臺灣博碩士論文加值系統

自然保護區設置之主要目的在於長期保存複雜的基因庫，而保護區內物種的消長與生態環境系統的改變有密切關係，因此本研究之主要目的即以地景生態學的角度，利用保護區地景結構特性，評估自然保護區之干擾效應。本研究以林務局管轄之2個野生動物保護區及15個野生動物重要棲息環境，計17個保護區為對象，利用第三次森林資源調查之土地利用圖層，求算各項地景結構指標，並利用因素分析及群落分析，將保護區依其地景結構特性進行分類，以比較不同類型保護區之干擾程度。17個保護區依其地景結構特性可分為三類，第一類型保護區的干擾程度最輕微，第二類型保護區次之，第三類型保護區受到的干擾程度最大。為探討保護區邊緣干擾及道路干擾程度，利用GIS之空間分析功能，產生保護區邊緣及道路的環框區，分別求算不同環框區內之人工土地利用型所佔面積比例，以代表其干擾程度。研究結果顯示，在邊緣干擾及道路干擾方面，以利嘉保護區干擾最小，而塔山保護區干擾最大；若以類型觀之，邊緣干擾以第二類型保護區干擾最小，第一類型保護區次之，至於道路干擾則以第一類型保護區之干擾最小，第二類型保護區次之，第三類型保護區無論邊緣干擾或道路干擾均最大。此外，為探討干擾程度與物種種數之關係，利用歷年來保護區動植物資源調查之物種種數，與保護區干擾程度互相比較，研究結果顯示，受到中等程度干擾的第二類型保護區其物種多樣性最高，受到低度干擾的第一類型保護區其物種多樣性次之，而受到高度干擾的第三類型保護區其物種多樣性最少。為瞭解地景結構指標與物種種數之相關性，將二者進行雙變數相關分析，結果顯示植物種數與保護區面積、海拔高差、地形複雜度及形狀指標有正相關；哺乳類種數除了與上述4項指標有正相關之外，亦與地景多樣性指標有關；而兩棲爬蟲類之種數則和形狀指標有關。因此，當保護區面積及海拔高差越大、地表起伏程度越複雜、保護區內有溪流環境及土地利用型種類越多時，將有利於物種多樣性的增加。

The main purpose of establishing Natural Resource Protection Area is to preserve existing complex gene pool for a longer period of time. In Protection Areas species composition of all living resources has been closely associated with the change of ecological environment system. From the viewpoint of landscape ecology the main objective of this study has been set to investigate and review characteristic of landscape structure of the Protection Areas to evaluate the impact of environmental disturbances. A total of 2 Wildlife Protection and 15 Habitat Reservation Areas located in Taiwan Province has been selected for this study. The landscape structure index was calculated based on the third forest inventory land-use type map to evaluate the degree of environmental disturbances. Then, the 17 Protection Areas were sorted into three different disturbance categories by severity of the disturbances. As to assess disturbances due to border and road, GIS spatial analysis method was used to identified its frame or zone so that the percentage of artificial land use within the frame or zone represented the disturbance index. The results of the investigation, among all 17 Protection Areas the Li-Jia Area received the least disturbance on wild life habitat environment while Ta-shan Area received the highest disturbances. Within a protection area, there was a strong association between species composition change and ecological environmental system change. In order to study correlation between disturbance severity and multiplicity of species, past plant and animal resources survey records of the Protection Area were analyzed. The result showed that the 2nd category of receiving medium disturbance areas had highest multiplicity of species. It is followed by the 1st category of receiving the least disturbance areas and finally the 3rd category of receiving the highest disturbance area had least multiplicity of species. Correlation examinations found that plant species diversity had correlated to size of protection area, high elevation variation, complexity of topography and shape index. While mammal species diversity had correlated to size of protection area, high elevation variation, complexity of topography, shape index and landscape diversity index. As to the species diversity of amphibious and reptile animals was found to associated with the shape index. In general, the large size of protection area, higher elevation variation, more complex topography, more land use types and many drainage in an pretection area, the multiplicity of natural resources is much richer.

目錄
摘要 I
Abstract Ⅲ
誌謝 Ⅴ
目錄 Ⅵ
圖目錄 Ⅸ
表目錄 XI
壹、前言 1
貳、前人研究 3
一、臺灣地區國有林自然保護區 3
(一)、設置概況 3
(二)、精省後國有林自然保護區之定位 5
(三)、保護區經營管理現況及遭遇困難 9
二、地景生態學 10
三、干擾對地景結構的影響 12
(一)、道路開闢對地景結構的影響 12
(二)、森林砍伐對地景結構的影響 13
(三)、干擾對地景結構的影響 15
四、地景結構對生物多樣性的影響 20
(一)、嵌塊體大小及形狀對生物多樣性的影響 20
(二)、嵌塊體間隔離程度對生物多樣性的影響 21
(三)、嵌塊體密度對生物多樣性的影響 21
(四)、地景破碎度對生物多樣性的影響 22
(五)、地景多樣性對生物多樣性的影響 22
參、研究材料與方法 24
一、研究材料 24
(一)、研究區概述 24
(二)、土地利用型圖 26
(三)、數值高程模型 28
二、研究方法 29
(一)、保護區地景結構量化 29
1、嵌塊體密度 29
2、平均嵌塊體面積 30
3、邊緣密度 30
4、面積加權之平均形狀指標 30
5、面積加權之碎形維度值 31
6、Shannon’s地景多樣性指標 31
7、Shannon’s均勻度指標 31
8、地形複雜度指標 32
(二)、保護區地景結構分類及干擾程度評估 33
1、保護區地景結構分類 33
(1) 因素分析 33
(2) 群落分析 33
2、不同類型保護區干擾程度評估 34
(三)、保護區邊緣干擾與道路干擾程度評估 35
1、邊緣干擾程度評估 35
2、道路干擾程度評估 35
(四)、保護區地景結構與物種多樣性 36
1、國有林自然保護區之物種多樣性調查 36
2、不同類型保護區干擾程度與物種多樣性
之關係 36
3、地景結構與物種多樣性之關係 36
肆、結果與討論 37
一、保護區地景結構量化 37
(一)、一般性指標 39
(二)、形狀性指標 40
(三)、地景多樣性指標 41
(四)、地形複雜度指標 44
二、保護區地景結構分類及干擾程度評估 46
(一)、保護區地景結構分類 46
1、因素分析 46
2、群落分析 49
(二)、干擾程度評估 54
三、保護區邊緣干擾與道路干擾程度評估 60
(一)、保護區邊緣干擾程度評估 61
(二)、保護區道路干擾程度評估 68
四、保護區地景結構與物種多樣性 75
(一)、國有林自然保護區之物種多樣性調查 75
(二)、不同類型保護區干擾程度與物種多樣性
之關係 79
(三)、地景結構指標與物種多樣性之相關性 85
伍、結論 88
陸、參考文獻 90
圖目錄
圖2-1：地景生態學的研究方向 11
圖2-2：連續砍伐對地景結構造成的影響 13
圖2-3：地景破碎度對地景結構的影響 15
圖2-4：嵌塊體特徵、干擾程度與植群社會特徵三者間之關係 16
圖2-5：人為干擾強度與形狀指標、碎形維度之關係 17
圖2-6：利用嵌塊體數量、大小、形狀及破碎度評估干擾程度 18
圖2-7：嵌塊體大小、嵌塊體隔離程度與生物種數的關係 21
圖2-8：地景多樣性與生物多樣性之關係 22
圖3-1：研究位置圖(北部地區) 24
圖3-2：研究區域位置圖(中部地區) 25
圖3-3：研究區域位置圖(南部地區) 25
圖4-1：嵌塊體密度及嵌塊體面積之關係 39
圖4-2：保護區面積與地景多樣性指標之關係 42
圖4-3：地景多樣性、邊緣密度及地景均勻度之關係 43
圖4-4：保護區面積與地形複雜度之關係 44
圖4-5：各保護區進行群落分析之樹狀圖 51
圖4-6：以地景結構指標綜合評估保護區之干擾指標 56
圖4-7：第一類型保護區邊緣500m範圍內之人工土地利用型
所佔面積比例 61
圖4-8：第二類型保護區邊緣500m範圍內之人工土地利用型
所佔面積比例 63
圖4-9：第三類型保護區邊緣500m範圍內之人工土地利用型
所佔面積比例 64
圖4-10：三種類型保護區邊緣500m範圍內之人工土地利用型
所佔面積比例 66
圖4-11：第一類型保護區道路兩旁之人工土地利用型
所佔面積比例 69
圖4-12：第二類型保護區道路兩旁之人工土地利用型
所佔面積比例 71
圖4-13：第三類型保護區道路兩旁之人工土地利用型
所佔面積比例 72
圖4-14：三種類型保護區道路兩旁之人工土地利用型
所佔面積比例 74
圖4-15：保護區干擾程度與物種多樣性之關係 80
表目錄
表2-1：臺灣地區國有林自然保護區設置狀況 4
表2-2：林務局管轄之野生動物重要棲息環境設置概況 6
表2-3：林務局管轄之國有林自然保護區設置概況 7
表2-4：林務局管轄之野生動物保護區設置概況 8
表2-5：道路開闢對地景結構的影響 12
表2-6：美國奧勒崗州1972~1987年地景變遷情形 14
表3-1：土地利用類型之嵌塊體種類 27
表4-1：各自然保護區之地景結構指標 38
表4-2：地景結構指標之相關性矩陣 47
表4-3：主成份法萃取共同因素之特徵值與解釋變異量 48
表4-4：轉軸後各變數之因素負荷量 49
表4-5：各保護區進行群落分析之群數凝聚過程 50
表4-6：不同類型保護區之地景結構指標 52
表4-7：國有林自然保護區維管束植物資源調查現況 76
表4-8：國有林自然保護區動物資源調查現況 77
表4-9：各保護區物種多樣性與地景結構之Pearson相關係數 85

[1]. 王穎、陳怡君　（1999）　丹大地區野生動物族群之初步調查研究（二）。林務局保育研究系列。54頁。
[2]. 王穎、賴慶昌、陳怡君　（1998）　丹大地區野生動物族群之初步調查研究。林務局保育研究系列。36頁。
[3]. 呂光洋（1992）玉里野生動物自然保護區之動物相調查及經營管理。林務局保育研究系列。28頁。
[4]. 呂光洋、張巍薩、花炳榮（1990）玉里野生動物自然保護區之動物相調查。林務局保育研究系列。66頁。
[5]. 呂福原、歐辰雄　（2001）　丹大地區植群生態調查（第一年）。林務局保育研究系列。81頁。
[6]. 呂福原、歐辰雄　（2002）　丹大地區植群生態調查（第二年）。林務局保育研究系列。122頁。
[7]. 呂福原、歐辰雄、呂金誠（1994）玉里野生動物自然保護區植群生態之調查研究。林務局保育研究系列。48頁。
[8]. 呂福原、歐辰雄、廖秋成（1991）阿里山與鹿林山針闊葉樹林自然保護區植群生態之研究。林務局保育研究系列。71頁。
[9]. 肖篤寧主編（1993）景觀生態學－理論、方法及應用。地景企業股份有限公司出版。445頁。
[10]. 吳聲海（1997）玉里野生動物自然保護區生態監測研究計劃。林務局保育研究系列。44頁。
[11]. 周蓮香（1993）霧頭山自然保護區動物相之初步調查研究。林務局保育研究系列。40頁。
[12]. 林良恭（1997）阿里山、鹿林山針闊葉樹林自然保護區野生動物相研究調查。林務局保育研究系列。68頁。
[13]. 林良恭（1997）雪山坑溪自然保護區動物相調查。林務局保育研究系列。81頁。
[14]. 林良恭、戴永禔（1994）瑞岩溪自然保護區動物相及溪流棲地生態調查。林務局保育研究系列。68頁。
[15]. 林曜松、趙榮台 （1998） 維護生物多樣性與促進資源永續利用。生物多樣性前瞻研討會論文集 行政院農業委員會編印 14-23頁。
[16]. 柳榗　1976　自然保護區與本省自然保護區系統之設置　台灣林業　2(8): 3-7。
[17]. 袁孝維　（1999）　林田山事業區第142林班海岸山脈動物相調查。林務局保育研究系列。20頁。
[18]. 張啟德譯 （1994） 景觀生態學。田園城市文化事業有限公司出版。525頁。
[19]. 張慶恩、郭耀綸、楊勝任（1989）霧頭山自然保護區土壤及植群生態之調查研究（一）土壤性質及養分分析，土壤分類，及維管束植物之調查。林務局保育研究系列。82頁。
[20]. 郭耀綸、楊勝任（1991）浸水營闊葉樹自然保護區植群生態之研究。林務局保育研究系列。90頁。
[21]. 陳子英　（1999）　林田山事業區第142林班海岸山脈植物相調查。林務局保育研究系列。65頁。
[22]. 陳子英　（2000）　林田山事業區第142林班海岸山脈植群監測。林務局保育研究系列。78頁。
[23]. 陳正華 （2001） 南仁山生態保護區地景變遷之研究。國立屏東科技大學森林研究所碩士論文。106頁。
[24]. 陳明義、蔡進來、呂金誠、賴國祥、林昭遠（1990）臺東海岸山脈闊葉林自然保護區植群生態之調查研究。林務局保育研究系列。53頁。
[25]. 陳明義、蔡進來、陳信佑、簡益章（1992）瑞岩溪自然保護區植群生態調查（第一年）。林務局保育研究系列。65頁。
[26]. 陳信佑（1993）瑞岩溪自然保護區植群之研究。中興大學植物研究所碩士論文。95頁。
[27]. 陳信佑、陳明義、蔡進來、簡益章（1993）瑞岩溪自然保護區植群生態調查（第二年）。林務局保育研究系列。65頁。
[28]. 陳朝圳 (1993) 地理資訊系統在森林經營管理上之應用－以自然保護區為例。國立中興大學森林學研究所博士論文。234頁。
[29]. 湯曉虞 (1999) 臺灣之自然保護區系統與經營管理。海峽兩岸森林保育政策研討會論文集。行政院農業委員會。26-33頁。
[30]. 馮豐隆、黃志成 （1997） 惠蓀林場土地利用之地景排列和變遷。中華林學季刊　30(4): 387-400。
[31]. 黃增泉、謝長富、謝宗欣（1991）觀音海岸自然保護區之植物相調查。林務局保育研究系列。53頁。
[32]. 楊平世、李春霖（1996）觀音海岸自然保護區昆蟲調查及其生態解說之研究。林務局保育研究系列。49頁。
[33]. 楊秋霖、李勗文、劉瓊蓮、夏榮生、徐榮秀 （1994） 國有林自然保護區。林務局出版　96-100頁。
[34]. 楊勝任（1993）茶茶牙賴山臺灣穗花杉保護區植群生態之調查研究。林務局保育研究系列。47頁。
[35]. 葉慶龍、范貴珠（1996）臺東臺灣獼猴自然保護區之植群生態研究。林務局保育研究系列。76頁。
[36]. 葉慶龍、范貴珠（1997）雙鬼湖自然保護區（臺東林管處轄區）之植群生態研究。林務局保育研究系列。80頁。
[37]. 葉慶龍、范貴珠　（2002）　雙鬼湖自然保護區（臺東林區管理處轄區）之植群生態研究。林務局保育研究系列。116頁。
[38]. 臺灣省農林廳林務局（1995）第三次台灣森林資源及土地利用調查。台灣省農林廳林務局。257頁。
[39]. 裴家騏（1994）臺東海岸山脈闊葉林自然保護區動物相之調查（II）。林務局保育研究系列。29頁。
[40]. 裴家騏（2000）觀霧臺灣檫樹自然保護區動物相調查研究。林務局保育研究系列。45頁。
[41]. 裴家騏、孫元勳（1997）南大武山及北大武山動物相之調查研究。林務局保育研究系列。25頁。
[42]. 裴家騏、孫元勳（1998）雙鬼湖自然保護區（臺東林管處轄區）動物相調查研究（一）。林務局保育研究系列。38頁。
[43]. 裴家騏、孫元勳（1999）雙鬼湖自然保護區（臺東林管處轄區）動物相調查研究（二）。林務局保育研究系列。70頁。
[44]. 趙榮台 （1998）《生物多樣性公約》的發展。生物多樣性前瞻研討會論文集 行政院農業委員會編印 4-13頁。
[45]. 歐辰雄、呂金誠、王志強、邱清安、張美瓊、曾喜育 （1995） 雪山坑溪自然保護區植群生態調查研究。林務局保育研究系列。46頁。
[46]. 歐辰雄、呂金誠、張美瓊、邱清安、曾喜育 （1994） 雙鬼湖自然保護區植群生態調查。林務局保育研究系列。107頁。
[47]. 歐辰雄、呂福原、呂金誠（1998）觀霧臺灣檫樹自然保護區植物相調查研究。林務局保育研究系列。66頁。
[48]. 鄭祈全 （1999） 森林地景變遷之監測研究。台灣林業科學　14(4): 493-507。
[49]. 蘇鴻傑（1988）臺灣之生態系及其保育－初評保護區系統。生態原則下的林業經營研討會論文集　林業試驗所出版　165-176頁。
[50]. 蘇鴻傑（1991）北大武山針闊葉樹自然保護區植群生態之研究（一）保護區植群分析與代表性評估。林務局保育研究系列。141頁。
[51]. Almo, F. (1998) Principles and Methods in Landscape Ecology. Chapman and Hall. London. 217pp.
[52]. Azevedo, J. C. M., S. B. Jack, R. N. Coulson and D. F. Wunneburger (2000) Functional heterogeneity of forest landscapes and the distribution and abundance of the red-cockaded woodpecker. Forest Ecology and Management 127: 271-283.
[53]. Collinge, S. K. (1996) Ecological consequences of habitat fragmentation: implications for landscape architecture and planning. Landscape and Urban Planning 36: 59-77.
[54]. Duelli, P. (1997) Biodiversity evaluation in agricultural landscapes: An approach at two different scales. Agriculture, Ecosystems and Environment 62: 81-91.
[55]. Elkie, P. C. and R. S. Rempel (2001) Detection scales of pattern in boreal forest landscapes. Forest Ecology and Management 147: 253-261.
[56]. Finder, R. A., J. L. Roseberry and A. Woolf (1999) Site and landscape conditions at white-tailed deer/vehicle collision locations on Illinois. Landscape and Urban Planning 44: 77-85.
[57]. Flather, C. H., S. J. Brady and D. B. Inkley (1992) Regional habitat appraisals of wildlife communities: a landscape-lever evaluation of a resource planning model using avian distribution data. Landscape Ecology 7(2): 137-147.
[58]. Forman, R. T. T. (1995) Land Mosaics: The Ecology of Landscape and Regions. Cambridge University Press. New York. 632pp.
[59]. Forman, R. T. T. and M. Godorn (1986) Landscape Ecology. John Wiley and Sons. New York. 619pp.
[60]. Freemark, k. (1995) Assessing effects of agriculture on terrestrial wildlife: developing a hierarchical approach for the US EPA. Landscape and Urban Planning 31: 99-115.
[61]. Griffith, J. A., E. A. Martinko and K. P. Price (2000) Landscape structure analysis of Kansas at three scales. Landscape and Urban Planning 52: 45-61.
[62]. He, H. S., D. J. Mladenoff and E. J. Gustafson (2002) Habitat patterns in forested landscapes: management practices and the uncertainty associated with natural disturbances. Forest Ecology and Management 155: 257-270.
[63]. Hehl-Lange, S. (2001) Structural elements of the visual landscape and their ecological functions. Landscape and Urban Planning 54: 105-113.
[64]. Hobbs, R. (1997) Future landscapes and future of landscape ecology. Landscape and Urban Planning 37: 1-9.
[65]. Kangas, J., R. Store, P. Leskinen and L. Mehtätalo (2000) Improving the quality of landscape ecological forest planning by utilising advanced decision-support tools. Forest Ecology and Management 132: 157-171.
[66]. Klenner, W., W. Kurz and S. Beukema (2000) Habitat patterns in forested landscapes: management practices and the uncertainty associated with natural disturbances. Computers and Electronics in Agriculture 27: 243—262.
[67]. Lathrop, Jr. R. G. and J. A. Bognar (1998) Applying GIS and landscape ecological principles to evaluate land conservation alternatives. Landscape and Urban Planning 41: 27-41.
[68]. Maekawa, M. and N. Nakagoshi (1997) Riparian landscape changes over a period of 46 years, on the Azusa River in Central Japan. Landscape and Urban Planning 37: 37-43.
[69]. Manuel, C. and Jr. Molles (1999) Ecology Concepts and Applications. McGram-Hill Companies. 509pp. U.S.A.
[70]. McGarigal, K. and B. J. Marks (1995) FRAGSTATS: Spatial pattern analysis program for quantifying landscape structure. General Technical Report PNW-GTR-351. 122pp.
[71]. Mertens, B. and E. F. Lambin (1997) Spatial modeling of deforestation in southern Cameroon. Applied Geography 17(2): 143-162.
[72]. Nagaike, T. and T. Kamitani (1999) Factors affecting changes in landscape diversity in rural areas of the Fagus crenata forest region of central Japan. Landscape and Urban Planning 43: 209-216.
[73]. Pirnat, J. (2000) Conservation and management of forest patches and corridors in suburban landscapes. Landscape and Urban Planning 52: 135-143.
[74]. Plotnick, R. E. and R. H. Gardner (2002) A general model for simulating the effects of landscape heterogeneity and disturbance on community patterns. Ecological Modelling 147: 171—197.
[75]. Ravan, S. A. and P. S. Roy (1997) Satellite remote sensing for ecological analysis of forested landscape. Plant Ecology 131: 129-141.
[76]. Reed, R. A., J. Johnson-Barmard and W. L. Baker (1996a) Contribution of roads to forest fragmentation in the Rocky Mountains. Conservation Biology 10: 1098-1106.
[77]. Reed, R. A., J. Johnson-Barmard and W. L. Baker (1996b) Fragmentation of a forested Rocky Mountain landscape, 1950-1993. Biological Conservation 75: 267-277.
[78]. Ripple, W. J., G. A. Bradshaw and T. A. Spies (1991) Measuring forest landscape patterns in the cascade range of Oregon, USA. Biological Conservation 57: 73-88.
[79]. Roy, P. S. and S. Tomar (2000) Biodiversity characterization at landscape level using geospatial modeling technique. Biological Conservation 95: 95-109.
[80]. Saunders, S. C., M. R. Mislivets, J. Chen and D. T. Cleland (2002) Effects of roads on landscape structure within nested ecological units of the Northern Great Lakes, USA. Biological Conservation 103: 209-225.
[81]. Short, J. and B. Turner (1994) A test of the vegetation mosaic hypothesis: A hypothesis to explain the decline and extinction of Australian Mammals. Conservation Biology 8(2): 439-449.
[82]. Skånes, H. M. and R. G. H. Bunce (1997) Directions of landscape change (1741-1993) in Virestad, Sweden- characterized by multivariate analysis. Landscape and Urban Planning 38: 61-75.
[83]. Trani, M. K. and Jr. R. H. Giles (1999) An analysis of deforestation: Metrics used to describe pattern change. Forest Ecology and Management 114: 459-470.
[84]. Zheng, D. and J. Chen (2000) Edge effects in fragmented landscapes: a generic model for delineating area of edge influences (D-AEI). Ecological Modelling 132: 175-190.