第二章、 材料與方法
二、 研究方法
(1) 樣方劃設與土壤取樣
2010 年 2 月 1 至 3 日於楠梓仙溪森林動態樣區，依系統取樣設 置 75 個 10 m × 10 m 的樣方（圖 4）。根據預試驗調查結果顯示 15 cm 以下為母岩，故本實驗分別於每個樣方範圍內鑽取一份直徑 12 cm、
深度 15 cm 的土壤核心樣本（Dalling et al., 1998；Fenner and Thompson, 2005）。隨後，將土壤核心樣本分成四個部分，編號以 L1 代表落葉層，
L2 代表深度 0-5 cm，L3 代表深度 5-10 cm，L4 代表深度 10-15 cm 之 層次，分別置入封口袋中，以標籤紙標示清楚。
(2) 種子萌發
在每個育苗盤中事先裝入約 1 cm 深之培養土，培養土以泥炭土、
蛭石和珍珠石以 2：1：1 的比例混。將各土壤核心樣本均勻分散於培 養土上，每兩區的土置於同一育苗盤，中間以塑膠板分隔成兩半，並 以蘭花牌標記該土壤樣本編號。對照組設置 11 個，平均分散設置於 實驗組中，對照組是育苗盤中置入同樣的培養土，其上方不加任何樣 土，以檢驗是否會有溫室既有植物種子的汙染。放置於溫室中，以自 動灑水系統每日定時澆水，避免因乾枯而導致小苗死亡。
(3) 鑑定與紀錄
每週觀察一次，鑑定並記錄萌發小苗之種類與數量，植物學名使 用依據臺灣植物誌第二版（Boufford et al., 2003）。將已確定之物種 小苗，每種移植 5-10 棵至花盆中栽種，其餘均從育苗盤中清除；無 法確定之小苗，均移植至花盆中栽種，以減少遮陰，影響其餘種子萌 發。
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(4) 文獻引用
本文引用楠梓仙溪森林動態樣區喬木（Yang et al., 2008）、小苗
（翁等，2011）及冠層覆蓋度（翁其羽，未發表）的資料，並且配合 種子庫所調查到的資料，對優勢樹種之更新策略及孔隙對於種子庫更 新的影響進行初步探討。
楠梓仙溪動態樣區喬木調查方式，以每 10 m × 10 m為調查單位，
樣方西南角的座標點為名稱，調查樣區內胸高直徑 1 cm 以上的喬木 及灌木。小苗調查為在 10 m × 10 m 樣方內，東西南北四個方位各設 置一個 1 m × 1 m 的小區，調查小區內喬木及灌木，並將四個小區資 料合併為一個調查單位（圖 5）。冠層覆蓋度則是使用 180 度魚眼鏡 頭從森林地面向上拍攝。本文引用與種子庫取樣點為同一調查單位的 喬木、小苗及冠層覆蓋度資料，進行資料分析。
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圖 4 楠梓仙溪森林動態樣區土壤種子庫樣方設置圖。圖中每一方格 代表 10 m × 10 m 之樣方，橫距 30 m，土石流區以橫距 15 m 設置一 樣方，總共劃設 75 個 10 m × 10 m 之樣方，以樣方西南角座標為編號 名稱，例如：12-45、12-44、12-43。
圖 5 喬木、小苗、種子庫調查樣方設置圖。
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(5) 資料分析
A. 土壤種子庫種類組成與結構
將各樣方種子萌發結果組合成土壤種子庫原始資料表，統計出現 的科數、物種數及其種子數量，計算楠梓仙溪森林動態樣區種子庫密 度，並繪製物種面積關係曲線，計算最小取樣面積。
物種多樣性取決於物種數的多寡（Species richness, S），但也與均 匀度（Evenness, E）有關，計算一地區的物種多樣性必須同時考量物 種數與物種個體數（Numberical abundance, N），如果一地區所有物種 的豐富度（Abundance）均相等（E max），則代表此地區生物多樣性 高；相較之下，如果一地區只有一個物種豐富度特別高，其他物種都 很稀有（E min），則代表該地區生物多樣性低。本文以修改過後的 Simpson 多樣性指數反比律（1/ λ, Simpson's inverse index of diversity）
與 Shannon 多樣性指數（Shannon’s index of diversity）計算土壤種子 庫的物種多樣性（Shannon, 1948；Shannon and Weaver, 1949；Simpson, 1949；Hill, 1973），並依照計算結果探討楠梓仙溪森林動態樣區種子 庫之多樣性，計算公式分別如下：
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Simpson 多樣性指數反比律（Simpson, 1949；Hill, 1973）：
2
𝐷 = 1/ λ = 1/ ∑(𝑛𝑖
/ 𝑁)2
λ：Simpson 多樣性指數 𝑛𝑖
：i 物種之個體數𝑁：所有物種個體數總和
2
D 愈接近物種數（S）表示物種均勻度愈高，當2
D = S 時表示每 一物種擁有相同個體數，也就是說每個物種在樣區中的重要性相等，物種數可以有效解釋物種多樣性。
Shannon 多樣性指數（Shannon, 1948；Shannon and Weaver, 1949）：
𝐻 = − ∑(𝑛
𝑖
/ 𝑁) × log(𝑛𝑖
/ 𝑁) 𝑛𝑖
：i 物種之個體數𝑁：所有物種個體數總和
0 ≤ H ≤ logS，S 為樣區物種數總和，H 愈接近 logS，多樣性愈高。
Simpson 多樣性指數對於數量相對較多的物種組成比較敏銳；
Shannon 多樣性指數對於相對較稀有的物種組成比較敏銳，多樣性指 數可綜合反映一群聚內種類之歧異度及個體數在種間分配是否均 勻。
針對四種生活型：喬木（Tree）、灌木（Shrub）、蔓藤（Climbing）、
草本（Herbal），統計出現的物種數及種子數量，並描述喬木樹種子 葉萌發形態，將喬木樹種依照種子萌發後子葉之型態劃分為子葉出土
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型（Phanerocotylar epigeal with foliaceous cotyledons, PEF）與子葉不 出土型（Cryptocotylar hypogeal with reserve storage or absorption cotyledons, CHR）（Ibarra-Manríquez et al., 2001；Amritphale and Sharma,2008）。
B. 土壤種子庫之垂直分布
檢測土壤種子庫不同深度數量上的差異，並以分析結果推測不同 樹種間其種子進入土壤種子庫後之命運。
因枯枝落葉層與土壤層取土體積不同，分析時先扣除枯枝落葉層，
再進行檢定。以無母數統計 Kruskal-Wallis test 分析資料，因
Kruskal-Wallis test 分析結果無法得知哪兩組有顯著差異，故需以無母 數檢定中的 Mann-Whitney test 檢測兩組間的差異。
C. 土壤種子庫之水平分布
針對數量最多的前 9 名物種（扣除莎草科），依照樣區排列，製 作直條圖。
本研究欲探討森林中孔隙與土壤種子庫之間的關係，並以分析結 果推測孔隙大小對於種子萌發的影響。因取樣時包含土石流區，故在 資料分析時必須先將土石流區資料去除才可進行分析。以簡單迴歸檢 測冠層覆蓋度與土壤種子數之間的關係，進行分析之前，先檢測土壤 種子數是否符合常態分布，若資料符合常態分布，直接以迴歸分析；
如果資料屬於非常態分布，則將資料開根號或取 log 轉換至符合常態 分布，再以迴歸分析資料。
針對種子庫中物種出現頻度最高的前三名，各別探討與森林孔隙 之關係。兩變項分別為物種與冠層覆蓋度，以簡單迴歸進行檢測，分
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析之前，先檢測土壤種子數是否符合常態分布，若資料符合常態分布，
直接以迴歸分析；如果資料屬於非常態分布，則將資料開根號或取 log 轉換至符合常態分布，再進行迴歸分析。
D. 種子庫、小苗庫、喬木之關係
楠溪森林喬木、小苗與種子庫之資料比較，參考 Thompson 和 Grime 文章中所表示的方式，可呈現物種對於冠層、小苗庫和種子庫 的貢獻（Thompson and Grime, 1979）。喬木出現在樣區的相對頻度計 算公式如下：
相對頻度=（某物種出現之樣方數/ 調查之總樣方數）× 100%
木本物種的更新，關係到森林未來優勢植被的組成，以 Motyka
（IS
MO
）相似度指數分析各樣方之土壤種子庫木本物種組成與鄰近樣 方木本小苗組成、冠層樹種組成之間的關聯（周，1999；林，2003），計算公式如下：
IS
𝑀𝑂
= 2M𝑊
/ (MA + MB) × 100 MA：A 樣方所有重要值總和 MB：B 樣方所有重要值總和M
𝑊
：A、B 樣方中共有物種最小重要值總和種子庫-喬木相似度分析結果與小苗庫-喬木相似度分析結果進行 統計分析。以無母數統計 Mann-Whitney test 分析資料，並以分析結 果解讀不同冠層樹種間在更新策略上之差異。