不同土地利用與覆蓋之景觀生態(tài)水文變遷探討

1、第13卷第4期2006年8月水土保持研究ResearchofSoilandWaterConservationVol.13No.4Aug.,20063不同土地利用與覆蓋之景觀生態(tài)水文變遷探討張俊斌(中州科技大學(xué),臺灣員林)摘要:以景觀生態(tài)理論為基礎(chǔ),配合水文現(xiàn)象的變化,應(yīng)用統(tǒng)計分析技術(shù)計算各種景觀生態(tài)指標,生態(tài)意涵在不同時期上之變異與能量循環(huán)上之改變及其生態(tài)代表意義,結(jié)果顯示嵌塊體的聚合大多由泥巖及竹林二種景觀所造成,對于不同時期之景觀生態(tài)變遷,因素分析之三個主成分的解釋變異達93.2%。景觀嵌塊體形狀因子與水質(zhì)之有機營養(yǎng)鹽供給因子,具有整體性的高相關(guān)性。在景觀生態(tài)水文方面,景觀多樣性均一度因子

2、,也能顯著地影響到與水庫淤積量、沖蝕深度有關(guān)之集水區(qū)土壤沖蝕因子。綜合結(jié)果可知泥巖景觀嵌塊體較為破碎,邊緣指數(shù)較高,因此能量、物質(zhì)和營養(yǎng)流在嵌塊體中的流轉(zhuǎn)較快亦較多,而這些流動主要為暴雨所帶來的沖刷,而致使水土資源大量流失,也與水庫之淤積、流氧量、生化需氧量有密切之關(guān)系。關(guān)鍵詞:景觀生態(tài)水文;景觀健康度;衛(wèi)星影像;因素分析中圖分類號:P901;X171.1文獻標識碼:A文章編號:100523409(2006)0420033204DiscussionontheLandscapeEcohydrologyChangeofDifferentLandUseandCoveratTaiwZHANGJun(D

3、epartmentofLandscapeArchitecture,ofan,China)Abstract:Duetothepoorconditionof2areaintheSouth-WesternTaiwanwashardtoplantandtheninaofMoonWorld.Intherespectofecosystem,ecologicalindexinlandscapeecologicaltheory.Toexplainitsmeanings,andthedangerbe2hindthebareindicatedthat,mosaicgatheringwascausedbymudst

4、oneandthornbamboo.Mosaicisfractureandhighresultsillustratedthatthelandscapeecologicalfactorsuchaspatchshapefactor,andShannonevennessfactorthathavesignificantcanonicalcorrelationwithwaterqualitiesanderosionofthestudyarea.Therefore,energyandmaterialflowinmosaicarefasterwhichwillcausesoilandwaterresour

5、cesloss.Instudyarea,therearemanystylesoffracture,variation,andmosaicdistributionlandscape.Keywords:landscapeecohydrology;landscapehealth;satelliteimage;factoranalysis1前言航照調(diào)查數(shù)據(jù)顯示1967年裸露面積2532.58hm2,至1987年增加成為3836.28hm2,而到1997年以LandsatTM衛(wèi)星影像分類判釋,泥巖裸露面積擴大為11179.5hm2(周天穎,1997),十幾年間迅速增加3倍之多,顯示泥巖裸露面積擴大有加速

6、惡化之情形。從每年65hm2之裸露擴張率(19671987),激增至730hm2(19871997),最近幾年亦持續(xù)高漲,促使泥巖裸露后之植生入侵困難與人工植生不易,已使廣大之荒漠化土地趨于沙漠化,更引起地區(qū)微氣候之改變,使得泥巖在土壤型態(tài)與微氣候異常之互為因果之作用下,造成西南部泥巖地區(qū)生態(tài)環(huán)境的危害(張等,2001、2002、2003;張俊斌,2002;林等,2003),更突顯此問題之嚴重性。土地覆蓋和使用變遷的議題是為全球環(huán)境變遷所重視,研究泥巖不但有助于實現(xiàn)全球變遷在地方研究向度的探討,對于未來泥巖裸露防治也可以提出不同面向的方法。對于泥巖地區(qū)而言,無論是自然環(huán)境的變化、不同的土地利用

7、方式、或人為活動的干擾等,在不同時空尺度上均會產(chǎn)生不同之效應(yīng),而由此引發(fā)的生態(tài)過程的變化也將大為不同。而景觀生態(tài)理論著重在空間異質(zhì)性的生態(tài)意義及空間與分布之內(nèi)涵,強調(diào)在人為處理與自然現(xiàn)象共同作用下,對于區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的影響(肖篤寧,1999),可有效地評估植生的空間結(jié)構(gòu)及其生態(tài)效益。是以對于泥巖地區(qū)而言,無論是自然環(huán)境的變化、不同的土地利用方式、還是人為活動的干擾等,在不同時空尺度上都會產(chǎn)生不同之效應(yīng),而由此引發(fā)的生態(tài)過程的變化也將大為不同。許多生態(tài)學(xué)者相繼指出生態(tài)方面的研究需要有量化方法,如空間型式之量化、地理位置之比較、明顯異同之界定、以及相互間之相關(guān)性等,此法可在時空間尺度上解釋與分析地理

8、之空間型式、生態(tài)過程與變遷(Forman,1986)。因此,利用指數(shù)與計量方法探討地理結(jié)構(gòu)的型式、大小、形狀、離散、破裂程度(碎形)及異質(zhì)性等,為目前研究地區(qū)之生態(tài)結(jié)構(gòu)、功能與空間變遷等之有效工具。在實務(wù)應(yīng)用方面,Heg2gem等(1998)在路易斯安那州的集水區(qū),以景觀生態(tài)指標3收稿日期:2005208210修改日期:2005209211接受日期:2005210226作者簡介:張俊斌,男,臺灣中州科技大學(xué)副教授,主要從事遙感探測、景觀生態(tài)與水土保育之研究。© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House.

9、All rights reserved. 34水土保持研究第13卷及水質(zhì)作集水區(qū)的生態(tài)評估,并結(jié)合衛(wèi)星影像及地理信息系統(tǒng),對防治非點源污染作出最佳的決策。再者,Dramstad(1996)等人成功地將景觀指標納入挪威土地管理局之農(nóng)業(yè)用地監(jiān)測管理上,并認為景觀指標對于環(huán)境快速改變的趨勢有偵測的能力。Aspenall與Pearson(2000)亦結(jié)合景觀生態(tài)、環(huán)境模式及地理信息系統(tǒng),于美國落基山脈黃石河上游集水區(qū)作一整合性之評估,于集水區(qū)內(nèi)建立預(yù)測性之指標,以提供作為環(huán)境決策所需之信息。因此,對地理環(huán)境特殊的泥巖惡地、生物多樣性突出、生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)不良,發(fā)展該區(qū)的景觀結(jié)構(gòu)與格局分析,不僅可提供從事泥

10、巖地區(qū)景觀生態(tài)規(guī)劃者之參考,訂定景觀生態(tài)之容忍指標植作為健康度之有效監(jiān)控與管理,為流域環(huán)境生態(tài)資源經(jīng)營管理之所需。區(qū)域之生態(tài)嵌塊體之變化、結(jié)構(gòu)與功能,進而解釋其生態(tài)內(nèi)涵,作為該區(qū)景觀生態(tài)變遷之依據(jù)與探討。2.3景觀生態(tài)水文為了解景觀生態(tài)水庫之水質(zhì)、水文狀況之影響,乃進行太陽谷試驗區(qū)之景觀生態(tài)指數(shù)之變化與其下游地區(qū)之阿公店水庫的水庫溶氧、酸堿度及導(dǎo)度等水質(zhì)狀況與水庫淤積率、集水區(qū)沖蝕深度等關(guān)系之探討。由于所選之試驗區(qū)面積占阿公店小集水區(qū)之50%以上,可與下游水庫水質(zhì)、淤砂特性作一關(guān)連性研究,而水質(zhì)、水文的資料乃由臺灣環(huán)保署與水利署之網(wǎng)站上所下載,再配合本研究所計算出之景觀生態(tài)指數(shù)。3結(jié)果與討論3

11、.1衛(wèi)星影像分類結(jié)果與探討以SPOT衛(wèi)星影像判識泥巖裸露面積,及經(jīng)實測泥巖反射光譜(OceanOpticUSB2000Spectrometer)比對判別分析與監(jiān)督式分類結(jié)果,其裸露地分布之面積,1997年11月為12179hm2,到2001年11月已擴大為15539hm2。而太陽谷泥巖研究地區(qū),其竹林地、農(nóng)耕地、林地及泥巖景觀分布之面積與變遷情形如表1所示。表1泥巖太陽谷地區(qū)4期分類成果表1997/112000/01%21.9116.0100.0%24.433.119.423.2100.02研究方法本研究對于泥巖地區(qū)其景觀之變遷、時間、空間尺度上之選擇,乃依層級理論及臺灣和大陸相關(guān)學(xué)者之經(jīng)驗建

12、議(鄔建國,2002;傅伯杰等,2001),選擇土地利用變遷較明顯之約1000hm2的太陽谷地區(qū),以每年監(jiān)測一次的頻率,作為泥巖地區(qū)景觀變遷之空間、時間尺度,來探討典型泥巖主要土地利用區(qū)域,其景觀生態(tài)之變異與預(yù)測。而因研究地區(qū)泥巖景觀較為單純,除植被外大都為裸露地、建地與農(nóng)舍等,而此類分布零散且所占面積小于一像元。2.1遙測影像之處理購自于臺灣中央大學(xué)遙測中心的衛(wèi)星影像圖文件,其屬SPOTLevel10之多光譜衛(wèi)星影像,并已經(jīng)過前處理(及幾何校正)且像元精度為12.5m312.5m2DASIMAGINE后,影像分類,運用GE區(qū)主要四種土地利用類別的判識,并選定訓(xùn)練樣區(qū)輔以現(xiàn)地調(diào)查進行影像監(jiān)督性

13、分類,其所得之多時期各類土地利用的分布情形、空間型態(tài)與各類別歷年所占比例。另一方面,整合入ArcView地理信息系統(tǒng)中,應(yīng)用以美國農(nóng)業(yè)部西北太平洋森林研究中心開發(fā)的FRAGSTATS為主體的ArcView的外掛模塊PatchAnalysis來計算其景觀生態(tài)指標,以量測景觀結(jié)構(gòu)和組成,并分析不同土地利用結(jié)構(gòu)之景觀生態(tài)涵義,再以因素分析方法探討其生態(tài)結(jié)構(gòu)與變遷。2.2景觀生態(tài)指標之應(yīng)用不就景觀變遷之研究而言,景觀生態(tài)學(xué)者常以景觀生態(tài)指數(shù)與轉(zhuǎn)移矩陣(transitionmatrix)進行景觀結(jié)構(gòu)之量化與變遷分析。運用不同的景觀指數(shù)能夠分析、解釋生態(tài)系統(tǒng)之大小、形狀、類別及分布等空間信息,而其變化程度

14、則能有效反應(yīng)景觀空間排列的變遷方向與大小。評量指標為分析探討、判別與批注復(fù)雜環(huán)境問題之一重要工具,聯(lián)合國與許多如美國、英國等先進國家也已訂定國土永續(xù)評量指針系統(tǒng),來檢核國家永續(xù)發(fā)展的機制。有鑒于推動國家永續(xù)發(fā)展的需求與參考他之經(jīng)驗,國內(nèi)亦陸續(xù)研究發(fā)展適合的指針評量系統(tǒng),惟各領(lǐng)域之指標分歧,無法整合且大都偏重產(chǎn)經(jīng)、政策等社會人文方面,成果亦缺乏實際應(yīng)用,更少對于環(huán)境生態(tài)方面之專業(yè)評估指,標然國外之景觀生態(tài)指標已逐漸成熟,可作為我們評估環(huán)境生態(tài)之變化、內(nèi)涵與趨勢之依據(jù),檢討環(huán)境生態(tài)之惡化現(xiàn)狀或改善程度,研擬環(huán)境永續(xù)發(fā)展之對策。近年來也多應(yīng)用于集水區(qū)管理及環(huán)境影響評估上。選擇臺灣西南部泥巖地區(qū)之一代

15、表性區(qū)域高雄燕巢之太陽谷,藉由不同時期之衛(wèi)星影像基本數(shù)據(jù),分析計算出該景觀林地農(nóng)耕地總景觀林地農(nóng)耕地泥巖竹林總和像元數(shù)1332953297/m283276562001/1113818116221009253297面積/m2215906327757811815938157687583276562002/11%25.933.321.818.9100.0%24.932.020.922.2100.0像元數(shù)1301217619103231234353297面積/m像元數(shù)1325217067111411183753297面積/m220706252666719174078118495318327656203

16、31252752969161296919285948327656各期各類景觀之面積變化趨勢與相關(guān)情形,經(jīng)無母數(shù)檢定結(jié)果,各類景觀之相關(guān)情形除竹林與泥巖顯著性(0.019)較高外,其余較無顯著性,且各類景觀中,以泥巖與竹林之相關(guān)性最高(kendalls相關(guān)系數(shù)為-0.988,Spearmans相關(guān)系數(shù)為-0.997)。由此可知在泥巖地區(qū)竹林的消長(特別是刺竹)與泥巖裸露面積的持續(xù)擴大增加有密切關(guān)系,也可呼應(yīng)前人(張等,1999)所提之泥巖裸化與刺竹林所帶來之土壤沖蝕,環(huán)境生態(tài)所帶來之問題。泥巖地區(qū)之裸露面積仍持續(xù)擴大且裸化速率有加大趨勢,與竹林地之擴張相似,但卻與林地地相反。顯示泥巖之加速裸露與

17、林相均一化(刺竹林)有密切之關(guān)系,足以抑制林地之生長。3.2景觀生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與變遷3.2.1景觀嵌塊體變遷情形由太陽谷整體景觀之嵌塊體指標中可看出,整體景觀結(jié)構(gòu)由1997逐漸零碎的情形到2001年轉(zhuǎn)為聚合,于2002年又轉(zhuǎn)為零碎,而由2000年至2001年嵌塊體出現(xiàn)整合而使得嵌塊體數(shù)量(NP)由多轉(zhuǎn)少,且平均嵌塊體大小(MPS)由小變大,嵌塊體大小標準差也因此有由小轉(zhuǎn)大的趨勢,但2001年至2002年的情形則完全相反,嵌塊體數(shù)量增多,而平均嵌塊體大小轉(zhuǎn)為細小,嵌塊體面積變異系數(shù)(PSCoV)隨之變大。然而,嵌塊體大小的變動亦反映在嵌塊體相鄰關(guān)系上,平均相鄰指針(MPI)和散置并排指標(IJI)

18、皆隨著嵌塊體大© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第4期張俊斌:不同土地利用與覆蓋之景觀生態(tài)水文變遷探討35小的趨勢而變動,當2000年至2001年嵌塊體大小轉(zhuǎn)為聚合的同時,嵌塊體彼此相鄰的關(guān)系也隨之變得較為密切,而2001年至2002年,嵌塊體大小轉(zhuǎn)為零碎化時,嵌塊體相鄰關(guān)系隨之轉(zhuǎn)為離散,其平均相鄰指針(MPI)和散置并排指標(IJI)皆隨之變大。由以上之結(jié)果顯示2002年所呈現(xiàn)的整體嵌塊體大小型態(tài)為,嵌塊體數(shù)量最多(NumP),平均大小最小(MPS

19、),變異系數(shù)最大(PSCoV),離散度(IJI)最大。景觀聚集度為描述景觀中不同景觀要素的團聚程度,反映一定數(shù)量的景觀要素在景觀中的相互分散性,因其包含了景觀中各類要素之間的空間關(guān)聯(lián)性,常被用來分析景觀結(jié)構(gòu)與異質(zhì)性,由表2之聚集度指標(IJI)可知1997年整體景觀之IJI值最小(71.21),表示景觀由少數(shù)較大嵌塊體所組成,而2002年最高(85.31),表示景觀由相互分散交錯分布的許多異質(zhì)小嵌塊體所組成,景觀的異質(zhì)程度較高。此結(jié)果與該表中嵌塊體數(shù)目之變化一致(1997年數(shù)目最少,2002年最多),更說明泥巖地區(qū)之愈來愈破碎化現(xiàn)象。在景觀多樣性(SDI)方面,逐年增加,呈現(xiàn)2002年>

20、2001年>2000年>1997年的趨勢,景觀均一性(SEI)亦呈現(xiàn)相同的趨勢,也就是說泥巖的景觀,其整體異質(zhì)性程度越來越高(變異程度高)?？梢娫?001年嵌塊體聚合,是傾向于單一類別的聚合,由四種景觀類別在4個年代上的變動,泥巖及竹林的數(shù)量呈現(xiàn)長消情形,而林地(混合林)呈現(xiàn)較穩(wěn)定,農(nóng)耕地(果樹)則趨于增加,可見人為的土地利用使得嵌塊體破碎,整體的聚合大多由泥巖及竹林二種景觀變動大(PSCoV),能量多且交互移轉(zhuǎn)。地之明顯差異等,于其它植群之強烈排他性,積地表裸露。,如此惡性循環(huán)下,裸,因此竹林成為泥巖的優(yōu)勢種(Lin&Chang,1999),其植群不斷擴大并造成生態(tài)歧異度

21、降低,進而可能導(dǎo)致生態(tài)失衡。表2不同時期之太陽谷整體景觀之嵌塊體指標指標NumPMPSPSCoVSHDISHEITEEDLSIAWMSIAWMPFDMNNIJIMPI19977811.071011.031.340.971228675274.619.818.751.2731.771.211835.7620009130.91788.141.360.987237762.5285.5120.66.341.2627.777.87845.5420018970.93820.681.370.993236412.5283.8920.485.861.2530.880.03616.9920029770.851020

22、.171.380.997237387.5285.0620.577.271.2829.685.31965.923.2.2邊緣變遷情形邊緣指標的變化與嵌塊體指變化之趨勢一致,嵌塊體較為零碎者,邊緣長度(TE)及邊緣密度(ED)亦較高。邊緣指標大小可代表能量、物質(zhì)和營養(yǎng)流在嵌塊體間的交換情形(Dramstad等,1996),以上結(jié)果搭配嵌塊體大小指標(NumP,MPS,PSCoV)更可說明2000年之泥巖整體景觀嵌塊體較為破碎,邊緣較高,因此能量、物質(zhì)和營養(yǎng)流在嵌塊體中的流動較快亦較多,而這些流動主要為臺風(fēng)、暴雨(特殊天候)及土壤特性(特殊地質(zhì))所造成地表與坡面嚴重沖刷,而致使水土流失,植群入侵受到

23、阻隔,進而造成2001年泥巖與竹林嵌塊體擴大,數(shù)量減少,相對地較不破碎化分布。而在近年來致活于泥巖地區(qū)之植生集水區(qū)治后,使得景觀暫趨于穩(wěn)定后,其它植群又開始入侵,因而使得景觀開始變?yōu)槠扑椤?.2.3形狀變遷情形形狀指標方面,景觀形狀指標(LSI)以2000年最高,為20.6,其次為2002年的20.57,1997年最低(19.81),而2001年的景觀形狀最為不規(guī)整,此結(jié)果亦反映出嵌塊體較零碎者,形狀上較容易產(chǎn)生不規(guī)整的現(xiàn)象,但面積權(quán)重平均形狀指數(shù)(AWMSI)則呈現(xiàn)不同的結(jié)果,1997年最高者,為8.75,但其次卻為2002年的7.27,2000年的6.34最少,面積權(quán)重平均碎形維度(AWM

24、PFD)的變化情形與面積權(quán)重平均形狀指數(shù)(AWMSI)一致,由此結(jié)果顯示,1997年的嵌塊體中,大的嵌塊體其形狀不規(guī)整的情形亦多,導(dǎo)致AWMSI最高,相對而言,2000年的景觀則較為規(guī)整且穩(wěn)定,由此亦可得知,太陽谷泥巖景觀于1997年后受到南二高田寮、燕巢段重大土木工程之相當程度的干擾,以致于景觀變化呈現(xiàn)先聚合再趨于破碎,于此期間生態(tài)亦受到一定程度之干擾。3.2.4個別景觀變化林地嵌塊體數(shù)量于各期之變化,2所示,以2000年的196個最高2002年的2001年的115,2000年的979.22,2002,2001年的,顯示2000年在重大工程(南部第二條高速公路)的干擾下,使得嵌塊體快速破碎,

25、其后又呈現(xiàn)聚合、穩(wěn)定的情形,且其變化趨勢與聚合速率皆較其它景觀類型大,說明了泥巖地區(qū)之景觀(林地、農(nóng)耕地、竹林、泥巖)之生態(tài)恢復(fù)趨勢以林地恢復(fù)較快。就景觀之空間結(jié)構(gòu)指針而言,其各期之最鄰近距離(MNN),皆以竹林最低,平均值為25.091,最高者為泥巖之47.87,且由各期之變化趨勢可知,竹林之最鄰近距離(MNN)變化不大,由此更可顯示其基質(zhì)(Matrix)的特性。而散置并排指標(IJI)有升降升之趨勢,其變化與泥巖之IJI變化一致,由此表示泥巖地區(qū)竹林地之景觀,常與泥巖裸露景觀,共同伴隨出現(xiàn)的成份居多。以農(nóng)耕地的平均嵌塊體大小(MPS)而言,農(nóng)耕地嵌塊數(shù)目逐年增加(316個320個322個3

26、47個),但其平均嵌塊體大小(MPS)卻呈現(xiàn)相反的情形(0.580.570.540.46),顯示在泥巖地區(qū),由于農(nóng)耕地的人為開發(fā)利用,以及筑路等干擾下農(nóng)耕愈破碎化,其嵌塊體數(shù)目逐漸變多,但嵌塊體面積卻逐漸變細小。在嵌塊體形狀方面之各期變化方面,以泥巖為例,其面積權(quán)重平均形狀指針(AWMSI);,由3.784.27.677.81,顯示嵌塊體愈來愈零亂,而其散置與并列指數(shù)也愈來愈大(11.8931.4947.4565.94),如此之生態(tài)訊息,說明泥巖之裸露景觀,隨時間之增長與人為開發(fā)利用大,嵌塊體形狀卻愈來愈破碎、零散且在空間上亦分布不均,呼應(yīng)西南部泥巖裸露區(qū)域之持續(xù)擴大與分散的實際現(xiàn)象。3.3景

27、觀生態(tài)因素萃取與分析因素分析之檢定與共同性可顯示作分析之適當性(KMO指數(shù)皆達0.7以上,另以Bartlett球形檢定,亦達顯著水平)。而其生態(tài)指數(shù)之相關(guān)性中,各指數(shù)之相關(guān)性高,尤以嵌塊體數(shù)目影響較大。將不同時期之竹林地、農(nóng)耕地地、林地地及泥巖景觀,所計算出之各類生態(tài)指標進行因素分析,結(jié)果顯示特征值大于1者有3個主成分。亦即可達93.2%的總變異量解釋。第一因子解釋之整體變異量為52.8%,于此因子崁塊體© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 36水土保持

28、研究第13卷數(shù)量、邊縁指針等多樣性結(jié)構(gòu)有較高的因子負荷(分別為0.949、0.762及0.998);第二因子解釋之整體變異量為24.5%,具較高因子負荷之指數(shù)為面積加權(quán)平均形狀指數(shù)、面積加權(quán)平均碎形維度、嵌塊體面積變異系數(shù)(分別為0.968、0.843及0.835)。第三因子可解釋整體變異量的15.9%,平均最近距離(負荷值0.943)、散置并排空間結(jié)構(gòu)(負荷值0.76)等有較高之值。因此,第一因子可命名為景觀多樣性邊緣因子,第二因子可詮釋為嵌塊體形狀變異因子,第三因子為嵌塊體分布空間結(jié)構(gòu)因子。由歷年不同土地利用與整體景觀之變量結(jié)構(gòu)圖(第一因子對第二因子),可知林地的變動范圍明顯較小,在生態(tài)族

29、群與能量交換上是較穩(wěn)定的。以歷年竹林分布而言,其分布落于第2.3象限中且近第二因子軸,且隨時間朝第二因子軸方向增加,表示泥巖竹林區(qū)歷年之整體景觀變化朝向形狀變異方面發(fā)展(由AWMSI及AWMPFD之特征方向指示可知),換言之,可能受自然及人為影響同時存在。此與景觀指數(shù)變遷之結(jié)果相印證,此方面之變異可解釋總變異的68%,且可較明顯地區(qū)分3個群落(整體,竹林與林地,泥巖與農(nóng)耕地),顯示其在生態(tài)結(jié)構(gòu)上是類似的。由第1因子對第2因子可知,各期之整體的生態(tài)指標變化與竹林、泥巖等各類景觀有明顯之差異,整體景觀主要朝向多樣性(SHDI向量)與嵌塊體數(shù)目(NP向量)之變化。以第2因子軸來看,泥巖裸露景觀的變動

30、(成分分數(shù)),從1997到2002年,由上往上逐漸增加,與竹林的消長一致,可知泥巖的生態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)涵與竹林的生態(tài)意義是一致的,亦即面積權(quán)重、碎形維度(AWMPFD)、平均形狀指數(shù)(AWMSI)與平均鄰近指數(shù)(MPI)相關(guān)的,也就是說泥巖與竹林在第2因子(子)有一致性之變動。3.4以嵌塊體(ED)多樣性指數(shù)(SHEI)水質(zhì)變化量作相關(guān)性探討,對水文、水質(zhì)之影響。多樣性均一度指數(shù)(SHEI)與沖蝕深度、溶氧量及pH值等水質(zhì)指標達顯著水平,亦即景觀均勻度之變化對水質(zhì)具有一定之影響;嵌塊體變異系數(shù)(PSCOV)與化學(xué)需氧量也達5%之顯著水平之相關(guān)性(0.47)。然個別的簡單相關(guān),往往會忽略了整體其它相關(guān)變

31、量所造成的影響。因此,本研究利用群體的典型相關(guān)方法,以得知多個景觀指數(shù)與多個水文、水質(zhì)參考文獻:的群體相關(guān)性。由典型相關(guān)分析結(jié)果可知,三組的典型相關(guān)系數(shù)分別為0.98、0.91及0.79,共可解釋96.7%的變異,其中第一組(P=0.01)、第二組(P=0.05)有顯著性的相關(guān)性。第一組典型相關(guān)函數(shù)中,負荷量較大者為面積權(quán)重平均嵌塊體碎形維度(AWMPFD,-0.48)、最大嵌塊體指標(LPI,-0.35)與嵌塊體面積變異(PSCOV,-0.24),而這些皆與景觀之嵌塊體形狀有關(guān);在水質(zhì)方面,水庫之電導(dǎo)度(-0.87)、生化需氧量(-0.72)及懸浮固體(-0.86)有較高之負荷量,而電導(dǎo)度、

32、生化需氧量乃來自于集水區(qū)內(nèi)鹽類、有機物之供給,進而造成懸浮體之增加。由此可知,景觀嵌塊體形狀因子與水質(zhì)之有機營養(yǎng)鹽供給因子,具有整體性的高相關(guān)性(典型相關(guān)系數(shù)為0.98),亦即是說明了集水區(qū)內(nèi)景觀的嵌塊體形狀變化,能顯著地(第一典型相關(guān)函數(shù)之顯著性為0.01)影響該集水區(qū)之有機營養(yǎng)鹽含量。由第二組典型函數(shù)中之較高負荷量之多樣性均一度指數(shù)(SHEI,0.86)與最大嵌塊體指標(LPI,-0.47),可知集水區(qū)之景觀多樣性均一度因子,能顯著地(第二典型相關(guān)函數(shù)之顯著性為0.05)影響到與水庫淤積量(負荷量-0.53)、沖蝕深度(負荷量-0.59)有關(guān)之集水區(qū)土壤沖蝕因子。4結(jié)論與建議相似,但卻與林

33、地地相反。,生長,、物質(zhì),而1997年嵌塊體較為破,因此能量、物質(zhì)和營養(yǎng)流在嵌塊體中的流轉(zhuǎn)較快亦較多,而這些流動主要為暴雨所帶來的沖刷,而致使水土資源大量流失,植群不易生存,進而造成2000年泥巖與竹林嵌塊體擴大,而在景觀趨于穩(wěn)定后,其它植群又開始入侵,因而使得景觀開始變?yōu)榱闵⑴c破碎。景觀生態(tài)指標,雖是經(jīng)過理論與廣泛的景觀型態(tài),所表現(xiàn)出的生態(tài)意涵,但要作區(qū)域性之真實生態(tài)物理意義與評價,仍須透過長期的監(jiān)測,建立區(qū)域性特定景觀與其它因子(沖蝕、植披減少,水質(zhì)、流量及環(huán)境污染等)之比較與其復(fù)雜關(guān)系之建立,才能更具實質(zhì)上的生態(tài)意義,也才能透過長期的監(jiān)測,找出巨變的臨界點,進而訂定適合的標準與容忍范圍,以供實際規(guī)范所需。1肖篤寧.論現(xiàn)代景觀科學(xué)的形成與發(fā)展J.地理科學(xué),1999,19(4):1-5.2林信輝,張俊斌,周躍.臺灣西南部泥巖土地利用型態(tài)與環(huán)境劣化趨勢之分析J.云南地理環(huán)境研究,2003,15(3):40-47.3林裕彬,鄧東波,吳振發(fā).景觀生態(tài)計量方法于農(nóng)業(yè)景觀生態(tài)