景觀生態解析玉山國家公園的植群變遷

周鶴樹

(金門大學都市計劃與景觀學系 ,福建金門362000)

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

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

1 環境背景與研究方法

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%。地質上，板巖占19.33%，砂巖、頁巖占59.53%，石灰巖占19.95%，顯示巖石節理極為破碎。

景觀生態的定量描述是分析景觀生態結構、功能與過程的基礎，可以景觀指數來呈現[11-13]。本研究采用美國奧瑞岡州立大學森林系K.McGarigal博士和B.Marks開發之Fragstats 3.3景觀生態計算程序，景觀指數之挑選，參考W.E.Dramstad, J.D.Olson, & R.T.T.Forman (1996) 的景觀生態規劃建議，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、多樣的正關聯性[14]。

綴塊形狀：以綴塊分維數PAFRAC、綴塊形狀SHAPE_AM、綴塊毗連CONTIG_AM，解析綴塊的形狀、邊界的結構、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，驗證核心與物種數量的正向關聯性 (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聯性 (ibid)。

綴塊連接性分析：以凝聚度COHESION、連接度CONNECT，解析廊道、網絡等議題，驗證與物種移動、生態效益的正關聯性 (ibid)。

2 景觀生態分析

本研究基地范圍坐標UL X: 231550, Y: 2608250; LR X: 275610, Y:2569000 (TWD97 TM2)，衛星影像數據為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，根據第三次森林調查資料，選取均質樣區為分類模版，予以監督式分類，經計算均數與共變異矩陣，檢查統計直方圖，分析可能性矩陣，總體精確度90以上，Kappa (數據一致性) 值90%以上，完成分類模版設定，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，對植被環境發展有不利影響。

圖1 綴塊特征分析圖單位：NP：個/全區；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，呈現綴塊形狀簡單、規則、不相連的趨勢，對植被環境發展有不利影響。

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漸小。因此，玉山國家公園植被綴塊核心分析，呈現綴塊核心密度降低、核心變小的趨勢，對植被環境發展有不利影響。

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，呈現綴塊隔離漸低、分隔稍增、分裂漸增的趨勢，對植被環境發展有不利影響。

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性稍增。因此，玉山國家公園植被綴塊連接性分析，呈現綴塊漸分散、連續性稍增的趨勢，對植被環境發展有不利影響。

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分析，試圖呈現玉山國家公園各植群的景觀生態環境意涵(詳表1)。

表1 植群景觀生態與機能分析表

3 結果與討論

本研究以Fragstats解析玉山國家公園各植群景觀生態結構，高海拔的冷杉、鐵杉、云杉植群綴塊呈現破碎化趨勢，核心區破碎且密度降低，相鄰綴塊種類減少，凝聚性下降，對其環境發展有不利影響。然高海拔松類植群綴塊形狀趨向復雜，核心區增大且密度增加，凝聚性升高，則對其環境發展有些幫助。

中海拔檜木植群綴塊呈現破碎化趨勢，形狀趨向規則，核心區破碎且分散，相鄰綴塊種類減少，對其環境發展有不利影響。然中海拔松類植群綴塊形狀趨向復雜，核心區域增大且密度增加，則對其環境發展有些幫助。

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，皆呈現破碎化趨勢，核心區域破碎且分散，相鄰綴塊種類減少，對其環境發展有不利影響。

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

玉山國家公園的植被景觀指數分析確實能量測出植群景觀生態的特性與結構，其數值除具有生態機能意涵外，歷年趨勢可觀察其實際變遷分布狀況。本研究中務求較多景觀指數的解析與較多面向的意涵詮釋，不以景觀指數分析作為植群生態機能的判斷工具，而視為景觀生態結構的解析工具。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機能、較好的方向發展，以避免局限于景觀生態結構的范疇定義。

4 結論與建議

玉山國家公園整體景觀生態與十種植群景觀生態的發展現況與趨勢，經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，解析出：小型化、破碎化及離散化趨勢、逐漸失去優勢族群、各類型綴塊均勻分布、空間聚集效應逐漸降低等現象，對玉山國家公園植被永續性有不利的影響。

其次，由分析結果觀察出，比較穩定的景觀空間格局結構似乎呈現著“集聚間有離析”的形態，除具有景觀生態學所認知的較優景觀生態型態，本研究更認為具有永續發展的環境潛力，因此，本研究推論永續發展應該具有某種景觀空間格局結構的特征與韻律，即自然環境與植被生態的變化，遵循著更大尺度的環境生態發展韻律。

最后，本研究初步解析出玉山國家公園景觀生態的永續性意涵：多樣、復雜、破碎與動態，意即玉山國家公園的永續發展需特別注意這四種特性。