福山長期生態研究揭示 年間氣溫變化對於亞熱帶雨林開花時間的影響
文 ‧ 張楊家豪
這篇文章的主題是2002 - 2021年這段期間的氣候變化,如何影響亞熱帶雨林中植物的開花時間。這次很高興有機會和 Smithsonian Tropical Research Institute 的 Joe Wright 博士合作,我們藉由建立8種物候模式,來分析不同氣候因子對於開花時間的影響。
氣候變遷會改變很多生物的季節性律動,像是暖化會導致許多植物提早開花、候鳥提早遷徙、昆蟲提早孵化等,但是這類研究成果多半是來自溫帶地區的生態監測,氣候變遷對於熱帶、或是亞熱帶地區生物的影響,我們仍然所知甚少。而在台灣,過去雖然有一些植物物候的研究,但多半是來自相對短期的監測資料,暖化或乾旱對於台灣植物會帶來什麼影響,仍舊值得我們探索。
我們研究團隊從2002年夏天便開始在台灣東北部的福山亞熱帶雨林,長期監測森林植物開花、結果的物候,每周進行一次調查,一直持續到現在。
為了瞭解氣候變化對於亞熱帶雨林森林植物開花時間的影響,我們使用了 2002 - 2021年、超過19年的福山樣區開花物物監測資資料,搭配林業試驗所福山研究中心的每日氣象資料,挑選資料中具有超過500筆開花紀錄的16種植物,分析氣溫、日照量、雨量以及光照週期對於這些植物每年第一次開花時間的影響。
研究結果發現,不同季節的氣溫變化對於植物開花時間有不同的影響。大多數植物的開花時間會與該年度 (或是前一年) 的春、夏季溫度有關,溫度愈高,開花時間便會提早;但前一年秋、冬季的低溫也會影響植物的開花時間,大多數植物要累積到足夠的冷刺激後才會開花,如果秋、冬季太熱,植物反而可能會延遲開花時間。
使用光照週期或日照量建立的物候模式,雖然也能夠預測植物的開花時間,但一般而言預測的準確度沒有氣溫的模式來的好,顯示光照週期與日照量雖然也會影響植物開花的時間,但應該不是最主要的氣候因子。
雨量的年間變化則完全無法預測福山植物的開花時間。
亞熱帶森林中多數植物對於氣溫變化其實相當敏感,但也由於不同季節的溫度變化對於各植物的影響不同,這也讓預測台灣植物開花時間的年間變化更添挑戰。我們的研究成果也暗示著,未來氣溫的變化可能會改變亞熱帶雨林中大多數植物的開花時間,進而有可能改變生態系結構與生態圈對於氣候的反饋。
最後,還是要感謝一下福山樣區研究的贊助單位。感謝農業部林業與自然保育署、林業試驗所與國科會對於福山森林動態樣區的長期開花、結果物候研究的經費支持。也非常感謝協助過福山種子雨計畫的歷任助理們,無論晴雨,每周持續的上山調查、分類鑑定計數所有的樣本,才能讓我們能有這麼寶貴的長期物候監測資料。
附圖照片出處:Su et al. (2007) Fushan Subtropical Forest Dynamics Plot: Tree Species Characteristics and Distribution Patterns. Taiwan Forestry Research Institute, Taipei, Taiwan.