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標題: 稀有植物潛在生育地評估方法之研究-以台灣紅豆杉與台灣粗榧為例-
The Development of Habitat Potential Distribution Methods in Rare Species-An Example of Taiwan Yew and Taiwan Plumyew
作者: 張燕郳
Chang, Yan-Ni
關鍵字: Taiwan Plumyew
南洋紅豆杉
Taiwan yew
Ecological Amplitude
Taiwan vegetationtyp
HUs (Habitat units)
Ecological Site Quality
Habitat Suitability Index
,Forest Grid
台灣紅豆杉
台灣粗榧
生態幅度
生態地位評估法
生育地適宜度評估法
生育地單位
台灣植帶群
Forest Grid程式
出版社: 森林學系所
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摘要: 南洋紅豆杉之同種異名為台灣紅豆杉、台灣粗榧兩物種外型及生育地相似,兩者皆因其木材及藥用價值與使用歷史的影響,而面臨瀕臨絕滅的威脅,多數生育地遭受破壞殆盡,如何找出適合南洋紅豆杉、台灣粗榧栽植之潛在生育地顯得相當重要。 本研究擬利用生態地位評估模式(Feng and Wu,2006)、生育地適宜度評估模式(U.S. Fish and Wildlife Service,1980a)、Forest Grid程式(Feng nnd Wu,2005),全台灣47個台灣植群帶及206個生育地單位分區(蘇鴻傑,1992、曾彥學,2003),進行南洋紅豆杉及台灣粗榧潛在生育地之推估與分析。 生態地位評估模式(ESQ)使用之生育地因子,計有:樹種對光之反應式fi(AL)、溫度反應式(TFi)、土壤乾旱之反應式(WiFi)、土壤溼度反應式(WeFi)以及土壤有效氮含量反應式(NFi),南洋紅豆杉為陰性樹種,溫量指數平均值(γ) 1785.35,溫量指數變異數(σ) 981.62,枯萎指數最大值0.18,依野外觀察將土壤有效氮含量判定為高耐性範圍;台灣粗榧為陰性樹種,溫量指數平均值(γ) 2592.96,溫量指數變異數(σ) 1031.61,枯萎指數最大值0.30,依野外觀察將土壤有效氮含量判定為中耐性範圍,各因子皆經0~1的標準化指數,最終將各指數計算相乘「Qi=【fi(AL)】×(TFi)×(WiFi)×(WeFi)×(NFi)」,得到兩者於生態地位評估指數分布圖;南洋紅豆杉利用64個具位置座標之實際分布點,做生態地位評估指數模式(ESQ) 之驗證,則發現ESQ分布值82%以上都在0.60以上;台灣粗榧分布位置,利用147個具位置座標之實際分布點,做生態地位評估指數模式(ESQ)之驗證,則有60%分布點的ESQ值位於0.60至1之間。 生育地適宜度評估模式(HSI),首先配合文獻回顧法與南洋紅豆杉、台灣粗榧野外族群現況,篩選得到環境變數,再利用Forest Grid程式作不同生育地因子之相關性分析挑除因子,得到:海拔高、相對日照量、近30年平均年雨量3個建模環境變數,由實際觀測值做次數分配,利用韋伯(Weibull)機率密度函數(Probability density function)模式進行標準化曲線,配合用K-S(Kolmogrorov- Smirnov)檢定各組觀測值,皆在0.001顯著水準下無顯著差異,將配置後之參數(A、B、C估值)帶入公式,得到各環境相關指數圖層,再將環境相關指數圖層相乘,得到兩者於台灣生育地之適宜度評估指數分布圖,後續利用亂數表來抽取南洋紅豆杉21個實際分布位置做模式之驗證,平均值為:0.52,標準偏差為: 0.20。台灣粗榧20個實際分布位置做模式之驗證,平均值為:平均值為0.42,標準偏差為:0.16。 生育地適宜度評估法(HSI)為推估潛在分布之模式,由推估出南洋紅豆杉及台灣粗榧潛在分布結果網格圖層相關性分析上發現兩者並無關係,台灣粗榧與南洋紅豆杉兩個物種之間對於可自然更新繁殖範圍之需求,推測並無明顯直接關係,故兩者可自然更新繁殖生育地不盡相同,如其海拔高分布不同。台灣粗榧由標本資料分布得知,在台灣生育地分布最低為宜蘭礁溪,海拔:650m,於台灣生育地分布最高為南湖大山,海拔:2,800m,南洋紅豆杉分布海拔較高,於台灣生育地分布最低為高雄梅蘭林道,海拔:1600m,由調查資料分布得知,最高海拔為南投治茆山,海拔:2900m、生育地範圍較廣,生育地部分重疊。 生態地位評估法(ESQ) 為評估潛在生長之模式,由推估之南洋紅豆杉及台灣粗榧潛在生育地結果網格圖層相關性分析結果為,正相關趨勢,推測兩個物種間在生態地位上具直接關係,呈現正相關趨勢,惟兩者之間相關值強弱未明。 台灣粗榧生態地位評估指數(ESQ)分布及生育地適宜度評估指數 (HSI)分布之比較圖,經綜合相關分析,可知對於台灣粗榧生態地位在某一區間值內與台灣粗榧更新繁殖分布有正相關,超過此區間則呈負相關關係。台灣紅豆杉生態地位評估指數(ESQ)分布及生育地適宜度評估指數 (HSI)分布之比較圖,經綜合相關分析,推測該物種立地品位與對於可自然更新繁殖範圍需求,推估結果並無明顯直接關係。 南洋紅豆杉於生態地位評估指數(ESQ)面積與生育地之適宜度評估指數(HSI)面積比較表,除去0.0001-0.2較不適合區域,生育地之適宜度評估指數面積(HSI)佔全台灣總面積2.31%,於台灣生育地之生態地位評估指數面積(ESQ)佔2.00%,兩者推估結果相似。台灣粗榧於生態地位評估指數(ESQ)面積與生育地之適宜度評估指數(HSI)面積比較表,生育地之適宜度評估指數面積(HSI)佔全台灣總面積24.30%(ESQ),於台灣生育地之生態地位評估指數面積佔22.87%,兩者推估結果相似,另由兩物種全台灣分布,套疊47個台灣植帶群及206個生育地單位後,台灣粗榧分布面積約是南洋紅豆杉之10.52倍與12.15倍,生育地範圍較廣。 本研究旨在以南洋紅豆杉與台灣粗榧為例,藉由潛在生育地評估方法之研究,得到適合南洋紅豆杉、台灣粗榧栽植之潛在生育地與生態幅度,以供珍稀植物作為保育暨經營管理的應用,此評估模式可提供其他珍貴物種潛在分布推估之參考。
The outlook and habitat of Taiwan plumyew and Taiwan yew are much the same. Both of them face the threat of extinction because of their economic value, the historical variability of environment, and their habitat be destroyed. Therefore, to find out the latent habitat of Taiwan plumyew and Taiwan yew is quite important. Ecological Site Quality(ESQ) model(Feng and Wu,2006), Habitat Suitability Index model ( HSI) (U.S. Fish and Wildlife Service,1980a),were used to evaluate the potential habitat of Taiwan plumyew and Taiwan yew. Forest Grid program developed by Feng and Wu(2005)was used to do comparison and correction analysis of theme maps in grid data. The vegetation zone of Su with 47 Taiwan vegetation-type and 206 habitat units(HUs)(Su, 1992, Tzeng, 2003) were used to compare and analyze the surveyed data of 147 Taiwan plumyews and 64 Taiwan yews. The habitat factors of the ESQ mode include: light response function 【fi(AL)】, temperature response function(TFi), soil moisture response function(WiFi), soil-water saturation response function (WeFi)and soil available nitrogen response function(NFi). The value of these factors were in the interval of 0~1, all the values of the factors were multiplied in ESQ model in「Qi=【fi(AL)】×(TFi)×(WiFi)×(WeFi)×(NFi)」. Both of Taiwan yew and Taiwan plumyew are shadow-tolerance tree species. The mean value of warmth index (γ) is 1785.35 in Taiwan yew, 2592.96 in Taiwan plumyew. The variation of warmth index (σ) is 981.62 in Taiwan yew, 1031.61 in Taiwan plumyew. The max value of wilt factor (γ) is 0.18, in Taiwan yew, 0.30 in Taiwan plumyew. Then, we got the ESQ theme maps of each species in 40m x 40m grids. The ESQ of Taiwan yew is more than 82% above 0.60 verified with 64 surveyed data, 60% above 0.60 in Taiwan plumyew verified with 147 surveyed data. We did literature review to get whole lists of 13 habitat factors in the HSI model and 3 independent factors were selected with Forest-Grid program. The 3 independent factors are elevation, the relative radiation and yearly precipitation of 30 years. The location of 64 Taiwan yew surveyed data and 147 Taiwan plumyew data were used to derived the 3 independent habitat factors data for modeling HSI of Taiwan yew and Taiwan plumyew. Weibull probability density function (pdf) was used to describe the data distribution of each suitable index (SI) for normalizing the SI into 0~1. We could use the estimated parameters of Weibull with good results of Kolmogrorov-Smirnov goodness of fit test. The HSI distribution maps of Taiwan yew and Taiwan plumyew data were verified with 20 random sampling data from specimen collection. The mean and standard deviation of HSI of Taiwan yew is 0.52, 0.20. The mean and standard deviation of HSI of Taiwan plumyew is 0.42, 0.16. There are no relationship between the HSI distribution maps of Taiwan yew and Taiwan plumyew. The HSI could be explained the potential distribution with regeneration, the distribution of SI for ecological amplitude .We could indicate the places of lowest and highest elevation of Taiwan plumyew distribution are Yilan Jiaosi (650m), Nanhuta-shan (2800m) from data collection. The places of lowest and highest elevation of Taiwan yew distribution are Meilan forest trail in Kaohsiung (1600m), Jyhmao shan in Nantou (2900m). There are some relationship between ESQ distribution maps of Taiwan yew and Taiwan plumyew. It showed that the site productivity of these two species is some similar but not so clearly, how about the tendency of the relationship seemed need to do more research. There is no relationship between the value of HSI and ESQ of Taiwan yew, but some relationship in Taiwan plumyew. It showed that we need to do analysis of potential distribution and productivity separately. How about the process or mechanism of regeneration (potential distribution) and productivity? We need to put more emphasis on the issue. From the research, we found the suitable habitat area (remove HSI=0.0001-0.2) of Taiwan yew is 83,160 ha, about 2.31% of Taiwan island. Taiwan plumyew is 874,800 ha., about 24.3% of Taiwan island. The productivity of Taiwan yew is 7,200 ha., about 2.00% of Taiwan island. Taiwan plumyew is 823,320 ha., about 22.97% of Taiwan island. The suitable area and productive area of Taiwan plumyew is wider than Taiwan yew, about 20 folds area of Taiwan yew. From the vegetation zone of Taiwan viewpoint, we found the 2 species are located in the some 47 habitat units (HUs) in 206 HUs. This research is aimed at evaluating and comparing the suitable area and productive area of latent species with ecological assessment, an example of Taiwan plumyew with Taiwan yew. HSI and ESQ models are good method for estimating the potential distribution and productivity of tree species. Forest-Grid program is good for doing analysis of each 2 theme maps in the same area. The ecological amplitude of Taiwan plumyew is wider than Taiwan yew. The suitable area in Taiwan plumyew is 20 folds than Taiwan yew in regeneration area and productive area.
URI: http://hdl.handle.net/11455/65869
文章連結: http://www.airitilibrary.com/Publication/alDetailedMesh1?DocID=U0005-3001200716005600
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