2/13/2009
又綺專討,論文,ISSRM第一章
現今普遍的都市化現象,使得人們對於環境、生態和身心健康都有重大的疑慮,並開始著重於綠化的相關研究及設計規劃。在生態的議題上,生物多樣性(biodiversity)一直以來都是環境工作者努力的目標。為了增加都市內的生物多樣性,相關研究探討在都市中景觀結構與物種多樣性指標之間的相關性,且多以鳥類作為指標物種(Blake, 1987; Hostetler & Holling, 2000; Hostetler & Knowles-Yanez, 2003; Clergeau et al., 2001)。研究結果則供作都市綠化方向的選擇。
此類研究通常利用土地使用分區(land-use)、綠地面積(green area)、植物型態(plant types)及植物種類(plant species)等變項與物種多樣性指標做相關性分析,或以土地利用型態(LCTs)將景觀結構加以分類,計算景觀結構指數(landscape structure metrics)後與物種多樣性指標進行分析。但鮮少以植物生理週期,討論植物四季的花期(flowering)、著果期(fruiting)、休眠(dormancy)及抽梢(shooting)…等型態對於鳥類分布的影響。
在景觀設計規劃的實作上,除了增加綠地面積、連接度外,設計者常會於公園內種植大量的誘鳥植物(bird-attracting plants),希望藉由食物吸引鳥類前來,提供民眾與自然生物接觸的機會並也希望提高物種的多樣性。鳥類使用植栽的理由不僅僅只有食物來源,尚有躲避處所-密度高的灌叢,及築巢原料和環境-草桿、枯枝。因此,本研究希望可以以兩種不同的景觀結構分類,分析出誘鳥植物對於鳥類的影響,並以四季的景觀結構討論鳥類的分布情形。
另外,研究發現在一般的景觀生態研究中缺乏適當尺度的考量,尤其眾多研究者著重於粒度與幅度等空間尺度的選擇,而忽略了其它非空間尺度(McGarigal & Cushman, 2005),遂時間尺度(temporal scale)也是本研究的尺度考量因子之一。(←這邊寫出來了,卻不曉得要考量甚麼...)
第二節 研究問題及目的
本研究之研究問題為誘鳥植物是否會對鳥類族群分布有影響,而四季的景觀結構和鳥類的族群分布之間的關係為何。在資料的成本及收集時效性、便利性的考量下,本研究以氣球空拍作為取得景觀結構資料的工具,並在2009年當中以中國農曆24節氣(chinese solar term)進行拍攝。(←已經錯過"立春"了....)
以土地使用型態(包括喬木、灌木、草地、水體及建物等等)和植物生理週期兩種景觀結構分類作為自變項,鳥類多樣性指標作為應變項,排除其他可能影響應變項之因子,探討都市景觀結構與鳥類族群分布之關係。基於以上,本研究依序歸納研究目的如下:
一、 以土地使用型態和植物生理週期兩種景觀結構分類,探討誘鳥植物對鳥類族群分布之影響。
二、 探討都市綠地四季的景觀結構與鳥類族群分布的關係。
以下是第三章的部分:
本研究觀察台北都市綠地一年四季中之景觀結構變化,依照中國24節氣以一個月兩次的頻率,選擇良好天氣狀況於各樣區上空拍攝,並利用電腦軟體進行影像之校正(ArcGIS or ERDAS or PCI...還在了解軟體當中)、數化(eCognition)及景觀結構指數計算(FRAGSTATE)。鳥類調查依造拍攝的時間做記錄,調查人員固定以減少人為誤差。以統計軟體統計鳥類的隻數種數並計算鳥類多樣性指標。兩者進行皮爾森相關性分析,求得自變項與應變項之關係。
基地:
目前暫訂台大30個點,大安森林公園20個點。但是這樣各樣點會句離很近,不曉得會不會有影響。(或是台北市公園綠地中,以自然、綠蔭為主題之公園,避開河濱公園、運動公園之類的公園,並因鳥類需求最小之綠地面積,選擇1.56公頃以上之公園綠地。結果共選出8處綠地,包括7個公園以及台灣大學校本部。)
extent:
半徑100公尺。(想減少空拍接圖的誤差,盡量想把氣球放很高,每個樣區照1~4張接起來。)
grain:
上一次專討做出來,解析度是在0.7公尺有顯著,但是我覺得grain的重要性在這個研究裡不大,所以可能還是用空拍的解析度去做。
LCTs:
A(落葉喬木、常綠喬木、枝葉密度高灌木、枝葉密度低灌木、草地、農地、)+水體、人工地盤、建物
B(花期、著果期、休眠期(枯木)、抽梢期、綠意盎然期...)+水體、人工地盤、建物
鳥調:
台大保育社,定點計數法
1/31/2009
瑋佳-土地使用法規如何影響景觀結構和生物多樣性
- 可以用單一農業區(比如南庄)的景觀結構指數或物種數量等常用的指標來作為變項, 計算這塊農地生態的成長曲線(growth curve), 例如收集1973年(農業發展條例公告實施)前, 1973至2000年, 以及2000年(農業發展條例修正, 放寬農地取得資格及農舍建築條件)後的資料, 除了瞭解LCTs的變化外, 也可以研究有哪些因子影響"LCTs對生態的影響".
- 但是啊, 因為農地生態是沒有標準答案的, 如果1973年迄今的變化都在可容許的範圍內, 那麼前述研究的貢獻似乎就不那麼大, 因為只考慮到農地本身的生態性, 所以我就有個沿伸思考, 是把"農業區是都市和荒野之間的緩衝區"這個觀點放進來, 類似gradient analysis, 也就是當我在都市和荒野中間拉1條線時, 這條線所穿越的農業區有沒有發揮應有的功能?
因為我對第2個方向比較有興趣, 所以繼續朝這方面去想; 之前讀過Wu(鄔建國)和Nakagoshi(中越信和)兩位老師gradient analysis的paper, 也是用景觀結構指數做分析, 但這種分析主要是用以判讀都市與荒野在時間及空間上的變遷(例如1900年時由a點到b點的景觀結構指數變異甚小, 但2000年時a點變成都市而b點維持原狀, 其景觀結構的梯度就變得很明顯), 和我想呈現的東西似乎有點小差異.
姑且名之為"生態光譜", 我的想像是同一條剖線(例如L1從台北火車站到福山植物園)在不同時間點的可以各畫出幾個生態光譜, 降子可以比較農業發展條例實施前後或修正前後的變化; 這同樣也可以套用成長曲線的概念, 找出影響因子及權重(比如說....是不是只要劃定保護區, 不管都市, 市郊和農村怎麼開發, 都不會影響保護區的LCTs? 但仍會影響物種多樣性?)
========牛轉乾坤分隔線====以下是過年期間才有的新想法========
找了一下gradient analysis可以使用哪些分析工具, 在某本書裡看到K. McGarigal和S. Cushman的文章在介紹gradient analysis, 提及fractal analysis和spectral and wavelet anlaysis兩種技術, 前者就是我們常用的(打格子啦, 計算景觀結構指數啦....), 所以主要是收集有關spectral analysis的東西來看.
稍微研究的結果發現spectral analysis是將時間序列的變化轉換成頻譜, 以利分析比較; 其中1種是應用傅立葉(Fourier)的正弦波解構來分析複雜的訊號, 例如鋼琴的do re mi和小提琴的do re mi頻率是一樣的, 何以人類可以分辨兩者的聲音呢? 這是因為鋼琴在琴弦受到敲擊發出do re mi的同時, 也產生其他聲音(材質震動or共鳴....), spectral analysis就是分別把這些聲音畫成個別的正弦波圖形, 哦, 正弦波就是我們熟悉的"波", 由波峰波谷組成的那種; 若要比較鋼琴和小提琴聲音的不同, 因鋼琴會有1組正弦波(包含所有的發聲因子), 而小提琴也會有1組, 要拿這2組來比較才會知道它們的不同.
well, 回到本研究關切的LCTs和生態性, 是不是可以用下列的比較來說明?
- 鋼琴vs.小提琴-->聲音頻率無法代表其音色-->須比較其他發聲因子
- L1(1900年) vs. L1(2000年)-->景觀結構指數無法代表其生態性-->須比較其他影響因子(例如建蔽率和景觀結構相關性較強, 但其實容積率影響也很大)
========牛轉乾坤分隔線====以下是綜合這段時間以來的想法========
既然如此, growth curve和spectral analysis的概念似乎變成一體兩面了, 也就是不同時間點中, 分別有哪些影響因子及其重要性, 其呈現方式可能是迴歸方程式, 也可能是用圖來表示, 這牽涉到研究基地的大小, 誠如先前和學長討論的, 如果基地小到可以細分哪塊地大於2.5ha可以蓋農舍哪塊不行, 那麼計算出各個因子的係數就很有貢獻, 也就是修法的依據; 但若大如整個北臺灣, 那麼具體的數字可能意義不大.
我比較有興趣的尺度大概是幾千公頃大小的國家公園範圍, 除了範圍不大不小之外, 也因為立法目的明確又有意義, 但在這個主題上實在找不到什麼直接相關的paper, 倒是有看到一些不同的gradient analysis做法, 例如用每公頃房屋數量作為urbanization的指標(而非景觀結構指數)等等, 之後再和大家討論唄.
12/08/2008
瑋佳-專討摘要again (for final)
This article concerns the fragmentation of ecological habitats and expects to clarify the impact resulted from the legal mechanism. As a typical descriptive case study, we focus on this question: (how) does legal mechanism of land use work? There are two following questions to concentrate our concepts: how do agencies share the responsibility to control the land use and how does the habitat fragmentation reflect the land use regulations.
We establish a theoretical framework to analyze the legal mechanism of land use in the freshwater protected areas. We collect the data through two approaches. The first one is to search the relative legal articles in Laws and Regulations Database of The Republic of China (全國法規資料庫). More than 20 laws/regulations and hundreds of articles are applied. The second one is to digitalize the aerial photos and select a sample of 50 sites to calculate the metrics of landscape fragment.
Based on our theoretical framework, we answer the research questions with the efficiency of the legal mechanism. First, the legal regulation of land use could work through critical punishment, no matter what the agencies are. Next, the legal mechanism prevents the illegal private development and behavior successfully, but fails to stop the existing development. The final finding is the legal mechanism indistinctly encourages the over-developing of local public sectors.
12/05/2008
尺度變化的影響

11/05/2008
瑋佳-專討的slide摘錄
p.5 許多研究業已指出LCTs與生態系之間存有相關性, 並有學者據以提出景觀規劃設計與管理的原則, 但這些原則均須透過法規方能落實在真實環境中, 故本研究提出研究問題如圖.10/29/2008
瑋佳-專討摘要again
[In Chinese]理論上良好的土地使用法規可以使保護區維持良好的景觀結構,因而形成良好的生態棲地,本研究選擇台北水源特定區為基地,以法規條文作為文本進行管理單位和管理層面的編碼,作為代表現行法規制度的自變項,並選擇50個樣點,以航照圖數化後計算可代表景觀破碎度的指數,作為代表棲地分裂程度的依變項,利用回歸分析找出現行法規中影響保護區棲地分裂的因子和其影響程度,期能作為計畫修正與立法的依據。
In the protected area, it is necessary to establish a legal mechanism to maintain the environmental quality. Take an example of Taipei Water Source Domain (台北水源特定區), there are numbers of administrative agencies controlling the land use. The legal mechanism directly affects the land cover types (LCTs) in this area. Based on landscape ecology, the landscape ecological functions are affected by the landscape ecological structure, which means the LCTs, their composition, and their configuration.
In order to examine the efficiency of the legal mechanism, we focus on the following questions: (How) does land use regulation affect? (What dimension) do multiple administrative agencies result in gaps of legal mechanism? We carry out a three-phase research to analyze the current legal mechanism and its efficiency.
In the first phase, we apply a typical context analysis to define the land use control measures and agencies. We collect the relative legal articles in Laws and Regulations Database of The Republic of China (全國法規資料庫), and code them with ATLAS.ti. Meanwhile, we digitalize the aerial photos and select a sample of 50 sites to calculate the metrics of landscape fragment with FRAGSTATS. The meaning of this step is to identify the current habitat fragment resulted from legal mechanism.
In the final phase, we apply statistical analysis to examine the correlation of land use regulation and habitat fragment. One of the probable statistical tools is the regression analysis. We expect to discuss the contribution of each code, such as administration or punishment.
The main expected result of the research is the efficiency of current legal mechanism to ensure the habitat completeness through land use control. It also suggests the direction of the Taipei Water Source Domain Plan, even the legislation.
10/25/2008
scale (extent and grain)....................resolution
至於解析度(resolution), 大家常與粒度(grain)相混淆, 其實他們常常代表同一件事, 解析度本身比較是工具性的名稱, 用來說明影像圖面或螢幕工具的細緻度, 但是如果這個地區的粒度本來就大, 如大面積的水田坵塊, 那用不同解析度相機拍出來的相片, 雖然有不同的解析度, 但是還是有相同的粒度, 從另一方面思考, 如果現在所要分析的粒度很小, 但所能獲得的影像圖面解析度很粗, 不能分出所要的粒度, 那也沒有辦法進一步的分析研究所要的景觀生態結構.
這凸顯了一個問題, 工具性的解析度其實是研究者所使用的工具的問題, 但真正景觀生態結構要討論的問題應是具概念意義的粒度. 沒有對粒度的瞭解或定位, 解析度的分析或變化的討論並沒有生態的意義, 只是空間工具的分析. 很多的景觀生態的研究著重分析的工具, 但分析的對象是什麼?
連帶思考: 塊區大小是不是就是粒度大小? 和MPS的問題有關.
10/21/2008
景觀生態中Resources的分類
而景觀生態指數(LE Matrics)所描述的就是不同Patch Level, Class Level, 及Landscape Levels的都市, 森林, 農地, 濕地, 道路, 及河流等土地使用型態(LCTs), 也就是描述了資源的分佈及使用情形.
景觀生態結構指數
我們以一些指數作為描述景觀生態結構的工具, 主要源自空間統計學(Spatial Statistical Methods), 目的是在以數學的指數公式來說明景觀生態結構的形狀或其間的關係. 常用來描述塊區, 廊道, 及其間的連結(Connectivity), 網絡(Network)等關係. 主要可以分為三個等級(Levels), 第一個是Patch Level, 主要描述單一個塊區的形狀、大小等. 第二個是Class(Group of Patches) Level, 主要描述"一組"同類塊區的平均大小, 連結、分散、聚集等分佈情形, 常用來代表景觀破碎化程度. 第三個是Landscape(Group of Classes or LCTs)Level, 主要說明一地景中所有不同塊區的組成如塊區類型的多少, 平均大小, 連結、分散、聚集等情形, 常用來代表景觀岐異度.
然而僅僅分析了景觀生態結構的改變, 其實只是依過去研究成果所累積的知識去"推測"基地的生態機能, 這樣的推測必需是"過去"的研究基地條件是和"現在"的基地對象相同或是類似的. 不過在台灣目前生態資訊未能完整有系統的建構之前, 僅以外國的研究知識來推測台灣一個地景的結構改變, 會有與外國相同的生態機能是極為不可靠的, 台灣的地景尺度, 生物物種, 地理屬性...都具有其獨特性. 因此我們認為台灣景觀生態的研究, 應能儘量進行本土物種資料的調查, 一方面能累積本土的物種資料, 一方向也能較準確的推測地景的結構改變會影響的生態機能.
10/19/2008
about Landscape Ecology
10/18/2008
瑋佳-500 words
The first phase compares the legal and practical ecological situation in Hsin-Dian Stream watershed. We are going to review more than N articles form M laws and plans to establish the current legal framework. It aims to address what the legal framework contributes to control the land use. In the second phase, we will examine of the correlation between the land use zoning, which is following the current legal regulation, and bird species. It indices the ecological efficiency of the current land use controlling. According to these results, we discuss the advantages and disadvantages of current legal framework, and provide a suggestion for the future regulation.



