第三章 研究方法
3.1 快速調查方法
3.1.1 調查範圍
本研究的調查範圍限於蘇鴻傑所劃分之全台地理氣候區中之北臺灣內陸區(代 號 NWI)、中臺灣內陸區(代號 CWI)(蘇鴻傑,1985。附錄一)。以北橫公路、中橫 公路沿線為主,其他地區為輔,選定若干登山步道、地域性林業、管線維護步道 或獵徑,沿步道或於步道周邊穿越之各植群群系帶設立樣點調查。選址以易達、
安全、人為干擾儘可能小為原則。
3.1.2 調查分層單位
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淡黃木層孔菌之生存與樹木密不可分,本研究假設淡黃木層孔菌的寄主範圍 不大,森林類型為影響其分布的重要因子之一,因此調查單位以「臺灣現生天然 植群圖集」之植群群系(邱祈榮,2009)為基本劃分依據。臺灣現生天然植群圖集對 全臺灣各地森林的分類,首先依據植相區分出群系綱(class),再依葉子與物候特徵 區分群系亞綱(subclass),最後依優勢植物物種與特定環境地貌形成之森林形相,
來定義植群群系(formation),此分類反映了植物物種組成,也間接反映出該地區之 氣候條件。其它可能影響淡黃木層孔菌分布的變數還有:寄主樹種、樹木大小與 優勢度、森林密度、年均溫、年雨量、氣溫季節性及雨量季節性(是否具乾雨季差 異)。其中,每個樣點的氣候資料皆由網路資料庫取得,生物變數則需現地測量。
本調查根據以下三個維度區劃分出分層取樣之單位小區:
(1)「臺灣現生天然植群圖集」之植群群系。但刪除與木本植物無關、過於稀 少、或人為干擾嚴重之群系(附錄二)。共選擇了 16 個群系。
(2) 當同一植群群系跨越不同海拔時,包括亞高山、上部山地、山地、下部山 地、低地,則於不同海拔分別取樣。海拔之區分大致為:低地 400 < m,下部山地 400 ~ 1500m,山地 1500 ~ 2500m,上部山地、亞高山均 > 2500m,但個別群系之 區分略有不同,在臺灣北部、中部也不同。
(3) 根據蘇鴻傑(1985)所劃分之全台地理氣候區,個別植群群系之分布若跨北 臺灣內陸區(NWI)、中臺灣內陸區(CWI)的群系,則分開取樣。但由於北部海拔 2500m 以上的山地較少,故上部山地與亞高山群系大多僅於中部取樣。
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3.1.3 變數選擇
本調查一共記錄 7 個生物變數與 6 個環境變數。
(1) 生物變數:本調查記錄之生物變數如表 1。除植群群系外,皆於現地測得。
表 1 生物變數
變數(variable) 資料類型 備註
植群群系(vegetation type) 類別(categorical) 共 16 種 有無淡黃木層孔菌(P. gilvus presence) 二元(binary) 0 (無) / 1 (有) 樹種(tree species) 類別(categorical) 共 131 種 樹木胸徑(DBH) 連續(continuous) 單位:公分 樣點樹均胸徑(mean DBH)2 連續(continuous) 單位:公分 該地森林密度(tree density)3 連續(continuous) 單位:棵/公頃 該地冠層高度(canopy height) 連續(continuous) 單位:公尺
(2) 環境變數:本調查記錄之環境變數中(表 2),海拔由 GPS 現地測得,雨量 及氣溫資料則從 WorldClim 網站4下載 1 平方公里解析度之全球氣候資料後,將所 有樣點 GPS 點位位置的各月氣候資料抽出計算而得(Fick & Hijmans,2017)。
2 為每個樣點五棵樣樹的胸徑平均值。
3 森林密度計算公式:40000/(A2+B2+C2+D2)。A~D 為四象限中,距樣點最近的四棵樹與樣點 之距離。
4 WorldClim 網站:www.worldclim.org,雨量與氣溫資料乃根據 1970-2000 年記錄所計算。雖然 WorldClim 的資料有所誤差,特別是在如臺灣這種小範圍內地形變化較大處,但仍為準確度可接受 之氣候資料。
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表 2 環境變數
變數(variable) 資料類型 備註
區域(region) 類別(categorical) 北部 / 中部 海拔(altitude) 連續(continuous) 單位:公尺 年雨量(annual precipitation) 連續(continuous) 單位:公厘
雨量季節性(precipitation IQR) 連續(continuous) 年雨量四分位距(IQR) 年均溫(mean temperature) 連續(continuous) 單位:°C
氣溫季節性(temperature IQR) 連續(continuous) 年均溫四分位距(IQR)
(3) 描述性的輔助資料:寄主樹木健康狀況、傾倒方式、腐朽程度,若發現淡 黃木層孔菌則記錄其在樹上之生長位置、數量,棲地狀況及人為干擾程度等。
3.1.4 取樣方式
根據 3.1.2 的分層單位,在每個單位小區選擇穿越線,沿線取多個樣點調查。
本方法力求快速與效率,並兼顧調查者安全,因此多選擇位於主要道路或產道附 近的登山步道、管線修繕道或林業道路,較易行且人為干擾小。步驟如下:
(1) 調查準備:準備 GPS 植群群系、道路、等高線圖與登山步道等圖層, 以 QGIS version 3.0.0-Girona 疊圖顯示道路途經之植群群系,以篩選合適的穿越線。
空間資料來源:底圖圖資取自 NGIS 國土資訊圖台網站、臺灣現生天然植群圖集 GIS 圖層5。等高線地圖與登山步道航跡檔取自地圖產生器資料庫6。
(2) 野外調查程序:
5 NGIS 國土資訊圖台網站,取自 http://tmap.geospatial.org.tw/index.html。
6 地圖產生器,取自 https://map.happyman.idv.tw/~mountain/twmap3/。
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a. 進入各植群群系範圍後即可開始設樣點。每個樣點相距 25-50 米(水平距 離)。若經不適合調查的區塊,例如為新近崩塌裸露地,地形危險,或植 被與該植群群系明顯不同,則續行至植群群系相符、安全且適合調查的 點為止。
b. 每個單位小區共擇 10 個樣點7。於每個樣點處,採以雷射測距儀測量森 林密度、冠層高度、GPS 點位與海拔高度。森林密度之測量採用中心點 四分法(point-centered quarter method),或稱四象限法(Cottam,1953,
1956)。
c. 於每個樣點處,檢查距離樣點 15 米以內胸徑最大的 5 棵樣樹,記錄樹 木資料,以及是否出現淡黃木層孔菌。樣樹之胸徑需 10 公分以上,可 為活樹或死樹,死樹不限倒木、立枯、樹頭或斷落之樹幹木段,亦不限 腐朽程度,只需符合胸徑 10 公分以上之條件即可。若大樹位置危險難 達,則找其他樹取代之。若無法湊足 5 棵樣樹,則另行註記。
(3) 所有長有淡黃木層孔菌的樣樹皆須鑑定樹種,必要時採回標本、鑑定保存。
所有淡黃木層孔菌皆須採樣,並以巨觀與微觀方法鑑定之。鑑定標準詳見 2.3.2.。
保存玻片標本以供查驗。微觀鑑定範例詳見附錄六。
3.1.5 調查結果
取樣總數如表 3。總共調查了 364 個樣點,1952 棵樣樹,58 筆淡黃木層孔菌 出現記錄。其中有效樣本為 345 個樣點,1775 棵樣樹,27 筆淡黃木層孔菌,出現
7 分層取樣的比例問題,為本調查所面臨的限制之一。本調查以植群群系為分層取樣之畫分單位,
但各植群群系所佔面積並不相同。未來若欲進行類似的調查,宜盡量取得植群群系所佔面積之可靠 資料,依比例取樣,以準確對應各植群群系的代表性,消除這對資料分析可能造成的影響。
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於 7 個植群群系中,佔全體的 1.5%。其他 19 個樣點、177 棵樣樹、31 筆淡黃木層 孔菌出現記錄,則是在同樣地點、以同樣方式進行的調查,但非取樣時記錄而得,
或因有些單位小區取樣超過 10 個點而刪去。這些多餘的點不計入統計分析中,但 重要的發現將另行補述。此外,中部的 FB31(上部山地-山地-下部山地崩塌地次 生落葉闊葉林)之「山地」部分,因找不到合適地點而僅做 5 個點。調查地點與時 間詳見附錄三。調查前後既有與新增的淡黃木層孔菌分布點,標示於圖 1。
表 3 取樣總數
總數 北部 中部
樣點數目 355 150 205
有菌樣點 21 (5.9%) 4 (2.7%) 17 (8.3%)
樣樹數目 1775 750 1025
有菌樣樹 27 (1.5%) 5 (0.7%) 22 (2.1%)
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圖 1 淡黃木層孔菌在臺灣已知「發現」與「未發現」地點總覽。圖示:紅圈為本 次調查中發現淡黃木層孔菌的樣點;藍圈為本次調查未發現菌的樣點。黃圈為前 人文獻或調查中曾記錄過淡黃木層孔菌的地點;綠圈為前人地方菌相調查中未記 錄過發現此菌的地點。前人記錄的參考價值有限,且大部分為模糊定位,因此僅 以圖示,未放入分析中。本次調查點位則皆為精確定位。本圖以 ARCGIS version 10.6 繪製。