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報 告 人 報 告 人 : : 楊 宗 儒 楊 宗 儒 時 間 時 間 : 93: 93 年 年 44 月 月 88 日日

國家公園環境監測機制建立之研究

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簡報大綱

前言文獻回顧現況分析研究架構研究地區與方法結果與討論結論與建議

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前言

近年來隨週休二日之實施，國人之休閒旅遊活動逐漸增加，其中國家公園的旅遊更是受到重視

國家公園極易因大批人潮湧入而產生環境破壞及珍貴資源的消失

為確保國家公園生態資源永續並預防超限使用的情況發生，建立相關規範是刻不容緩的重要工作

本研究嘗試以生物指標做為國家公園環境環境監測之機制

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文獻回顧 (1/4)

墾丁國家公園自 1984 年成立以來，便積極的調查與建立園區內動、植物資源及地質、地形景觀之基本資料( 游等， 1996 ；戴， 1998 ；裴， 2000)

近年來許多環境監測相關研究的範圍仍以海域為主 ( 方，2001 ；邵等， 2002)

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文獻回顧 (2/4)

在社頂、墾丁森林遊樂區、海岸林區，有昆蟲相的初步調查 ( 朱等， 1986 ； 1988)

南仁山區則有較為詳細的昆蟲調查 ( 陳， 1985a ； 1985b ；楊等， 1991)

其餘地區並未進行相關研究，對於陸地生態系的環境指標生物的建立，也缺乏明顯有效的評估因子可供參考

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文獻回顧 (3/4)

昆蟲被用為環境指標已近一世紀了 (Cairins & Pratt, 1993)

水棲昆蟲作為水污染的監測指標極為成功 (Resh & McElrary, 1993)

鱗翅目可作為陸棲系統的生物指標 (Holloway & Stock, 1991)

7

文獻回顧 (4/4)

蝴蝶 (Kremen, 1992) 、甲蟲 (Kromp, 1990) 、蜻蜓 (Samways, 1996) 等，都成功的作為生物指標

這些指標生物可用來評估保育管理措施對生物多樣性的影響或生態系復育的有效性 (Williams, 1993)

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現況分析 (1/2)

墾丁國家公園生態之研究範圍以海域為主，對陸域生物相的調查與監測較為缺乏

昆蟲相調查僅於南仁山區進行過較為詳細的調查，其餘地區並未進行相關研究

對於陸地生態系的環境指標生物的建立，缺乏明顯有效的評估因子可供參考

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現況分析 (2/2)

– 維管束植物 255 種 – 兩棲爬蟲類 23 種 – 水生節肢動物 2 種

– 水生軟體動物共 12 種 – 魚類 17 種– 鳥類 181 種

龍鑾潭為墾丁國家公園內最大的濕地，位於恒春縱谷南端，生物資源計有

在國家公園管理處的規劃之下，進行相關的環境教育活動，尤以賞鳥活動最為盛行

此區域的生態資源的建立尚待加強，龍鑾潭陸域動物相的資料仍不足

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研究架構 (1/3)

調查螞蟻基本資料數量、 種類、 習性

分析環境因子溫度、 溼度、 土質

調查遊客數量資料尖峰、離峰季節 監測螞蟻族群與數量變化

綜合分析多樣性組成、時空變動

評估環境變動建立生物多樣性指標

研究一

研究二

研究三

研究四

11

研究架構 (2/3)

研究一– 昆蟲相的組成在不同管理方式中，因人為干擾和管理措施而有

顯著不同，常作為不同生態系現況與變動的良好生物指標

研究二– 每隔一段時間進行一次昆蟲監測，可瞭解環境變化或棲地破壞

的情形，以採集、觀察、鑑定皆容易，且對環境變遷敏感的昆蟲最佳，故以螞蟻為對象

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研究架構 (3/3)

研究三– 配合遊客賞鳥之季節，針對陸地活動做研究，以得知遊客活動

對此區之陸域生態系的影響

研究四– 螞蟻對人為干擾和環境壓力的耐受度不同，活動時間也因種類

的不同而有差異，亦由於蟻類為陸域生態系中，分布最廣、棲地種類最多樣的物種，藉由螞蟻群聚生物多樣性的研究，更有助於相關基本資料的建立

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研究地區與方法 (1/14)

研究地區 (1/2)

– 龍鑾潭特別景觀區為墾丁國家公園內最大的濕地，位於恒春縱谷南端，為墾丁國家公園的重要遊憩區之一

– 在國家公園管理處的規劃之下，進行相關的環境教育活動，每年十月至次年五月候鳥季，吸引眾多遊客從事賞鳥活動

– 但此區域的生態資源的建立尚待加強，龍鑾潭陸域動物相的資料仍不足

14

龍鑾潭墾丁國家公園內最大的濕地 墾管

處

每年十月至次年五月之候鳥季，吸引眾多遊客從事賞鳥活動。在不同的季節有不同的遊憩強度和不同的環境壓力，選擇此區進行生態監測，可以瞭解不同遊憩強度和不同的環境壓力，對此區生態系統的影響。

墾丁國家公園風景據點簡介， p.2

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研究地區與方法 (3/14)

研究地區 (2/2)

– 由於此區的遊客以在陸地活動為主，對陸域生態系的影響較為顯著

– 若能由指標性的昆蟲 (蟻類 ) 及時空組成之變動，作為生態系指標，不僅可以得知遊客活動對此區之影響，亦可由指標性昆蟲生物多樣性的研究，建立相關基本資料

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研究地區與方法 (4/14)

研究方法– 設定五條長 25至 100 公尺的穿越線

– 在每條穿越線依據區段的長短，以每隔約 5至 10 公尺的距離，設置採集杯陷阱至 10個

– 一至四區段之端點部分的灌木叢下為枯枝落葉層採樣點

17 陳育欽， 2003

18

區段一

區段二

區段三

區段四

區段五

19

採集工具 ( 一 ) 採集工具 ( 二 )

伯氏漏斗 園藝鏟

20

研究地區與方法 (8/14)

採集杯陷阱 (pitfall trap)– 陷阱為直徑 4 cm 、深約 7 cm 之塑膠杯，內加 5分滿肥皂水溶液。陷阱置入前小心挖掘一適中的洞，使杯口與地表等齊

– 24小時後，取回陷阱將螞蟻置於 95 %酒精中保存，並記錄其種類與數量，同時記錄當地植物與土壤特性

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研究地區與方法 (9/14)

採集杯陷阱 ( 一 ) 採集杯陷阱 ( 二 )

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研究地區與方法 (10/14)

收集枯枝落葉– 利用鏟子於四個區段選擇近將定面積 (1 m×1 m) 的枯枝落葉層 (約五公分深 ) ，以封口袋帶回研究室

– 將採回的落葉腐植層放入伯氏漏斗裝置 (Berlese’s funnel) 中，以 20瓦白熾燈烘烤三至五天，收集掉落之螞蟻，並記錄其種類與數量

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研究地區與方法 (11/14)

收集枯枝落葉層 烘烤螞蟻

25

研究地區與方法 (12/14)

資料分析 (1/3)

– 以試驗區中最常見的種類樣本個體數，佔所有螞蟻種類總個體數之的比例，作為樣區及各月之螞蟻豐量指數 (abundance index)

– 均勻度指數 J=H/ln S …… S 為種的豐度

– Shannon 多樣性指數 H=-Σ(pi*ln pi)

…… pi 為第 i 種的個體數

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研究地區與方法 (13/14)

資料分析 (2/3)

– 就不同時間和空間所採樣之螞蟻，按種類統計每月之數量，分別以種豐度、種多樣性為應變數

– 以線性迴歸程序分析，不同時、空變化對螞蟻種豐度及種歧異度之影響，並就優勢種統計其數量動態

27

研究地區與方法 (14/14)

資料分析 (3/3)

– 螞蟻數量、種類與多樣性指標：個體數 (abundance) 、種的豐度 (species richness) 、均勻度 (evenness) 、豐量指數 (abundance index)

– 環境因子：採用中央氣象局恆春測候站民國 91 年 1月至 92 年 10月的相對濕度，及同期墾丁氣象站的溫度、降水量、風速風向等統計資料

– 遊客量分析：依墾丁國家公園管理處保育研究課所提供之遊客量資料，可以分析該區域每年遊憩的高峰期，由遊客量平均值、峰值以判斷該區域全年的遊憩強度變化

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結果與討論 (1/16)

龍鑾潭特別景觀區不同時間的螞蟻群聚組成

龍鑾潭特別景觀區不同採樣區段的螞蟻群聚組成

蟻類生物多樣性指標之時空變化

環境因子及遊客量對生物指標的影響

29

結果與討論 (2/16)

龍鑾潭特別景觀區不同時間的螞蟻群聚組成

15

20

13

8

1314

1012

0

5

10

15

20

種數

Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov

月份

30

結果與討論 (3/16)

發現蟻科 ( 昆蟲綱、膜翅目 ) 昆蟲 29 種，分屬於四亞科十七屬中– 家蟻亞科 (Myrmicinae) 種數最多，計 11 屬 20 種

– 山蟻亞科 (Formicinae) 次之，計 2 屬 5 種

– 捕食性的針蟻亞科 (Ponerinae) 僅有 3 屬 3 種

– 琉璃蟻亞科 (Dolichoderinae) 亦僅有屬於慌琉璃蟻屬(Tapinoma) 之黑頭慌蟻 (Tapinoma melanoce- phalum)1 種

31

結果與討論 (4/16)

642

837

538

291156

102

695

127

0

200

400

600

800

1000

個體數

Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov

月份

龍鑾潭特別景觀區不同時間的螞蟻個體數

32

結果與討論 (5/16)

針蟻亞科1%

黑頭慌蟻1.49%

山蟻亞科7%

其他家蟻亞科

21%

P. pungens

尖硬雙針蟻69.3%

龍鑾潭特別景觀區螞蟻種類組成

33

結果與討論 (6/16)

龍鑾潭特別景觀區不同採樣區段的螞蟻群聚組成

2021

2018

8

0

4

8

12

16

20

24

種數

區段一 區段二 區段三 區段四 區段五

採樣區段

34

結果與討論 (7/16)

0

1

2

3

4

5

6

7

個體數(ln)

區段一 區段二 區段三 區段四 區段五

採樣區段

605

148

516868

59

龍鑾潭特別景觀區不同採樣區段的螞蟻個體數

35

結果與討論 (8/16)

蟻類生物多樣性指標之時空變化

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Apr May Jun Jul Aug Sep. Oct. Nov.

均勻度指數

(J

in

de

x)

36

結果與討論 (9/16)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Apr May Jun Jul Aug Sep. Oct. Nov.

(b)

月份

豐量指數(A

bu

nd

an

ce

in

de

x) 蟻類生物多樣性指標之時空變化

37

結果與討論 (10/16)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 1 2 3 4 5

(a)

均勻度指數 (

J in

dex)

不同區段之蟻類生物多樣性指標

38

結果與討論 (11/16)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 1 2 3 4 5(b)

採樣區段

豐量指數( ab

undan

ce index

)

不同區段之蟻類生物多樣性指標

39

結果與討論 (12/16)

環境因子對生物指標的影響

120 150 180 210 240 270 300

Days

0

20

40

60

Te

mp

era

ture

,An

ts/4

TemperatureAnts (sect.1)Ants (sect.2)

40

120 150 180 210 240 270 300

Days

-20

0

20

40

Win

d,A

nts

/10

WindAnts (sect.1)Ants (sect.2)

120 150 180 210 240 270 300

Days

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

We

t,A

nts

WetAnts (sect.1)Ants (sect.2)

41

結果與討論 (14/16)

120 150 180 210 240 270 300

Days

-100

0

100

200

300

400

500

600

An

ts,V

isito

rs/1

0

VisitorsAnts (sect.1)Ants (sect.2)

遊客量對生物指標的影響

42

各項因子與螞蟻生物多樣性指標之關係－均勻度指數 y = -0.0004x + 0.6886

R2 = 0.2248

00.20.40.60.8

1

0 300 600 900

Visitors

even

ness

in

dex J

y = 0.1061x - 2.5526

R2 = 0.638

00.20.40.60.8

1

25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0 31.0 32.0

Temp.

even

ness

in

dex J

y = 0.0096x - 0.105

R2 = 0.1072

00.20.40.60.8

1

50.0 60.0 70.0 80.0

Relative Humidity

even

ness

in

dex J

y = -0.1381x + 1.0902

R2 = 0.7866

00.20.40.60.8

1

1.5 3.0 4.5 6.0

Wind Speed

even

ness

in

dex J

43

各項因子與螞蟻生物多樣性指標之關係－豐量指數y = 0.0004x + 0.4415

R2 = 0.3259

00.20.40.60.8

1

0 300 600 900

Visitors

ab

un

dan

ce in

dex

y = -0.0737x + 2.7577

R2 = 0.3655

00.20.40.60.8

1

25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0 31.0 32.0

Temp.

ab

un

dan

ce in

dex

y = -0.0057x + 0.9918

R2 = 0.0315

00.20.40.60.8

1

50.0 60.0 70.0 80.0

Relative Humidity

ab

un

dan

ce in

dex

y = 0.1231x + 0.1176

R2 = 0.7414

00.20.40.60.8

1

1.5 3.0 4.5 6.0

Wind Speed

ab

un

dan

ce in

dex

44

結論與建議 (1/6)

由五條穿越線所形成的區段採集到的螞蟻種類和數量顯示– 不同區段間的螞蟻群聚組成具有明顯差異存在

– 其中位於龍鑾潭自然中心前草地的第一及第二區段，地表多礫石及低矮的草本植物，分布的種類以隨著人類活動而擴張其分布範圍的中、小型蟻類居多

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結論與建議 (2/6)

環境因子的變化對於生物棲息或活動明顯有影響– 以本研究的螞蟻與環境因子的關係為較高溫或下雨或濕度高時，螞蟻較不願意外出活動及覓食，故螞蟻量少

人類活動對於生物的棲息的確產生干擾– 就本研究的螞蟻數量亦受遊客影響，遊客多則螞蟻少

– 而受隔離的區塊 ( 如本研究的區段五 ) ，雖然遊客的活動較少，但其環境也對生物造成不利的影響

46

結論與建議 (3/6)

不同採樣時間和不同採樣區段，會造成蟻類生物多樣性指標之差異– 龍鑾潭特別景觀區之蟻類生物多樣性指標的時間變動情形，均勻度指數 (J index) 以十月份最低，以五月份最高

– 而豐量指數則相反，以十月份最低，五月份最低

– 顯示優勢種尖硬雙針蟻對蟻類群聚組成之時間變化有很大的影響

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結論與建議 (4/6)

本區蟻類的豐量指數與遊客量、風速呈正相關的關係，而與溫度及相對濕度呈負相關– 顯示本區數量最多的尖硬雙針蟻較不受遊客量及風速的干擾，但其活動受溫度和濕度的影響較大

本區蟻類之均勻度指標與溫度和濕度呈正相關，和遊客量及風速呈負相關– 顯示在較少遊客，且溫度、濕度合宜時，出現的蟻類種類數較多，群聚組成較不受優勢種的影響

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結論與建議 (5/6)

龍鑾潭特別景觀區之遊客以學校團體居多，下午四、五點時大量湧入，本研究之遊客量及氣象資料係取自相關單位，較無法顯示出與實際相同的情形

雖然遊客量及氣象資料都顯現與螞蟻數量及多樣性指標有關，但關係並不明顯。若能在實際調查時，亦同時進行相關資料的蒐集，則較能有成效

49

結論與建議 (6/6)

本研究受限於時間及人力，調查時間以假日為主，亦由於調查期程由四月至十二月止，無法有完整的週年變動的資料

雖然由研究資料顯示，螞蟻作為生態旅遊地之指標生物可行性極高，證據仍有不足之虞，若能進行較長期的調查，則將更能瞭解螞蟻作為生態環境監測指標的可行性。

50

簡報結束 敬請指教