植物社會沿著海拔梯度在相同的海拔會因不同的地形而產生不同的植 群，本研究目的為沿著海拔梯度之物種多樣性變化，因此必須盡量選擇其 他環境因子變異最小的樣區進行取樣，以降低非海拔梯度因子對植群分化 所造成的影響。因此，本研究的調查範圍選擇和平北溪北坡之上坡、稜線 地形之近極盛相森林植物社會，從海拔100-3400 m 平均每 100 m 至少取一 個樣區。在海拔 0-100 m 多為開墾區或次生林，再加上靠近海邊的海崖植 群，因地形陡峭，因此此海拔帶之取樣困難，故無樣區設置。海拔100-700 m 為大理岩層，大多開發為採礦區，原始林破碎且遭受干擾，因此只能選 擇干擾較小之植物社會取樣。海拔1900 - 2200 m 為太平山地區，多為柳杉、
巒大杉造林地，殘存原始林面積不大，因此該區亦無設置樣區。
一、和平北溪植群多樣性
海拔 170-630 m 屬於茄冬大葉楠型，此林帶在澳花近海附近，為 低海拔山麓丘稜帶，其中有較乾燥(樣區 29、30)及較潮濕(樣區 28、34) 樣區，其內的物種組成是相似的，都有茄冬、大葉楠、澀葉榕、榕樹、
猪母乳，以物種組成來看多被誤認為溪谷型植物社會，與立霧溪的澀 葉榕九芎林型(高瑞卿，1995)、清水山的九芎、黃肉樹、鵝掌柴簡叢、
三葉山香圓、猪母乳簡叢、三葉山香圓、澀葉榕、血桐中途簡叢(廖秋 成，1979)及南澳溪流域之榕樹大葉楠群叢(葉清旺等，2006)之組成及 海拔相似。台灣中部榕楠林帶的定義(Su, 1984)為出現大量大葉楠、茄 冬、咬人狗(Laportea pterostigma)及饅頭果屬(Glochidion spp.)，但因冬 天雨季不長，氣候較為乾旱，因此榕楠林帶在中部地區常受限於溪谷 或北坡山谷地形；但和平北溪屬於東部地理氣候區的北界(Su, 1985)，
為恆濕型與夏雨型之過渡帶，同時本研究之調查地區為近海區的中坡
與稜線，因此在非溪谷地形也會出現此型植物社會，屬於山地植群帶 的榕楠林帶(表 14)。
表14 和平北溪植群帶與台灣中部山地、和平北溪鄰近流域之海拔比較 Table 14 The ranges of altitudinal vegetation zone in Heping north river
compare with centeral Taiwan and nearby areas
高度表 植群帶 相當
氣候
台灣中部山 地植群帶之 海拔 (m)
和平北溪鄰近 流域植群帶之 海拔 (m)
和平北溪 植群帶之 海拔 (m)
高山帶 高山植群帶 亞寒帶 >3600
亞高山帶 冷杉林帶 冷溫帶 3100-3600 3000-3200 3119-3372 山地上層帶 鐵杉-雲杉林帶 涼溫帶 2500-3100 2000-2950 2355-3119 櫟林帶(上層) 溫帶 2000-2500 1050-2350 1617-2306 山地帶 櫟林帶(下層) 暖溫帶 1500-2000 800-1900 1227-1738
山地下層帶 楠櫧林帶 亞熱帶 500-1500 350-1200 408-1100
山麓帶 榕楠林帶 熱帶 <500 <600 <630
典型的楠櫧林帶植群型，在稜線地方都是由櫧木類植物佔優勢，
本研究海拔 408-1100 m 的黃杞長尾尖葉櫧型，主要由長尾尖葉櫧、猪 腳楠、黃杞及鵝掌柴等優勢種所構成之常綠闊葉林，可稱為典型的楠 櫧林帶櫧木型，其組成與南澳溪流域(葉清旺等，2006)的厚殼桂猪腳 楠及大明橘長尾尖葉櫧群叢較相似。楠櫧林帶的海拔範圍在西北區為 200-1070 m(陳俊雄、蘇鴻傑，2003)，西南區為 400-1700 m(蘇鴻傑，
1991；廖家宏，2006)，顯然與台灣中部楠櫧林帶(蘇鴻傑，1992)之海 拔範圍較接近(表 14)。
海拔 1500-2500 m 是以殼斗科為優勢或特徵種的闊葉林，統稱櫟林 帶，又依植物社會的組成不同分為櫟林帶下層及櫟林帶上層，櫟林帶
上層主要由赤柯、狹葉櫟、昆欄樹及長尾尖葉櫧為優勢的植物社會；
櫟林帶下層則以錐果櫟、赤皮為主的植物社會，整個櫟林帶常伴生著 木薑子屬(Litsea)、新木薑子屬(Neolitsea)、石櫟屬(Pasania)及厚皮香等 植物，不同的氣候區會形成櫟林帶不同的植物相(Su, 1984)。本研究在 海拔1227-1738 m 的台灣杜鵑型和大葉石櫟猪腳楠型，主要優勢種為 台灣杜鵑、大葉石櫟、猪腳楠、錐果櫟及厚皮香，以組成及海拔範圍 來看，當屬櫟林帶下層(表 14)，與南澳溪流域(林旭宏，1988；葉清旺 等，2006)的大葉石櫟假長葉楠群叢、台灣杜鵑群叢、錐果櫟長尾尖 葉櫧型，以及立霧溪流域(高瑞卿，1995)的猪腳楠小葉白筆林型的組 成相似。
台灣山區環境與森林樹種組成最大之轉變發生在盛行雲霧帶(櫟林 帶)，雲霧帶內常由喜好霧氣之常綠闊葉林，或由闊葉樹與針葉樹(如台 灣扁柏)所組成的混淆林(蘇鴻傑，2002)。本研究之山地葉樹混淆林的 台灣扁柏台灣杜鵑型、山地落葉闊葉林的台灣水青岡型及阿里山灰木
白花八角型，海拔分布範圍 1617-2306 m，屬於櫟林帶上層。與南澳 溪流域(葉清旺等，2006)的台灣杜鵑台灣扁柏群叢及三斗石櫟台灣水 青岡群叢組成相似。台灣水青岡屬於夏綠林植物，是台灣少有的落葉 闊葉樹林，形成冬季樹冠落葉，夏季才有綠色樹冠的特殊植物社會；
本研究台灣水青岡型海拔分布範圍在1800 m 左右的望洋山附近，屬於 銅山地區山毛櫸林的一部分(陳子英，2004；葉清旺等，2006)。
雲霧帶以上全是喜光性之針葉樹林，樹種組成趨於單純。本研究 海拔2355-3119 m 的台灣鐵杉型及台灣二葉松型形成鐵杉雲杉林帶，
主要組成為鐵杉、雲杉及台灣二葉松，與清水山的華山松、玉山杜鵑、
高山櫟中途簡叢、台灣鐵杉、紅檜、玉山杜鵑簡叢(廖秋成，1979)，立 霧溪流域(高瑞卿，1995)的台灣鐵杉林型、台灣二葉松林型、台灣雲杉
高山新木薑子林型，以及台灣中部鐵杉雲杉林帶(Su, 1984)之組成與 海拔分布範圍一致。本研究區最高點南湖大山北峰(海拔 3592 m) ，為 和平北溪的上游，其上游崩壁沖蝕嚴重，因此形成矮盤灌叢為主的植 物社會，而本研究以森林植物社會為主，遂無進行取樣，故海拔3400 m 的冷杉林帶即為本研究區森林植物社會的上限，由於地勢陡峭及到達 困難，因此只初步設置一個樣區，似乎有資料不足的問題，日後應再 多設置幾個樣區，以使研究結果更確切完整。
二、和平北溪植物社會與環境的關係
本研究前提以海拔梯度取樣，因此對於沿海拔梯度的植物社會分 化與其他環境因子的關係進行探討(表 11)。與海拔梯度有顯著相關的有 土壤含石率、岩石地比例及全天光空域。不同的植群土壤含石率及岩 石地比例也不同，台灣杜鵑台灣扁柏型的土壤含石率及岩石地比例相 對偏低，常是厚軟的腐殖質；台灣水青岡型的岩石地比例低，但土壤 含石率偏高。本研究區之樣區為稜線及上坡，因此全天光空域大致偏 高，但隨著海拔的降低，周圍所遮蔽的地形增加，全天光空域即相對 偏低。
土壤化學性質方面，與海拔梯度呈顯著相關的有 pH 值、有效性 磷、可交換性鈣及鎂。pH 值與海拔呈負相關，土壤 pH 值指的就是土 壤酸度，由於枝葉層分解過程中釋放有機酸及自表層礦質土內的鹽基 淋洗作用，森林土壤酸度可從中度至極度酸性，植群型極能影響其下 生育的土壤酸度，此主要是植群枝葉本身的鹽基含量互異所致，針葉 樹及其枯枝落葉的含鹽基量比闊葉樹的葉子較低(金恆鑣，1989，
1991)，因此低海拔的榕楠林帶(pH = 6.55)及楠櫧林帶 pH 值(pH = 4.34) 要比其他林帶來得高。pH 值也常隨降雨量的增加，造成淋洗作用較大
及冷杉林帶低。整體而言，本研究 pH 值與海拔呈負相關與台灣南部浸 水營至茶茶牙賴山區及東部姑子崙溪流域之研究是一致的(陳建帆，
2006；羅琨評，2006)。
土壤中的鹽基一般是指鉀、鈉、鈣及鎂四種離子，在水中溶解度 很高，容易隨著土壤水而移動，又稱為可溶性鹽類；除了鈉之外，鉀、
鈣與鎂離子為植物生長的必需巨量元素。本研究交換性鹽基中只有鈣 離子與鎂離子與海拔呈極顯著負相關，因此本文僅就鈣與鎂離子論 述。土壤表層的鈣與鎂離子主要來自有機質的分解，低海拔榕楠林帶 的氣候與雨量可能適合微生物的需要，使得微生物的活性較高，促進 有機質的分解，釋放出較多的鹽基陽離子，也相對的提高了 pH 值。
土壤有效性磷常與土壤 pH 值成正比(金恆鑣，1991)，且針葉林土 壤的含磷量往往低於闊葉林土壤(金恆鑣，1989)，因此本研究有效性磷 與海拔梯度成負相關(表 10)。鉀元素很特殊，與其他元素不同，是生 理機能運轉上的重要元素(金恆鑣，1989)，其含量有可能受土壤濕度影 響，潮濕土壤中植物吸收之鉀，較乾燥土壤者多(胡弘道，1993)，故 雲霧帶櫟林帶的有效性鉀較其他林帶來得高。若與海拔範圍相當的長 白山北坡(郝占慶等，2003)比較，有效性磷、鉀的分析結果與長白山北 坡隨海拔梯度增加而減少的結果相似。由本研究可知，土壤化學性質 和植物社會及海拔有一定程度的因果關係。
三、清查多樣性 (一)物種多樣性
生活型可說是植物為了適應各種氣候所具有之生活習性，不同 的生活型植物具有對外界環境不同的適應方式(劉棠瑞、蘇鴻傑，
1983；任海保等，2005)，所有物種多樣性沿海拔梯度的變化是由 不同物種的生活型類型交互影響的關係決定的，因此以生活型來分
別探討物種豐富度沿海拔梯度的變化，可減少太多相互作用所產生 的影響(任海保等，2005)。
本研究喬木層、草本層、附生植物層及藤本植物層之物種豐 富度與多樣性的分布一致，皆沿海拔呈單峰分布，與四川峨嵋山的 木本層(Tang and Ohsawa, 1997)；沙烏地阿拉伯的木本層(Hegazy et
al., 1998)；祁連山北坡的木本層及草本層(Wang et al., 2002)；喜馬
拉雅山區的木本層(Bhattarai and Vetaas, 2003）；墨西哥內華達山脈 的木本層及草本層(Arturo and Lauro, 2005)；東靈山的草本層(任海 保等，2005)及北大武山的木本層(廖家宏，2006)結果是一致的，其 中本研究喬木層、草本層及藤本植物層物種多樣性曲線略為左偏，大約是在物種多樣性較高的楠櫧林帶及櫟林帶下層之推移帶，因此 形成物種多樣性提高的現象；而附生植物層的高峰在中海拔(圖 9)，因為附生植物的生長仰賴空氣中的水氣，而中海拔的雲霧帶則 提供了良好的生長環境。
物種豐富度沿海拔梯度呈單峰分布是最為常見的趨勢，有許 多可以解釋的機制：(1)面積效應：沈澤昊等(2001)及馮建孟等(2006) 的研究證實，面積是導致物種多樣性在海拔梯度單峰分布的主要因 素，因為在中海拔的面積區域相較低、高海拔大，所以可以容納更
物種豐富度沿海拔梯度呈單峰分布是最為常見的趨勢，有許 多可以解釋的機制：(1)面積效應：沈澤昊等(2001)及馮建孟等(2006) 的研究證實，面積是導致物種多樣性在海拔梯度單峰分布的主要因 素，因為在中海拔的面積區域相較低、高海拔大，所以可以容納更