冰河期臺灣山林植被兼及海岸遷變

陳玉峯

　　 大家也許聽過6千5百萬年前，恐龍滅絕的地球大事紀，但是，絕少人知道或理解，恐龍滅絕的年代，大約正是第一代臺灣島冒出海平面後，又下沉或隱没。後來，臺灣島二度現身，且再度下沉。現今的臺灣島緣起於650萬年前，板塊第三度卡住、上擠，且約250萬年前冒出海平面，而斷續斷層逆衝，在120∼190萬年前謂之蓬萊造山運動，劇烈地擠壓出海拔3千公尺以上的諸多大山系。同時程期間，地球也發生了多次的大冰河時期及間冰期；個人推論，150∼137萬年前的古薩（Günz）大冰期，最可能是臺灣諸多針葉樹（林）首度來臺，且建立現今中高海拔生態系的基本盤：臺灣鐵杉以迄玉山圓柏等，來自東喜馬拉雅山系；檜木林則來自東洋日本。
　　此後，又有多次大小冰河、間冰期的震盪，而最後一次大冰期的沃姆（Würm），發生在約11萬年前至1萬年前期間，影響三百年前之前的臺灣闊葉林最為重大，至於最後一次小冰期，則發生在西元1350∼1850年期間。到了1850至2000年期間，小冰期的影響大致消失，而進入劇烈暖化的諸多變遷中。
　　或說，影響現今臺灣植群及生界者，當然以大、小冰期的上下多方震盪，加上地體各類型的劇變，最為可觀。
　　依現今科學、文獻所估，11萬年前至1萬年前之間是最近一次大冰期，臺灣各地的年均溫較今下降約10∼20˚C，變距如此之大，是因為配合地形、各局部區位差異所致；事實上，冰河時期必定有甚長的時程，氣溫比現今下降超過20˚C，因為臺灣迄今尚存已經臺灣化的高山植物，乃至赤道附近的熱帶林木，時空的壓縮，是跨越且超過緯度上的4千公里。以全括論證來看，不管哪次大冰河期，臺灣的玉山圓柏及高山植物或山林絕大部分的物種，都是在大冰期，經由臺灣陸橋、南海古陸（以及巽他古陸）、琉球古陸、東海古陸等陸域，來到臺灣者，或說海拔落差最大的溫寒高山物種，都是歷經冰河期的臺灣低地、今之海域，來到臺灣者。
　

　　而地理學、化石花粉研究者的粗估，上次冰河時期，臺灣的降雪線可能下降超過1千公尺；臺灣的平均氣溫可能下降了10˚C，事實上這兩個數據的誤（落）差達2倍左右，依據我對植群及物種的調查，以及整理文獻的比對，我認為沃姆大冰期期間，至少有很長時程，降雪線是在平地，埔里淺山都存在臺灣冷杉，更何況7萬5千年前，印尼蘇門答臘發生極大規模的火山爆發，形成第一代的多巴湖（Toba lake）。
　　此次的火山爆發，被認為是全球已知「一次噴發的最大量」，其阻絕陽光、導致氣溫大降，有人還宣稱人類之所以穿上衣服，正是形成多巴湖的火山爆發所促成，讓原本的冰河期更加酷寒，熱帶的人種終於因此而穿上衣服。
　　後來，約3萬年前，多巴湖火山口發生較小規模的爆發，在舊火山口裡面，建立的第二個火山口。我曾經整理多巴湖的故事，也收集多巴湖鄰近地區1萬8千5百年來，從溫帶林到熱帶林的變遷，其氣候開始暖化於約8,000∼9,000年前（陳玉峯，2010，《前進雨林》，164—195頁，前衛出版社）。
　　而大冰河時期，多巴湖所在的蘇門答臘、爪哇、婆羅洲、菲律賓群島等、馬來半島及中南半島等，是全然陸連的所謂「巽他古陸」。且從中南半島向北，連接南海古陸、中國與臺灣、東海古陸、沖繩海槽、日本等，皆是陸域相連。
　　然而，永遠震盪而不確定性的變遷，各種間接性、地區性的數據甚為歧異。我對歷來、各遠近相關於臺灣的直接、間接型研究報告，苦惱於難以拉到可信賴間距下的，可以客觀比較或作為論述的嚴謹數據！舉個簡單的例子，上次大冰期「結束」以降，臺灣海峽或環島海平面是在何時，形成「今之」海平面？何時「臺灣陸橋」不再允許中南半島、南亞、中國、東喜馬拉雅山系，或日本、琉球等龐雜生物來到臺灣？而形成生物性島嶼的隔離機制？
　　我看過種種文獻報告、請教過特定專業或各不同行業達人等：⑴有人斬釘斷鐵說大冰期於12,000年前結束，當時，海平面已上升120公尺，形成如今水平；⑵有人認為18,000年前，海平面較今低了130公尺，之後增溫而海平面上升，大約6千年前達到現今海平面；⑶有人以麋角珊瑚的C-14定年，作出18,000年來，海平面上升120公尺的Sigma曲線，其中，上升速率最快速者，約在12,000年前至7千年前，而6千年前的海平面應該較現今低下超過10公尺。
　　而我在青年時期研讀氣候、古植物（包括孢粉分析），綜合如下：8千年來是地球氣候及生界相對最為穩定的時期，身處變數無窮，且沒有定律（laws）的生命科學領域，我從事植被生態的調查研究，從來都是「後驗式累積法」。
　　臺灣自然史泛指最後一次大冰期之前者，已經整理在拙作《臺灣自然史•臺灣植被誌（第一卷）：總論及植被帶概論》，1995。以下，概括陳述最後沃姆冰期之後，影響現今植被的內容。
　　十幾萬年的大冰河期期間，發生了多次的宇宙或地球大事件，例如：多巴湖的火山大爆發等。然而，我推測全臺灣是以溫帶針闊葉混生林或鑲嵌演替、演化為主體，也在大約1萬8千年前以降，氣溫回升，海平面上漲，植被帶朝海拔較高處發展，也分化出更多樣的社會。然而，如果要明確說出降雪線、終年冰封帶、高山植物帶變遷的數據或「真相」，似乎永不可得。吾人得以判斷者，目前只是不完整、片面的化石孢粉等而已，加上太多的、其他的環境數據及推論。
　　過往，我在寫臺灣植被誌的萬端難題之一，例如我所認定的，晚近才由東南亞赤道附近，經冰河期陸連結束前來到臺灣的茄苳，由於若氣候太冷，則茄苳最可能無法北上來臺；若氣候暖化、茄苳可北上，但必須在海平面上升到茄苳可陸域來台之前，或允許動物、飛羽等傳播來臺，且成功拓殖。我估計茄苳夥同臺灣的熱帶元素，可能是在1萬8千年前至8千年前期間，趕在陸橋消失前來到臺灣，也在此等時程，接受颱風等環境壓力下，發展成為現今的存在。
　　大冰期的尾端，因為小彗星撞地球，另掀起11,600∼11,100年前的「新仙女木小冰期」，這類數百至上千年的小冰期，不管成因為何，對於像我這樣的植群（被）生態研究者而言，小冰期如同地母美麗的「情緒勒索」，因為數百不及千年的小冷凍時程，通常撼動不了溫帶針葉樹動輒千年的壽命暨其世代空間的顯著變化，但也不能說沒有影響，對於一年生、多年生草本的影響甚為顯著；且震盪的幅度極大：大冰期及其間冰期的海拔分佈落差是可以超過3∼4千公尺；小冰期的來去，對草本可以有1千至2千5百公尺的空間變化，對臺灣低海拔闊葉林的影響也是甚為重大。透過大約120年來的文獻及我個人的記錄、經驗，可以獲致留給後世驗證的若干見解，例如：2021∼2023年我在東南區櫟林生態的諸多詮釋，我認為東南及中西部櫟林，乃至全臺灣海拔約2,200公尺以下的闊葉林，取決於沃姆大冰期所左右。而多次小冰期擔任了「搗蛋」、「攪混」的角色，呈現了亞熱帶樟科林反而跑上殼斗科櫟林的上方！
　　我無從敘述「新仙女木小冰期」的影響，也不認為孢粉分析能夠提供細緻的結果，只能以1350∼1850年最近一次小冰期，以及自1970年之後的暖化變遷作說明的引證。
　　過往我估算1350∼1850年這5百年的小冰期，平均年均氣溫「較今」低了1∼1.2˚C，理論上植被帶、植物分佈有一較今海拔低了200∼250公尺的可能性。
　　就在這5百年小冰期期間，1683年嘉義平地的記錄，一次降雪厚度約5公分；臺灣各地零星記錄的平地降雪另如1788年、1815年等，1815年可能受到印尼坦博拉（Tambora）火山爆發的影響，《苗栗縣志》說冬12月雨雪，冰堅寸餘。
　　小冰期期間，西風、東北季風帶來了蒙古戈壁的土砂沉積在臺灣各地，而在高地，例如大、小鬼湖的沉積，可以獲致完整的證據與定年。
　　這次小冰期結束的1850年，東臺灣的成功海岸，受到一次海嘯的襲擊。1850∼1990年期間，臺灣平均氣溫升高了大約1∼1.2˚C。
　　雖然小冰期號稱在1850年結束，氣溫升高或所謂暖化，一向是在上上下下震盪中進行。1892∼1893年的冬天，竹東有記錄大雪連下3天，而1854年4月20日，英國人R. Fortune在淡水採集植物，揭開臺灣植物研究的序幕。
　　小冰期結束到日本人統治臺灣的，大約半個世紀，透過外籍人士們（1857∼1859年C./Wilford（英）；1857、1861∼1866年R./Swinhoe（英）；1864年Richard/Oldham（英）；1865年W./Gregory（英）、Arnold/Scheltilig（德）；1873年R./W./Campbell（英）；1874年J./B./Steere（美）、栗田萬次郎（日）；1881∼1883年，T. Watters（英）；1882年W./Hancock（英）；1884年C./Ford（英）；1888、1889年G. Playfair（英）；1893、1894年A./Henry（英）等等）的採集品，乃至日據時代豐富的各地調查記錄，留下了小冰期對臺灣植物分佈的一些影響的側面記錄。這些影響繼氣溫仍然不時上下震盪而藕斷絲連，而整體趨勢當然是愈發淡薄或消失；但是，即令在全面土地開發百年後的現在，例如通霄台地孑遺十餘種珍稀物種、全臺各個山頭小區不時瞧見中、高海拔物種的零星散佈，為時、空、生命的境遇，留下神蹟似的傳奇。
　　我不知道我何時才明確形成時空、物種、社會、生界的流變史觀，在我之前似乎沒有如此研究的鼓吹或報告。而我大約在1980年前後，即已受到臺北近郊石碇皇帝殿的臺灣馬醉木的刺激，開始思考此等現象與議題；1983年我調查合歡山區石門山下的臺灣冷杉、臺灣鐵杉交會帶，以樣區中臺灣冷杉的小樹至小苗的死亡率大於出生率、臺灣鐵杉則出生率大於死亡率，首度證明暖化正驅使臺灣植群、植被帶往上遷徙中。
　　而4、50年間，在任何地區調查植群時，我總愛在山巔絕稜，看看有沒有孑遺、殘留上次小冰期、冰河期的物種，其中，例如1997年9月6日，我與楊國禎、王俊能上到北大武山頂，而北大武山頂標高3,090公尺，它的臺灣鐵杉族群已經從大約1.8∼1.2萬年來，與臺灣其他地區的鐵杉產生了生殖隔離（無法全然確定），形態上略有小變異。有人認為可以成立「大武鐵杉」型或變種；我則認為形態變異及時空尚不足以顯著展現。然而，北大武山的臺灣冷杉林（帶）在1.8∼1.2萬年來卻已經完全被淘汰、滅絕，毫無疑問，沃姆冰期期間，冷杉林應該是滿山徧野全是，但是這近1.5萬年來的增溫，加上卑南主山以南，至60公里直線距離外的北大武山之間，正是臺灣中央山脈崩塌速率及程度最劇烈的地區，本來地體即已陷落了1∼2千公尺，大小鬼湖地帶形成中央山脈與大武山塊的生殖隔離機制，小冰期無能讓鐵杉連結南北基因的交流，更無法讓中部現今分佈於3,000∼3,500公尺的臺灣冷杉，由中部遷徙至大武山系。因而北大武山老早脫離了冷杉林帶，更不用說在冷杉林帶之上的玉山圓柏及高山植物，根本就不可能存在呀？！
　　在我尚未登上北大武山頂之前，我已萌生念頭，我一定要在山頂找出高山植被帶的孑遺！我們登上北大武山頂後，立即調查一樣區，也就是人為破壞後，次生演替為樹高5公尺以下的灌叢「臺灣刺柏—臺灣（或大武）鐵杉—厚葉柃木開放型社會」，而其草本層以玉山箭竹佔優勢，直接表明北大武山頂是個風化為老年期的地形，難怪高山冰寒物種很容易被淘汰，因為土壤化之後，玉山箭竹無性繁殖密密麻麻覆蓋，遮阻陽光，高山物種無法生存使然。
　　在這個10×10平方公尺的山頂，又備受登山客踐踏的樣區中，屬於高山植物的物種只有曲芒髮草、玉山水苦賈、羊茅、山薰香、玉山剪股穎、劉氏薹等。
　　然後，我開始找尋我心目中應該存在的玉山圓柏。我探頭懸崖邊，馬上找到懸崖岩塊下方約1公尺處的一株玉山圓柏，旁側是森氏杜鵑（不是玉山杜鵑）；其下方，另有株高約60公分的玉山圓柏。

▲北大武山頂的灌叢社會以臺灣刺柏及鐵杉小樹為主體，其為人為干擾後的破碎林分。

▲北大武山頂岩塊下方約1公尺處，存有1株玉山圓柏苗木（王俊能君手撫植物），且下方尚見有高約60公分的圓柏，前方禾草即羊茅，雙子葉植物即玉山水苦賈等。此殘存高山植物可視為冰河孑遺，亦可懷疑為鳥類傳播者，筆者傾向視同上次冰河期殘留者。

　　1992年我在火炎山不經意踢落一顆卵石，卵石下墜，經一次、二次、三次……碰撞，引發轟隆土石陣墜谷，我當下領悟馬尾松族群自上次冰河期、小冰期之後，如何配合火燒、地震的週期、非週期的更新，且恰好從無發生斷代或滅絕現象，才可能在低地、丘陵，孑遺一旅曠古神蹟。同年，我首度調查大坑頭嵙山，海拔859公尺以下的山頂、稜線，孑遺有現今大多只存在海拔2,500公尺以上的高地草原、灌叢的臺灣馬醉木、高山芒、巒大蕨、紅毛杜鵑、臺灣二葉松等等高地物種，以及中海拔檜木林帶的元素如：笑靨花、三葉茀蕨等內山嬌客；也「離譜地」滲雜稀有的海岸小喬木降真香，直把海拔3千公尺至海岸的元素，壓縮在大坑窄窄一帶的黑山橫排稜頂處。
　　如此美妙的史詩、歌劇，一開始我只懂得欣賞個別物種族群，還不懂得大坑山稜頂及頂下至近中坡段，由柯（子彈石櫟）及圓果青剛櫟接連組成的櫟林，是否是臺灣在冰河期、小冰期的一個林型，直到2021、2022年，我在臺東達仁鄉海拔6百餘公尺的，老齡期山稜發現同樣的組合、同樣的小冰河期最後的孑遺，相隔3、40年，在東南隅小山上，剎那的破時空靈動，把我拉進萬年時空的廊道，「目睹」林海滄桑、兆兆億億生靈流轉、生生滅滅而整體無生無滅，只是大化流轉。
　　我明確了悟、感受大坑及東南區山頂稜線共同擁有暖溫帶櫟林型：「柯—圓果青剛櫟社會」，在小冰期結束，1850年之後，殘存迄今，最後的東南小區及中西部，兩小區自然史的活見證。
　　一輩子寫在報告中的諸多靈會、實證，似乎形同落葉，因而長期下來，我寫報告就是向虛空交代，也對世間的形式主義及自圓其說，厭離，遑論如今。
　　青壯年代我自詡，百餘年臺灣植被（物）生態在千禧年之前的報告，後人不用再搜尋或回溯，只消看我的《臺灣植被誌》及科普散文，不料迄今，自己也遺留下龐雜有意義的內涵卻看不到有啥未來性的貢獻，我真的只是寫給臺灣山林生靈看的，而我們頻頻靈動交會，文字算是我個人的自我解嘲或生活流年的交代？
　　英國人卜萊士（Price）1912年採集阿里山林鐵全線，當時鐵路已開鑿而尚未通車，他在大塔山到松山的稜線上，記錄、見證了玉山杜鵑的存在；我在1981、1982年證實玉山杜鵑在阿里山山脈完全消失、滅絕，改以森氏杜鵑代替。
　　1912年2月12日，卜萊士採集、記錄竹崎（海拔127公尺）即存有臺灣八角金盤（今之檜木林帶典型的物種），2022年，相隔110年後，我沿著卜萊士採集的阿里山林鐵全線，全程分段一步一腳印調查登錄植物，8月29日，在林鐵36.95K，第32號橋樑上，登錄溪谷中，海拔約1,070公尺的一株臺灣八角金盤，110年來，生長海拔上遷943公尺！
　　卜萊士1912年繼阿里山脈之後，他上玉山。他登錄了玉山前峯頂的玉山圓柏族群。然而，1985年我調查後，確定其滅絕。我在1981年11月中旬首度調查玉山，登錄玉山圓柏分佈的最低處在大削壁（里程6.7K，海拔約3,173公尺）。後來我都有比較其生長及演替狀態。
　　2016年11月，我與公共電視柯金源導演等，上雪山及翠池接受訪談、解說與勘調，翠池地區原本是玉山圓柏族群的分佈地，已遭遇臺灣冷杉上遷、搶地盤的入侵壓力。我在現地估算3∼40株臺灣冷杉小樹族群；因為臺灣冷杉主榦每年只長一節一輪輪生枝條，其小樹我只要算出幾輪加1，便是其樹齡。我算出那批臺灣冷杉的樹齡介於10∼30年生，也就是說，翠池下方的臺灣冷杉林在1980年代下半葉開始仰攻，以苗木入侵玉山圓柏原領域，此即高山植被帶暖化的現象之一。我曾經宣佈：1990年是臺灣生界及氣候環境現象的分水嶺。
　　然而，臺灣冷杉的上遷並不能代表氣候暖化後的上遷效應，因為臺灣冷杉的基因表現型，足以分佈到臺灣地理條件的海拔約4,500公尺以上，是因為臺灣高地脊稜的裸岩不利於冷杉的拓殖，且不時裂解而形成不斷下滑的碎石坡，加上冷杉的毬果落實時，通常傳播的範圍多在以其樹高度為半徑，所畫出的圓弧範圍內，從而形成其拓殖只沿著林緣推移，其可推算出冷杉林緣每年可朝高地草原推進的速率。以合歡山區的估算，每年約18公分。但是，若再遭遇火燒，端視火燒範圍而退縮。
　　2019年7、8月間，我們重上玉山調查比對自1981年我記錄以來的變遷，我大致上已書寫在《唯我玉山（上）、（中）、（下）》（2022年），在此只以常識性尋常話說明一、二。
　　從塔塔加鞍部上行的玉山步道，就以里程0∼1.5K的段落為例，1981∼1986年未曾存在，而2019年已由低海拔上遷、入據者有27種。而所有物種當中，可明確判斷正在顯著向上遷徙者有35 %。
　　我的經驗及數據依據顯示，塔塔加暨其以上高海拔山區，自從進入21世紀迄今，可謂已經進入「變遷中物種多樣性的高峯期」，也就是原有者尚未消退或少量消失，而新來者眾，進入了地盤劇烈競合的混亂或調整的時期。
　　一些「誇張的」數據，簡約換算比喻者：臺語叫做「鹹酸仔草」的黃花酢醬草，原本是平地雜草，2019年已上躋至海拔2,850公尺，可以大約說，平均每年向上爬山了50公尺；而近世外來入侵種的野茼蒿，則爬上了排雲山莊門口，換算得每年上遷海拔80公尺！

　　這樣的播遷速率事實上並非普徧性的現象，是因為登山步道上，絡繹不絕的登山客，以及各類型工程施工等，人為無意間攜帶植物種實的傳播。而且，有些物種的出現，只是因應特定高溫月份的短暫存在，或即暫時性、偶發性的特例或狀況，研究或調查者必須有充分的經驗去分辨，更該瞭解如何分辨。
　　反之，高海拔物種藉助低海拔的低溫月份或季節，短期存在於低海拔地區的狀況也會出現，例如2022年4月16日，我們在西都驕溪溪床（枋山溪上游），海拔約225公尺，地當（N22.315529；E120.749189）的樣區，以及海拔更低的溪床上，出現了中海拔物種的琉璃草、波葉山螞蝗等；東臺立霧溪下游近平地的潮濕半岩生環境，自日據時代迄今，多會看見3千公尺以上的梅花草，而東臺是因為東北季風或寒流的效應，因而在平地、低地，偶而也可看見高地物種的漂遊。

▲2022年4月16日下午3時54分在西都驕溪溪床，海拔約2百公尺拍攝的，開花中的琉璃草。

　　畢竟溪流、河床上，因重力、水流等因素，必然充斥各種海拔帶物種的種實、孢子。無論如何，在暖化大趨勢之下，上行（遷）的例外，必也較下行（遷）的偶然，機會較多。
　　一或二年生，甚至多年生草本，或一大堆陽性雜草、灌木，本來就是植物吉普賽，永遠在流浪中綿延續命，不管暖化、冷化、上下震盪，永遠只是尺度範疇的問題而已。人們普徧有個錯覺，誤以為平衡是種生命或生活的穩態；其實，平衡毋寧是種勢能的傾向，只要是生命，永遠都是快速流變的過程。

▲西都驕溪床（2022.4.16），以及記憶中的水景。

　　再再強調一次，沒什麼「永續」、沒什麼追求「平衡」、沒什麼穩態。一切是字眼、概念、錯覺、誤會或詐術的不同形容詞。

臺灣海岸暖化的遷變
　　至於歷來我常強調的，暖化影響臺灣在最短時程看出最大改變的兩大極端區，一在高山；一在海岸。
　　海岸的變遷不只「驚濤駭浪」，而大家視若無睹或司空見慣、麻木不仁久矣。
　　1978年我正式採集、調查海岸植物（被），2006、2007年環島千餘公里全線調查海岸植群一次。2007年4月9日我舉行記者會，公佈海岸植物在暖化作用下，以西部海岸指標物種為例，大約30年間，由南向北遷移了50∼70公里，有些植物則超過80公里。理論上北遷1公里，相當於海拔上遷1公尺；但是，這些都是理性的夢幻。
　　我在17年前公告的海岸指標物種中，30年北進50公里者例如馬氏濱藜、海馬齒；北進60公里者如鹽地鼠尾栗；北進70公里者如扁稈藨草（也就是雲林莞草）。


▲北進海岸指標植物之一的馬氏濱藜族群（2004.5.17；大甲）
　

▲馬氏濱藜（2004.5.11；大安溪出海口）

▲海馬齒（1984.8.8；龍坑）
　

▲雲林莞草社會（2001.6.4；高美濕地）

　　2017、2018年我再補充調查新竹地區海岸等，2023年出版了臺灣植被誌第七卷《海岸植被誌（上）、（下）》，可資後人對照往後之變遷。
　　我在山林之所見、所感、所思，打個比喻，定點架好相機，同一山林畫面，每個月拍攝一張照片，每年拍一張、每10年拍一張、每百年拍一張、每千年拍一張、每萬年拍一張……，然後，幾分鐘內把這些照片連續播放出來，大概就是我在山林中之「所見」；不是單一畫面，而是包括每一物種、每種社會或植群的變遷。
　　我的腦海，意識的動態影像庫，似乎類似如是的自然生靈史詩在穿梭！

（2024.5.3）