1978-2004 年防風林空間變遷機率分析與模擬

一、防風林空間變遷機率分析

為了分析 1978 至 2004 年之研究區內防風林與各土地利用之間的關連性，

與推估其他土地利用轉變為防風林之空間變遷機率，同樣選擇以 1978 年之海拔 高、坡度、距農地距離、距建地距離、距水體距離、距道路距離、距沙地及距空 /草地距離（圖 3-1 至 3-6）等 8 項環境影響因子當作放入模式之解釋變數，另同 樣以防風林之土地利用型態是否產生轉作為自變數。取樣之方式則一樣採用分層 隨機取樣，並與前兩期相同，為了避免防風林轉變為其他土地利用及防風林未轉 變之樣本數比例差異過大，而使得模式的運算結果產生誤差，因而從總樣本點數 中整理出1978年至2004年間維持為防風林之土地利用型態的有效樣本1198點，

以及由防風林轉變為其他土地利用型態之有效樣本1198 點，兩者合計有效樣本 共有 2396 點，據此同樣放入統計軟體 SAS 中進行 Logit 迴歸模式分析，並經過 最大概似法後所得到之分析結果如表3-7。

據表 3-7 之 Logit 回歸模式分析結果顯示，海拔高、坡度、距農地距離、距建 地距離、距水體距離、距道路距離及距沙地距離等 6 項解釋變數之Waldχ²，分 別為 96.4311、5.6266、47.9814、40.4752、42.9781 及 96.3605，均達顯著水準，

顯示出此 6 項解釋變數對於防風林具有顯著的影響力，故可以納入模式之中，至 於坡度及距建地距離這兩項項解釋變數，因未達到顯著水準故不納入模式之中。

而在模式適合度之卡方檢定方面，模式整體解釋變數之對數概似率為 298.803，

在自由度為 6 時，對應變數的解釋能力達到顯著數水準（表 3-8），顯示出此模式 可有效呈現出防風林之空間分佈情形。

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表3-7 1978-2004 年防風林變遷之 Logit 回歸模式分析結果 解釋變數 系數估值

Wald

Pr.

常數項 0.1966 1.9803 0.1594 海拔高 0.1233 96.4311 0.0001 坡度 0.0214 5.6266 0.0177 距農地 -0.00760 47.9814 0.0001 距水體 0.00200 40.4752 0.0001 距道路 -0.00235 42.9781 0.0001 距沙地 -0.00204 96.3605 0.0001

表3-8 整體模式適合度檢定

卡方值 298.803

自由度 6

P 值 0.0001**

** 於5%顯著水準下，極為顯著。

據表 3-7，可以利用各解釋變數的係數大小與正負號，對於 1978 年至 2004 年其他土地利用型態對於防風林的影響關係做出以下解釋：

（一）海拔高：隨著海拔高的增加，則防風林越容易形成；反之，海拔 越低則對防風林之形成越不利。

（二）坡度：隨著坡度的增加，防風林較易形成。

（三）農地：距離農地越近，則防風林形成之機率越大；反之，距離農 地遠，則防風林不容易形成。

（四）水體：距離水體越遠，則變遷為防風林之機率越大；反之，離水 體越近，防風林越不易形成。

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圖3-25 防風林預測變遷機率圖

為進行模式之驗證，與前兩期同，本研究將此期預測出來之防風林變遷機率 分佈圖與2004 年實際防風林分佈圖進行套疊，並藉由此套疊圖評估模式預測之 準確度，套疊結果如圖3-26，圖中紅色區塊為預測變遷機率值為 0.5 至 1.0，即 預測變遷為防風林之機率較高的區域；圖中黃色之區塊則為預測變遷機率值為 0.3 至 0.5 區域；而圖中綠色區塊則為機率值於 0 至 0.3 之區域，即預測變遷為防 風林之機率較低的區域。除套疊圖層外，另將預測變遷機率對應之防風林百分比 進行計算，其結果如表3-9，且與前兩期相同，欲對研究區中各個區域之防風林 真值對應預測變遷機率值進行分析，故使預測變遷機率圖與村界圖套疊，如圖 3-27。

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圖3-26 2004 年防風林真值對應預測變遷機率圖

表3-9 變遷機率與 2004 年防風林真值百分比

變遷機率

2004 年防風林百分比

0.0-0.3 9%

0.3-0.5 27%

0.5-1.0 64%

圖3-27 2004 年防風林真值對應預測變遷機率圖與村界圖

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由圖3-27 中可以看出，預測變遷機率對應到 2004 年真實防風林之分佈位置 後，變遷機率值高於0.5 且與真實防風林之空間分佈位置大多相符的區域，有內 海村、北港村、保障村、草漯村、樹林村、富林村、觀音村及大潭村。其中，北 港村、保障村草漯村、樹林村、富林村及觀音村內防風林真值所對應的預測機率 幾乎為0.5 以上；而內海村、南港村、白玉村及大潭村中預測機率值顯示為 0.5 以上的也有超過半數，只有部分區域之防風林位置是落於0.3 以下，可看出此期 防風林之預測情況良好。再者，藉由表3-9 可以了解模式預測機率對應到防風林 真值之後防風林所佔之百分比，其於預測變遷機率值為0 至 0.3 之間時，防風林 所佔百分比為9%；預測變遷機率值為 0.3 至 0.5 時，其所佔之防風林百分比為 27%；預測變遷機率值為 0.5 以上時，其所佔之防風林百分比則有 64%，若以預 測變遷機率值0.3 以上來看防風林之所佔百分比的話，此期之模式預測準確率約 可達到91%，顯示模式預測準確度非常良好。

二、未來防風林空間分佈情形模擬預測

與前兩節相同，本研究利用馬可夫模式所預測出之未來各土地利用型態面積 百分比，與應用 Logit 模式分析出之變遷機率圖互相結合，則可得到未來防風林 分佈之預測圖。依據圖 3-25 所得到的變遷機率值，比較不同地點之機率值的相 對大小，以決定土地利用變遷的位置，直至其面積與馬可夫模式所得之預測面積 相同為止，便可以推估防風林之分佈情形。本研究除希望看出未來防風林空間分 佈狀態之外，亦希望能比較其減少區域之範圍，故使用馬可夫模式預測出之 2030 年與 2108 年之資料，並結合 Logit 模式 1978 年至 2004 年預測之變遷機率圖進 行防風林未來空間分佈預測，其結果如圖 3-28 及圖 3-29 所示。

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圖 3-28 2030 年之防風林分佈預測圖

圖 3-229 2108 年之防風林分佈預測圖

圖 3-30 2030 年至 2108 年間防風林減少之預測區域

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圖 3-28 及圖 3-28 中可見無任何自然環境或人為因子之干擾下，未來防風 林可能之空間分佈情形，其面積明顯地比 1978 年或 2004 年之防風林面積減少許 多，約從研究區總面積之 13%降至 8%，此外，過去沿海綿延連貫之防風林帶呈 現破碎化分佈趨勢，甚至部份沿海區域的防風林將消失不見。另外，比較 2030 年至 2108 年間預測防風林減少之區域範圍，結果如圖 3-30 所示。從圖 3-30 中 可看出，當土地利用變遷之情形已達至穩定狀態，且無任何新的干擾因素出現時，

隨著時間的演替，防風林確實有逐漸減少的趨勢，且圖中紅色之預測減少範圍較 多的部分靠近觀音工業區一帶。

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風林真值有較多部分是於 0.3 以下，但從預測變遷機率值對應防風林真值分佈百 分比來看，於變遷機率 0.3 以上之防風林百分比尚佔 58%。因此，此期之模式預 測準確率尚佳。此預測變遷機率圖與馬可夫模式結果互相結合，推估 2034 年及 2104 年之防風林分佈情形，其結果顯示防風林有減少且更為破碎之趨勢，而 2034 年至 2104 年預測減少之防風林區域範圍以內海村、樹林村及白玉村一帶較為明 顯。

（三）1978 年至 2004 年：

此時期影響防風林變遷之土地利用影響因子，有海拔高、坡度、距農地距離、

距水體距離、距道路距離、距沙地距離及距草空地距離等 6 項，而依據 Logit 迴 歸分析結果可得知，當海拔越高、離水體、草空地越遠，離農地、道路及沙地越 近時，防風林形成之機率越大。與前之影響因子相做比較時，可發現對於 1978 年至 2004 年這段期間，其坡度對於防風林之影響較小即影響並不顯著，故於此 期中無法納入模式裡。

而在此期之預測變遷機率圖部分，各區域之防風林真值對應到變遷機率時，

變遷機率為 0.3 的地方都有超過半數以上。而變遷機率對應到防風林真值之百分 比時，其變遷機率於 0.3 以上所佔防風林之比率可達到 91%，可見模式預測準確 率相當良好。此期預測之變遷機率結合馬可夫模式結果，推估 2030 年及 2108 年之防風林分佈情形，其結果顯示防風林確實有減少之趨勢，並會變得更破碎。

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