景觀格局環境意涵分析與應用的探討

周鶴樹

金門大學都市計劃與景觀學系,福建金門 362000

引言

何謂景觀？德國地理學家A. von Humboldt視為某一區域的所有特征，其重要屬性是景觀異質性，具體表現是景觀格局，影響著景觀的資源分布、組合及各種生態過程。

人類對資源使用的審慎態度之重點是“系統”與“平衡”系統，“系統”是層層緊扣的復雜生態結構系統，“平衡”是能量、物種自然流動的動態平衡，必須回歸生態的永續性 (蕭新煌，1986)。

本研究認為植被景觀格局的變化，應較其他、人文景觀格局簡單、緩慢，故以玉山國家公園為研究范圍，以景觀指數分析植被景觀格局的景觀生態機能，討論其環境意涵，以便進一步了解景觀結構變化對生態系統的影響。

一 研究方法

玉山國家公園系以高山植被生態為主，氣候特征為低溫多雨，年雨量3000～4000公厘，海拔越高，日照時數越長。地形上，3000公尺以上占9.89%，2000～3000公尺占50.06%，1000～2000公尺占34.46%。地質上，板巖占19.33%，砂巖、頁巖占59.53%，石灰巖占19.95%，巖石節理極為破碎。

本研究基地采用1979、1990、2000、2009年Landsat衛星影像，選擇適宜判別植物的紅光、近紅外光與短波紅外線，分類為冷杉、鐵杉、云杉、松類、檜木、玉山箭竹、高山芒與闊葉林，選取均質樣區。本研究采監督式分類，總體精確度90%以上，Kappa值90%以上，完成分類模版設定，再以最大概似法分類植被。

景觀格局,以景觀指數來呈現 (McGarigal &McComb, 1994)，本研究采用K.McGarigal和B.Marks開發的Fragstats 3.3版，再參考W.E.Dramstad,J.D.Olson, & R.T.T. Forman (1996) 的景觀生態規劃建議，將景觀格局的環境意涵，分為綴塊特征、形狀與核心等景觀元素特征及綴塊多樣性、聚集性與連接性等景觀空間格局。

（一）綴塊特征：綴塊大小、密度或邊界具物種生存、效益、多樣的正關聯性 (Dramstad, Olson, &Forman, 1996)單位面積的綴塊數量越多、綴塊的形狀越分離等，生態效益較差。指數包括：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。

（二）綴塊形狀：綴塊的形狀具物種生存的正向關聯性 (ibid)，綴塊形狀適當地復雜、不規則，或相連，生態效益較佳。指數包括：綴塊分維數PAFRAC、綴塊形狀SHAPE_AM、綴塊毗連CONTIG_AM。

（三）綴塊核心分析：綴塊的內部棲地具物種數量的正向關聯性 (ibid)，綴塊核心區域密度越高、所占面積越大，生態效益較佳。指數包括：不相鄰核心密度DCAD、綴塊核心CAI_AM。

（四）綴塊多樣性分析：綴塊的多樣性具物種生態效益的正關聯性 (ibid)，景觀格局的多樣性越高，生態效益先升后降，因破碎化亦增高；而均勻度越高，生態效益較低。指數包括：多樣性SHDI、均勻度SHEI。

（五）綴塊聚集性分析：綴塊的隔離、分裂度具物種滅絕的正關聯性 (ibid)，分裂值越大，生態效益較低。指數包括：聚集度AI、散布與并列IJI、分裂SPLIT。

（六）綴塊連接性分析：綴塊的凝聚、連接、網絡具物種移動、生態效益的正關聯性 (ibid)，連接性越大，生態效益較高。指數包括：凝聚度COHESION、連接度CONNECT。

二 景觀元素特征分析

綴塊特征（詳圖1）：NP、PD、LSI、ED 增加，AREA_AM減小，顯示出綴塊增加、變小、邊緣增長的特性。其中，NP與PD有關綴塊數量，兩者正相關，即數量、密度增加，綴塊變小；ED與LSI有關綴塊邊緣、形狀，兩者幾乎一致，與NP正相關，即邊緣密度增加，綴塊亦變小；AREA_AM有關綴塊面積，與NP負相關，綴塊亦變小。因此，玉山國家公園植被綴塊特征分析，呈現綴塊變小，即破碎化趨勢。

圖1 景觀元素特征分析圖

綴塊形狀（詳圖1）：PAFRAC、CONTIG_AM微降、SHAPE_AM略增，顯示綴塊形狀略為復雜、綴塊略不相連的特性。其中，SHAPE_AM有關綴塊形狀，與PAFRAC、CONTIG_AM有關綴塊形狀、相鄰、毗連呈負相關，甚或無關，而與特征的LSI正相關，即形狀變復雜，綴塊變瘦長蜿蜒而零碎；PAFRAC、CONTIG_AM則變化較小，即相鄰毗連降低，綴塊可能逐漸分散。因此，玉山國家公園植被綴塊形狀分析，呈現綴塊零碎化而分散的趨勢，惟此形狀影響效應尚不顯著。

綴塊核心（詳圖1）：DCAD減小、CAI_AM大減，顯示綴塊核心區域密度降低、核心區大幅縮小的特性。其中，DCAD有關綴塊核心密度，大起大落，且跟其他指數皆無甚關系，即未因綴塊縮小、數量增加而核心密度增加，可能綴塊破碎失去核心；CAI_AM有關綴塊核心區平均比值，與特征的AREA_AM正相關，即核心區比值降低，綴塊核心逐漸消失。因此，玉山國家公園植被綴塊核心分析，呈現綴塊破碎、核心消失的趨勢。

從景觀元素特征分析中得知，玉山國家公園景觀格局的綴塊增加、變小、邊緣增長、形狀略復雜、略不相連、核心密度降低及核心縮小，是綴塊小型化、破碎化的具體表征，景觀生態學視為景觀格局內部綴塊之間的生態機能降低，故不利玉山國家公園植被環境的整體發展。

三 景觀空間格局分析

綴塊多樣性（詳圖2）：SHDI、SHEI增加，顯示綴塊復雜化、均勻化的特性。其中，SHDI有關植群的多樣分布，與SHEI有關植群的均勻分布正相關并與特征的PD正相關，即綴塊多樣混雜，然亦因多樣而分散分布。因此，玉山國家公園植被綴塊多樣性分析，呈現綴塊破碎，且分散均勻分布的趨勢。

圖2 景觀空間格局分析圖

綴塊聚集性（詳圖2）：AI降低，IJI、SPLIT增加，顯示綴塊孤立、散布、分裂的特性。其中，AI有關綴塊聚集程度，與IJI、SPLIT負相關，甚或無關，而與特征的AREA_AM正相關，即聚集降低，綴塊逐漸離散；IJI有關綴塊散布狀況，與SPLIT有關綴塊分裂狀況正相關，SPLIT則與特征的NP正相關，即分裂增加，綴塊逐漸破碎。因此，玉山國家公園植被綴塊聚集性分析，呈現綴塊破碎、離散的趨勢。

綴塊連接性（詳圖2）：綴塊的凝聚度COHESION降低，連接度CONNECT近年提高，顯示綴塊分散、連接性增加的特性。其中，COHESION有關綴塊凝聚程度，與聚集性的AI密切相關，而與CONNECT有關綴塊連接程度無甚關系，即凝聚降低，綴塊逐漸離散，然因綴塊變小、密度變高，連接可能性增加。因此，玉山國家公園植被綴塊連接性分析，呈現綴塊破碎離散的趨勢，惟連接性略增，可能是均質化的影響。

從景觀空間格局分析中得知，玉山國家公園景觀格局的綴塊復雜化、均勻化、孤立、散布、分裂、分散，及連接性增加，是整體格局離散化、均質化的具體表征，景觀生態學視為景觀格局整體的生態機能降低，故不利玉山國家公園植被環境的整體發展。

四 討論

本研究以Fragstats解析玉山國家公園的景觀格局，由景觀元素特征與景觀空間格局分析的結果歸納出，個別綴塊增加、變小、邊緣增長、形狀略復雜、略不相連、核心密度降低及核心縮小，是綴塊小型化、破碎化的具體表征；整體綴塊復雜化、均勻化、孤立、散布、分裂、分散及連接性增加，是綴塊離散化、均質化的具體表征。因此，玉山國家公園的植被景觀格局呈現，植被綴塊的小型化、破碎化、離散化、均質化趨勢，逐漸失去優勢族群，各類型綴塊逐漸均勻分布，對玉山國家公園植被環境逐漸增加不利的影響。

從前述景觀元素特征與景觀空間格局分析，本研究進一步整理其相關性之歸屬，以NP、PD為核心，LSI、ED、SHDI、SHEI、SPLIT為周圍，SHAPE_AM、IJI為外圍的綴塊數量相關性群組，及以AREA_AM為核心，CAI_AM、AI為周圍，COHESION為外圍的綴塊面積相關性群組，以上群組內皆為正相關性，相關性由內而外遞減的關聯性景觀指數，這兩個群組為負相關性。而PAFRAC、CONTIG_AM、DCAD、CONNECT為獨立景觀指數，不受綴塊數量與面積影響。

五 結語

本研究提出結論：玉山國家公園景觀格局的環境意涵為：多樣、復雜、破碎與動態，未來經營管理需特別注意這四種特性。解析過程中，景觀格局的發展似乎隱含著“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格局型態，本研究認為更具有環境發展潛力。

玉山國家公園植被景觀格局的景觀元素特征與景觀空間格局分析，確能測出景觀格局的特征與結構。本研究認為景觀格局的環境意涵，必須經過環境詮釋整合。因為環境生態的景觀格局很復雜，原本就存在生態等多面向的表征與詮釋，本研究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唯一判斷工具，而是應用為了解景觀元素特征與景觀格局結構之先期數值化分析工具。

本研究嘗試將Dramstad, Olson, & Forman (1996)對景觀元素特征、格局結構的意涵指認，以景觀指數的數值高低來詮釋，這詮釋模式有著空間判別的困難度：景觀元素特征有著平面空間量測的議題，景觀格局結構 有著平面形狀描述的議題，兩者皆有空間尺度的詮釋性問題，或可稱為空間閾值問題，這仍是當今景觀生態學尚未突破之關鍵，因此，本研究認為務實的因應策略是，著重于前后分析資料的比對，從趨勢來判斷是否朝向較好的生態機能、較具永續性的方向發展，以避免局限于景觀元素特征與景觀格局結構的優良范疇之定義。