瑋佳-Alberti等人(2007)*的研究

拜讀了Alberti等人(2007)*的研究後, 覺得可以把它視為一個用了量化方法的case study, 包括從質性資料中萃取出量化數據(例如常用的空間資料量化, 以及選定都市化程度指標),和一般量化研究有個小小的不同, 就是文獻回顧的部分不多, 並非作為各個變項的"依據", 而是分析架構的建立, 所用的資料分析方法為pattern matching.

1.研究問題
景觀型態(landscape patterns)由都市到鄉村的漸變如何影響生態性(ecological condition)? 由此衍生出3個子題: 用以描述景觀型態的變項如何依發展強度而漸變? 景觀結構指數對生態性變化的預測力有多重要? 都市型態與生態性的關係如何隨空間尺度改變?
2.pattern建立
研究中回顧了相關文獻, 連結出都市型態與溪流生態的關係, 並據以提出假設
3.研究基地
選定美國西北岸的普吉特灣區(Puget Sound)內42條支流流域為研究基地.
4.資料收集與呈現
研究中調查了4種變項, 用以描述都市型態及其由都市到鄉村的漸變: 土地使用強度(land use intensity), 土地使用型態(landcover composition), 景觀結構(landscape configuration), 以及不透水面積連結性(connectivity of the impervious area), 分別有若干個測量項目, 例如土地使用強度包含道路密度, 人口密度, 商業區面積比等.
5.研究結果
結果當然是很多也很好, 不過在此我只想摘錄最值得我專討時效法的1張圖. 橫軸部分是都市到鄉村漸變的梯度(grandient), 在此以不透水面積的比例代表, 縱軸則是各LCTs所佔的比例. 其他結果恕刪, haha~

*Alberti, M. et al. (2007). The impact of urban patterns on aquatic ecosystems: An empirical analysisin Puget lowland sub-basins. Landscape and Urban Planning, 80(4), 345–361.

瑋佳-植物性狀與生物多樣性

因為毛毛的主題訂得頗細, 一時之間找不到相似的paper, 不過在景觀生態領域中, 把植群細分下去(而不只是圈一大塊命名為喬木)似乎已有許多研究.

雖然在有關景觀生態學的遠景的書中, 並不會很重視這種越做越細的方向, 但下面這篇paper還上了Science, 我想在學術上有其貢獻, 可以想見在景觀設計和管理實務方面也很重要.

Bill Shipley, Denis Vile, Éric Garnier. (2006). From Plant Traits to Plant Communities: A Statistical Mechanistic Approach to Biodiversity. Science. 314: 812-814.

We developed a quantitative method, analogous to those used in statistical mechanics, to predict how biodiversity will vary across environments, which plant species from a species pool will be found in which relative abundances in a given environment, and which plant traits determine community assembly. This provides a scaling from plant traits to ecological communities while bypassing the complications of population dynamics. Our method treats community development as a sorting process involving species that are ecologically equivalent except with respect to particular functional traits, which leads to a constrained random assembly of species; the relative abundance of each species adheres to a general exponential distribution as a function of its traits. Using data for eight functional traits of 30 herbaceous species and community-aggregated values of these traits in 12 sites along a 42-year chronosequence of secondary succession, we predicted 94% of the variance in the relative abundances.

又綺專討,論文,ISSRM第一章

第一節 研究緣起

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

瑋佳-土地使用法規如何影響景觀結構和生物多樣性

大家還記得老師曾在某幾次瞇挺時提到1個有趣的研究主題嗎? 就是模擬1個農業區如果依法把可以蓋的農舍都蓋一蓋, 對景觀偏好和景觀結構的影響分別為何; 針對這個主題想了半個學期也看了一點paper, 主要想解決的問題是土地使用法規(=在真實世界中影響LCTs的關鍵之一)如何影響景觀結構和生物多樣性, 這個題目有2個方向可以進行 :

1. 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".
2. 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.

想了一陣子後, 如下圖的表現方式在筆記本上逐漸成形(也就是珮怡和宜婷先前看我在塗的鬼畫符), 雖然還沒想到urbanization或ecological quality分別要用什麼指標:

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.

　　

瑋佳-Stream communities across a rural-urban landscape gradient

Urban, MC, Skelly, DK, Burchsted, D, Price, W, Lowry, S (2006) Stream communities across a rural-urban landscape gradient, Diversity and Distributions, 12, 337-350.

研究目的
作者在5種不同的空間尺度上驗證環境品質與無脊椎動物群落組成的關係。
　
研究假設
1.無脊椎動物群落組成受溪流棲地和物化條件的影響
2.集水區土地使用和河濱植栽的變化可用以預測無脊椎動物群落的組成
3.河道之間的遷徙決定了無脊椎動物群落的變異
　
研究取樣
將West河、Mill河和Quinnipiac河60條1級和2級河川列表，選取其中地質組成和集水區面積都類似的18條作為研究地點。
　
研究變項
1.自變項
(1)都市化程度：計算18條河川的集水區中每公頃土地的戶數(households)，作為都市化的指標
(2)環境品質測值：在每條河川的集水區範圍內分別劃定4種不同的空間尺度：棲地單位(habitat unit)、河道(stream reach)、河濱廊道(riparian corridor)及集水區(watershed)，分別收集不同層次的環境品質測值，例如針對棲地單位計算淺灘比例或平均深度、針對河道測量pH值或溶氧量(DO)、針對河濱廊道計算喬木多樣性或外來種比例，以及針對集水區計算景觀結構(LCTs%)等
2.依變項：無脊椎動物歧異度和豐度
　
分析方法
1.都市化和物種相關性：迴歸分析
2.空間尺度對物種預測力：Redundancy analysis (RDA)
　
研究結果
1.單位戶數(取ln)和人為土地使用比例呈非線性正相關(p<0.01)
2.單位戶數(取ln)和無脊椎動物平均種數呈線性負相關(p<0.0001)
3.大尺度環境品質測值對無脊椎動物多樣性和豐度預測能力較佳，以河濱廊道的植栽結構預測能力最佳，其次為集水區的景觀結構，兩者均在30%左右
4.空間層次的網絡距離(network distance)對無脊椎動物多樣性和豐度有41%的預測能力
5.β-diversity(棲地間無脊椎動物群落組成差異性)與集水區都市化程度呈線性負相關(p<0.01)，但環境品質測值的變異和棲地並無統計上的顯著關係，可知此一結果並不是棲地差異的同質化所致
　
重要結論
大尺度環境因子對物種組成的影響大於小尺度，河川復育若以棲地復舊為主，成效非常有限，解決集水區之內與之間的分裂情況才是最重要的。
　

瑋佳-有關粒度和幅度

首先, 我是看到K. McGarigal和S.A. Cushman的一篇文章The gradient concept of landscape structure, 作者認為現在的研究過於重視grain和extent而忽略了觀察尺度的非空間層面(nonspatial aspect of observation scale), 收錄在J. Wiens和M. Moss (2005)合編的Issues and perspectives in landscape ecology這本書裡(Cambridge出的).
　　
Accordingly, we believe that the recent attention to scale in ecology (Wiens 1989, Petersonand Parker 1998) has focused too much on ‘grain’ and ‘extent’ issues, and has ignored the nonspatial aspect of observation scale associated with the map legend, representating the rules that are followed in defining what is measured and the resolution at which it is measured.
　　
為了在網路上找這篇文章, 所以在我最愛的google學術搜尋裡輸入文章篇名, 果然看到有一篇pdf檔可供下載(感謝麻州州大很愛把老師們的文章全文上網, 包括J. Ahern及K. McGarigal等人的文章都是), 載下來一看, 發現和書裡的段落雖相近, 文字上卻有很大的不同, 仔細看原來押了2002年的日期, 主要差異如下藍字:
　　　　
Accordingly, we believe that the recent attention to scale in ecology (Wiens 1989, Petersonand Parker 1998) has focused too much on ‘grain’ and ‘extent’ issues, and has ignored a thirddimension of scale, which we call ‘intensity.’ We define intensity as the resolution inenvironmental variation discriminated by a given variable. Intensity is conceptually equivalent toradiometric resolution in remote sensing, which refers to how finely the spectral differencesamong locations are measured.
　　
換句話說, 作者在2002年時認為除了grain和extent之外, 還應該重視intensity(強度, 飽和度), 但到了2005年, 作者卻改口稱之為nonspatial aspect of observation scale, 其實我沒有仔細看上下文, 但我覺得這點挺有趣的: 到底是什麼讓作者必須換一種說法? 原本的說法不正確或不準確嗎?
　　

瑋佳-進度報告和後續計畫-2

(二)投稿IALE_EU 2009

本學期專討主要在討論台北水源特定區的土地使用法規(land use regulations)和棲地分裂程度(habitat fragmentation, 以PD為指標), 前幾天試圖重新組織案例資料和結果, 重寫了一篇摘要http://cyc204.blogspot.com/2008/12/again-for-final.html, 同樣以改寫成Case study的研究為目的, 不過現在有更具體的想法, 初擬論文架構如下:

1. 理論架構: 淡水保護區中的土地使用管制對物種保育的功效 http://papayasu.blogspot.com/2008/12/case-study-of-legal-mechanism-for.html (尚未改寫完成)

2. 案例分析: 包括基地範圍與背景、土地使用分區、土地使用主管機關與法規、使用現況 (有資料但尚未撰寫或繪圖)

3. 論證過程: 以法規特性(立法年代與意旨)為影響因子, 並以物種多樣性和/或棲地分裂程度為指標 (尚未撰寫, 須考量以物種或以棲地結構為指標, 後者缺乏不同時間點的資料)

4. 理論建立: 本學期專討係單一時間點(2006年)的橫斷面研究, 研究結果簡述如下-- 相對而言, 研究基地內以溫泉法所"管"的範圍棲地分裂程度最為嚴重, 其特性有二: 一為資源主管機關(經濟部)與使用主管機關(交通部)不同; 二為土地使用管制由緊縮變為寬鬆(原屬森林法、水利法和河川管理辦法等法規, 後改屬溫泉法); 重新分析後當可歸納出更嚴謹的結果, 期能建立水源水質水量保護區土地使用與管理的理論.

在IALE_EU 2009發表後, 希望能夠有機會投稿Landscape and Urban Planning.

　　

二、下學期進度 (2009.2.1~2009.7.31)

(一)投稿ISSRM 2009

即之前張貼的新研究構想http://cyc204.blogspot.com/2008/11/new-abstract-new-research.html, 預計作為下學期專討; 在ISSRM 2009發表後, 希望有機會發展成可以投稿Biological Conservation等期刊的文章

(二)修習博士班必選修(5選3)的特論課 <--如果有開課的話

(三)博士論文proposal

　　

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.

p.12 根據文獻回顧結果可繪製文獻地圖, 先前研究著重於棲地和生態性的關係, 本研究期能連結景觀生態學中所關切的棲地分裂問題與土地使用法規的執行層面.

p.13 本研究架構如圖, 透過第1階段中法規文本的分析萃取出影響土地使用的因子, 在第2階段中檢定其與棲地分裂程度(本研究中以PD表之)的關係 or我該寫"...檢定其對棲地分裂程度的影響"??

p.22 為回答問題1, 以迴歸分析檢定各個法規層面因子, 可能受限於樣點數(n=30), 唯一達顯著的是"有無遊憩觀光相關法規", 另外2個相當接近顯著的因子是"有無溫泉相關法規"和"中央主管機關是否包含經濟部"; 此一結果將棲地分裂源頭指向本區的早期開發(劃設水源特定區前), 土地使用法規不溯既往, 使棲地分裂的情況不但可以延續, 甚至可以擴張.

p.24 為回答問題2, 故將樣點(n=30)區分為不同中央主管機關的4類, 結果發現其間具有顯著差異; 此一結果不具因果意義, 僅代表分區機能越多, 土地使用越複雜, 棲地分裂情況越嚴重, 其影響層面同樣在於與觀光遊憩活動有關的土地使用

瑋佳-專討摘要again

Assessing Landscape Ecology in the Protected Area

[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.

粒度與幅度part2

我之前都以為粒度(grain)是已經決定好、不能改變的，就像是這個景觀從空中看下去的細緻程度。

但是總覺得怪怪的...因為在幅度(extent)上，我們可以選擇分析的區域範圍，就是宜婷學姐的論文談及的。既然幅度可以選擇大小，那相同概念的粒度也可以選擇大小!也就是當我們想要討論某種物種，就用那個物種適合的粒度大小去分析。

其實我是看到下面這張圖，才想到的。

圖片來源：Mark Hostetler & C. S. Holling, (2000), "Detecting the scales at which birds respondto structure in urban landscapes", Urban Ecosystems, 4, page 26

適合分析老鷹的景觀幅度(extent)是8*8km，小鳥是0.2*0.2km

那適合分析老鷹的景觀粒度(grain)是圖中那些較大的塊區(田、樹叢、社區)，小鳥的則是樹、房子等等比較小的塊區。

我們在做研究的時候，一個景觀裡存在很多種物種，尺度的需求從大到小都有，所以要用最小的粒度和最大的幅度(通常就是研究基地範圍)去分析，分析的影像解析度就必須要能夠解釋最小的粒度。

是這樣嗎?

【補充】
我在兩本書(Measuring Landscape, Land Mosaic)都看到，影像解析度最好為欲分析粒度的25~50%大小，或粒度為解析度的2~5倍面積大小。

瑋佳-專討的methods and data

3. Methods and data
3.1 Methods
This research, which is a mixed research with qualificative and quantitative methods, has two phases. In the first phase, we apply the context analysis to indicate how the regulations were established and how the regulations were carried out. The materials are relative regulations and the interviews with local residents Taipei Water Source Domain.
In the second phase, we select six sites with different regulation systems to examine the landscape ecological analysis. Based on the previous research, we adopt the correlation of landscape structure and bird species as the indicator of the quality of landscape ecological analysis (也就是毛毛說的景觀結構解釋力).

3.2 Data and analysis
3.2.1 text collection and analysis
根據前述文獻回顧與基地基本背景，本研究定義法規文本分析之範圍為與水源水質水量保護區及生態保護區相關之法、細則、辦法、條例、標準(以下簡稱法規)，文本收集的第1個步驟係利用中華民國全國法規資料庫(http://law.moj.gov.tw/)作為主要法規文本查詢平台，首先分別以「水源」及「生態」為關鍵字搜尋相關法條，各獲得近200筆搜尋結果，亦即將近200部法規，分別有若干法條包含「水源」或「生態」一詞，從中篩選取與水源水質水量保護區及生態保護區相關者，包括河川法、森林法、水土保持法等20部法規，將其相關條文存入本研究之法規文本資料庫。
第2個步驟係以前述20部法規為基礎，分別以「土地使用」、「水質水量保護區」、「河川」、「規劃」及「風景特定區」為關鍵字，搜尋與水源水質水量保護區及生態保護區相關之法條，最後共獲得23部法規，收集約140項條文。
第3個步驟係以台北縣都市計畫為基礎收集基地內所實施的都市計畫，基地內雖劃有烏來風景特定區，但並未公告烏來風景特定區計畫，故僅以變更台北水源特定區計畫第二次主要計畫通盤檢討(The second reviewing of the Taipei Water Source Domain Plan)為文本。
3.2.2 landscape ecological analysis
本研究以「新店溪(含南、北勢溪)水與綠生態環境營造先期規劃研究(TWMO, 2007)」之景觀生態調查結果為分析對象，其相關性分析中，自變項為景觀結構指數(包括barabara)，依變項為鳥類物種指數(包括barabara)。
本研究將以簡單迴歸分析驗證法規制定成效與法規執行成效對景觀生態分析的相關性，以及兩個因子的貢獻程度。

瑋佳-專討的introduction

表訂題目是Assessing the landscae ecology in the protecte area

研究動機: 土地使用直接影響景觀結構, 但當保護區的管理工作中同時存在許多機關和法規時, 會造成什麼影響?
研究問題: 土地使用法規影響景觀結構的層面為何? 是否(如何)反映在景觀生態分析上?

Introduction的摘要
永續規劃與管理的原則須轉化成土地使用的法令和規範方能落實, 而土地使用法規的成效須從兩個面向討論, 即法規的制定與法規的執行. 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, 而景觀結構的概念中已包括了景觀元素和其組成所代表的使用行為; 然而在台灣有許多情況是在看似不違法的範圍內超限利用, 在具有多重管理機關和法規的保護區中更是如此, 例如台北水源特定區, 使得環境中隱藏了無法由景觀結構判斷的潛在威脅, 因此, 法規周全與否可能會影響到景觀生態分析的結果, 導致研究成果無法回饋到環境的調查, 監測, 評估, 規劃與管理等實務上.
因此, 本研究提出兩個研究問題, 期能以文本分析評估台北水源特定區現行土地使用法規的周全性後, 再選取法規系統相異的樣點, 分別評估其景觀生態分析的結果, 藉以瞭解其影響.

以下是受限於英文寫作能力的Introduction初稿, 這次的專討讓我開始認真"反省"直接用英文寫的堅持, 從大腦到手到紙(電腦螢幕)再從眼睛到大腦的過程不流暢, 對思考有很大的負面影響, 嚴重delay這次專討的進度......
Freshwater demands and endangered ecosystem promote the protected area established to protect freshwater habitats and resources (Blaine et al., 2006; Saunders et al., 2002). Since research about landscape and ecology is moving from concept to practice (Ashley et al., 2006), there are numbers of principles for sustainable planning and management, suggested by scientists and ecologists, transferred into legal regulations. The efficiency of legal regulations depends upon two dimensions. First, how is the regulations established? It is difficult to ensure the sustainable planning and management could be practiced in protected areas, especially when land use regulations are administrated by different agencies (Conway and Lathrop, 2005). Second, how is the regulations carried out? It is an interesting issue in Taiwan. The illegal usage challenges the regulations in the grey area and leads to the potential impact to ecological functions in landscape. It is very significant in the freshwater protected area, such as of the Taipei Water Source Domain, where there are critical regulations to limit development.
Based on landscape ecology, we discuss the influence of spatial pattern on ecological processes. In the general analysis, the landscape structure means the landscape elements and their composition. It usually represents the using behaviors which might impact the ecological process in landscape. Through the legal mechanism, the land use regulation is one of the most important factors to decide the landscape structure theoretically (Manebe et al., 2007). However, because of the grey usage, there are potential impacts in the protected area. In this research, we address two questions: (What dimension) do legal regulations affect the land use? (How) does it reflect on landscape ecological analysis?
This research focuses on the Taipei Water Source Domain, the water source supplying great Taipei. The scope covers Hsin-Dian, Wulai, Hsu-Din, Pinlin and Shuangsi, mainly five townships of the Taipei County. This extensive area is about 717 square kilometers and accounts for 1/3 of the whole Taipei county administration area. It has been the only legal freshwater protected areas in urban plan system since 1984. The duty agency is Taipei Water Management Office (TWMO), Water Resources Agency, Ministry of Economic Affairs. However, due to the urbanization and tourism, the Taipei Water Source Domain Plan had to permit the existed commercial and residential districts, even an amusement park. Besides, there are also national forest recreational area, flora protected area, schools, farms, and orchards regulated by different agencies and laws. This research focuses the impact of land use regulations on the landscape ecological analysis in the Taipei Water Source Domain.

scale (extent and grain)....................resolution

景觀生態研究中一個重要的觀念就是尺度(scale)問題, 景觀尺度問題包括了二個部份, 幅度(extent)及粒度(grain), 幅度是指所分析基地範圍的大小, 簡單的說就是你分析基地的範圍大小, 而粒度大小則是指所看到的景觀元素的細緻度, 也就是基地分類出來的景觀元素的細緻度. 由這二個概念說明景觀生態結構的尺度及物種分佈間的關係, 這二個觀念告訴研究者所討論基地的大小範圍, 以及分析景觀的細緻度所能夠代表的生物物種. 沒有能明確的說出這二個尺度的定位, 就沒有辦法就所分析的地景作出正確的景觀生態論述. 也就是說可能是以能代表松鼠(或同樣棲地需求)的活動範圍的幅度及影響它活動的環境結構(樹叢、草地...)粒度, 來說明老鷹(或同樣棲地需求)的分佈, 這樣就會產生很大的誤判.

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.

有關毛毛的專討

昨天聽了毛毛的專討，以及看了毛毛的發文，所以寫了以下的東西!!

毛毛要討論的解析度(resolution)，應該指的是每一個網格的表現程度，並且解析度跟網格大小(cell size)所代表的意義相同的，亦即cell siz愈小，解析度愈高，所能表現的地物也愈多。
我記得我過去看過比例尺跟解析度換算的資料，果然被我找出來，就像下表所示。所以透過低空攝影我們可以獲得比例尺大於1/1000的照片，同時我們也可以獲得解析度更佳的低空照片，在此同時對低空照片進行數化，我們可以輕易的分辨小於50公分的物體，所以數化的結果會跟航照圖的數化結果不同，再去進行景觀結構指數的計算，理論上，獲得兩者的結構數值應該會有所不同，但會不會達顯著差異就是要毛毛做完這次專討就會知道的。

而毛毛談的粒度(grain)，其實是指我們數化完進到GIS圖層進行處裡的程序(進行指數計算前)，所以粒度的大小是由我們分析者所決定，而cell size則是照片拍攝完就決定了，並且粒度的大小是可以依據研究目的不斷的作調整。那粒度會不會影響結構指數計算的計算結果？答案是會的！我畫了下圖，當你的grain的邊長變為2倍時，原本的4格grain 會變成新的大grain ，GIS會自行計算讓其中面積最大的變成大grain的屬性，所以原本橘色的面積就由原本的17單位變成16單位，當然其他的結構指數都會有所改變。所以要討論粒度的改變又是另外依個研究問題了!

而幅度(extent)其實也就是研究區域的範圍大小、地圖的邊界、物種分布範圍或是研究的持續期間，其決定可以觀察到多少的網格以及限制了可觀察的最大格局(Bissonette, 1997)，所以以上圖而言，8*8的單位面積就是上圖的幅度。(而我的論文其實是要去找出不同階層物種的最佳分析幅度!)
以上，洋洋灑灑的寫了那麼多，希望對毛毛有幫助，也可以讓大家了解一下，如果有寫錯的或任何問題，請不吝指教！

粒度與幅度

"終於"看了一些文獻之後，發現景觀生態裡講的「粒度」其實也不能來解釋空間解析度，只是概念很像。粒度(grain)是用來表現景觀的尺度，而空間解析度(spatial resolution)是用來表現影像的尺度。
譬如說matrix裡面的patch，是大榕樹、大灌叢和大湖的時候，粒度就比較大；是針葉樹一棵一棵，小湖一座座的時候，粒度就比較小。所以在數化的圖層上可以看到，有些地方泡泡小又密，一些地方泡泡比較大。

另一個表現景觀尺度的特徵，叫做幅度(extent)。那它的概念就有點像照片的大小，是3*5的還是4*6的這樣。

所以，當景觀的粒度小而幅度又不大的時候，需要更精細的工具去分析，那麼，低空攝影就派上用場了。

問題：
那粒度跟MPS(Mean Patch Size)又有甚麼相關呢?

生態、景觀、健康、指標之發展分析？？

研究室於10/24下午1:00之前要新提一個粗略的國科會自然處永續發展整合研究。
除了整合其他老師的東西，還要提一個子計畫，根據大家長的架構，本人將題目訂為：「生態、景觀、健康、指標之發展分析」，並粗擬一份構想如下：

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本子題主要欲利用鳥類及小型哺乳類之調查，探究環境生態健康指標，並藉由城鄉居民探討景觀與健康之關係，進一步瞭解城鄉景觀生態之健康效益，藉此提出城鄉景觀生態健康模型。本子題分三年進行研究，第一年期於選定之城鄉地區進行物種調查初測，用以探究二區域間物種數量、豐度及歧異度之差異，同時針對樣區進行景觀結構數化，另外以質化研究方式研擬居民健康相關研究量表。第二、三年期持續於選定之城鄉地區進行物種調查，確保調查的穩定度，並於樣區收集居民健康問卷。根據此三年進行之研究樣本收集，本子計畫將分析討論：城鄉生態結構健康程度、城鄉物種差異、城鄉居民健康程度，並提出一套城鄉環境生態健康的模型。

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好像還要再細一點，有沒有人有其他想法？或是要加其他研究呢？

景觀生態中Resources的分類

景觀規劃中的資源和土地使用十分多樣, 自然及人文資源也都是景觀生態學關注的範疇, 而景觀生態資源(Resources)的分類, 明確好用的概念分類在研究操作上也就十分重要, 依據 Leitao et.al., 2006, 將資源分為非生物資源(Abiotic Resources)、生物資源(Biotic Resources)、文化資源(Cultural Resources)三大部份(Abiotic, Biotic, Cultural, ABC). 非生物資源作者主要是指水體, 生物資源主要是指植物, 動物, 及生物岐異度. 文化資源主要是指人類居住, 交通, 遊憩或文化活動. 在這三大類資源類型之下定位了各種不同的土地使用型態(LCTs), 如, 都市, 森林, 農地, 濕地, 道路, 及河流等.

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

以景觀規劃設計的角度而言, 因為主要是以改變的景觀生態結構(Structure)來看一個地景生態機能(Function)改變, 因此描述景觀結構的改變情形是一個重要的研究主題, 而描述景觀結構的改變就是去描述其中的"塊區", "廊道", "基質" 的組合(Composition)情形及他們的分佈(Configuration)情形, 而回到我們的規劃和設計基地, 我們需要描述景觀結構通常就是土地使用型態(Land Cover Types, LCTs).

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.

about Landscape Ecology

景觀生態學 (Landscape Ecology) 在近年來受到大家的重視, 環境規劃及設計者希望藉由這個學門的知識, 更準確的來達成永續環境規劃設計的目標. 景觀生態學是一個強調跨領域的學科, 當初在歐洲成立景觀生態學會時就是由許多不同領域的學者所共同發起, 包括了生物、地理、植物、動物、生態、地政、森林、建築、景觀、都市計畫、法律等等. 多年的發展可以發現景觀生態學重要的觀念建構主要是在闡明當我們改變土地使用型態 (Land Cover types, LCTs) 時, 我們同時也在改變環境中的生態機能, 並影響未來這個環境生態的演替方向. 在這樣的觀念之下者發展了景觀生態的重要架構 - 結構 (Structure)、功能 (Function)、變化 (Change) - 來分析討論環境改變時其生態機能及未來演替的關係. 另一個重要的規則是用來描述景觀生態結構的變化, 學者們以 -塊區 (Patch)、廊道 (Corridor)、基質 (Matrix) - 來探討不同景觀生態結構的特性及其潛在的生態機能 (Function). 而我們所生活的地球就是由這三種不同的景觀生態結構所構的環境. 再進一步的我們稱由這三種元素組成, 亦即是我們生活的景觀環境為嵌合體 (Mosaic). 塊區、廊道、基質、嵌合體就像是景觀生態研究者的共同語言, 目的是以生態的觀點來過濾及簡化我們所見的環境組成因子, 俾能準確的看出景觀結構中的生能機能及其變化. 更進一步藉由對環境生態機能和變化的瞭解, 希望可以有智慧的規劃設計永續的環境.

瑋佳-500 words

Abstract of my seminar (207 words in English; according to Google Traslate, this article has 387 chinese characters)

In the protected area, it is necessary to establish a legal mechanism to maintain the environmental quality. In this research, we focus on the following questions: (How) does land use affect bird ecology? Can people control the effect of land use on landscape ecology? What can people do? This research tries to examine the efficiency which regulations practice the sustainable planning and management in Hsin-Dian Stream watershed protected area. The efficiency has two dimensions. First, the regulations protect the advantages and potentials. Second, they improve the disadvantages and limitations. Basically, it is a quantitative research including content analysis and statistical analysis.
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.