生態保育領域評估模式 - 類別模式(Categorial Model)

類別模式(Categorial Model)是相對簡單易操作的定性空間模式,與複雜的數值統計模式比較,兩者之預測結果極為相近。我們提出的類別模式由四大維度組成,包括敏感度(sensitivity, S)、調適能力(adaptive capacity, AC)、分布面積(Area, A)和保護程度(Protection, P),以方程式(1)加總各項分數,評估生態系統脆弱度:

V = S + AC + A – P

        其中生態系敏感度(S)屬於生態系特質,量化一個生態系統受衝擊而改變之難易程度,是生態系自然運作機制的綜合表徵(Jørgensen 2012),無法以單一參數呈現,會表現在多樣化的生物活動與生地化過程(biogeochemistry process)中,包括能量、結構、發展性、循環性、穩定性等五大面向。能量屬於生態系統的生物量(growth of biomass);結構、發展性與循環性屬於生態網絡訊息(growth of the ecological network);穩定性則為生態系統的成長資訊(growth of information)。能量(energetics)以P/R(total primary production/ total respiration)及消費者生物量為指標。若P/R越趨近1,表示能量收支平衡,敏感度越低,越穩定。消費者生物量越多,表示系統能量被充分利用,敏感度也低而穩定;結構(structure)以物種豐度及雜食係數(system omnivory index, SOI)為指標,物種豐度與雜食係數越高,表示食物網結構組成多且網絡複雜,敏感度越低,越穩定;發展性(life history)以TB/TP(total biomass/total production)為指標,數值越高,系統能量多用儲存於生物量中以維持系統恆定,敏感度越低;循環性(nutrient cycling)以循環指數(Finn's cycling index, FCI)為指標,能量再循環利用程度越高,系統能較快從干擾中恢復,敏感度越低,因此為系統回復力指標之一;穩定性(overall homeostasis)以訊息理論之相對系統開銷(overhead/development capacity, O/C)為指標,數值越高,表示系統可運用的備用能量越多,敏感度越低,因此為系統回復力指標之二。各生態系統各面向之評分採5個等級(1~5分),以相對程度評分,評分值愈高,敏感度越高,表示相對越不穩定。將五大面向之各項參數一一評分後,取平均值成為各生態系統在敏感度之評分。評分依據從發表的生態系食物網模式、文獻資料及諮詢生態學者專家系統所得。經實際測試後結果顯示,臺灣沿岸生態系統中,岩礁、藻礁、珊瑚礁、紅樹林與鹽澤之相對敏感度較高,潟湖河口之相對敏感度較低(圖2),與申請人之專業認知相符。結果也顯示因為海草床、潟湖河口與草澤的FCI與O/C值最高,因此回復力相對最強。

圖1 生態系統脆弱度評估架構與標準作業流程
 

 

圖2 臺灣沿岸生態系統相對敏感度評分結果
 

若生態系統受外界干擾與污染,會影響其調適能力。本研究之生態系統調適能力評估分為三大面向,包括周遭土地利用狀況、資源開發利用度(harvest)及遊憩度(tourism)。生態系統周遭土地利用界定於生態系統2 km內土地利用類型之非再生能值功率密度(Chen and Lin 2011),值越高表示土地利用型態之耗能越多,如大型商場與工業區,受干擾與汙染可能性越高;資源開發利用度為生態系統被漁獲或採收量,值越高,資源被開發利用之干擾越大;遊憩度為生態系統之遊客量,遊客越多,干擾與汙染可能性越高(Lin et al. 2007)。各生態系統各面向仍採5等級相對程度評分,值愈高,干擾程度越高,調適能力也就越差。將三大面向之各項參數一一評分後,取平均值成為各生態系統在調適能力之評分(圖1)。評分依據之資料來源有地景觀測資料、文獻資料及生態學者專家諮詢系統。測試後結果顯示珊瑚礁與藻礁受到之相對干擾多,調適能力較差,而海草床與近海之相對干擾少,調適能力較佳(圖3)。
最後我們再考量各生態系之分布之面積大小與位置,以及受保護程度(圖1)。若該生態系統的分布面積侷限,或面積少,脆弱度隨之提升,因此在前兩大維度平均分數加總後再加一分作為反映;相反的,若該生態系統已受到法律保護,脆弱度會因而降低,因此在前兩大維度平均分數加總後扣一分作為反映。此兩項評分之資料來源為地景觀測資料、文獻資料及生態學者專家諮詢系統。最後臺灣各種沿岸生態系統之相對脆弱度綜合評分結果,顯示珊瑚礁與藻礁之脆弱度最高,岩礁次之,而近海之脆弱度較低(圖4)。因為岩礁受到的人為干擾相對較輕,因此珊瑚礁與藻礁顯然需投注較多資源從事生態保育。

圖3臺灣沿岸生態系統相對調適能力評分結果
 

 

圖4臺灣沿岸生態系統相對脆弱度評分結果
 

 

圖5臺灣沿岸生態系統相對脆弱度分布圖



上稿日期:2015-12-23 更新日期:2015-12-23