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季風雨林的根本之道


科博館植物園季風雨林區蛙池步道周邊景觀。(圖/廖仁滄)

季風雨林是臺灣少見的森林生態系,南仁山區是其中代表,東北季風造成生長在迎風與背風坡向的植物具有不同特徵。科博館植物園季風雨林區的展示以背風坡下方或濕潤溪谷的植物為主,本文從這些植物根部型態變化來探討植物對環境的適應。

臺灣的季風雨林

墾丁國家公園南仁山生態保護區南仁湖周邊森林。(圖/廖仁滄)
墾丁國家公園南仁山生態保護區南仁湖周邊森林。(圖/廖仁滄)

季風是影響臺灣低海拔植被的重要因子。每年 10 月至隔年 3 月到來的東北季風讓恆春半島植物呈現出與其他地區不同的樣貌。依照《植物地圖-臺灣低海拔植物生態:國立自然科學博物館植物園觀察指南》書中的記述,以里龍山-老佛山-出火-大山母山連線為界的恆春半島東北方森林,由於強勁東北季風帶來充足水氣,沒有明顯乾季,可稱為「季風雨林」。

恆春半島東北方的南仁山區是「季風雨林」的代表,也是臺灣全島海拔 500 公尺以下僅存的低地雨林,保存了完整而且面積廣大的低海拔原始森林,當墾丁國家公園成立時就將此地劃為生態保護區,嚴格保護其中的天然生物社會及生育環境。

1998年到2015年南仁湖重要濕地年均溫與年雨量變化圖。(圖/取材自中央氣象局檳榔氣象站-南仁湖重要濕地(國家級)保育利用計畫)
1998 年到 2015 年南仁湖重要濕地年均溫與年雨量變化圖。
(圖/取材自中央氣象局檳榔氣象站-南仁湖重要濕地(國家級)保育利用計畫)
1998年到2015年南仁湖重要濕地月平均氣溫及月平均雨量圖。(圖/取材自中央氣象局檳榔氣象站-南仁湖重要濕地(國家級)保育利用計畫)
1998 年到 2015 年南仁湖重要濕地月平均氣溫及月平均雨量圖。
(圖/取材自中央氣象局檳榔氣象站-南仁湖重要濕地(國家級)保育利用計畫)

根據《南仁湖重要濕地(國家級)保育利用計畫》中 1998 年至 2015 年期間的氣象資料,南仁山地區年均溫都在攝氏 21.5 度以上,平均年雨量為 3,128.5 毫米,屬於熱帶濕潤氣候。但從月平均氣溫及月平均雨量圖來看,豐沛的雨量主要集中在每年 5 月至 9 月間的梅雨及颱風季。除此之外,每年 10 月至隔年 3 月期間有東北季風吹襲,迎風區月平均風速在每秒 5 公尺以上,最大風速可以到每秒 9 至 13 公尺,風力非常強勁。背風區平均風速則都在每秒 2.2 公尺以下。

科博館植物園季風雨林區的植物特色

科博館植物園季風雨林區蛙池步道周邊景觀。(圖/廖仁滄)
科博館植物園季風雨林區蛙池步道周邊景觀。(圖/廖仁滄)

科博館熱帶雨林溫室左前方的季風雨林區可以看到一個小型瀑布,旁邊就是形似青蛙的步道,其中的兩條步道中有小水道,營造出高濕度環境。種植在這個區域的大葉楠 (Machilus kusanoi Hayata)、幹花榕 (Ficus variegata Blume var. garciae (Elmer) Corner)、江某 (Schefflera octophylla (Lour.) Harms)、茄冬等植物是恆春半島東北季風背風坡下方或較濕潤溪谷中可以見到的種類,另外還有猿尾藤 (Hiptage benghalensis (L.) Kurz.)、莎勒竹 (Schizostachyum diffusum (Blanco) Merr.)、水藤 (Calamus formosanus Becc.) 等藤本植物。

離開處處流水的蛙池步道,走到西屯路與溫室間的中央步道,可以看到有高大樹型與緊密枝椏的樹木,杏葉石櫟 (Lithocarpus amygdalifolius (Skan ex Forbes & Hemsl.) Hayata) 是其中的代表。這種植物通常出現在臺灣本島中南部海拔 1,500 到 2,000 公尺間的溫帶森林,而恆春半島卻常見於海拔 200 到 500 公尺。這種溫帶森林與熱帶森林同時出現在海拔 500 公尺以下的現象,稱為「植被壓縮」,而恆春半島季風雨林的植被壓縮是因為東北季風所造成。

季風雨林區與南部低海拔區交界處可以看到黃荊 (Vitex negundo L.)、克蘭樹 (Kleinhovia hospita L.) 等落葉樹木,展示恆春半島西南背風面的季風林植物,因為缺乏東北季風帶來的豐沛降雨,這些植物會以落葉方式過冬。

科博館植物園季風雨林區同時展示恆春半島東北迎風面季風雨林與西南背風季風林的代表性植物。

季風雨林植物的根本之道

根是維管束植物營養器官之一,具有固定、吸收與輸送水分及養分等功能,讓植物在陸地取得生存優勢。經過長時間適應與演化,有些植物具有儲藏養分等其他功能,型態上也發生改變,藉以在不同環境生存。

植物的根是從種子裡的胚根發育而來,具有向下性、向水性、應力生長性、趨向有效土壤等趨性。部分植物在莖或葉上有不是胚根發育成的根,稱為不定根,和一般的根一樣能從地面吸收水分與養分。不定根由「根源體」發育而來,當植物受外界刺激或受傷時都有可能長出來,可以利用人為方式誘發植物長出不定根。

季風雨林環境溫暖潮濕,高濕環境會誘發不定根產生。潮濕環境常見的氣生根不是從胚根發育而來,屬於不定根。植物在高溫環境下蒸散作用會增強,氣生根因此可以吸收空氣中的水分,補充植物體內失去的水分。有些植物氣生根有發育成支柱根的能力,除了末梢保有雙子葉植物的根構造,將來接觸到地面後可以形成完整根系外,其餘部位構造類似雙子葉植物的莖,可以透過次級生長變粗,增加支撐力。

科博館季風雨林區具有能發育成支柱根的氣生根植物,以雀榕 (Ficus superba (Miq.) Miq. var.japonica Miq.) 及白榕 (Ficus benjamina L.) 等榕屬 (Ficus) 植物為主。而水藤支柱根不是氣生根變成的,是從莖幹基部向下長出來的不定根,可以支撐植物體重量。

白榕的氣生根(左圖紅色箭頭所指處)與支柱根(右圖黃色箭頭所指處)。(圖/廖仁滄)
白榕的氣生根(紅色箭頭所指處)與支柱根(黃色箭頭所指處)。
(圖/廖仁滄)

板根常被視為熱帶雨林植物特徵,是樹幹基部的側根向上隆起生長後往四周延伸所形成,能提供更強支撐力,讓植物在土壤被雨水沖蝕嚴重的區域取得生存優勢。季風雨林也有土壤沖蝕及雨季期間土壤含水量太高,對土壤中根系造成呼吸不利等問題,支持根與板根雖然數量沒有熱帶雨林多,但能解決這些問題。

許多板根是由樹幹基部的粗大側根發育而來,與從氣生根發育而來的支柱根不同。科博館季風雨林區的植物板根中,幹花榕等是由側根發育而來,大葉楠等則是樹幹接近地面的部位呈薄翅狀露出地面向四周延伸,然後從樹幹基部長出扁平板根。

大葉楠(上圖)與幹花榕(下圖)的板根。(圖/廖仁滄)
大葉楠(上圖)與幹花榕(下圖)的板根。(圖/廖仁滄)

在其他植物活體上生長或依附的植物稱為附生植物,這些植物所需的水分與養分是從環境中取得,在熱帶雨林等高溫潮濕環境中特別多。季風雨林雖然也有,但沒有熱帶雨林多。

蘭花與蕨類都是附生植物繁多的類群,科博館季風雨林區中可以看到的臺灣蝴蝶蘭 (Phalaenopsis aphrodite Reichb. f.) 跟東洋山蘇花 (Asplenium setoi N. Murak. & Seriz.) 是其中代表,根系特化是它們在這裡取得生存優勢的方法之一。

臺灣蝴蝶蘭的根依附大樹生長,保留水分是它存活的最大命題。所有蘭科植物根部最外層都有「根被」構造,作用像海綿,能快速吸收水分並儲存。另外它的根部含有葉綠體,可以增加光合作用效率。

東洋山蘇花氣生根短而濃密,可以吸收空氣中的水分,加上整個植物鳥巢狀的外形能收集上方落下的枯枝落葉等做為養分來源,藉此生存。

臺灣蝴蝶蘭的氣生根(左圖紅色箭頭所指處)與東洋山蘇花的氣生根(右圖黃色箭頭所指處)。(圖/廖仁滄)
臺灣蝴蝶蘭的氣生根(左圖紅色箭頭所指處)與東洋山蘇花的氣生根(右圖黃色箭頭所指處)。(圖/廖仁滄)
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