第二章 文獻回顧
第一節 都市化對生態環境之影響
第二章 文獻回顧
第一節 都市化對生態環境之影響
一、都市自然環境因子的改造
在都市化發展的過程中，許多自然森林或綠地為滿足人類的不同需求，被開 發成居住地或農地，在其中興建起許多高樓大廈與四通八達的柏油道路 (Grimm et al., 2008)，且開發的範圍持續向外不規則地擴張。都市化的擴張過程對於環境的改 造影響，最主要是土地利用的改變，人類以不透水的磚塊、混凝土、玻璃及金屬 等人造材質，取代了像是土壤、草皮及樹木等的自然鋪面 (Grimm et al., 2008)。因 此在都市區域有降水發生時，不透水鋪面的持續增加使得雨水入滲土壤的比例亦 降低，加上缺乏植被截留雨水，雨水無法藉由入滲降低地表逕流總量，造成水文 特性產生轉變，如洪峰流量增加的情況發生 (Berry, 2008)。雨水入滲土壤的比例降 低，加上聚居於都市的人類對於地下水的使用，使得都市中的土壤變得相當乾燥 而不適宜原生植被之生存 (Sukopp, 1998)。另外，高樓大廈、不透水鋪面以及人為 排放的能量與污染物也改變了都市區域的氣候，形成都市熱島效應，使得在其他 條件不變的情形下，市中心和鄉村之間的溫差隨城市規模擴大而增加 (Berry, 2008)，
隨著都市所在的緯度與氣候不同，都市熱島效應會使得都市中心與郊區之溫度產 生自 2~12℃不等的差異，而台灣都市之溫差則在 3~4 ℃之間 (林憲德，2007) 台北每月平均最大熱島強度為 1.6℃，平均每月在城市與農村間的平均溫差變 化在夏季 (7~9 月) 是 2.2℃，在冬季 (12~2 月) 是 0.8℃，且在 1994~2003 年間，
都市熱島效應強度模式有增加的趨勢 (Lin et al., 2005)。台北盆地顯著的午後雷雨，
是由於淡水河與基隆河二道入口所引進的海風，於近午時分遭遇盆地東南側山坡 地，加上都市熱島效應使得台北近地表大氣較週遭地區不穩定，這個效應隨著日 出之後即迅速增強，使得對流更容易被引發，台北盆地受到海風與都市熱島效應 的影響激發午後對流降雨，因此最大降雨時間 (下午三點) 比起台灣中南部地區提
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早近 2 小時 (陳慶昌等，2007；Chen et al., 2007)。
二、都市棲地破碎化
相對於不斷增加的高樓大廈和四通八達的柏油路，都市區域內原有的森林、
草原、溼地等棲地則是逐漸消失與破碎化，剩餘棲地在地理空間上逐漸隔離開來，
使得都市區域內原有的許多生態功能喪失，並且讓無法在棲地邊緣生存的森林內 部性物種 (interior species) 及擴散、移動能力弱的物種開始消失 (Lidicker, 2002) ， 進而導致生物多樣性降低、族群數量減少、物種滅絕的機率升高等生態負面的影 響 (陳朝圳，2006)。
棲地破碎化對生物所造成的影響可分為三個層面，分別為面積效應 (area effect)、隔離效應 (isolation effect) 及邊緣效應 (edge effect) (呂光洋，2002)。面積 效應意指剩餘棲地的面積大小會影響到棲地所能供養之物種及族群數，物種所需 的活動範圍大小對於面積效應所受到的影響會有所差異。隔離效應指棲地破碎化 後所導致的隔離作用，將會影響到族群之間基因的交流，也會阻礙到個體及物種 的擴散，進而影響到殘留族群的存續。邊緣效應可分為物理性的邊緣效應 (physical edge effect) 及生物性的邊緣效應 (biological edge effect)。物理效應方面，是指植 被結構被砍伐後，光照亮度增加、濕度減少及溫度變化差距加大和噪音量之提高 等影響；在生物效應方面，則是捕食的現象會提高、野生動物繁殖成功率下降、
避棲場所減少、鳥類巢寄生的現象可能提高等 (Schmiegelow and Mönkkönen, 2002)。
棲地破碎化所造成的影響也因物種及面積特性而有所差異。例如，屬於森林 物種的鳥類，若其繁殖棲地破碎化，則會使其族群數量的加速減少 (Donovan and Flather, 2002)。另外，Tscharntke et al. (2002) 在德國不同面積大小的剩餘草地上進 行的研究則指出，食草越專一化的蝴蝶受到的生存壓力越大，因此其物種豐富度 (species richness) 與豐富度 (abundance) 在較小的剩餘棲地內下降更多。
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三、都市化對植被結構與物候之影響
都市原有的植被結構與物種在都市化的過程中被大面積的砍除與大規模地減 少，雖然在都市公園綠地規劃下，能保留部分野生動物棲地成為都市棲地破碎化 後的剩餘棲地，但其中卻又開闢出許多供行人通過之步道，使得剩餘棲地更加破 碎。即便為降低都市熱島效應及遮蔭效果，於公園及道路旁栽培樹木，增加了植 被的覆蓋面積，但都市植被的立木密度 (stem densities) 卻還是遠低於鄉村森林植 被，因此，都市植被的開闊度 (openness) 常較鄉村的森林來得高 (Pickett et al., 2008)。
在栽植公園樹或行道樹時，因人類的美觀、社會價值觀、文化傳統及環境限 制等考量，景觀設計師所採用的植栽，會侷限於一般人喜歡且容易維護管理的少 數樹種，故而常常形成少數物種或甚至是外來的物種被大量栽培的情況，使得植 物族群的穩定性降低，物種多樣性下降的結果，會讓植物對於病蟲害等危害的抵 抗力下降，也會對相關的動物族群產生負面的影響 (林憲德，2007)。舉例而言，
美國原有至少 650 種以上的原生樹木，但其中有 9 種樹木佔了行道樹與公園樹的 75%；而目前台灣景觀樹則是以原生種的小葉欖仁 (Terminalia mantaly) 及外來種 的黑板樹 (Alstonia scholaris) 及南洋杉科 (Araucariaceae) 居多的情況 (林憲德，
2007)。
由於綠地不足、人口與建築過於集中及人工發散出的熱能所形成的熱島效應，
使得都市區域出現暖化的現象，讓都市中植物的新葉萌芽期和花期提前，落葉時 間卻比周遭鄉村落葉的時間更晚 (Sukopp, 1998)，這樣的現象對於以植物為食物、
棲息來源之野生動物將產生一定的影響。陳姿今 (2005) 在高雄市之都市公園中，
發現在木本植物的盛葉花現期與開花結果期的兩個物候期間，特定的鳥類物種密 度有顯著提高的情況。
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四、都市化對野生動物之影響
都市化對棲地造成的破壞，以及道路、混凝土建築物的興建，環境劇烈的改 變對都市野生動物群落的結構產生了極大的影響。原生的專一性物種 (specialist) 在都市化的過程中逐漸被外來的普及性物種 (generalist) 所取代 (Pickett et al., 2008)。舉例而言，在美國馬里蘭州哥倫比亞的一個新城鎮建立後，與農業相關的 鳥類物種如白喉鶉 (Colinus virginianus) 和北美斑鳩 (Zenaida macroura)，被椋鳥 科 (Sturnidae) 和家麻雀 (Passer domesticus) 這些都市化前並未出現的鳥類物種 所取代 (Hough, 1995)。
雖然在都市地區的自然掠食者密度可能較鄉村棲地來得低，但在都市地區的 野生動物所面臨到的實際捕食壓力卻可能因人類寵物數量增加而提高。Koenig et al. (2002)的研究指出，影響都市中爬蟲類生存率的主要因子，已不再是棲地損失 及棲地破碎化的影響，而是野生或家庭豢養的貓狗。這顯示出都市區域中原有的 肉食動物及猛禽數量減少或消失，而與人類活動密切相關的貓狗便成為主要城市 中主要的掠食者。許多研究記錄野生與家庭貓狗，在都市區域對鳥類、哺乳類與 爬蟲類的高捕食率，導致死亡率提高、生存率下降，進而對其族群有著顯著的負 面影響 (Koenig et al., 2002; Woods et al., 2003; Marzluff et al., 2008)。
由掠食者的變化，可發現居住在都市地區的野生動物，要面對一系列不同於 在鄉村地區所面臨的新壓力，這些壓力與破碎化的棲地同時對牠們的生活造成了 實質上的限制，使得牠們被迫改變自身的行為 (如活動的時間與空間) 以及生活史 的策略調整 (Ditchkoff et al., 2006)，以適應都市化的環境。都市野生動物行為的變 化，由於都市地區的人類活動傾向在日間最為頻繁，使得某些物種會轉變成在凌 晨或黃昏時進行牠們的活動，或在某些特殊的案例中會變成夜行性 (Ditchkoff et al., 2006)。大型掠食者若持續在都市生態系統中存在，牠們會為了避免人類活動的 干擾而調整活動的時間，並減少在日間的活動，這樣的調整行為表面上看起來無 害，但若假設都市區域的獵物可得性與鄉村地區相似，在有限的日間活動時間中，
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掠食者鎖定並捕捉獵物的成功機率可能因此而降低，進而對大型掠食者的覓食、
繁殖、環境與個體健康狀態產生負面的影響 (Ditchkoff et al., 2006)。
另外，都市壓力會對都市野生動物的繁殖產生許多無法預期的影響。產生壓 力的來源包括人為活動所產生的干擾，如熱、噪音、汙染及其他能影響繁殖的因 子，像是繁殖的時間、作為食物來源的垃圾量及取得交配的機會 (Ditchkoff et al., 2006)。舉例而言，都市地區的佛州灌叢鴉 (Aphelocoma coerulescens) 可能會比正 常提早三個禮拜就開始繁殖。這可能是因為鳥食 (bird seed) 及其他人類提供之食 物的可得性增加，被佛州灌叢鴉視作是繁殖適當時機來臨的線索，從而使得繁殖 時間產生變化 (Ditchkoff et al., 2006)；而家麻雀的交配季節也會因人造燈光而提早 開始發生 (Sukopp, 1998)。
另一方面，都市所產生的污染也會影響都市中野生動物的生存。在都市中紅 狐 (Vulpes vulpes) 體內發現高度集中的有機氯汙染物，且此種汙染會導致的成年 雄性紅狐的高死亡率，這是由於雌性紅狐可藉由分泌乳汁傳遞汙染物至後代，減 少了體內汙染物的負荷，而雄性沒有管道來減少牠們體內汙染物的緣故 (Dip et al., 2003)。雖然母親傳遞汙染物使得嬰兒相對成年者暴露在更多的汙染物之下，但他 們並沒有評論這種情形對幼年的影響，由此可看出，汙染在都市環境中對野生動 物能造成有害的影響，但其作用於族群的方式會依物種及汙染物種類而有所不同 (Ditchkoff et al., 2006)。除了有機汙染物，研究亦發現在都市中的家麻雀，體內含 有重金屬銅、鉛及鋅的濃度，顯著高於鄉村地區 (Swaileh and Sansur, 2006)；都市 中野鴿 (Columba livia) 體內含有重金屬鎘及鉻的濃度亦顯著高於國家公園內野鴿 體內含有的重金屬濃度，且由於野鴿於地上覓食種子的習性，造成野鴿體內重金 屬含量高於其他鳥類 (Burger and Gochfeld, 1999)。體內重金屬含量高的大山雀 (Parus major)，其免疫系統的反應低於重金屬含量較低者，顯示重金屬汙染會壓制 鳥類免疫系統的功能 (Snoeijs et al., 2004)；而暴露在高汙染濃度下的雄性大山雀，
另一方面，都市所產生的污染也會影響都市中野生動物的生存。在都市中紅 狐 (Vulpes vulpes) 體內發現高度集中的有機氯汙染物，且此種汙染會導致的成年 雄性紅狐的高死亡率，這是由於雌性紅狐可藉由分泌乳汁傳遞汙染物至後代，減 少了體內汙染物的負荷，而雄性沒有管道來減少牠們體內汙染物的緣故 (Dip et al., 2003)。雖然母親傳遞汙染物使得嬰兒相對成年者暴露在更多的汙染物之下，但他 們並沒有評論這種情形對幼年的影響，由此可看出，汙染在都市環境中對野生動 物能造成有害的影響，但其作用於族群的方式會依物種及汙染物種類而有所不同 (Ditchkoff et al., 2006)。除了有機汙染物，研究亦發現在都市中的家麻雀，體內含 有重金屬銅、鉛及鋅的濃度，顯著高於鄉村地區 (Swaileh and Sansur, 2006)；都市 中野鴿 (Columba livia) 體內含有重金屬鎘及鉻的濃度亦顯著高於國家公園內野鴿 體內含有的重金屬濃度，且由於野鴿於地上覓食種子的習性，造成野鴿體內重金 屬含量高於其他鳥類 (Burger and Gochfeld, 1999)。體內重金屬含量高的大山雀 (Parus major)，其免疫系統的反應低於重金屬含量較低者，顯示重金屬汙染會壓制 鳥類免疫系統的功能 (Snoeijs et al., 2004)；而暴露在高汙染濃度下的雄性大山雀，