景观生态解析玉山国家公园的植群变迁

周鹤树

(金门大学都市计划与景观学系 ,福建金门362000)

景观生态呈现着资源分布、组合及各种生态过程[1]，是缀块、廊道和基质的组合及其分布特性[2]，与发生其间的生态过程交互作用、影响的结果[2-4]。然而，景观生态及其量化评估还缺乏更多实证研究，尤其在地方和区域尺度[5]。因此，本研究主要目的是，解析、讨论景观生态的环境意涵。

本研究以玉山国家公园为研究范围，以历年景观指数分析森林植被的景观生态意涵[6-7]，了解景观结构变化对生态系统的影响[8]，及其影响程度与范围[9]，以解析、讨论其环境意涵，研究目的为： ①以森林植被之景观指数，解析玉山国家公园的景观生态状态。②以历年景观生态变迁，诠释玉山国家公园景观生态的环境意涵。

1 环境背景与研究方法

玉山国家公园森林植被分布是台湾自然原始森林的自然演化，及住民在山区活动所交织的痕迹[10]，气候特征为低温多雨，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%。地质上，板岩占19.33%，砂岩、页岩占59.53%，石灰岩占19.95%，显示岩石节理极为破碎。

景观生态的定量描述是分析景观生态结构、功能与过程的基础，可以景观指数来呈现[11-13]。本研究采用美国奥瑞冈州立大学森林系K.McGarigal博士和B.Marks开发之Fragstats 3.3景观生态计算程序，景观指数之挑选，参考W.E.Dramstad, J.D.Olson, & R.T.T.Forman (1996) 的景观生态规划建议，分为缀块特征、形状、核心、多样性、聚集性，及连接性，说明如下：

缀块特征：以缀块数量NP、缀块面积AREA_AM、缀块密度PD、景观形状LSI、边缘密度ED，解析缀块的大小、密度、边界等议题，验证与物种生存、效益、多样的正关联性[14]。

缀块形状：以缀块分维数PAFRAC、缀块形状SHAPE_AM、缀块毗连CONTIG_AM，解析缀块的形状、边界的结构、形式议题。

缀块核心：以不相邻核心密度DCAD、缀块核心CAI_AM，解析缀块的破碎性议题，验证核心与物种数量的正向关联性 (ibid)。

缀块聚集性分析：以聚集度AI、散布与并列IJI、分裂SPLIT，解析缀块的位置、隔离度、分隔度等议题，验证与物种灭绝的正关联性 (ibid)。

缀块连接性分析：以凝聚度COHESION、连接度CONNECT，解析廊道、网络等议题，验证与物种移动、生态效益的正关联性 (ibid)。

2 景观生态分析

本研究基地范围坐标UL X: 231550, Y: 2608250; LR X: 275610, Y:2569000 (TWD97 TM2)，卫星影像数据为1979、1990、2000及2009年。本研究选择红光、近红外光与短波红外线，将植被分为冷杉、铁杉、云杉、松类 (分高中低海拔)、桧木、玉山箭竹、高山芒与阔叶林，根据第三次森林调查资料，选取均质样区为分类模版，予以监督式分类，经计算均数与共变异矩阵，检查统计直方图，分析可能性矩阵，总体精确度90以上，Kappa (数据一致性) 值90%以上，完成分类模版设定，再以最大概似法分类植被。

缀块特征(详图1)： NP、PD、LSI、ED以冷杉、玉山箭竹、桧木、阔叶林的增加幅度较大，显示这4种植群缀块变小较为显著，而松类植群依序低中高海拔趋向稳定。AREA_AM若看缀块面积小于50 hm2的植群，则冷杉、云杉、铁杉、低海拔松类略降，显示这些植群缀块变小较为显著。因此，玉山国家公园植被缀块特征分析，呈现缀块小型化、破碎化的趋势，且高低海拔似乎较为明显，对植被环境发展有不利影响。

图1 缀块特征分析图单位：NP：个/全区；PD：个/100hm2；LSI：无；ED：m/hm2；AREA_AM：hm2

缀块形状(详图2)：PAFRAC除高中低海拔松类、铁杉微升，其余皆微降，显示其余植群缀块形状趋向简单。SHAPE_AM除阔叶林外，变化幅度皆不大，显示其余植群缀块形状较规则，吸引边界物种较弱。CONTIG_AM仅中高海拔松类略升，其余皆下降，显示其余植群缀块趋向不相连。因此，玉山国家公园植被缀块形状分析，呈现缀块形状简单、规则、不相连的趋势，对植被环境发展有不利影响。

图2 缀块形状分析图

缀块核心(详图3)：DCAD仅高海拔松类几乎不变，其余皆下降，显示其余植群缀块的核心区域密度降低。CAI_AM仅中高海拔松类上升，其余皆下降，显示其余植群缀块的核心区渐小。因此，玉山国家公园植被缀块核心分析，呈现缀块核心密度降低、核心变小的趋势，对植被环境发展有不利影响。

图3 缀块核心分析图单位：DCAD：个/100hm2；CAI_AM(%)

缀块聚集性(详图4)：AI除中高海拔松类、高山芒外，其余皆大幅下降，显示其余植群的缀块隔离、孤立程度渐低。IJI则较为一致，所有植群皆微幅增加，显示所有植群的分隔度微幅增加，适度阻止干扰。SPLIT为中高海拔松类、云杉大幅下降，其余皆微幅增加，显示其余植群的缀块分裂渐增。因此，玉山国家公园植被缀块聚集性分析，呈现缀块隔离渐低、分隔稍增、分裂渐增的趋势，对植被环境发展有不利影响。

图4 缀块聚集性分析图单位：AI(%)；IJI(%)SPLIT：无

缀块连接性(详图5)：COHESION仅中高海拔松类渐增，其余皆微幅下降，显示其余植群缀块渐分散。CONNECT则冷杉、桧木、阔叶林下降，其余上升，显示其余植群的缀块连续性稍增。因此，玉山国家公园植被缀块连接性分析，呈现缀块渐分散、连续性稍增的趋势，对植被环境发展有不利影响。

图5 类型尺度景观空间格局_缀块连接性分析图单位：COHESION：无；CONNECT(%)

最后，本研究整合这十种植群的景观生态分析，试图呈现玉山国家公园各植群的景观生态环境意涵(详表1)。

表1 植群景观生态与机能分析表

3 结果与讨论

本研究以Fragstats解析玉山国家公园各植群景观生态结构，高海拔的冷杉、铁杉、云杉植群缀块呈现破碎化趋势，核心区破碎且密度降低，相邻缀块种类减少，凝聚性下降，对其环境发展有不利影响。然高海拔松类植群缀块形状趋向复杂，核心区增大且密度增加，凝聚性升高，则对其环境发展有些帮助。

中海拔桧木植群缀块呈现破碎化趋势，形状趋向规则，核心区破碎且分散，相邻缀块种类减少，对其环境发展有不利影响。然中海拔松类植群缀块形状趋向复杂，核心区域增大且密度增加，则对其环境发展有些帮助。

低海拔阔叶林、松类植群缀块，与分布广泛的玉山箭竹、高山芒植群缀块，皆呈现破碎化趋势，核心区域破碎且分散，相邻缀块种类减少，对其环境发展有不利影响。

整体而言，玉山国家公园各植群的景观生态分析，大致呈现小型化、破碎化及离散化趋势，逐渐失去优势族群，各类型缀块均匀分布，对玉山国家公园环境发展有不利影响。

玉山国家公园的植被景观指数分析确实能量测出植群景观生态的特性与结构，其数值除具有生态机能意涵外，历年趋势可观察其实际变迁分布状况。本研究中务求较多景观指数的解析与较多面向的意涵诠释，不以景观指数分析作为植群生态机能的判断工具，而视为景观生态结构的解析工具。本研究并认为着重前后分析资料的比对，从趋势判断是否朝向较好的生态机能、较好的方向发展，以避免局限于景观生态结构的范畴定义。

4 结论与建议

玉山国家公园整体景观生态与十种植群景观生态的发展现况与趋势，经Fragstat分析缀块特征、形状、核心、多样性、聚集性与连接性等六项景观指数，解析出：小型化、破碎化及离散化趋势、逐渐失去优势族群、各类型缀块均匀分布、空间聚集效应逐渐降低等现象，对玉山国家公园植被永续性有不利的影响。

其次，由分析结果观察出，比较稳定的景观空间格局结构似乎呈现着“集聚间有离析”的形态，除具有景观生态学所认知的较优景观生态型态，本研究更认为具有永续发展的环境潜力，因此，本研究推论永续发展应该具有某种景观空间格局结构的特征与韵律，即自然环境与植被生态的变化，遵循着更大尺度的环境生态发展韵律。

最后，本研究初步解析出玉山国家公园景观生态的永续性意涵：多样、复杂、破碎与动态，意即玉山国家公园的永续发展需特别注意这四种特性。