喜歡在自然界旅行的人，有機會看遍世界各地的森林，對於森林的類型不免要考究一番。大致說來，只要有土壤而雨量充足的地方（例如年雨量大於蒸發量），均可長出森林，至於那一種森林則決定於溫度或緯度，從赤道附近的熱帶雨林，逐漸向高緯度的地方前進，會遇到熱帶季風林、暖溫帶雨林及溫帶落葉林，若再向北極圈接近，就看到溫帶針葉林（又叫北方針葉林），其最北邊的分布邊緣是地球上森林生長的極限，越過此線，溫度過低，加上生長季太短，森林完全消失，這裡沒有樹木，只有北極圈凍原內的草原與苔蘚或地衣，這種森林生長的極限位置稱為森林界線（forest line）。
台灣位居亞熱帶，全島南北縱幅不過四個緯度，但境內高山羅列，海拔高差將近4000公尺，產生了相當於緯度的分化效應，由於山地雨量充沛，類似上列的各種森林出現在不同的海拔高度，高山地帶也有針葉樹林的分布，但至某一海拔高度以上，由於環境因子的限制，樹木無法形成鬱閉的森林，這一海拔高度就構成高山的森林界線，越過此線向上，木本植物多呈灌木群團狀，草本植物或形成大面積草原，或稀疏點綴於灌叢之間，這種森林界線以上之植物群落，即生態學上所謂之高山植群（alpine vegetation）。森林界線上方的草原與下方的針葉樹林之間，並沒有一條銳利的分界線，而是沿著一道寬度不等之過渡帶或推移帶（ecotone）逐漸轉變，此帶通常由低矮之匍匐性灌木組成，稱為矮盤灌叢，其中出現之灌木，可能是下側針葉林中的同一樹種，但體型產生變化成灌叢，若針葉林之樹種不具有變形之能力，則由另一種灌木替代而產生矮盤灌叢。
在台灣高山的綠林遊梭者，必有穿梭於各種森林之經驗，除了看到林型之變化多端以外，也會注意到山峰絕頂的森林類型及森林界線的現象。台灣山地海拔在3000公尺以上之地帶，可能形成森林界線，海拔最高之針葉林，通常由冷杉組成（Abies kawakamii），高山的登山客在爬上主峰之前，常會通過冷杉林，並穿越一段矮盤灌叢，才能登上山頂。冷杉在接近森林界線時，通常體型變小，但仍呈直立狀，本身不具有變形為伏地灌木之習性，而在過渡帶中另有一種針葉灌木出現，形成矮盤灌叢，並延伸至上方之高山植群中，此即香柏（Juniperus squamata）。香柏不同於冷杉，其樹形可隨生育地的環境而改變，由直立的高大喬木，到伏地而生的小灌木均可發現，一般以高山稜脊上的矮盤灌叢最常見，直立的香柏喬木林則相當稀有，最典型的一片香柏林就在台灣中部之雪山翠池。
雪山森林界線遠眺
雪山與北稜角下之香柏灌叢與香柏林
【香柏的形態與生態】
香柏又名香青或山柏，在台灣常稱為玉山圓柏，屬柏科常綠木本植物；樹皮光滑，呈棕色或紅棕色，常以縱裂薄片狀脫落；葉為尖刀狀，長3-5mm，寬約1 mm，三枚輪生而密集排列，外側深綠色，內側略帶粉白色；毬果肉質，橢圓形，長6-8 mm，初為紅褐色，成熟呈紫褐色，外部有尖突數個，基部有苞片數枚。香柏可長成灌木或喬木，其形態與生態環境有密切關係。
香柏之灌木群落，普遍分布在台灣高山之森林界線上，其出現地點大致顯示海拔3000公尺以上之稜脊，也就是構成中央山系的玉山山脈、中央山脈及雪山山脈之高山稜線。玉山山脈之香柏灌叢分布海拔下限，約在3400-3500公尺之間，向上一直延伸至主峰（3950公尺）以及四周的東、西、南、北峰，海拔均在3700-3900公尺之間。中央山脈之高山連綿將近300公里，其北端之香柏灌叢約在海拔3000公尺就開始出現，南湖大山之圈谷及附近稜脊上有大量香柏，自北向南，延中央山脈之分水嶺上，凡在3000公尺以上之山巔大多有香柏灌木散生，在特殊之風口地形，香柏灌木更形密集，常見枝幹糾結成團，主幹緊貼地面，甚至彎曲成環，顯示強風下的風雕作用。中央山脈之最高峰在台灣中部，秀姑巒山（3860公尺）及馬勃拉斯山（3805公尺）附近，是另一個香柏密集之處，山脈南段之香柏分布到卑南主山，在最南端之大武山，海拔雖有3090公尺，但頂上只有鐵杉，已無香柏之分布。雪山山脈之高山北起伊澤山（3296公尺），經大霸尖山（3505公尺）、素密達山（3517公尺）、雪山北峰（3702公尺）、北稜角（3880公尺）而到雪山主峰（3884公尺），即登山界所謂之聖稜線，嶺上香柏灌叢分布甚多，此主稜週邊還有高山稜脈放射出來，如品田山至桃山支稜、大劍山及大雪山支脈，也都有香柏之蹤跡。
在高山森林界線附近，香柏的海拔分布較冷杉為高，通常在高山稜脊之最上側，由於生育地之溫度低，風力強，冬季有積雪，屬極端環境，故其樹形低矮，枝幹盤纏貼地，整體高度不超過二公尺，在山巔衝風之處，甚至只有二三十公分高，但香柏具有改變體型之能力，如生長在局部高山地形環境較為優良之山腹或谷地，則可發育為直立之大喬木針葉林，位在冷杉林之上，並取代冷杉形成森林界線。由於這種特殊地形在台灣高山難得一見，故香柏的喬木林相當珍貴，目前已知較具規模的香柏林，除雪山之翠池以外，另有雪山北峰東南鞍部、南湖大山東南方之南湖池畔、秀姑巒山與馬勃拉斯山間之鞍部、秀姑巒山東南鞍部等地，其中以翠池四周的香柏林保存最完整。
香柏的枝葉與毬果
翠池前之香柏灌木與後方之喬木
山脊上之香柏灌叢與枯木
【翠池的環境】
翠池位在雪山主峰之西北側，通常與雪山登頂排在同一行程。雪山主峰的登山小徑四通八達（見附圖一），最遠的路可從西邊的大雪山走過來，少有人嘗試；最壯麗的是由大霸尖山向南縱走聖稜線，途經數個百岳山峰可到雪山，那是台灣登山客夢寐以求的朝聖路線；最苦的是從南邊的環山爬上志佳陽大山，一路陡坡直上，這條路作為下山途徑較適宜；最方便的是由公路可達的武陵農場起步，循雪山東峰的稜線緩緩上坡，途中經七卡山莊及三六九山莊，由主峰東北方的圈谷登頂。往翠池的路在主峰頂上清晰可見，由主峰向北走下北稜角的鞍部，再向西下碎石坡，就有小路穿過香柏林，到達翠池邊，走這條路線造訪翠池，至少必須有兩三天的高山跋涉路程。
雪山主峰之西北及東北側都有冰河遺跡的圈谷地形，其西北面圈谷係雪山溪之源頭，谷底寬廣圓滑，形成一相當於冰斗湖的小池，池面的海拔高度約3530公尺，即翠池。池面呈長橢圓形，滿水時長約30公尺，寬約10公尺，湖水最深處達1公尺。翠池四周地勢平坦，香柏林遍佈，圈谷四周之山壁有如高聳之屏障，東側是主峰與北稜角之稜線，南方有高度3600-3800公尺之山脊庇護，西側之支稜亦達3600公尺的高度，僅北面的雪山溪是圈谷的唯一出水口，但溪谷深遽，兩側仍有峭壁環抱，故谷地周圍之稜脊十分封閉，谷內地形則呈現向北緩傾的坡面，坡度約在5度至30度之間，由於地勢平緩，土壤容易積聚，土壤含石率甚低，加上高山屏障阻檔東北來的強風，香柏在此有利的條件下，一改其慣有之矮盤灌叢形相，發育為高大的喬木林。
由高山測候站（如玉山北峰及阿里山）之資料推論，香柏生育地之氣候可算是台灣之冷溫帶或寒帶，其年平均溫度約在3.5℃-6℃間，此相當於緯度50至60度之氣候，夏季之平均最高溫出現於七至十月，約在10℃-14℃，冬季之一、二月，平均最高溫只有3℃-5℃，以平均最低氣溫而言，冬季月份可低至零下5℃，夏季亦僅有3℃-4℃。
台灣之高山氣候屬夏雨型，全年降雨量以五月至九月最多，十月以後之雨量驟減，全年雨量約在3000mm左右，然蒸發量僅有1200mm，故水分不致短缺，凡土壤能聚集而基盤安定之處均有森林發育，但岩石裸露或石礫堆積之處則僅有灌叢或岩隙草本出現。一般高山十二月至三月為降雪期，翠池附近之積雪至五月尚可見於少數隱蔽地點，全年之無霜生長季，計有夏季之四至五個月。高山氣候的另一個限制因子是風力，高山絕頂一般風速遠較低海拔大，以玉山為例，各月之平均風速均超過每秒4公尺，然山區局部地點之風向及風速變化極大，取決於地勢及附近地形，強風經常掠過之山口，植物生長大受限制，而該處香柏灌叢的高度及樹勢，為風力影響之最佳指標。
由雪山主峰眺望圈谷與翠池
翠池旁之香柏林姿態
香柏林內部景觀
【香柏林的組成與構造】
翠池四周的香柏林面積大約有90公頃，其分布的南界，在雪山主峰至翠池三叉山（3578公尺）的稜線，稜線上是香柏的灌叢，離稜約50至100公尺下方即轉變為香柏純林，一直往下坡延伸，其下限大約在3300-3400公尺間，這一海拔區間是香柏林與冷杉林之過渡帶，下方就完全轉變成冷杉純林。站在雪山主峰或北稜角向西邊俯眺，可以看到兩種森林涇渭分明：香柏林在較高海拔，樹冠顏色淡，遠看呈翠綠色，而冷杉在較低海拔，顏色遠看是墨綠色；香柏林之立木度稍為稀疏，遠望可見一株株樹幹聳立之姿態，而冷杉之林木密度較大，樹冠擁擠而鬱閉，不易看到單株之生長情形。
典型之香柏林高約15-20公尺，成熟大樹之最大樹幹直徑可達1公尺以上，森林之垂直空間構造可分三層：最上面的林冠層高度在15公尺以上，由香柏單一樹種組成，走遍林中看不到其他樹種，只有在海拔較低之過渡帶中才混有少數冷杉；第二層之構造是靠近地面之灌木層，出現在局部地點，高度僅1-2公尺，主要組成除香柏之幼樹以外，還可發現玉山小蘗（Berberis morrisonensis）與玉山杜鵑（Rhododendron pseudochrysanthum），這兩種闊葉灌木一般生長在陽光充足之森林界線過渡帶中，在香柏林下偶有出現，但生長不良；香柏林之第三層構造就是地被草本植物，種類多樣性很高，主要組成有下列幾種：鋸齒葉鱗毛蕨（Dryopteris serratodentata）、短距粉蝶蘭（Platanthera brevicalcarata）、台灣鬼督郵（Ainsliaea latifolia subsp. henryi）、山薰香（Oreomyrrhis involucrata）、鹿藥（Smilacina japonica）、刺果豬殃殃（Galium echinocarpum）、伯明翦股穎（Agrostis infirma var. fukuyamae）、曲芒髮草（Deschampsia flexuosa）、中國地楊梅（Luzula effusa）、玉山薊（Cirsium kawakamii）、雪山飜白草（Potentilla tugitakensis）。
與台灣中低海拔常綠闊葉林比較，香柏林之構造有很大之差異，第一層樹冠以下極為空曠，不像闊葉林有各種大小喬木交錯出現在中間層，第二層之灌木層並非全面分布，若貼近地面之草本層不計，香柏林可說只有林冠一層垂直空間構造，林下沒有茂密的下層植群，容易自由穿梭，類似北方針葉林的特色。
香柏林之水平空間上也有構造存在，換言之，森林並非由同一年齡之樹木均勻分布所構成，而是由不同年齡或體型之小區塊鑲嵌組成，若用面積100平方公尺的樣區在林中取樣調查，可見到樣區樹幹之直徑大小並非逢機分布，而可大略區分為三類不同直徑級樹木之聚集區塊。在幼齡區塊中，有60%樹木之直徑集中在3-8公分之直徑級，另有約30%之株數分布在9-25公分，這一區塊是比較近期新生的世代；中齡區塊之直徑高峰出現在21-25公分之一級（佔18%），直徑在16-50公分者高達80%，可見大多樹木屬中徑木，出生在較早年代；老齡區塊之直徑高峰在40-50公分（25%），直徑在30-60公分之樹木佔了65%，而15公分以下之小樹或幼苗則未發現，這是出生年代最老的一群，樣區中最大的一株直徑超過1公尺，樣區外有達2公尺者。以上三種林木區塊乃森林長期生長與更新所導致的地面空間結構，老齡木之老朽倒落，使森林產生孔隙，誘發空地新生苗之產生，經多年生長形成幼齡區塊，再循序漸進成為中齡、老齡區塊，如此周而復始，生生不息。
觀察直徑大小僅能推估相對年代之遠近，選取若干小形之枯倒木計算年輪數目，可分析年齡與直徑生長的一般關係，得到的直線迴歸式如下：
y（林木胸高直徑，公分）＝ 2.86 + 0.0431 x（年齡，年）
（相關係數＝0.867）
由此可見香柏的生長極其緩慢，平均每年的直徑只增加0.0431公分，增加1公分直徑約須23年之久，如此推估直徑1公尺之香柏樹，大約有2250年之長壽，事實上，針葉樹老木年齡與直徑之間並非直線關係，晚年生長常呈逐漸下降之曲線，因此直徑1公尺之香柏樹年齡當超過2300年，若選擇高山最大之香柏樹木測定其年齡，極可能發現台灣最古老之生物。
香柏林下之短距粉蝶蘭
翠池邊之香柏喬木與山坡上之灌木形成過渡帶
香柏與玉山杜鵑之灌叢
【翠池的森林界線】
由翠池到雪山主峰的山坡上，出現森林界線之過渡帶，可看到在超過森林生長極限之處，植群形相與構造之轉變，上文提到這種轉變不是發生在一線之間，而是透過一道過渡的帶狀構造，其變化梯度的縮影示於圖二。
香柏喬木林之分布邊緣遇到陡峭山坡後，香柏的樹型就有縮小趨勢，有些以矮小灌木之姿態出現，向上坡延伸一段距離後，便轉成香柏與玉山杜鵑之矮盤灌叢，生於山坡下側之灌叢密度極大，人畜幾乎無法穿過，是為閉鎖式灌叢，在山之上坡處則灌叢逐漸變疏，成為開放式，在香柏與杜鵑之灌木間出現岩壁與裸土，也有少數之草本植物出現，在灌木下之草本種類與香柏林下相似，裸地上另有喜好陽光之高山草本出現，到了山嶺絕頂，草本與灌木更加稀疏，已進入高山植群之地帶，典型之高山草本有玉山薄雪草（Leontopodium microphyllum）、黑斑龍膽（Gentiana scabrida var. punctulata）玉山沙蔘（Adenophora morrisonensis）、阿里山龍膽（Gentiana arisanensis）羊矛（Festuca ovina）、玉山佛甲草（Sedum morrisonense）、尼泊爾籟蕭（Anaphalis nepalensis）、玉山山蘿蔔（Scabiosa lacerifolia）、等種。
限制森林發育之因子，亦即導致森林界線形成之因素。在緯度超過40度的溫帶山區，一座三四千公尺的高山，森林界線大多出現在海拔1000-2000公尺之山腹，當地雖有土壤形成，但溫度極低，且無霜之生長季太短，因樹木在冬季仍有枝幹與葉（常綠樹）存在，若樹木在生長季累積的養分太少，則不足以維持非生長季樹體之消耗，故無法生存於森林界線之上，但高山草本之植物體以葉子居多，沒有宿存過冬之木質化枝幹，冬天地上之莖葉均凋萎，只留土中之地下莖或鱗莖等休眠器官，翌年生長季再由地下器官上的芽長出地上部之莖、葉及花果，如此冬天消耗之養分很少，在森林界線以上之地方還能生存。因此之故，一般生態學理論認為溫度是限制森林向高山延伸之主要因素，草本與木本分布在森林界線之上下兩側，可說是碳素養分平衡與否的問題，除了溫度以外，形成森林界線的次要因子包括風力、積雪期與其他干擾（如火災）等因素。
台灣山區有很多三千公尺以上的高山，不少森林界線是火災所造成，而且有森林在上、草原在下的倒置配列。如有非火災造成之森林界線，則多半位於稜線或峰頂附近，以樹木生長情況判斷，溫度似乎不是主要的限制因素，因為香柏與玉山杜鵑仍可以矮盤灌叢的形態長到山頂，可見森林界線的過渡帶一直延伸到山頂，即使有草本的高山植群存在，其中仍點綴著香柏與杜鵑之矮小墊狀灌叢。分析翠池所見到的森林界線樣區調查資料（包括不同樣區之植物形相與環境因子），可推測影響森林喬木林發育的因素為地形坡度與土壤含石率，高山峰頂地形陡峻，岩石裸露，物理性的風化盛行，岩屑與石礫推積成稜峰或坡面，少有土壤可供樹木成長，喬木也難以成形，而矮盤灌叢的樹形則是盛行風的雕塑效應，雪山主峰的東北側也有廣大的圈谷，但因東北風太強，不見有香柏林，全是緻密的矮盤灌叢。翠池森林界線的成因，當可引用到台灣其他的高山地帶。
喜歡森林浴的健行者，在走遍低海拔的亞熱帶闊葉林以後，不妨到高山針葉林一遊，如能走一趟走雪山翠池，當可領略北國寒帶林之特殊風味，也可看到香柏在逆境下的強韌生命力。（誌於2004/月）
玉山薄雪草
阿里山龍膽
黑斑龍膽
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