第五章、 何處的含水率測量結果較具有代表性?
5.3 乾濕情況下的差別
較樣區其他區域濕潤,邊坡則呈現極端乾燥的狀態,因此代表性樣點鮮少分布於 此兩處,而零星分布於谷源,此時點狀的小面積濕潤帶在谷源各處獨立發展,彼 此間少有連結,因此代表性樣點分布並無明顯趨勢 (圖 3.1);當樣區θ�all提升,谷 源各濕潤區域的面積擴大並互相連結,濕潤帶及乾燥區域的相對位置逐漸改變,
代表性樣點的分布亦隨之改變,由於沖蝕溝部分區域的 θ 上升至與沖蝕溝相當,
沖蝕溝的θ 與θ�all的差異減小,沖蝕溝一帶亦可找到代表性樣點,但在不同乾濕狀 態下,沖蝕溝皆可找到非代表性樣點。
Biswas (2014)及 Hu et al. (2014) 分析了不同季節的土壤水分貯留的時間穩定 性,其結果則顯示代表性樣點的位置隨著季節不同而改變。本研究進一步證實地 表含水率的時間穩定性及代表性樣點分布位置的變動受到樣區乾濕狀態的差異所 影響。
圖 5.5 ITS 最低及最高的 10 個樣點在不同乾濕狀態下的分布位置。將 12 筆調查 結果按照由θ�低到高細分為 2、3、4、6 組(group),每組各包含 6、4、3、
2 次調查(survey),Group 1 代表θ�最低的一組,數字越大表示θ�越高。
5.4 小結
環境因子與時間穩定性的相關性分析結果整理如圖 5.6,δ�𝑖𝑖、σ(δ𝑖𝑖)皆與土壤孔 隙率、CA、TWI 呈正相關,與 Ks、Wvd、坡度呈負相關,其中δ�𝑖𝑖與 Ks的相關性 最強,ITS 僅與 CA 有顯著的負相關。高時間穩定性樣點與乾燥樣點具有相似的區 位 0.48<孔隙率<0.65、高 Ks值),但由於現地各項環境因子的交互作用太過複雜,
難以決定出主要的控制因子(圖 5.8),即使同時考慮兩項因子仍難以由環境因子區 分出代表性樣點的分布特性。配合代表性樣點在乾、濕條件下分布的差異,推測 各環境因子對含水率時間穩定性的影響會隨著樣區整體乾濕狀態而變動,因此若 單純以環境因子來分析,難以看出代表性樣點的分布趨勢。
代表性樣點的分布與坡地區位相關,全年 12 次調查的分析結果中,代表性樣 點多分布於沖蝕溝及谷源中段西側(圖 5.7),此二區域皆包含濕潤帶與乾燥區域。
其中沖蝕溝的含水率具有強烈的空間變異,不具代表性與具有代表性的樣點分布 區位重疊,因此該地不適合作為樣區平均含水率之採樣地點。邊坡的土壤含水率 具有高時間穩定性,其變動趨勢與樣區的平均含水率相似,但本區相對乾燥,於 此區域測得的數值會低於樣區的平均含水率,而不具有代表性。
時間穩定性分析結果會依測量期間樣區整體乾濕狀態的不同而變動,樣區較 乾燥時,代表性樣點的分布未表現出明顯趨勢。當樣區較濕潤,代表性樣點則向 樣區中央(谷源中央及沖蝕溝頂端)集中。因此以代表性樣點評估源頭集水區的表層
圖 5.6 各環境因子間的相關性。
平均含水率時,應針對研究的時間尺度選擇適當的測量期間以進行分析,欲建立 長期測量時,測量期間必須涵蓋乾燥及濕潤以及中間的過渡狀態。針對特定季節
(例如乾、濕季)的平均含水率進行推估時,則應分別以乾燥、濕潤狀態下的測 量結果作為分析對象,選取適當的代表性樣點。
圖 5.7 代表性樣點及最不具代表性之樣點的分布特性。以全年 12 次調查的結果 為例。