行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告
土地利用變遷對海岸環境敏感區之衝擊研究
The impact of LUCC on environmental sensitive areas
計畫編號：NSC 90-2621-Z-002-019
執行期限：90 年 8 月 1 日至 91 年 7 月 31 日
主持人：蔡博文 台灣大學地理環境資源學系
計畫參與人員：許家成、鄭踴謙、李介中
台灣大學地理環境資源學系
一、中文摘要 海岸地區兼具海陸生態體系特色，是 海洋生物種類最繁雜也是海洋生物力最高 的地區，因此海岸地區的自然資源除具有 高度經濟生產力外，並具有國土保安、環 境保護、觀光遊憩、及學術研究等重大價 值。而海岸地區的自然資源具高度敏感性 與脆弱性，一經破壞，除了難以復原外， 並且降低生產力，甚至造成海岸環境災 害，影響海岸生態體系的平衡。近年台灣 地區為了追求高經濟成長，土地開發利用 的壓力大增，尤其海岸地區等邊際土地更 成為注目的焦點，土地使用的種類、型態 與強度不斷的改變，影響海岸地區的自然 資源保育及生態體系的平衡甚鉅，本研究 從土地利用變遷的分析著手，以張長義與 蔡博文等（1995）所調查的環境敏感區— 濕地及內政部國土利用調查資料為基礎， 探討海岸環境敏感區所承受的衝擊及其變 遷的趨勢。五十二甲濕地、蘭陽溪口濕地、 竹安濕地、高美濕地，是屬於土地利用類 型比較複雜的地區，涵蓋有四種土地利用 類型，從濕地面積的增減與轉變的變遷趨 勢值來看，蘭陽溪口濕地及竹安濕地內濕 地面積減少且土地利用變化趨勢較多樣 化，而五十二甲濕地及高美濕地，濕地土 地利用面積增加，變化趨勢上傾向於濕地 土地利用類型。單純土地利用的海岸濕地 研究區，大肚溪口、北門、七股、永安等 濕地面積增加，且變遷趨勢值均大，顯示 該濕地保存良好，而鰲鼓、新塭、好美寮 則濕地面積減少，變遷趨勢值低，顯示該 地區濕地有減少的現象。 關鍵詞：海岸環境敏感區、土地利用變遷、 地理資訊系統 ABSTRACTThis study investigates the impact of land use/cover change (LUCC) on environmental sensitive areas - wetland in coastal areas. Environmental sensitive areas were identified by Chang and Tsai et al. (1995). Aerio photos were used to collect and update environmental sensitive areas and land use data in coastal area. Land cover change was delineated by using the National land use survey data and data interpreted from aero photos which was taken in 2000. Basic statistics and Markov Chain model were employed to evaluate the change of wetland. Results show that only 3 out of 12 reveal slightly decrease both on areas and change tendencies. It indicates that the conservation of environmental sensitive areas works quite successfully during this time period.
Keywords: environmental sensitive areas,
land use/cover change(LUCC), geographic information system(GIS) 二、緣由與目的 海岸地區兼具海陸生態體系特色，是 海洋生物種類最繁雜也是海洋生物力最高 的地區，因此海岸地區的自然資源除具有 高度經濟生產力外，並具有國土保安、環 境保護、觀光遊憩、及學術研究等重大價 值。而海岸地區的自然資源具高度敏感性 與脆弱性，一經破壞，除了難以復原外， 並且降低生產力，甚至造成海岸環境災 害，影響海岸生態體系的平衡。近年台灣 地區為了追求高經濟成長，土地開發利用
的壓力大增，尤其海岸地區與山坡地等邊 際土地更成為注目的焦點，土地使用的種 類、型態與強度不斷的改變，影響海岸地 區的自然資源保育及生態體系的平衡甚 鉅。其中海岸環境敏感區（包括濕地、沙 丘、沙洲、潟湖）由於其資源的敏感性， 尤其必須加以特別的關注，而海岸環境敏 感區除了直接的開發破壞外，鄰近區域或 河流上游土地利用的改變也直接或間接對 其造成嚴重威脅，由於土地利用的影響屬 於隱性衝擊（implicit impact），鮮少受到 政府相關單位與學者的正視，因此本研究 擬從土地利用變遷的分析著手，以張長義 與蔡博文等（1995）所調查的環境敏感區— 濕地及內政部國土利用調查資料為基礎， 以 2000 年所拍攝的航空照片來判釋現今的 土地利用狀況，進而探討探討海岸環境敏 感區內的土地利用變遷及其所承受的衝 擊。 三、研究方法 濕 地 資 料 取 自 張 長 義 與 蔡 博 文 等 （1995）所調查的環境敏感區（包括濕地、 沙丘、沙洲、潟湖）資料庫，配合該時間 點的土地利用資料取自民國八十一至八十 四年內政部所進行的國土利用調查，現今 的土地利用資料則以 2000 年所拍攝的航空 照片，經過掃瞄、正射處理、糾正處理、 土地利用類型判釋及數化等程序獲得，研 究區總共涵蓋 40 餘張航空照片。 分析方法首先運用基本統計方法分析 各濕地範圍內土地利用類型的變遷，土地 利用類型分為濕地及水域、水稻田、旱作 地、建地及其他，進一步以馬可夫鏈模式 （Markov Chain model）（Boerner, et al., 1996 and Muller, et al., 1994）進行變遷趨勢 (change tendency)分析。馬可夫鏈模式是以 演變或然率矩陣（Transitional Probability Matrix）來量化兩個時間點間的事物演變， 然後利用矩陣運算定律來推演後續的變遷 趨勢。這個方法國內已有 Tsai et al. (1997) 運用於土地利用變遷的研究。 四、結果與討論 結果顯示宜蘭縣五十二甲濕地，濕 地面積增加 306,002 平方公尺。水稻面積減 少 124,784 平方公尺。建地面積減少 16,080 平方公尺。其他面積減少 165,138 平方公 尺。 蘭陽溪口濕地，濕地面積減少 550,954 平方公尺，水稻面積增加 266,672 平方公 尺。建地面積增加 32,776 平方公尺。其他 面積增加為 251,506 平方公尺。 宜 蘭 縣 竹 安 濕 地 ， 濕 地 面 積 減 少 42,180 平方公尺，2000 年面積為 6,322,704 平方公尺。水稻面積增加 10,9801 平方公 尺。建地面積增加 22,122 平方公尺。其他 面積減少 88,648 平方公尺。 台 中 縣 高 美 濕 地 ， 濕 地 面 積 增 加 134,293 平方公尺。水稻面積減少 23,045 平 方公尺。建地面積減少 9938 平方公尺。其 他面積減少 10,1311 平方公尺。 台中縣大肚溪口濕地，為本研究十二 個濕地研究範圍最小的濕地。研究範圍內 僅有兩種土地利用類型的分佈，其面積並 無太大的變化。 嘉義縣鰲鼓濕地濕地面積減少 20,480 平方公尺。其他面積 20,481 平方公尺。區 內無水稻及建地土地利用類型。 嘉義縣新塭濕地濕地面積 9570 平方公 尺。其他面積增加 9638 平方公尺。 嘉 義 縣 好 美 寮 濕 地 濕 地 面 積 減 少 14,5795 平方公尺。水稻面積減少 7014 平 方公尺。建地面積減少 18,958 平方公尺。 其他面積增加 17,1744 平方公尺。 台南縣北門濕地，濕地面積增加 1469 平方公尺。其他面積增加 112 平方公尺。 此區無水稻及建地土地利用類型。 台 南 縣 七 股 濕 地 ， 濕 地 面 積 增 加 2,391,487 平方公尺。水稻面積減少 19,544 平方公尺，。建地面積則維持不變。其他 面積則減少 237,1943 平方公尺。 台南市濕地，濕地面積減少 28,6851 平方公尺。無水稻及建地土地利用類型。 其他面積則大幅增加 28,9020 平方公尺。 高 雄 縣 永 安 濕 地 ， 濕 地 面 積 增 加 22,746 平方公尺。無水稻及建地面積。其 他面積減少 19,546 平方公尺。 從各研究區內濕地面積的變遷趨勢值 觀之，台中縣高美濕地、台中縣大肚溪口 濕地、高雄縣永安濕地其濕地呈現穩定的 趨勢，其值趨近於 1，這四個研究區之中，
大肚溪口濕地及永安濕地研究區內土地利 用僅有濕地及其他兩種土地利用類型，因 此 1995 年至 2000 年時間內，其區內土地 利用從面積來看皆是由其他類型轉變成濕 地類型，因此就轉變趨勢而言，濕地類型 變遷趨勢值趨近 1。高美濕地及台南市濕 地，區內土地利用並非僅有兩種，從區內 土地利用類型轉變成其他土地利用類型的 面積觀之，以高美濕地為例，1995 年為水 稻、建地、其他類型，2000 年轉變為濕地 的面積分別為 23,045、9,938、101,310 平方 公尺，而 1995 年為濕地，2000 年仍為濕地 的面積為 2,675,664 平方公尺。轉變成為濕 地的面積總和為 2,809,957，相較於轉變為 水稻、建地、其他的面積具有相當大的差 異，因此其變遷趨勢值計算結果趨近於 1， 也說明其土地利用變化以濕地類型呈現穩 定成長。台南市濕地，也有類似情形。 高變遷趨勢值的濕地尚有，台南縣七 股濕地（0.975）、台南縣北門濕地（0.974）、 宜蘭縣五十二甲濕地（0.953），三個濕地 變遷趨勢值皆在 0.9 以上，以面積及變遷趨 勢值觀之，此三個研究區內的濕地呈現增 加成長的趨勢。 宜蘭縣竹安濕地（0.377）、宜蘭縣蘭 陽溪口濕地（0.144）、嘉義縣鰲鼓濕地 （0.113）三個研究區是變遷趨勢值低的研 究區，以馬可夫過程學理探討，變遷趨勢 值低的原因可能為該地該類型土地利用所 佔的比重低且該類型土地利用無變化，或 者是該地土地利用轉變時，轉變成為該類 型的土地利用機率較低，而該類型土地利 用反而轉變成為他種土地利用類別。宜蘭 縣竹安濕地、宜蘭縣蘭陽溪口濕地及嘉義 縣鰲鼓濕地研究區內，濕地面積均為研究 區內最大的土地利用類型，但是土地利用 轉變時，則轉變成為濕地的土地利用比較 少，使得變遷趨勢值較低。 嘉義縣新塭 濕地及嘉 義縣好美寮濕 地，變遷趨勢值趨近於 0，原因為該地區濕 地土地面積 1995 年至 2000 年分別減少 9,570 與 265,958 平方公尺，幾乎大部分土 地利用面積皆轉換成其他土地利用類別， 使得其他類型變遷趨勢值趨近於 1。 以整個研究而言，海岸濕地可分為土 地利用類型複雜及單純兩種，五十二甲濕 地、蘭陽溪口濕地、竹安濕地、高美濕地， 是屬於土地利用類型比較複雜的地區，涵 蓋有四種土地利用類型，在濕地面積的增 減與轉變的變遷趨勢值來看，蘭陽溪口濕 地及竹安濕地內濕地面積減少且土地利用 變化趨勢較多樣化，而五十二甲濕地及高 美濕地，濕地土地利用面積增加，變化趨 勢上傾向於濕地土地利用類型。單純土地 利用的海岸濕地研究區，大肚溪口、北門、 七股、永安等濕地面積增加，且變遷趨勢 值均大，顯示該濕地保存良好，而鰲鼓、 新塭、好美寮則濕地面積減少，變遷趨勢 值低，顯示該地區濕地有減少的現象。 五、計畫成果自評 海岸濕地是海岸環境敏感區中對生態 環境影響最劇的區域，過去研究中對於濕 地的研究不在少數，也都有豐碩的成果， 但是鮮少有進行時間序列的追蹤研究。本 專題研究計畫以濕地調查資料，配合兩次 土地利用資料，進行濕地與土地利用變遷 的分析，瞭解濕地的消長以及其變遷趨 勢，對於海岸濕地的保育有實質的貢獻。 研究中由於航空照片覆雲量及拍攝時間等 因素的限制，無法對原來調查的 22 處濕地 全部進行分析，實為美中不足之處，近期 的未來，在經費及人力許可下，可採實地 調查方法，繼續完成所有濕地的變遷分析。 其次，濕地的變化必定存在自然或人 為的影響因素，本研究在時程的限制下， 無法同時進行變遷驅動力（driving forces） 的分析，未來可以就本年度分析的成果， 繼續進行變遷驅動力的探究。 六、參考文獻
Boerner, Ralph E., DeMers, Michael N., Simpson, John W., Artigns, Franciso J., Silva, Alejandra, and Berns, Leslie A., 1996, “Markov Models of Inertia and Dynamism on Two Contiguous Ohio Landscapes”, Geographical Analysis, 28(1):56-66.
Muller, Michael R. and Middleton, John, 1994, “A Markov Model of Land-Use Change in the Niagara Region, Ontario, Canada”, Landscape Ecology, 9(2):151-157.
Tsu-Jen, 1997, "Spatial Analysis in GIS-the Land Use Changes in the Coastal Area of Yunlin County, Taiwan", Journal of Geographical Science, No.23, PP.1-12. 張長義，蔡博文等，民 84，海岸濕地、沙 丘、沙洲與潟湖敏感地區之調查研究 --台灣西部海岸資源調查與環境影響 因子分析探討，環保署研究報告 梁蘄善，民 74，地理學計量分析，中國文 化大學出版部。
