周鶴樹

(金門大學(xué)都市計劃與景觀學(xué)系 ,福建金門362000)

景觀生態(tài)呈現(xiàn)著資源分布、組合及各種生態(tài)過程[1]，是綴塊、廊道和基質(zhì)的組合及其分布特性[2]，與發(fā)生其間的生態(tài)過程交互作用、影響的結(jié)果[2-4]。然而，景觀生態(tài)及其量化評估還缺乏更多實證研究，尤其在地方和區(qū)域尺度[5]。因此，本研究主要目的是，解析、討論景觀生態(tài)的環(huán)境意涵。

本研究以玉山國家公園為研究范圍，以歷年景觀指數(shù)分析森林植被的景觀生態(tài)意涵[6-7]，了解景觀結(jié)構(gòu)變化對生態(tài)系統(tǒng)的影響[8]，及其影響程度與范圍[9]，以解析、討論其環(huán)境意涵，研究目的為： ①以森林植被之景觀指數(shù)，解析玉山國家公園的景觀生態(tài)狀態(tài)。②以歷年景觀生態(tài)變遷，詮釋玉山國家公園景觀生態(tài)的環(huán)境意涵。

1 環(huán)境背景與研究方法

玉山國家公園森林植被分布是臺灣自然原始森林的自然演化，及住民在山區(qū)活動所交織的痕跡[10]，氣候特征為低溫多雨，年雨量3000～4000 mm。地形上，3000 m以上占9.89%，2000～3000 m占50.06%，1000～2000 m占34.46%。地質(zhì)上，板巖占19.33%，砂巖、頁巖占59.53%，石灰?guī)r占19.95%，顯示巖石節(jié)理極為破碎。

景觀生態(tài)的定量描述是分析景觀生態(tài)結(jié)構(gòu)、功能與過程的基礎(chǔ)，可以景觀指數(shù)來呈現(xiàn)[11-13]。本研究采用美國奧瑞岡州立大學(xué)森林系K.McGarigal博士和B.Marks開發(fā)之Fragstats 3.3景觀生態(tài)計算程序，景觀指數(shù)之挑選，參考W.E.Dramstad, J.D.Olson, & R.T.T.Forman (1996) 的景觀生態(tài)規(guī)劃建議，分為綴塊特征、形狀、核心、多樣性、聚集性，及連接性，說明如下：

綴塊特征：以綴塊數(shù)量NP、綴塊面積AREA_AM、綴塊密度PD、景觀形狀LSI、邊緣密度ED，解析綴塊的大小、密度、邊界等議題，驗證與物種生存、效益、多樣的正關(guān)聯(lián)性[14]。

綴塊形狀：以綴塊分維數(shù)PAFRAC、綴塊形狀SHAPE_AM、綴塊毗連CONTIG_AM，解析綴塊的形狀、邊界的結(jié)構(gòu)、形式議題。

綴塊核心：以不相鄰核心密度DCAD、綴塊核心CAI_AM，解析綴塊的破碎性議題，驗證核心與物種數(shù)量的正向關(guān)聯(lián)性 (ibid)。

綴塊聚集性分析：以聚集度AI、散布與并列IJI、分裂SPLIT，解析綴塊的位置、隔離度、分隔度等議題，驗證與物種滅絕的正關(guān)聯(lián)性 (ibid)。

綴塊連接性分析：以凝聚度COHESION、連接度CONNECT，解析廊道、網(wǎng)絡(luò)等議題，驗證與物種移動、生態(tài)效益的正關(guān)聯(lián)性 (ibid)。

2 景觀生態(tài)分析

本研究基地范圍坐標UL X: 231550, Y: 2608250; LR X: 275610, Y:2569000 (TWD97 TM2)，衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)為1979、1990、2000及2009年。本研究選擇紅光、近紅外光與短波紅外線，將植被分為冷杉、鐵杉、云杉、松類 (分高中低海拔)、檜木、玉山箭竹、高山芒與闊葉林，根據(jù)第三次森林調(diào)查資料，選取均質(zhì)樣區(qū)為分類模版，予以監(jiān)督式分類，經(jīng)計算均數(shù)與共變異矩陣，檢查統(tǒng)計直方圖，分析可能性矩陣，總體精確度90以上，Kappa (數(shù)據(jù)一致性) 值90%以上，完成分類模版設(shè)定，再以最大概似法分類植被。

綴塊特征(詳圖1)： NP、PD、LSI、ED以冷杉、玉山箭竹、檜木、闊葉林的增加幅度較大，顯示這4種植群綴塊變小較為顯著，而松類植群依序低中高海拔趨向穩(wěn)定。AREA_AM若看綴塊面積小于50 hm2的植群，則冷杉、云杉、鐵杉、低海拔松類略降，顯示這些植群綴塊變小較為顯著。因此，玉山國家公園植被綴塊特征分析，呈現(xiàn)綴塊小型化、破碎化的趨勢，且高低海拔似乎較為明顯，對植被環(huán)境發(fā)展有不利影響。

圖1 綴塊特征分析圖單位：NP：個/全區(qū)；PD：個/100hm2；LSI：無；ED：m/hm2；AREA_AM：hm2

綴塊形狀(詳圖2)：PAFRAC除高中低海拔松類、鐵杉微升，其余皆微降，顯示其余植群綴塊形狀趨向簡單。SHAPE_AM除闊葉林外，變化幅度皆不大，顯示其余植群綴塊形狀較規(guī)則，吸引邊界物種較弱。CONTIG_AM僅中高海拔松類略升，其余皆下降，顯示其余植群綴塊趨向不相連。因此，玉山國家公園植被綴塊形狀分析，呈現(xiàn)綴塊形狀簡單、規(guī)則、不相連的趨勢，對植被環(huán)境發(fā)展有不利影響。

圖2 綴塊形狀分析圖

綴塊核心(詳圖3)：DCAD僅高海拔松類幾乎不變，其余皆下降，顯示其余植群綴塊的核心區(qū)域密度降低。CAI_AM僅中高海拔松類上升，其余皆下降，顯示其余植群綴塊的核心區(qū)漸小。因此，玉山國家公園植被綴塊核心分析，呈現(xiàn)綴塊核心密度降低、核心變小的趨勢，對植被環(huán)境發(fā)展有不利影響。

圖3 綴塊核心分析圖單位：DCAD：個/100hm2；CAI_AM(%)

綴塊聚集性(詳圖4)：AI除中高海拔松類、高山芒外，其余皆大幅下降，顯示其余植群的綴塊隔離、孤立程度漸低。IJI則較為一致，所有植群皆微幅增加，顯示所有植群的分隔度微幅增加，適度阻止干擾。SPLIT為中高海拔松類、云杉大幅下降，其余皆微幅增加，顯示其余植群的綴塊分裂漸增。因此，玉山國家公園植被綴塊聚集性分析，呈現(xiàn)綴塊隔離漸低、分隔稍增、分裂漸增的趨勢，對植被環(huán)境發(fā)展有不利影響。

圖4 綴塊聚集性分析圖單位：AI(%)；IJI(%)SPLIT：無

綴塊連接性(詳圖5)：COHESION僅中高海拔松類漸增，其余皆微幅下降，顯示其余植群綴塊漸分散。CONNECT則冷杉、檜木、闊葉林下降，其余上升，顯示其余植群的綴塊連續(xù)性稍增。因此，玉山國家公園植被綴塊連接性分析，呈現(xiàn)綴塊漸分散、連續(xù)性稍增的趨勢，對植被環(huán)境發(fā)展有不利影響。

圖5 類型尺度景觀空間格局_綴塊連接性分析圖單位：COHESION：無；CONNECT(%)

最后，本研究整合這十種植群的景觀生態(tài)分析，試圖呈現(xiàn)玉山國家公園各植群的景觀生態(tài)環(huán)境意涵(詳表1)。

表1 植群景觀生態(tài)與機能分析表

3 結(jié)果與討論

本研究以Fragstats解析玉山國家公園各植群景觀生態(tài)結(jié)構(gòu)，高海拔的冷杉、鐵杉、云杉植群綴塊呈現(xiàn)破碎化趨勢，核心區(qū)破碎且密度降低，相鄰綴塊種類減少，凝聚性下降，對其環(huán)境發(fā)展有不利影響。然高海拔松類植群綴塊形狀趨向復(fù)雜，核心區(qū)增大且密度增加，凝聚性升高，則對其環(huán)境發(fā)展有些幫助。

中海拔檜木植群綴塊呈現(xiàn)破碎化趨勢，形狀趨向規(guī)則，核心區(qū)破碎且分散，相鄰綴塊種類減少，對其環(huán)境發(fā)展有不利影響。然中海拔松類植群綴塊形狀趨向復(fù)雜，核心區(qū)域增大且密度增加，則對其環(huán)境發(fā)展有些幫助。

低海拔闊葉林、松類植群綴塊，與分布廣泛的玉山箭竹、高山芒植群綴塊，皆呈現(xiàn)破碎化趨勢，核心區(qū)域破碎且分散，相鄰綴塊種類減少，對其環(huán)境發(fā)展有不利影響。

整體而言，玉山國家公園各植群的景觀生態(tài)分析，大致呈現(xiàn)小型化、破碎化及離散化趨勢，逐漸失去優(yōu)勢族群，各類型綴塊均勻分布，對玉山國家公園環(huán)境發(fā)展有不利影響。

玉山國家公園的植被景觀指數(shù)分析確實能量測出植群景觀生態(tài)的特性與結(jié)構(gòu)，其數(shù)值除具有生態(tài)機能意涵外，歷年趨勢可觀察其實際變遷分布狀況。本研究中務(wù)求較多景觀指數(shù)的解析與較多面向的意涵詮釋，不以景觀指數(shù)分析作為植群生態(tài)機能的判斷工具，而視為景觀生態(tài)結(jié)構(gòu)的解析工具。本研究并認為著重前后分析資料的比對，從趨勢判斷是否朝向較好的生態(tài)機能、較好的方向發(fā)展，以避免局限于景觀生態(tài)結(jié)構(gòu)的范疇定義。

4 結(jié)論與建議

玉山國家公園整體景觀生態(tài)與十種植群景觀生態(tài)的發(fā)展現(xiàn)況與趨勢，經(jīng)Fragstat分析綴塊特征、形狀、核心、多樣性、聚集性與連接性等六項景觀指數(shù)，解析出：小型化、破碎化及離散化趨勢、逐漸失去優(yōu)勢族群、各類型綴塊均勻分布、空間聚集效應(yīng)逐漸降低等現(xiàn)象，對玉山國家公園植被永續(xù)性有不利的影響。

其次，由分析結(jié)果觀察出，比較穩(wěn)定的景觀空間格局結(jié)構(gòu)似乎呈現(xiàn)著“集聚間有離析”的形態(tài)，除具有景觀生態(tài)學(xué)所認知的較優(yōu)景觀生態(tài)型態(tài)，本研究更認為具有永續(xù)發(fā)展的環(huán)境潛力，因此，本研究推論永續(xù)發(fā)展應(yīng)該具有某種景觀空間格局結(jié)構(gòu)的特征與韻律，即自然環(huán)境與植被生態(tài)的變化，遵循著更大尺度的環(huán)境生態(tài)發(fā)展韻律。

最后，本研究初步解析出玉山國家公園景觀生態(tài)的永續(xù)性意涵：多樣、復(fù)雜、破碎與動態(tài)，意即玉山國家公園的永續(xù)發(fā)展需特別注意這四種特性。