景觀生態(tài)指標應用於環(huán)境沖擊之研究

景觀生態(tài)指標應用於環(huán)境衝擊之研究報告者：林育瑋一、研究動機

由於臺灣地狹人稠，土地資源有限，在社會變遷迅速的情形下，土地面臨了極大的開發(fā)壓力，而不當?shù)耐恋乩眯问綄Νh(huán)境產(chǎn)生相當大的衝擊。然而如何量測環(huán)境衝擊的因子，將是進行環(huán)境影響評估與訂立相關土地利用計畫等規(guī)劃上相當重要的因素。然而，目前有關環(huán)境衝擊的相關研究中，大多是做整體性的影響評估，或是只考慮到該環(huán)境因子對環(huán)境所產(chǎn)生的個別衝擊，卻很少由空間的角度來探討到環(huán)境影響因子是否會因空間性之不同而對環(huán)境造成的影響有所差異，也未有具體的研究或量測其差異性。因為空間型態(tài)排列上之不同，將造成環(huán)境因子產(chǎn)生不同的相互關係與衝擊，而景觀生態(tài)學中有多項指標，將可幫助探討分析此一特性，因此，本研究將以空間資訊的角度切入，借用景觀生態(tài)學指標來量測環(huán)境衝擊因子，並以地理資訊系統(tǒng)為分析工具，來探討環(huán)境衝擊因子間的空間差異特性。二、研究目的（一）瞭解環(huán)境影響因子因空間型態(tài)之不同而對環(huán)境產(chǎn)生之不同影響。（二）找出該環(huán)境因子適合之空間量測指標，對於環(huán)境資源分析與環(huán)境影響評估將有助益。（三）利用景觀生態(tài)學指標與GIS軟體的功能特性，將環(huán)境影響因子受空間型態(tài)不同而對環(huán)境產(chǎn)生衝擊之差異性加以量測與整合分析。三、初步架構環(huán)境衝擊因子空間分佈環(huán)境衝擊差異性量測土地利用型態(tài)產(chǎn)出(量化的環(huán)境衝擊因子在空間上的差異性)GIS系統(tǒng)整合分析三、文獻回顧（一）景觀生態(tài)學理論基礎

景觀生態(tài)學是研究一定地理區(qū)域（景觀區(qū)域）內(nèi)各種生態(tài)系統(tǒng)間的關係，它們的結構和空間分佈格局，其功能特性與區(qū)域環(huán)境間的關係。（蘇文貴，1993）。景觀是由相互作用的嵌塊體（Patch）以類似形式重複出來的，是具有高度空間異質性的區(qū)域。而組成景觀的要素按其形狀和作用，可分為（肖篤寧，1993）：1、嵌塊體（Patch）：景觀空間比例尺上所能見到的最小均質單元。2、廊道（Corridor）：是具有通道或屏障功能的線狀或帶狀嵌塊體。3、基質（Matrix）：相對面積高於景觀中其他任何嵌塊體類型的要素，他是景觀中最連續(xù)的部分，往往形成景觀的背景。（二）景觀空間結構的指標體系景觀生態(tài)系統(tǒng)的空間結構分析方法主要從地理空間分析以及區(qū)為論的空間結構分析方法發(fā)展而來，（肖篤寧，1991）

1.景觀空間結構的基本參數(shù)

嵌塊體的大小研究景觀要素特徵的主要參數(shù)，直接影響單位面積的生物量、生產(chǎn)力和養(yǎng)分貯量，以及物種組成和多樣性。可從圖形上直接量算嵌塊體的形狀嵌塊體的邊緣長度反應景觀的分割程度和各景觀要素間的接觸關係嵌塊體的邊緣總長度與平均長度均為常用的統(tǒng)計參數(shù)嵌塊體的形狀指標常用其週長與等面積的圓週長之比值表示=P/2P為嵌塊體周邊長度，A為嵌塊體面積嵌塊體的內(nèi)緣比以邊嘗和面積之比值來表示嵌塊體的邊界效應S=P/AP為嵌塊體周邊長度，A為嵌塊體面積參數(shù)嵌塊體的分佈狀況嵌塊體的最鄰近距離

嵌塊體間的隔離度為相鄰嵌塊體間距離n為相鄰嵌塊體的數(shù)目=嵌塊體的可接近度為相鄰嵌塊體沿連結廊間的距離=2.景觀空間特徵的若干指標破碎度嵌塊體的密度反應空間的複雜性，取決於土地覆蓋類型的多樣性和規(guī)模單位面積上的嵌塊體數(shù)目（n/k）單位面積內(nèi)的嵌塊體體積（ha/k）相鄰度表示景觀破碎程度和嵌塊體邊緣的複雜性(為第i類嵌塊體與第j類嵌塊體相交長度，為第i類嵌塊體邊緣的總長度)連接度嵌塊體間相互作用指標

嵌塊體離散指標dc為從一嵌塊體中心到另一最近嵌塊體中心的距離，λ為嵌塊體的平均密度。嵌塊體分佈為團聚型，Rc<1嵌塊體分佈為隨機分佈時，Rc=1有規(guī)則的分散型Rc>1Rc=2dc(λ/π)分數(shù)維為嵌塊體週長形狀之度量，可用來描述客體幾何形狀之特徵之參數(shù)。3.景觀多樣性指標景觀多樣性指標主要在測度景觀中嵌塊體的複雜性，以及景觀格局的變遷情形。測度方程式說明多樣性H為景觀多樣性指數(shù)，m為景觀要素類型數(shù)目，Pi為第I景觀要素類型所佔的面積比例在一般景觀系統(tǒng)中，土地利用類型愈豐富，破碎化程度越高，其訊息含量與不定性愈大，指標值也越高。均勻性可用來比較不同景觀或同一景觀不同時其多樣性變化的方法，而土地利用越豐富，均勻性指標值會越高。優(yōu)勢度n為多樣性指標計算公式中的S，n為優(yōu)勢度指標用來測度景觀結構組成中醫(yī)總或一些景觀要素類型支配景觀的程度其值大時，表示景觀指獸醫(yī)個或少數(shù)幾個嵌塊體類型所支配，其值小時，表示該景觀是由多個比例大致相等的嵌塊體類型所組成。註：資料來源：Forman&Godron，1986；肖篤寧，1991

近年來國內(nèi)從事土地利用空間分析方面多著重於土地利用變遷研究，且涉及空間概念者並不多，僅丁志堅（1997）以馬可夫鏈模式來探討土地利用在時空方面變化之情形與蔡靜如（1998）融合了景觀生態(tài)學與計量方法來研究分析臺北盆地土地利用變遷趨勢與影響因素。

而國外，則多以景觀生態(tài)理念來研究景觀結構於時間空間上的區(qū)位變化型態(tài)，如Aaviksoo（1993）、Boerneretal.（1994）等，均應用景觀生態(tài)學的度量指標進行分析。然而對於土地利用形式間對環(huán)境產(chǎn)生衝擊之空間量測並無較進一步之探討。因此，本研究將融合景觀生態(tài)學與地理資訊系統(tǒng)，以景觀生態(tài)學中的指標來量測土地利用衝擊之差異性，並利用GIS軟體對相關資料進行整合分析。

(三)國內(nèi)外應用GIS結合景觀生態(tài)學於土地利用分析之研究作者研究方法研究內(nèi)容陳永森（1995）景觀生態(tài)學、GIS、RS、民眾訪談以生態(tài)學的觀點來探討海岸地區(qū)土地利用的相容性與管理制度，並利用Rs與GIS技術來建立土地利用資料庫。丁志堅（1997）馬可夫鏈鍵結模式、空間分析、群集分析以馬可夫鏈模式來分析民國65、71、77、81年的土地利用變遷趨勢，然後應用群集分析法來研究土地利用在時間與空間的變化情形。蔡靜如（1998）馬可夫鏈鍵結模式、景觀生態(tài)指標（多樣性）、IDRISI系統(tǒng)以馬可夫鏈計量方法為度量工具，結合IDRISI系統(tǒng)進行分析與展示，並以SPSS統(tǒng)計軟體透過多變量分析的方法來進行土地利用分類與瞭解影響土地利用變遷的因素。作者研究方法研究內(nèi)容Aaviksoo(1993)影像處理與地理資訊系統(tǒng)之應用與景觀生態(tài)學中的轉移矩陣觀念針對三個研究地區(qū)（Keava,MeenikonnaandNatsi-volla）探討地表覆蓋與土地利用類型的動態(tài)變化情形，以1950’1960及1980年代之土地利用圖來進行判釋研究，並以轉換矩陣方式將土地變遷結果展示出來，進而預估未來土地使用之趨勢。Okeyetal.(1995)GIS、景觀生態(tài)學之度量指標（如：多樣性與均質性）與問卷訪談法利用1934年、1954年與1982年之航照圖進行研究區(qū)景觀變遷之判釋，配合多樣性與均質性景觀生態(tài)指標來度量景觀結構改變趨勢。Skinner(1995)GIS、景觀生態(tài)學之度量指標（面積、週長、與鄰近嵌塊體之距離）利用航照來判釋41年來加州的Siskiyou地區(qū)的景觀結構變遷趨勢。在環(huán)境衝擊課題方面，國內(nèi)尚有張石角，陳紫娥(1993)對山坡地開發(fā)為高爾夫球場之適應性研究中提出高爾夫球場開發(fā)區(qū)之環(huán)境指標及環(huán)境衝擊評估，以提供還警影響評估時一個量化的參考依據(jù)。盧柏州（1992）在土地利用改變對自然環(huán)境影響研究—以山坡地開發(fā)為高爾夫球場為例一文中，針對高爾夫球場對土地資源、水資源與生態(tài)環(huán)境的影響作一整體性的分析評估。王鑫（1987），在道路工程環(huán)境評估—景觀衝擊之研究中，藉助視域分析（ViewshedAnalysis）瞭解觀景者和景觀空間的關係，並說明和社至東埔山莊沿線的道路工程對視覺景觀上的衝擊，以做為景觀經(jīng)營規(guī)劃上的參考。以上文章對於土地利用對環(huán)境所造成的衝擊之探討，多以整體性的評估方式進行，未對環(huán)境衝擊因子因空間型態(tài)之不同所造成的影響差異作較深入的探討。(四)環(huán)境衝擊課題環(huán)境類別環(huán)境項目環(huán)境因子物理及化學1.地形、地質及土壤地形、地質、特殊地形或地質、土壤及土壤污染、取棄土及取砂石、充實及沈積、邊坡穩(wěn)定、基地沈陷、地震及斷層、礦產(chǎn)資源。2.水文及水質海象、地面水、地下水、水文平衡、水質、排水、洪水、水權。3.氣象及空氣品質（包括陸地及海上）氣候、風、日照陰影、熱平衡、空氣品質。4.噪音噪音5.振動振動6.惡臭臭氣7.廢棄物廢棄物8.電波干擾電波干擾9.能源能源10.核輻射核輻射來源11.核廢料核廢料來源、種類、性質、儲存處理方式資料來源：山坡地等環(huán)境資源量化基準與規(guī)劃評估之研究，1999依據(jù)『開發(fā)行為環(huán)境影響評估準則』中的範疇界定指引表，將評估項目分為以下列別：(五）環(huán)境衝擊因子環(huán)境類別環(huán)境項目環(huán)境因子景觀及遊憩1.景觀美質原始景觀、生態(tài)景觀、文化景觀、人為景觀2.遊憩遊憩需求、遊憩資源、遊憩活動、遊憩設施、遊憩體驗、遊憩經(jīng)濟效益、遊憩成載量、遊憩類別社會經(jīng)濟1.土地使用使用方式、鄰近土地使用型態(tài)、發(fā)展特性、住宅拆遷2.社會環(huán)境人口及組成、公共設施、公共服務、公共衛(wèi)生及安全、化學災害3.交通管線設施、交通運輸、施工設施干擾、其他運輸工具4.經(jīng)濟環(huán)境就業(yè)、經(jīng)濟活動、漁業(yè)資源、土地所有權、地價、生活水準5.社會關係社會體系、安全危害、社會心理6.開放空間開放空間7.阻隔阻隔8.私密性及心裡私密性及心裡資料來源：山坡地等環(huán)境資源量化基準與規(guī)劃評估之研究，1999

其他相關環(huán)境因子指標方面的文章尚有：在總量管制山坡地社區(qū)開發(fā)之研究—新竹縣寶山鄉(xiāng)為例之個案(張長義，1996)一文中，有針對幾個主要的觀點對環(huán)境衝擊與環(huán)境容受力作一分析評估與建議。山坡地等環(huán)境資源量化基準與規(guī)劃評估之研究—以臺北縣為例（王秀琴，1999），嘗試以環(huán)境規(guī)劃與評估的