4-1 保護區邊界的虛擬測站
因台中市政府劃設的高美濕地保護區為 701 公頃，故本文將研究區域 切成 701 個網格，每格大小為 100m×100m 如圖 4-1 所示。
圖 4-1 本文劃設高美濕地保護區範圍的網格圖
由於保護區內的生物測站數目過少且多數的測站位於海堤附近，因此 使用克利金法時會造成數據是由外插所產生的結果。由於外插的數據不具 精確度，故本研究在劃設區域外圍設置一圈虛擬測站(unreal station)，利用 外圍的虛擬測站使區域內的數據都是由內插所產生的結果，藉此提高數值 的準確度。
圖 4-2 是虛擬測站及魚類測站的位置圖，圖中的綠色方格表示魚類的測 站位置，而紅色線條及黑色線條表示虛擬測站的分佈位置，因魚群活動範 圍大多位於海域，故本文將位於陸域的虛擬測站生物數據設置為零，並以 黑色線條表示；而紅色線條表示位於海域的虛擬測站位置，其給定的生物 數據以魚類測站中歧異度最小的測站數據進行設置。
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圖 4-2 虛擬測站(紅線、黑線)及魚類測站(綠色方格)的位置圖
本文設置的虛擬測站與其他生物測站位置圖，如圖 4-3 所示。因鳥類的 活動範圍及植物分佈大多以陸域為主，故以黑色線條表示數據為零的虛擬 測站；而紅色線條是以各自種類測站中歧異度最小的測站數據進行設置。
蟹類及底棲動物的活動範圍大多位於海堤附近的泥灘地，故僅在保護區外 圍設置黑色線條的虛擬測站，其給定數據為零。
圖 4-3 虛擬測站(紅線、黑線)及四類生物測站(綠色方格)的位置圖
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關於虛擬測站數據設置以及群集變數設置的試作過程，可見附錄 A 及 附錄 B。
4-2 群集分析分類
本文使用群集分析法將內插後的生物數據分成三類，並藉由三類的數 據可將保護區劃成三個分區。由本文第三章可知，群集分析的流程分為探 討變數的相關性、變數的正規化以及將資料進行分類，其步驟簡述如下：
1. 變數間的相關性
本文採用 Wuder (2002)的建議，若變數間的相關係數大於 0.8 時， 歧 異度間之相關係數絕對值，而本文所選用的變數其相關係數絕對值皆小於 0.8，意指變數間並無高度線性相關。
表 4-1 座標及各類生物的歧異度間的相關係數絕對值 座標 X 座標 Y 鳥類 魚類 蟹類 植物 底棲動物
座標 X 1 － － － － － －
座標 Y 1.8×10-17 1 － － － － －
鳥類 0.41 0.39 1 － － － －
魚類 0.06 0.09 0.69 1 － － －
蟹類 0.02 0.17 0.40 0.67 1 － － 植物 0.03 0.09 0.69 0.77 0.54 1 － 底棲動物 0.01 0.07 0.52 0.67 0.70 0.61 1
2. 變數正規化
群集分析是根據變數來計算觀察體間的相似性或相異性，若變數間的 單位不一致時可能造成結果偏差。如本文變數中的二度分帶座標與歧異度 指數，因兩者屬於不同單位，故在分析過程中須先將變數值加以正規化使 其介於 0 至 1 之間才可進行分析。但在分類後必須將正規化資料還原至原 始數據，才能探討各群集間的特性。
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3. 進行分類
因本研究最終目的是將保護區劃設為三個區域，故以 K-means 將插補 後的生物資料分成三區，其中變數的選擇是以試誤法對表 4-3 中的變數進行 組合，並依照以下標準選取合適的分區結果。
(1) 分區後的緩衝區必須包覆核心區。
(2) 分區後的歧異度指數、豐度指數及稀有物種個體數，其數值大小為 核心區大於緩衝區且緩衝區大於永續利用區。
上述標準是考量緩衝區必須具有保護核心區的功能及緩衝人為活動對 核心區的破壞。由於保護區的劃設精神是維持該區域內的生物多樣性，因 此核心區及緩衝區必須包覆生物種類較多樣的區域。
4-3 依不同變數的分區
圖 4-4 至圖 4-6 是依不同變數的分區劃設圖，其中圖 4-4 所使用的變數 為位置與魚類歧異度，圖 4-5 的變數為位置與蟹類歧異度，圖 4-6 的變數為 位置與魚類、蟹類歧異度。其中紅色表示核心區，綠色表示緩衝區，灰色 為永續利用區，其面積大小如表 4-2 所示。
圖 4-4 依位置與魚類歧異度變數的分區劃設圖
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圖 4-5 依位置與蟹類歧異度變數的分區劃設圖
圖 4-6 依位置與魚類、蟹類歧異度變數的分區劃設圖
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表 4-2 依不同變數所劃分保護區的分區面積(單位:公頃)
表 4-4 依不同變數的分區及物種在各分區內的平均豐度(標準偏差)
4-4 與台中市政府已劃設分區的比較
在本研究中依位置、魚類歧異度變數的分區及位置、魚類歧異度變數 的分區為較佳的分區劃設。本文將兩種結果的分區面積與台中市政府公告 保護區的分區面積作比較，其面積見表 4-6。
表 4-6 本文兩種保護區與台中市政府公告保護區的分區面積比較 (單位：公頃)
核心區 緩衝區 永續利用區
位置、魚類歧異度變數的分區 300 202 199
位置、蟹類歧異度變數的分區 86 93 522
台中市政府公告之分區 105 26 569
由表 4-6 可知位置與蟹類歧異度變數的保護區與台中市政府公告的保 護區，其分區面積較為相似。
但利用面積比較，無法準確表示兩邊劃設的分區位置是否相同，故在 此提出一個做法，可準確表示兩邊劃設的分區位置差異。首先依照台中市 政府公告的保護區範圍將其製成與本文相同網格數的分區範圍圖，如圖 4-7 所示。再依據不同的分區等級，分別在兩者的分區中置入數字。首先將雙 方的核心區(紅色網格)設為數字 1，緩衝區(綠色網格)設為數字 2，而永續利 用區(灰色網格)設為數字 3。
再將兩者分區內的數字相減後取絕對值，可得到同一位置兩者劃設分 區的等級差異，如圖 4-8 所示。其中橙色為相減後數值為 0 的區域，表示雙 方所劃設的分區屬於同等級。藍色為相減後數值為 1 的區域，表示兩者劃 設的分區差一個等級。而紅色為相減後數值為 2 的區域，如果紅色區塊愈 多即表示雙方所劃設的保護區類型差距愈大(核心區數字減永續利用區數 字)。
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(a) 本文劃設 (b)台中市政府已劃設
圖4-7本文劃設與台中市政府公告之分區範圍(紅色:核心區、綠色:緩衝區、
灰色:永續利用區)
圖 4-8 上圖中兩者劃設分區的等級差異 (紅色: 2、藍色: 1、橙色: 0)
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