争强烈,可能使原生植物绝迹,因此当前的保育则需要采取预警监测,并拟出适宜策略加以控制,防止法国菊、毛地黄过度蔓延,另一方面则加强入山管制,避免因人为的活动,造成当地生态的污染。火灾会干扰八通关草原的生态演替,减低植被覆盖率与改变植物景观,相对使阳性植物可趁势进驻萌芽生长,比如高山芒、台湾二叶松等适存植物,若火灾发生频率过高,终将使该地呈地表破碎,岩层裸露,无法提供植物附着生长,因此在入山管制需要留意,并对游客实施防火宣导,避免因人为用火不慎而发生火灾。此外,八通关草原位居交通要塞,上达玉山主峰之顶,下抵东埔出登山口,也是通往秀姑峦山、大水窟山、玉里的要道,故常有登山人士会途经八通关草原,依据刘儒渊野外观察,人类踩踏造成当地生态在景观上产生冲击,因此必须对八通关草原进行承载量管制,对于宿营地点建议由观高取代八通关,趋使人为活动量转移,减低当地生态产生不良影响,也为避免登山人士离开步道,恣意踩踏植物,于入山管制就得先行宣导教育。

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