實習六
生態調查區的建立
前言
生態學的學術內容起源於「生態環境」。觀察「生態環境」, 是生態研究的起頭。各種基礎生態研究的結果, 終究要返回「生態環境」, 瞭解其結果是否合乎「自然原則」。各種生態研究都有其「研究的地區」(生態環境), 或是研究的生物對象或材料 (來自某個生態環境)。
「生態調查區」的建立, 是生態研究或實習的開始, 亦就是選擇一個「生態環境」, 瞭解其內的一般生態情況, 再擇定其內可能(有興趣)的問題或地區, 建立與此問題或地區相關的「基本圖」, 作為往後的觀察，採集, 和研析的野外用地圖。有「精確」的基本圖, 各項生態調查(特別與地點相關的)資料與數據, 才能經確的登錄與記載, 才能與其它的研究整合比較。
一、「基本圖」之建立
首先, 我們可以獲得「五萬分之一」和「二萬五分之一」比例尺的的「經建版」地圖。以這個地圖作為「藍圖」, 通常都可以找出「研究的地區」。若須要更精確的地圖, 我們亦可有「五千分之一」的「空照圖」。
要找出「研究的地區」於地圖上的概略位置, 並不難。然而, 若是要非常「精確」的與現地相互對照, 則往往是相當不容易。譬如說, 貫穿樹林地的小徑, 或是自己設定的穿越線, 或是樣區; 這些如何整合成一張「經確」的地圖? 又如何對照到有地理座標的地圖中, 或是「地理資訊系統」(如: GRASS)中。建立野外用的「基本圖」是達成這些目標的途徑。
建立「基本圖」的第一步, 就是使用現地的重要「標地物」作為基點。這些可於(有地理座標的)地圖上確定的「標地物」, 如: 三角點, 或是一些重要的地物。以這些「標地物」為基點, 再以「現地測量」的方法, 連接到自己所要劃定的地區, 劃出所要的穿越線, 或是樣區, 或是調查區。
「現地測量」的方法, 即是使用「羅盤」, 量尺(20-50公尺), 與標竿, 沿線測量。若有山坡地, 則另須要有「坡度計」作修正。如此可以劃出現地的圖形, 並可由此轉入有地理座標的地圖中。於本實習則須要轉登錄於「地理資訊体系」中。
然而, 只有「線」, 仍然無法精確的記錄相關「點」的資料。譬如:某一棵樹, 或是某隻鳥棲息的地點, 或是某種動物的活動地點。況且, 「現地測量」是非常費人力的, 無法隨時進行。因此, 「基本圖」中, 除了測量的「線」外, 亦須要有許多個「參考點」, 並標記於現地。這些於現地的「參考點」, 將有助於現地的調查記錄的工作。
二、調查區的基本資料
要建立「基本圖」, 基本目的是為進行野外的調查與研究之用。於決定建立「基本圖」時, 首要決定的是要建立「何處」的基本圖, 要有多大, 要有多精確, 要標記多少「參考點」。這些決定, 與本身準備於「何處」作實習或研究, 以及要作何「題目」與內容有關。若是研究的主題是鳥類對環境資源使用, 則可能只須要確定某一棵大樹的位置。但若是要調查研究攀木蜥蜴的行為, 可能須要標定一整片的樹林地的所有主要的樹木(攀木蜥蜴可能棲息的樹木)。若是要比較不同地區的生態現象, 標定的範圍須要更大, 但是標記的參考點密度可以「稀疏」。
從本實習的下一個實習(實習七)「選擇研究的問題」, 一直到實習九「規劃研究計劃」等的實習內容與作業, 可以幫助決定「題目」與「研究內容」。然而, 於尚未有確定的「題目」與「研究內容」前, 通常須要有一些「基本資料」, 以及現地的体驗與瞭解。這些基本資料與現地体驗, 將有助於「研究計劃的規劃」, 使其更踏實。一般的「基本資料」如下：
野生動物調查之基本數據的類型, 可分為「個別物種」,
「群落」,
「棲地」,
與「相關分析」等四大類(表6.1)。每一大類中,
可再分為若干個小類(表6.1)。各種不同類型的數據,
各有其使用的對象,
或是優缺點。於表6.1中,
對各個類型的數據都有扼要的說明。瞭解這些內容，將有助於「研究的規劃」。
四、作業與問題
本實習須與實習二「地理資訊系統的應用」相互配合。本實習所繪製的現地「基本圖」(野外使用的)是取自實習二所建立的實習區「基本圖」的圖集檔案(GRASS系統)。
本實習前的三個實習, 實習三至實習五, 是作為瞭解實習區, 找尋「靈感」, 研究問題的活動時期。於本實習時, 學生應要學習地圖與現地的對照, 以及現地測量的方法。進一步學習建立屬於自己的現地「基本圖」(野外使用的)。同時, 並將此基本圖輸入GRASS 系統中, 並由GRASS系統輸出列印「完稿」。
另一方面, 每位學生都應個別要為實習區查詢相關的「基本資料」。並且熟悉動物調查的基本數據類型與相關資料, 這些將可配合以下幾個實習的內容, 完成「實習研究」的規劃。
於本實習, 要交的作業是, 現地測量的「基本圖」(手繪與GRASS輸出的, 各一), 以及此地區的相關「基本資料」的綜合報告。這個「基本圖」是練習的成果, 當進入以下幾個實習後, 可以因應「問題的選擇」和「研究計劃的內容」, 逐漸修改或增刪「基本圖」的內容。
表6.1a 野生動物與其棲地調查之基本數據的類型,
以及一些方法與限制。資料主体摘譯自Jones
(1986), pp.14-18; 但有小部份的增刪與修改。
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| 一、個別物種
A. 存在與否 1. 搜尋(觀察)
2. 捕捉與採集 3. 跡象
4. 聲音
2. 捕捉 |
列出一個地區的物種
同上 同上
同上
同上 -------------------------------- 單位時間與人力, 有多少數量
單位時間與力量, 捕捉到多少數量 |
使用於確定某個重要物種是否存在於某個地區。對遷移性或季節性的種類, 須要有多年的調察。比較兩地區時, 取樣密度要相同。 同上 排遺, 巢, 與其它可呈現物種存在的証物。取樣限制同上。 使用動物發出的聲音, 判定其的存在。 有些紀錄可能有錯誤, 或是環境已有改變。目前已是可能不同。 ----------------------------------------- 直接計算於某地區內某種動物的數量。若是作為比較各地區且能有好的控制狀況, 將可得好的數據。譬如, 於有永久的樣區的調察。有可能會受調察者的主觀影響。僅能使用於可見到的種類。 捕捉的方法往往因種類而不同。比較不受主觀的影響, 但是比較昂貴。若能有系統的取樣, 是個很好的監測方法。 |
表6.1b (續) 野生動物與其棲地調查之基本數據的類型,
以及一些方法與限制。
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| 3. 穿越線搜尋
4. 跡象
5. 聲音
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1. 計數/ 搜尋
2. 穿越線搜尋
3. 標記再捕捉
4. 捕捉
5. 遙測器 |
類似搜尋, 但是通常是以每單位穿越長度,
可見多少數量(例如:
每百公尺有多少鳥)
每單位力量與時間, 發現多少「跡象」
每單位時間有多少不同個体的叫聲
--------------------------------- 每單位面積, 有多少數量
每單位面積, 有多少數量
每單位面積的族群數量
每單位面積, 有多少數量
每單位時間, 有多少活動 |
搜尋計數, 可能會有主觀上的偏差。這種方法若是使用於長期對某地區的監測,
將可得很好的數據。
通常使用於調查大型動物族群, 但一些小型的動物亦可能使用。 這種數據結果變異度大, 只使用於無其它較好的方法時。 通常使用於鳥類與蛙類。往往難以分辨是否是不同個体的叫聲。 ------------------------------------- 通常使用於大型且頻臨絕種的動物。很費勞力, 且要容易識別。 可用於鳥類或其它「容易見到」的種類。通常較經濟。 有許多調查的方法, 有些是單次取樣, 有些是多次。通常相當費勞力。 使用活捉或死捉的陷阱, 移走一些個体。通常使用於小型且容易不捕捉的動物。於封閉的空間(地區), 較可行。 有效於瞭解行為活動。 |
表6.1c (續) 野生動物與其棲地調查之基本數據的類型,
以及一些方法與限制。
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| D. 族群結構
1. 性別比
2. 年齡結構 ------------------------ E. 生產力 ------------------------ F. 族群狀況
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雄性與雌性的比率
不同年齡層的數量 --------------------------------- 每個生殖季(年), 有多少生殖量
有多少百分率的個体有某種狀況(如: 含脂肪量的多寡) |
雌雄比若有顯著偏差, 代表有壓力介入。但是通常是使用於已知雌雄比大約是1.0的種類。 類似雌雄比。 ------------------------------------------ 通常使用於大型動物或是要探討族群變動的種類。
通常使用於指標種類的調查, 以分析其適應度和所受壓力。
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二、群落(群區) A. 物種豐富度 1. 存在與否 (棲地類型)
2. 存在與否 (棲地成份) ------------------------ B. 群區豐富量
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於各種棲地生活的種類表
於各種不同的同環境特質生活的種類表
於各個棲地, 某一類(如某一科或是某一綱)的動物的整体豐富度 |
可比比較各種不同的棲地, 通常用於土地使用規劃, 或是影響評估。 使用於鑑定一些生活於特定環境特質的種類, 其所受的影響。通常用於土地使用規劃, 或是影響評估。 ------------------------------------------ 使用於對某一棲地價值的評估, 以某類動物的豐富度作為標準。
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表6.1d (續) 野生動物與其棲地調查之基本數據的類型,
以及一些方法與限制。
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| C. 群區密度
------------------------ D. 生物質量
----------------------- E. 物種的相似度
----------------------- ----------------------- G. 物種間的重疊
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每單位面積, 有多少動物
--------------------------------- 各種的生物体重量或質量, 通常以比率表示 -------------------------------- 以指數(index)表示, 範圍從0(無相似) 到1(完全相似) -------------------------------- 以指數表示, 範圍從0(無生物)到10(極高的龐雜度)。龐雜度可分為「均勻度」與「豐富度」。 -------------------------------- 如同物種的相似度, 以指數表示, 範圍從0到1。
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同上
----------------------------------------- 使用於評估各物種於群區內的份量。亦使用於測量某一營養層,對其掠實者的食物量。
使用於比較兩個不同棲地的物種組成的相似情況。一般計算簡易,
不須要豐富度。很適用於野生動物群區的比較。
通常使用於比較不同地區的種類龐雜度, 或是物種使用棲地的龐雜度。計算中須要「豐富度」或「密度」。 ----------------------------------------- 使用於評估兩個不同棲地動物群落結構的差別。須要有「豐富度」或「密度」的資料。 |
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三、棲地(組成, 特徵, 與結構狀態)
----------------------- B. 線 (line)
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植物覆蓋度的百分率, 底層的類型, 植物的頻率, f棲地垂直與水平的結構。
同上, 但是一系列延穿越線的描述。
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使用於對棲地特徵的初步描述。若是這些「點」使是永久設置,
棲地的改變可以測出。通常與「線」結合, 呈現一系列的變化。
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表6.1e (續) 野生動物與其棲地調查之基本數據的類型,
以及一些方法與限制。
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| C. 面(plot)
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每單位面積有多少某一個棲地組成的數量。
----------------------------- 每一個取樣點, 與各個棲地組成的距離。
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通常使用於草地或灌木地區。相當費力。不適合使用於樹林地。若永久設置,
是監測的好方法。
----------------------------------------- 這是快速和有效的測定樹林, 灌木, 與其它棲地組成(如:倒樹)的密度之方法。若是「取樣點」是永久設置, 亦是很好的監測方法。 |
| 四、動物/棲地
A. 動物/ 悽地 的指數 B. 動物/ 棲地的相關分析 1. 相關與迴歸 |
通常是以「質」的指數呈現, 範圍從0(極差品質的棲地)到1(最好的棲地)。數據亦可呈現棲地價值(habitat
value), =指數x 面積。
族群與某一個(或多個)棲地成份的相關情形, 線性或非線性。
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可使用於大地區的土地使用規劃中。並且可使用於提供各種模型建立的基本資料。
------------------------------------ 假若族群與棲地的數據都取自同一地區, 於研析其間的相關是個可用於監測和發展出預測模型的方法。分析時, 可使用SPSS或BMDP等電腦套裝軟体。 必要使用SPSS或BMDP等軟体。這個方法可以簡化許多個的變項(棲地的成份), 成為幾個大類, 以便於作多個棲地的比較。 |