海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例 - 政大學術集成
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(2) 謝誌 多年求學的過程並非一路順遂，能夠進入政大靠的是不斷的努力與不服輸決 心，以及森田老師曾說「停下來休息、沉澱，才會有走下去的力量」；而當我迷 惘時，小蘭老師一句「卸下自己身上的包袱」，讓我突然知道該怎做，這兩句話 在我研究所求學的過程中，不時地提醒自己。 當論文題目與氣候變遷、土地利用變遷相關時，知道自己對於該領域所具備 的專業知識與工具相當不足，一切都需要重新摸索、學習。研究的過程中，從開 始的新鮮有趣、疑惑、茫然、慌張與失望，一直到完成論文的喜悅與如釋重負， 靠著是相信自己絕對做得到的信念，完成了從前未曾接觸過的領域，都須感謝一 路陪伴在身旁的每個人，你們都是我的天使與明燈。 感謝親愛的恩師 小蘭老師，從您身上我學到對學術研究的嚴謹態度、認真 的教學態度，以及做人處事的道理。由衷地感謝您這一年多對我的照顧，關心我 的學業，總會不時提醒改修正的地方，以及提點我應該要檢討的地方，同時對於 我的生活及感情也會適時的關心，就像呵護自己的小孩一樣細心，您扮演著我人 生中的嚴師與慈母。研究上，總是給我自由發揮的空間，讓我盡情地去思考與摸 索，每次的討論都可以激發出不同的想法；當我疑惑、慌張時，您總會將我引導 到正確的方向；每次當我想放棄、換題目時，尚未開口，您就可以讓我開心地繼 續研究下去；而我有甚麼新發現時，您會笑得比我還開心。因為有您使我在研究 的過程中感到安心，謝謝您！ 同時，感謝口試委員林裕彬老師與詹士樑老師，謝謝您們的肯定、指正及建 議，讓我的論文更臻完整，以及黃書禮老師資料上的提供，感謝老師們在我旁聽 課程中的照顧與關懷，過程中讓我成長許多。 研究過程中，謝謝我的 GIS 達人軍團虹瑩、郁晴、宗達、幸宜、阿瑪、奧莉 薇、安晴及映辰學長、俊夆學長，感謝你們撥空耐心的每個步驟慢慢教我，才讓 我可以順利完成，你們真的很強很威！ 回顧研究所的時光，妍汎，謝謝你一路上的陪伴與鼓勵，不時提醒著迷糊的 我應該要做些甚麼，謝謝你對我動作慢的包容；甲和杰廷謝謝你們隨時作為我的 後盾，每次有甚麼需要，只要一通電話你們就會立刻幫忙；Paul 感謝你隨時提供 老師的動態資訊及英文摘要的修改；以及小黑、志文、小樹學長，感謝你們在期 初期末對論文的建議及指正，與平日的論文輔導，給予我許多思考的方向。研究 室內的老王、泳泳、汝汝、于芳、小猴、馬夫、俊鈞、展豪、阿萌、眉毛、阿傑、 乙及所有人，謝謝你們總是帶給研究室歡樂又溫馨的氣氛；還有我最愛的死黨雅 婷、小盈、靜如謝謝這段期間的打氣，三不五時的關心，讓我倍感溫暖，謝謝你 們！ 特別感謝陪我繞台北都會區一圈的胖盈竣、帥至翰及可愛的哈哈，謝謝你們 撥空帶我跑盡每個戶政事務所抄寫謄本，這是個艱鉅又有趣的工作，感謝你們能 隨時隨地支援我！最後，感謝家人支持與鼓勵，以及乖乖、牛牛、寶寶、貝貝及 班班，陪伴我那時常抓狂的研究時光，謝謝你們！ 於綜院圖書館 2010.09.01. 立. 政 治 大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v.
(3) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例 . 摘要 IPCC 於第四次報告書中，模擬氣候持續暖化預測未來海平面上升之情形， 而海平面上升對於人口集中的台北都會區將產生莫大之衝擊，同時亦會造成土地 利用變遷。本研究目的在於探討海平面上升對台北都會區土地利用變遷之影響， 以及受淹沒地區之人口未來可能之遷移區位，主要係從社會經濟發展層面進行分 析。運用二元羅吉斯迴歸模式並結合土地利用轉換與影響模型（CLUE-s） ，以四 種不同情境模擬土地利用變遷之情況，其情境分別為海平面上升 59 公分管制農 林地與不管制，以及海平面上升 100 公分管制農林地與不管制。. 治 政 張的形式，對農林地產生變遷之壓力；而於同一海平面上升水平下，針對農林地 大 立 進行管制，其建地之發展會較為集中於都市計畫地區範圍內，且多數人口亦將遷 研究結果顯示，海平面上升之情形越嚴重，未來的都市建地發展會越趨向擴. ‧ 國. 學. 移至此，容易形成人口壓力。此外，土地利用變遷模擬所得之新增建地部分，於 情境 A、C 下足以容納受影響之人口，但情境 B、D 則不足以容納，皆會對台北. ‧. 都會區產生容受力之問題，產生累計人口超過計畫人口之現象。因此，建議未來 政府於都市發展上，可調整都市計畫內之土地使用強度或都市範圍，也可利用都. Nat. sit. y. 市更新之方式減少新的土地開發；此外，從國家層級分析，未來的國土計畫法於. 進行分類分級，以做為未來土地利用發展之引導。. n. al. Ch. engchi. er. io. 立法上，亦可將更多氣候變遷相關影響因子納入四大功能分區，透過適宜性分析. i n U. v. 關鍵詞：海平面上升、土地利用變遷、人口遷移、二元羅吉斯迴歸、CLUE-s.
(4) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例 . The influence of sea level rise on land use changes and population migration ─ A study of Taipei metropolitan area Abstract The 4th IPCC report simulated climate warming and predicted future sea-level rise scenarios. A sea level rise will have a great impact on the population of the Taipei metropolitan area, and it will also produce land-use changes. The purpose of this study is to research the impact of sea level change on land use changes and population migration in Taipei metropolitan, and the areas that will be immigrated by the flooded areas. The method used includes binary logistic regression model combined with Conversion of Land Use and its Effects Model (CLUE-s). Setting the sea-level rise. 政 治 大 The results show that the higher sea level rises, the more transformation 立 towards urban development in the future, and the higher sea level will also pressure and regulating agricultural land, forest land of the four simulated situations.. ‧ 國. 學. agriculture and forestry changes. As a result of population pressure on Taipei metropolitan area, the same level of sea-level rise for the regulation of agriculture and. ‧. forestry land, the development of building sites and population migration will be more. y. Nat. concentrated on urban planning areas. In addition, the simulation of land use change. sit. generated new building sites, sufficient enough to accommodate the affected. al. er. io. population under A and C simulated situations, but B and D couldn’t generate such. v i n C h that the government Therefore, this thesis suggests e n g c h i U adjust the intensity of land use in urban development, urban areas and urban renewal of urban planning. In n. results. Instead, it will generate a carrying capacity issue.. addition, the analysis from the national level, the future legislation of Land Planning Act should include the relation of climate change impact factors as a consideration of future land use development.. Keyword: Sea-level rise, land use change, population migration, binary logistic regression, CLUE-s .
(5) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例. 目錄 第一章. 緒論. 第一節. 研究動機與目的........................................................................................ 1. 第二節. 研究範圍與內容........................................................................................ 4. 第三節. 研究方法與流程........................................................................................ 8. 第二章. 文獻回顧. 第一節. 海平面上升之形成與衝擊...................................................................... 11. 第二節. 氣候變遷空間規劃.................................................................................. 14. 第三節. 土地利用變遷相關理論.......................................................................... 20. 第四節. 土地利用變遷模擬.................................................................................. 27. 第五節. 小結.......................................................................................................... 33. 第三章. 海平面變化分析與台北都會區發展背景. 第一節. 海平面上升之變化分析.......................................................................... 35. 第二節. 台北都會區發展背景分析...................................................................... 38. 第三節. 台北都會區土地利用與計畫發展背景分析.......................................... 45. 第四節. 小結.......................................................................................................... 59. 第四章. 研究設計. 學 ‧. ‧ 國. 立. 政 治 大. er. io. sit. y. Nat. al. 第三節. 土地利用變遷模型模擬設計.................................................................. 75. 第五章. 實證分析. 第一節. 二元羅吉斯迴歸模式分析...................................................................... 83. 第二節. 土地利用變遷模型驗證.......................................................................... 90. 第三節. 海平面上升之土地利用變遷模擬與分析.............................................. 93. 第四節. 海平面上升對台北都會區之衝擊........................................................ 108. 第五節. 小結........................................................................................................ 116. 第一節. n. 第二節. v i n Ch 土地利用變遷驅動力變數...................................................................... 62 engchi U 海平面上升情境模擬.............................................................................. 69. I .
(6) 目錄. 第六章. 結論與建議. 第一節. 結論........................................................................................................ 119. 第二節. 建議........................................................................................................ 123. 參考文獻 .............................................................................................................. 參-1 附錄....................................................................................................................... 附-1. 立. 政 治 大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. II . i n U. v.
(7) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例. 圖目錄 圖 1-1. 研究空間範圍 ........................................................................................... 4. 圖 1-2. 時間範圍示意圖 ....................................................................................... 5. 圖 1-3. 研究流程圖 ............................................................................................... 9. 圖 2-1. 氣候變遷空間規劃五大議題 ................................................................. 15. 圖 2-2. 氣候變遷與調適、政策回應關係圖 ..................................................... 17. 圖 2-3. DPSIR 概念圖 ......................................................................................... 22. 圖 2-4. 土地利用變遷與驅動力間之關聯圖 ..................................................... 23. 圖 2-5. CLUE-s 模式摘要 ................................................................................... 28. 圖 2-6. CLUE-s 模式資訊流程示意圖 ............................................................... 28. 圖 2-7. CLUE-s 模型之空間分派流程圖 ........................................................... 32. 圖 3-1. 基隆觀測站平均潮位變化 ..................................................................... 37. 圖 3-2. 洪水平原敏感地劃設流程 ..................................................................... 41. 圖 3-3. 台北都會區洪水平原敏感地 ................................................................. 43. 圖 3-4. 台北都會區都市計畫範圍圖 ................................................................. 43. 圖 3-5. 位於洪水平原敏感地範圍內的都市計畫土地 ..................................... 43. 圖 3-6. 第一次國土利用調查 ............................................................................. 46. 圖 3-7. 第二次國土利用調查 ............................................................................. 46. 圖 3-8. 1995 年至 2006 年台北都會區土地利用變遷 ...................................... 49. 圖 3-9. 台北都會區都市計畫之計畫人口密度分布圖 ..................................... 55. 圖 3-10. 台北都會區都市計畫之現況人口密度分布圖 ..................................... 55. 圖 3-11. 2006 年都計畫範圍內現況人口超過計畫人口之鄉鎮市/區分佈圖 ... 56. 圖 4-1. 研究設計流程圖 ..................................................................................... 61. 圖 4-2. 1995 年各里平均人口 ............................................................................ 68. 圖 4-3. 1996 二級產業員工 ................................................................................ 68. 圖 4-4. 1996 三級產業員工數 ............................................................................ 68. 圖 4-5. 2006 年各里平均人口 ............................................................................ 68. 圖 4-6. 2006 二級產業員工數 ............................................................................ 68. 圖 4-7. 2006 三級產業員工數 ............................................................................ 68. 圖 4-8. 與建物距離 ............................................................................................. 68. 圖 4-9. 與都市計畫區距離 ................................................................................. 68. 圖 4-10. 與道路距離 ............................................................................................. 68. 立. 政 治 大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. III . i n U. v.
(8) 目錄. 圖 4-11. 與河川距離 ............................................................................................. 68. 圖 4-12. 坡度 ......................................................................................................... 68. 圖 4-13. 高程 ......................................................................................................... 68. 圖 4-14. 情境 A 海平面上升 59 公分 .................................................................. 69. 圖 4-15. 情境 B 海平面上升 100 公分................................................................. 69. 圖 4-16. 情境 A 受海平面上升影響之行政區 .................................................... 74. 圖 4-17. 情境 B 海平面上升影響之行政區......................................................... 74. 圖 4-18. 情境 A 受影響之居住人口 .................................................................... 74. 圖 4-19. 情境 B 受影響之居住人口..................................................................... 74. 圖 4-20. 限制發展區相關圖層 ............................................................................. 76. 圖 5-1. 土地利用變遷模式驗證─模擬 2006 年土地利用 ................................ 90. 圖 5-2. 情境 A 土地利用變遷模擬結果 ............................................................ 94. 情境 C 土地利用變遷模擬結果............................................................. 94. 學. 圖 5-4. ‧ 國. 圖 5-3. 政 治 大 情境 B 土地利用變遷模擬結果............................................................. 94 立 情境 D 土地利用變遷模擬結果 ............................................................ 94. 圖 5-6. 情境 A 整體土地利用變遷 .................................................................. 102. 圖 5-7. 情境 B 整體土地利用變遷................................................................... 102. 圖 5-8. 情境 C 整體土地利用變遷................................................................... 102. 圖 5-9. 情境 D 整體土地利用變遷 .................................................................. 102. 圖 5-10. 情境 A 都市計畫範圍內建地變化 ...................................................... 109. 圖 5-11. 情境 B 都市計畫範圍內建地變化 ....................................................... 109. 圖 5-12. 情境 C 都市計畫範圍內建地變化....................................................... 109. 圖 5-13. 情境 D 都市計畫範圍內建地變化 ...................................................... 109. 圖 5-14. 情境 A 都計範圍內人口增加情形 ...................................................... 110. 圖 5-15. 情境 B 都計範圍內人口增加情形....................................................... 110. 圖 5-16. 情境 C 都計範圍內人口增加情形....................................................... 110. 圖 5-17. 情境 D 都計範圍內人口增加情形 ...................................................... 110. 圖 5-18. 情境 A 都市計畫範圍外建地變化 ...................................................... 112. 圖 5-19. 情境 B 都市計畫範圍外建地變化....................................................... 112. 圖 5-20. 情境 C 都市計畫範圍外建地變化....................................................... 112. 圖 5-21. 情境 D 都市計畫範圍外建地變化 ...................................................... 112. 圖 5-22. 情境 A 北都各地區人口增加情形 ...................................................... 113. 圖 5-23. 情境 B 北都各地區人口增加情形....................................................... 113. ‧. 圖 5-5. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. IV . i n U. v.
(9) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例. 圖 5-24. 情境 C 北都各地區人口增加情形....................................................... 113. 圖 5-25. 情境 D 北都各地區人口增加情形 ...................................................... 113. 立. 政 治 大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. V . i n U. v.
(10) 目錄. 表目錄 表 2-1. 全球氣候變遷空間衝擊特性 ................................................................. 12. 表 2-2. 海平面上升之五種調適作法 ................................................................. 18. 表 3-1. 2090 年至 2099 年間全球平均海平面高度預測 .................................. 36. 表 3-2. 基隆觀測站歷年海平面變動幅度表 ..................................................... 36. 表 3-3. 1998-2009 年台北都會區內各縣市人口統計表 ................................... 39. 表 3-4. 台北都會區產業員工數一欄表 ............................................................. 40. 表 3-5. 洪害平原敏感地與都市計畫土地之分析表 ......................................... 44. 表 3-6. 兩時期土地利用轉移變化表 ................................................................. 47. 表 3-7. 第一次與第二次國土利用現況調查彙整表 ......................................... 48. 表 3-8. 1995 年至 2006 年土地利用變遷轉移矩陣表 ...................................... 50. 表 3-9. 台北市都市計畫地區人口成長趨勢 ..................................................... 51. 表 3-10. 台北縣都市計畫地區人口成長趨勢 ..................................................... 52. 表 3-11. 基隆市都市計畫地區人口成長趨勢 ..................................................... 52. 表 3-12. 都市計畫範圍內現況人口數一欄表 ..................................................... 53. 表 3-13. 2006 年台北都會區內各行政區都市計畫面積、人口一欄表 ............ 57. 表 4-1. 二元羅吉斯迴歸應變項、自變項屬性分析表 ..................................... 62. 表 4-2. 第二、三級產業別之分類表 ................................................................. 65. 表 4-3. 海平面上升淹沒之土地利用表 ............................................................. 71. 表 4-4. 海平面上升與管制政策模擬情境分析表 ............................................. 75. 表 4-5. 限制發展區分佈表 ................................................................................. 77. 表 4-6. 模擬海平面上升時土地利用轉移矩陣設定表 ..................................... 78. 表 4-7. 土地利用轉移彈性表 ............................................................................. 78. 表 4-8. 1995 年至 2006 年各年土地需求表 ...................................................... 80. 表 4-9. 預測未來土地需求之土地利用變遷轉移矩陣 ..................................... 80. 表 4-10. 預測未來土地需求之土地利用變遷轉移矩陣 ..................................... 81. 表 5-1. 1995 年二元羅吉斯迴歸模式檢定表 .................................................... 88. 表 5-2. 2006 年二元羅吉斯迴歸模式檢定表 .................................................... 89. 表 5-3. 2006 年國土利用調查土地利用模式分類驗證表 ................................ 91. 表 5-4. 2006 年起始年與各情境土地利用變遷趨勢對照表 ............................ 95. 表 5-5. 各直轄市/縣市各種土地利用別彙整表 ................................................ 97. 表 5-6. 情境 A-D─2006 與 2099 年土地利用轉移矩陣表 ............................... 99. 立. 政 治 大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. VI . i n U. v.
(11) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例. 表 5-7. 建成地各土地利用別變遷情形 ........................................................... 103. 表 5-8. 轉移為建成地之彙整表─情境 A ........................................................ 104. 表 5-9. 轉移為建成地之彙整表─情境 B ......................................................... 105. 表 5-10. 轉移為建成地之彙整表─情境 C ......................................................... 106. 表 5-11. 轉移為建成地之彙整表─情境 D......................................................... 107. 表 5-12. 人口累計後與都市計畫人口比較彙整表 ........................................... 111. 表 5-13. 台北都會區可容納人口彙整表 ........................................................... 114. 附表 1. 第一次國土利用調查分類系統及重分類表...................................... 附-1. 附表 2. 第二次國土利用調查分類系統及重分類表...................................... 附-4. 附表 3. 海平面上升 59、100 公分對行政區面積與居住人口之影響.......... 附-7. 附表 4. 都市計畫範圍內新增建地可增加容納之人口.................................. 附-8. 學 ‧. io. sit. y. Nat. n. al. er. 附表 6. 政 治 大 都市計畫範圍外新增建地可增加容納之人口................................ 附-10 立. 海平面上升 59 公分台北都會區各情境之人口累計一欄表............ 附-9. ‧ 國. 附表 5. Ch. engchi. VII . i n U. v.
(12) 目錄. 立. 政 治 大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. VIII . i n U. v.
(13) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例. 第一章 緒論 第一節. 研究動機與目的. 一、研究動機 跨國政府氣候變遷專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)與麻省理工學院排放量預測與政策分析模型（Massachusetts Institute of Technology Emissions Prediction and Policy Analysis Model, MIT EPPA）下，均明 確指出人類活動是造成氣候變遷的主要原因之一（IPCC AR4, 2007; Sokolov et al, 2009）。人類活動為了滿足國家與區域間的社會經濟發展，利用開發行為做為促. 政 治 大. 進發展的手段之一，以達到經濟利益。自工業化以來，由於人類對於產業、運輸. 立. 發展等需求，需要大量使用石化燃料及轉變土地利用模式（賴玫錡，2006），此. ‧ 國. 學. 為溫室氣體濃度不斷提升的重要原因之一。. 氣候變遷已真實存在於人類活動的地球系統之中，於氣候上主要係引起大地. ‧. 表面與海水增溫、海平面上升、海水酸化、降雨量巨幅驟變與各地極端事件發生 等變化（Climate Change Synthesis Report AR4, 2007），皆直接衝擊既存於地球中. y. Nat. sit. 的自然環境、生態系統、水、土地、糧食等資源。其中，本研究針對氣候暖化促. er. io. 使極地冰帽覆蓋融化所導致的海平面上升進行探討。海平面上升將使沿海地區海. al. 岸線退縮、低窪地區洪水氾濫、三角洲流域與地勢低漥的島嶼產生的影響最大，. n. v i n 土地利用未來將伴隨海平面上升產生改變，衝擊土地資源，影響人類生存居住的 Ch U i e h n c g 環境。 土地利用變遷係因受到自然環境、社會經濟、計畫環境與立地環境等驅動力 （Driving Forces）所影響，變遷係為滿足人類需求的社會過程。土地利用與時間、 空間尺度因子、驅動力交互作用時，將產生複雜的動態變遷結果。海平面上升可 視作自然環境的驅動力，與土地利用既有的其他驅動力互相影響之下，土地利用 型態將發生改變。 台灣為環海的太平洋島系之一，但因地狹人稠，適合開發利用的土地資源有 限，為滿足人類的經濟、產業、居住活動等需求，造成不適宜開發使用的沿海地 區、低窪地區、河岸等地超限利用，使得許多更為珍貴資源受到破壞，環境更加 脆弱。全球氣候變遷所導致的海平面上升係台灣日益重視的課題之一，視其上升. 1 .
(14) 第一章 緒論. 幅度將對沿海地區、地勢低窪處與河岸兩地產生不同程度衝擊。面對海平面上升， 未來將使該些區域於人口、產業、公共建設、運輸等土地利用受到衝擊，勢必將 影響台灣整體土地利用、規劃，最直接衝擊的即是山坡地、農地等限制發展地區 遭受變更使用，變更後果將使環境恢復力降低，除了導致糧食安全受到影響，更 會使得自然環境破壞、生態資源多樣性減少。 綜觀目前關於氣候變遷研究多以討論氣候暖化為主，對於海平面上升的探討 也僅停留於沿海地區之影響與提出概念化的說明與作法，過去研究議題曾提出海 平面上升對都市內產業別與數量之影響；各產業、人口、與家戶單位對水資源使 用與電能的消耗；都市內主要道路、高速公路等運輸設施影響，以及全球氣候與 環境變遷所造成的環境脆弱，目前此類議題皆廣泛受到探討，但尚未有明確結果。. 治 政 平面上升情形，預測都市土地利用變遷的可能影響與實證分析，對於受到衝擊之 大 立 人口應進行妥善的空間規劃。然而，本研究文獻回顧發現，目前台灣地區對於海. 近日，海平面上升與都市土地利用的影響逐漸受到重視，卻鮮少探討模擬未來海. ‧ 國. 學. 平面上升議題相關研究，仍止步於海岸地區土地利用變遷之原因，缺乏針對都市 內土地利用變遷與預測進行探討，同時也尚未對海平面上升地區之人口遷移層面. ‧. 進行研究，此缺口為本研究主要之研究動機。. y. Nat. 海平面上升對於都市衝擊最為嚴重（Ronald and Michael, 2009） ，國家主要. sit. 社經建設、人口、產業均集中於都市地區，面對未來海平面上升議題，若研究僅. er. io. 停留於探討沿岸地區土地利用的範疇，將無法得知海平面上升對於都市地區的衝. al. n. v i n Ch 應著眼於都市層面。從而進一步探討海平面上升後，對於都市內受淹沒地區之人 engchi U 擊，無法立即反應並擬定相關對策。由此可知，針對海平面上升的相關議題，更. 口遷移之後續配置調整，於政策制定上，應重新檢視計畫內容，諸些議題皆直接 關係都市地區能否永續發展，故值得深入探討。 緣此，本研究將深入探討台北都會區受到海平面上升後之影響，探討哪些區 域的土地將受到淹沒？模擬未來土地利用變遷，分析土地變遷與人口遷移的關聯. 性，探討海平面上升對都會地區產生之衝擊，進一步深入瞭解未來土地利用變遷 後，受到影響的人口應如何妥善配置？以了解海平面上升對都市鄰近範圍的土地 利用變遷情形；於政策層面上，則著重於在滿足社經發展上，於不破壞環境、敏 感地之前提下，針對日後的都市發展政策予以檢討，並提出因應海平面上升之相 關都市發展對策與建議。. 2 .
(15) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例. 二、研究目的 綜合上述研究動機，本研究之目的為以下四點 （一）瞭解造成都市土地利用變遷的各種驅動力 （二）模擬海平面上升的各種程度與農林地管制之情境，預測對未來 2099 年土 地利用變遷的影響情形。 （三）實證分析土地利用變遷後，計算變遷後新增的建地部分可容納多少受淹沒 之居住人口，並探討人口遷移與都市計畫區之容受力之關係。. 立. 政 治 大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 3 . i n U. v.
(16) 一章 緒論. 第二節. 研究範圍 圍與內容. 、研究範圍 圍 一）空間範 範圍 本研究空 空間範圍為台 台北都會區 區，包含台北 北市、台北縣 縣與基隆市 市，針對台北 北都 區沿海、沿岸 岸地區模擬 擬海平面上升 升對土地利 利用變遷情形 形進行探討 討，其空間範 範圍 下圖 1-1。. 立. 政 治 大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 1-11 研究空間 間範圍 資料來 來源：本研究 究繪製 二）時間範 範圍 本研究主 主要係模擬海 海平面上升 升對土地利用 用變遷之影 影響，利用過 過去 1995 年第 年 次國土利用 用現況調查，以及 20066 年第二次 次國土利用現 現況調查， 將台北都會 會區 歷史資料進 進行分析，配 配合 IPCC 預 預測未來一 一百年二氧化 化碳持續排 排放，導致氣 氣溫 升所造成海 海平面上升 59 5 公分之情 情況；此外 外，若考量陸 陸冰融化因 因子，則海平 平面 將可能上升 升至 100 公分 分，時間範 範圍則配合 IPCC I 第四次 次報告書模 模擬至 2099 9年 土地利用變 變遷，其時間 間範圍如下 下圖 1-2。. 4 .
(17) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例. 歷史資料分析. 1995. 預測未來土地利用變遷. 2099. 2006 模擬驗證 2006. 圖 1-2. 時間範圍示意圖. 二、研究內容 根據研究目的，本研究之研究內容包括文獻回顧與整理、土地利用變遷分析 與模型建構之設計，以及實證分析與結論建議，其說明如下： （一）文獻回顧與整理. 立. 政 治 大. 彙整過去海平面上升與土地利用變遷之相關文獻，有助於建構本研究的核心. ‧ 國. 學. 論點及整體論文論述基礎。首先，回顧氣候變遷與海平面上升之關係，探討海平 面上升所造成的衝擊層面與空間之關聯性；其次，從空間規劃作法，探究於氣候. ‧. 變遷下，空間規劃如何因應，而面對海平面上升的同時，於規劃策略上調適策略 之探討。最後，則是探討土地利用變遷相關理論，其內容涵蓋土地利用變遷與驅. sit. y. Nat. 動力間之關聯、土地利用驅動力之類型與模型，以利土地利用變遷之預測。. n. al. er. io. （二）相關資料蒐集. i n U. v. 本研究以 1995 年第一次國土利用現況調查、2006 年第二次國土利用現況調. Ch. engchi. 查作為模擬土地利用變遷之基本圖資資料；而二元羅吉斯迴歸模式分析各土地利 用別與各個驅動力間之關係，配合國土利用調查年度，彙整 1995 年、2006 年台 北都會區各里人口數，以及 1996 年、2006 年工商普查資料各里二、三級產業員 工數進行調整，結合至 GIS 各里里界圖，並將各里人口數除以各里建地之網格 數，求得每個里建地網格內之人口淨密度，以利後續計算淹沒地區移出之人口， 以及新增建地可移入之人口。並蒐集建物、河川、道路、都市計畫地區、高程、 坡度等圖資做為驅動力因子，並以 100m×100m 之網格大小進行資料處理。 （二）土地利用變遷分析與模型建構 經由文獻回顧歸納整理，可得知海平面上升與土地利用具有極高之空間關聯 性，土地利用受自然環境、社會經濟環境、計畫環境與立地條件等驅動力，與時 間、空間尺度交互作用下，產生了土地利用變遷。因此，將驅動力帶入二元羅吉 5 .
(18) 第一章 緒論. 斯迴歸統計模式，計算土地利用變遷機率；進而利用機率值帶入土地使用轉換與 影響模型（Conversion of Land Use and its Effects Model, CLUE-s Model） ，將所模 擬擬出的土地利用變遷結果，透過地理資訊系統（Geographic Information Systems, GIS）之結合，以分析其變遷情形。 （三）實證分析海平面上升對土地利用變遷之影響 利用 CLUE-s 與 GIS 結合進行實證分析，得出之結果進行個別與整體土地利 用型態之變遷分析，探討土地利用變化與其所代表之意義、影響，並援用過去相 關研究作為佐證，以驗證本研究符合預期結果，最後針對實證分析結果提出具體 結論與建議。. 政 治 大 本研究僅能就海平面上升之程度進行假設，無法確切預測出海平面上升之情 立 況，僅能以目前國際上政府間氣候變遷專門委員會(Intergovernmental Panel on 三、研究限制. ‧ 國. 學. Climate Change, IPCC)與我國全球環境變遷研究中心或中央研究院所發布之資訊 做為參考之依據。此外，影響海平面上升之因素眾多，本研究以探討氣候暖化作. ‧. 為主要影響因素。. sit. y. Nat. 四、研究假設. n. al. er. io. （一）土地利用數化圖資. i n U. v. 由於 1995 年與 2006 年第一次及第二次國土利用現況調查其調查方式、技術. Ch. engchi. 及空間範圍不同，於資料精確度上，存在有一定範圍之誤差，此與起始資料調查 相關，因此假設兩張圖資資料與當時現況調查土地使用相吻合。 （二）高程準確度 本研究為了配合 IPCC 之研究結果，21 世紀末（2099 年）海平面上升 59 公 分，嚴重則超過 1 公尺。因本研究所取得之數值地形模型為 40m×40m，同時其 高程係以公尺尺度之等高線繪製數化而成，未將其改為 100m×100m 與公分尺度， 故需透過 GIS 資料管理工具內之 Resample 進行運算，所產生之誤差假設為不影 響研究結果之合理範圍內。. 6 .
(19) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例. （三）假設人口無變動或成長 本研究主要探討受淹沒地區人口之遷移情形，為使結果呈現較為清楚易於明 瞭，故假設未來台北都會區無人口成長之情況，此一假設將有助後續章節於人口 遷移上之探討。同時亦因此於土地利用需求之計算上，未採用世代生存法計算未 來 2099 年之土地需求，而採用馬可夫鍊模式進行計算。. 立. 政 治 大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 7 . i n U. v.
(20) 第一章 緒論. 第三節. 研究方法與流程. 一、研究方法 本研究基於上述研究目的與研究內容，提出以下研究方法： （一）統計分析方法 本研究於計算土地利用變遷驅動力移轉機率分析上，將採二元羅吉斯迴歸 (Binary logistic regression)，Logistic 常應用於土地利用變遷機率模型上，於使用 上不受多元常態分配的假設限制。可在解釋變數同時存在連續或離散資料。因此 成為分析土地利用變遷機率及驅動因子影響程度分析的重要方法。本研究將應用. 政 治 大. 二元羅吉斯迴歸進行台北都會區土地變遷驅動因素之探討。. 立. （二）空間分析法. ‧ 國. 學. 1.土地使用轉換與影響模型（CLUE-s Model）. 土地使用轉換與影響模型（CLUE-s Model）主要是以二元羅吉斯迴歸. ‧. 模式作為計算土地利用變遷機率，並透過土地發展情境的研擬，模擬未來土. y. Nat. 地利用情形，作為土地利用管制、政策修正、土地管理之參考。於模擬時須. sit. 先設定空間政策與限制、土地利用類別轉換設定、土地利用需求及區位特性. al. n. 之情形。. er. io. 之相關資料，並結合 GIS 圖層建立 CLUE-s Model，即可求得土地利用變遷. Ch. engchi. 3 馬可夫鍊模式（Markov Chain model）. i n U. v. 馬可夫鍊模式為土地利用變遷面積之預測，係根據區域過去之變遷情形 建構模式，以預測未來各種土地利用別可能之面積大小（鄭祈全等人，2001） ， 馬可夫鍊模式可計算出各種土地利用別於時間序列上數量之增減與彼此間 轉換情形。國內目前亦有研究將馬可夫鍊與 CLUE-s 相結合，對於土地利用 變遷進行模擬。其原理係利用未來事物分佈之狀態演變為各向度的轉移機率 （transition probability） ，推測未來事物分佈之狀態 。. 8 .
(21) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例. 二、研究流程 本研究內容將分為六章，第一章說闡明研究動機、目的、時空範圍與研究內 容、研究方法與流程；第二章則回顧海平面上升之成因與衝擊、策略空間規劃、 土地利用變遷等相關理論；第三章為台北都會區背景介紹；第四章為研究設計， 建立模型內容；第五章則透過實證分析預測土地利用變遷之情形；第六章提出結 論與建議。研究流程圖如下圖 1-3 ：. 研究動機與目的 第一章 緒論. 研究範圍與內容. 立. 政 治 大. 相關文獻與理論回顧. ‧ 國. 學. 海平面上升之形成與衝擊. 土地利用變遷理論與模型. ‧. 策略空間規劃. y. Nat. sit. n. al. er. io. 海平面變化分析與 台北都會區發展背景. 驅動力因子選取. 第二章 文獻回顧. Ch. i n U. v. e n g情境設定與限制條件 chi. 建立二元羅吉斯迴歸. 第三章 背景說明. 第四章 研究設計. 建立 CLUE-s 模型. 實證結果分析 第五章 實證結果. Logistic 分析. 土地利用變遷驗證與模擬結果. 第六章. 結論與建議 圖 1-3. 人口可能遷移區位. 研究流程圖 9 .
(22) 第一章 緒論. 立. 政 治 大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 10 . i n U. v.
(23) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例. 第二章 文獻回顧 本研究探討海平面上升對於都市土地利用變遷之影響，研究目的在於瞭解促 使土地利用變遷的各種驅動力，並分析海平面上升對土地利用、人口可能帶來的 衝擊。因此，於文獻回顧整理上，首先探討海平面上升的成因與衝擊層面，探討 海平面上升與空間之關聯性；其次，以空間規劃觀點探究氣候變遷之規劃作法， 並從調適作法中，降低海平面對空間層面之衝擊；最後，分析土地利用變遷相關 理論，從中瞭解土地利用變遷與驅動力間之關係、驅動力之種類，以及土地利用 變遷之預測。. 第一節. 立. 海平面上升之形成與衝擊. 一、影響海平面上升之相關因素. 政 治 大. ‧ 國. 學. 探討海平面上升（Sea Level Rise）的成因已從過去的熱膨脹、構造運動等面 向，逐漸轉向與氣候因素互相連結，認為氣候暖化係造成海平面上升的原因之一. ‧. （Walsh, , Betts, Church, Pittock, Pittock, McInnes and Jackett, 2002）。而跨國政府 氣候變遷專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)與麻省理. y. Nat. sit. 工 學 院 排 放 量 預 測 與 政 策 分 析 模 型 （ Massachusetts Institute of Technology. er. io. Emissions Prediction and Policy Analysis Model, MIT EPPA） ，均明確指出人類活動. al. 是造成氣候變遷的重要因素（Climate Change Synthesis Report AR4, 2007; Sokolov. n. v i n et al., 2009） 。故自工業化以來，因人類對於產業、運輸發展等需求，需大量使用 Ch U i e h n c g 石化燃料及轉變土地利用模式（賴玫錡，2006） ，使二氧化碳（CO2） 、氧化亞氮 （N2O） 、甲烷（CH4） 、氫氟氯碳化物類（CFCs，HFCs，HCFCs） 、全氟碳化物 （PFCs）及六氟化硫（SF6）等溫室氣體濃度不斷提升，造成氣溫上升。於 1970 年至 2004 年期間因人類活動所產生的溫室氣體增加約 70%（IPCC AR4, 2007）， 證實了人類活動直接導致地球系統內整體氣候產生改變。 氣候變遷已真實發生於人類活動的地球系統之中，所引發的氣候暖化更是促 使極地冰帽覆蓋融化，導致海平面上升（IPCC AR4, 2007） 。過去於 1961 至 2003 年全球海平面高度以每年平均 1.8 毫米的速度上升，而 1993 至 2003 年時間上升 速度約每年增加 3.1 毫米，其中北半球之冰帽覆蓋面積在 80 年代後有明顯減少 (IPCC AR4,2007)。若溫室氣體排放持續增加與氣候暖化，於 21 世紀末預計海平. 面將會上升 1 公尺（Dasgupta, Laplante, Meisner, Wheeler and Yan, 2009） ；而世界 11 .
(24) 第二章 文獻回顧. 銀行更是指出潮汐運動促使海平面上升更多高度（World Bank, 2007） ，將加劇各 地可能受到的衝擊層面。儘管目前仍無法對於海平面上升幅度情況進行準確的預 測，但從相關研究顯示海平面上升是未來的趨勢，儘管其變化微小，其所產生的 後果影響卻是重大的，特別是針對沿海地區與島嶼國家（Olsthoorn, Werff, Bouwer and Huitema, 2005） 二、海平面上升之衝擊層面 當氣候變遷與空間發展相互結合與交互活動下，通常容易產生負面情況 ( Ronald and Michael, 2009)。海平面上升將改變海岸與陸地系統，對於沿海地區、 低窪地區、三角洲流域與地勢低漥的島嶼產生的影響最大，其所暴露的災害包含 海岸、沿岸地區之土地受到侵蝕、土壤流失、沿岸懸崖線退縮、低漥地區淹水風. 政 治 大 範圍、自然生態系統、人類活動系統、社會經濟、各級產業與各項設施等，對國 立 險、洪水氾濫、土壤鹽化、海水入侵、生態系統改變等，將直接衝擊土地、都市. 家發展產生重大影響(IPCC AR4, 2007；Richard et al., 2008；Dasgupta et al., 2009；. ‧ 國. 學. Olsthoorn et al., 2005)。. ‧. 氣候變遷所造成的各種氣候改變，與空間關聯性最高的即為海平面上升(如 下表 2-1)，其導致的突發事件與空間、土地利用影響程度極高（Fleischhauer , 2005，. Nat. sit. y. 而亞洲地區大多數人口、產業與都市集中於海岸地區，河岸兩旁稠密集中的人口、. io. al. n. 表 2-1 全球氣候變遷空間衝擊特性 氣候變遷衝擊特性 長期性變化 空 高 海平面上升 間 關 中 地表植被覆蓋變化 聯 性 低 氣候分區改變. Ch. er. 產業等將會受到海平面上升的衝擊(Ronald and Michael, 2009)。. i v突發事件 n U. e n g c低漥地區淹水、土石流、山崩及強 hi 烈氣流，如颱風等 暴洪、乾旱、森林火災、極端降雨 事件、熱浪 暴風雨. 資料來源：Fleischhauer , 2005 海平面上升與空間關聯性極高的關係下，土地利用將因氣候系統與海平面上 升產生變遷（IPCC, 2007），與土地利用變遷的關聯性的空間影響層面可從自然 地區（非都市地區）與人為地區（都市地區）進行探討(吳振發，2006)；於土地 利用層面，海平面上升淹沒的土地無論為自然地區或人為地區，皆衝擊土地上人 類所需的生存空間、居住環境、產業活動與建設等。從而影響該地區的土地利用 型態（Ronald and Michael, 2009） 。 12 .
(25) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例. 從資源使用觀點而言，自然環境變遷會影響土地利用之形式，各個不同區位 或利用型態的土地，對於環境改變的承載力與脆弱度（Vulnerability）皆有所不 同，對環境所產生的衝擊也會有程度上的差異（賴進貴，2001）。面對海平面上 升的衝擊，歐洲國家起始先以保護（Protect）措施，興建或增高堤防，以降低風 險與發生機率；於逐漸無法承受衝擊之情況下，改採撤退（Retreat）方式降低風 險，限制各種活動可能產生的潛在影響；最後則是透過適應（Accommodate）提 高國家、社會對於事件影響的容受力（Richard et al., 2008）。因此，受到海平面 衝擊的人口、產業面對較高的衝擊程度時，將會產生遷移到他處，另尋發展機會 （Olsthoorn et al., 2005），其對於人為地區與自然地區皆會造成不同影響。 受到海平面上升影響與淹水的區域，將會對人為地區與自然地區產生移民壓. 治 政 移往都市地區時，既存的都市容受力將承受更大的壓力，產生擁擠效應、都市蔓 大 立 延；而鄰近都市地區周圍的自然地區，將為另一個發展選擇(Ronald and Michael, 力。人為地區係為都市地區，海平面上升對都市空間發展路徑影響最大，當移民. ‧ 國. 學. 2009)，因兩個相鄰近之地區彼此於空間發展上會互相影響，直到兩者之間達到 一個平衡點，目前已有模型可明確證明都市與鄉村地區具有交互作用。因此，自. ‧. 然地區的農地、山坡地與限制發展區，受到移民發展將產生土地利用變遷之情況， 而當環境不當的使用，導致土地利用與農業生產力下降，此種後果會使未來自然. Nat. n. al. er. io. sit. y. 環境與糧食安全受到影響（Verburg, Paul, Martin and Veldkamp , 2004）。. Ch. engchi. 13 . i n U. v.
(26) 第二章 文獻回顧. 第二節. 氣候變遷空間規劃. 空間規劃（Spatial Planning）目前被廣泛的應用於氣候變遷議題上，又稱為 氣候變遷空間規劃（Climate Change Spatial Planning） ，目前為了降低氣候暖化的 影響，多採減緩（Mitigation）措施降低溫室氣體為主。除了減緩以外，應該對 於氣候變遷所造成的影響進行調適（Adaption），以確保社會、經濟、環境系統 做好應對之準備，可避免衝擊的發生，並利用任何機會優勢，空間規劃著眼於中 期與長期的土地議題進行管理與利用，並強調應與各個規劃層級相結合 （ESPACE Project, 2008；Richard et al., 2008） 。 因應氣候變遷的空間規劃係從功能、社會、經濟和環境的觀點來看，空間規. 治 政 大 其主要目的在於確保空間發展能發生在合適且永續的方式，其空間規劃的內容主 立 要圍繞在土地、水、健康、運輸、設計、農業與重建等空間規劃面向(ESPACE Project, 劃是一種理解與解釋以證據為基礎的、知識的過程，告知活動可能造成的影響，. ‧ 國. 學. 2008)。亦即瞭解氣候變遷的衝擊與成因，尋求一個適宜的空間規劃方式。而過 去的空間規劃係由少數菁英、政府官員與專家學者共同規劃，係由上而下的威權. ‧. 體制；現在所謂的空間規劃則是由非政府組織力量的展現，由下而上的在地意識 影響空間規劃與發展。如此地轉變則以強調地方發展競爭，廣納多元參與已建立. y. Nat. io. sit. 公私合夥關係，透過溝通方式尋求解決共識（黃書禮，2009）。. al. n. 所採取的應變措施。. er. 除了從氣候變遷空間規劃角度進行探討外，本研究更進一步探討海平面上升. Ch. engchi. i n U. v. 一、氣候變遷空間規劃（Climate Change Spatial Planning） 目前氣候變遷空間規劃分為氣候情勢議題（Climate Scenarios）、減緩議題 （Mitigation） 、調適（Adaptation） 、整合（Integration）與交流（Communication） 五大議題，其彼此交互作用發揮其功能，其議題與氣候變遷、空間規劃相關，關 係著土地、生態多樣性、農業、漁業、淡水、都市地區、海岸地區、水陸運輸、 永續能源生產及產業與政府策略，如下圖 2-1 所示（CCSP, 2007）。. 14 .
(27) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例. 參與部門 3 調適. 2 減緩. 1 氣候 情勢. 農業 漁業 水資源管理 保險 能源 建築 自然. 娛樂 制度習俗. 4 整合 5 交流. 圖2-1氣候變遷空間規劃五大議題 資料來源：CCSP, 2007. 政 治 大. （一）氣候情勢議題（ThemeClimateScenarios）. 立. 氣候情勢涵蓋了大氣過程的作用，且實質氣候結構改變了情勢，建構氣候變. ‧ 國. 學. 化的預測，提供一個分析氣候變數衡量的預測模式，其預測關係著時空尺度以支 持著整個空間計畫，目的在於提高人類對氣候系統的瞭解與空間系統的認知. ‧. （CCSP, 2007） 。氣候相關資料可應用於土地利用計畫，透過空間資料瞭解地形、 坡度、走向、水文、土壤等，以利劃分限制發展區、潛在發展區位等土地利用型. sit. y. Nat. 態；此外，透過揭示重要大氣過程的作用，並可以過去歷史資料結合目前發展情. io. 2007）。. n. al. er. 勢預測未來的變遷，於時空尺度資料結合下提供一個適宜性的發展策略（CCSP,. Ch. （二）減緩議題（Theme Mitigation）. engchi. i n U. v. 因過去大量石化燃料的消耗，以及土地利用改變，如森林砍伐、濕地管理及 農業的施作等，排放溫室氣體，造成氣溫上升，因而著重於減緩議題上。減緩主 要係針對所造成的後果與提供未來發展機會，以期能減少溫室氣體的排放。氣候 變遷空間規劃計畫發展生質能源與再生能源，取代石化燃料之使用，並以生態系 統角度建立一套新方法評估溫室氣體標準排放量之系統（CCSP, 2007），以舒緩 人類活動與土地利用變遷對氣候暖化的衝擊（IPCC AR4, 2007）。 （三）調適議題（Theme Adaptation） 氣候變遷空間規劃計畫提出了「氣候防護（Climate Proofing）」作法，認為 調適從區域與部門觀點著手。特別關切是在於部門與區域上的付諸行動，如交通、 自然保育和河川流域等。調適主題致力於在結合基礎設施的串連、財政與機構調 15 .
(28) 第二章 文獻回顧. 適決策上的相關探討（CCSP, 2007）。各個不同部門的調適方案，可分別從農業 及農村地區、生態系統與景觀、運輸系統，以及保險、風險等部門著手，對於未 來發展的基礎設施與空間規劃的投資計畫，皆納入氣候變遷做為考量，調適方案 目標在於提升安全標準並為發展帶來新契機（CCSP, 2007）。 （四）整合議題（Theme Integration） 為因應氣候變遷下的調適與減緩策略是極需被要求的，故於跨部門、跨領域 的局面下制定一套適宜的方案。這項方案係整合前述的三項議題，目標為產生全 面性決策以維持政府組織運作的活動（CCSP, 2007）。整合於土地利用變遷的全 國與地方尺度下，能與國際看待氣候變遷的觀點提升至相同水平，闡明調適與減 緩於空間策略上的意涵，發展出一套政策指標與代表性工具，阻礙氣候變遷的影. 政 治 大 利害關係人的對話參與方式（CCSP, 2007）。 立. 響，並將各項因素列入土地利用調適、減緩措施的考量中，同時提供予一個多重. ‧ 國. 學. （五）交流議題（Theme Communication）. 這項方案目標係允許利益關係人於較早的狀況下，藉由參與關於這項方案的. ‧. 研究，提升對於問題與觀點的協調。利益關係人參與後可將知識運用於這項方案. y. Nat. 內，進而提升研究結果的實質效益（CCSP, 2007） 。而目前交流的目的除了於科. sit. 學層面的應用，也須在政府政策上的執行與教育手段結合，讓社會大眾可以瞭解. al. n. 生活的影響，此為交流之最終目的（CCSP, 2007）。. Ch. engchi. 二、應用於海平面上升之空間規劃策略. er. io. 氣候與空間規劃的內容，進而洞察氣候變化與土地利用間的關係，並了解對人類. i n U. v. 氣候變遷上目前最為廣泛應用的規劃方式為調適（Adaptation）與減緩 （Mitigation） ，自 1997 年起 IPCC 已針對沿岸地區人類居住、健康與生產活動進 行初步探討，額外分析其脆弱度及目前的處理機制，提供有效的調適、減緩方案。 調適係調整自然或人類系統，直接透過實際或預測氣候的方式，以空間規劃之作 法改變對氣候變遷的影響、降低傷害，從中發展新的機會。承前所述，海平面上 升原因係因氣候暖化所造成，因此，減緩策略則是介入人類活動，減少資源的使 用，促使溫室氣體排放量降低，為間接的空間規劃作法（McEvoy, Lindley and Handley, 2006）。 由於 IPCC 證實近年來的海平面上升係因人類活動引起的氣候暖化所導致， 於各項氣候衝擊下使脆弱的環境暴露於淹水、暴洪等天然災害下，面對起始的衝 16 .
(29) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例. 擊和影響能夠自主處理的部分，則先以自發性的調適作法降低影響；而剩下無法 處理的衝擊，多半影響層面較廣、複雜，須透過政府政策規劃與回應，透過規劃 調適作法降低衝擊與脆弱度，另以氣候變遷減緩溫室氣體的排放，其關係如下圖 2-2 所示。因此，面對海平面上升之規劃作法主要可從調適進行探討（McEvoy et al., 2006; Richard et al., 2008）。 氣候變遷 Climate change. 人類干擾 Human Interference. 政 治 大 自發性 調適. 調適 Planned Adaptation to the Impact and Vulnerability. 學. 剩餘(淨)衝擊. ‧ 國. Vulnerability. Impact. 立. 期初衝擊 或影響. 脆弱度. 衝擊. 減緩 Mitigation of climate change Via GHG source and sinks. 暴露. Nat. 圖 2-2. ‧. 政策回應 Policy Response. sit. y. 氣候變遷與調適、政策回應關係圖. io. er. 資料來源：修改自 Richard et al., 2008. al. v i n Ch 活動集中的都市地區，因環境脆弱度所暴露出的土地流失、水災、海岸侵蝕、海 engchi U 水入侵等氣候災害，衝擊人口與產業活動，目前對於海平面上升脆弱度的研究才 n. 面對海平面上升對於沿海地區、低窪地區、三角洲及沿岸等人口稠密與經濟. 正要展開，尚無一個最完善的處理方式，多以調適的作法進行空間規劃（Richard et al., 2008） 。 調適可調整自然或人類系統，針對實際或預期的氣候刺激或影響，減緩其傷 害或發展有利的機會，調適各種多變的情形，包含預先與被動（反應）調適 （Anticipatory and Reactive Adaptation）、私人與公部門調適（Private and Public Adaptation ） 以 及 自 主 與 計 畫 調 適 （ Autonomous and Planned adaptation ） (Mccarthy,Canziani, Leary,Dokken,and White,2001)，其中自主調適係人類與自然系 統不斷變化的情況下，其與任何政策規劃、決定無關；計畫調適則經過深思熟慮 的政策結果所認知到，情況可能為即將或已經發生，需要採取行動以恢復、維持 或達到理想狀態（Richard et al., 2008）。而各種調適面向交互影響下所採取的作 17 .
(30) 第二章 文獻回顧. 法如下表 2-2 所示： 表2-2. 海平面上升之五種調適作法 預先調適. 自 然 系 統 人 類 系 統. ‧購買保險 私 ‧用柱子及打樁提升房屋高度 人 公 ‧預先警告系統 部 ‧規範新的建築法規與設計標準 門 ‧海岸線管理規劃. 資料來源：Smitet al.2001. 立. 被動（反應）調適 ‧成長季節長度的變化 ‧生態系統組合變化 ‧濕地增加與遷移 ‧沿海旅遊改變 ‧保險費增加 ‧設置個別防水閘門 ‧補償費用與補貼 ‧減緩災害 ‧海岸線防衛. 政 治 大. 著眼於公部門調適與預先調適觀點，其為因應氣候變遷調適的核心關鍵，政. ‧ 國. 學. 府應事先針對氣候暖與海平面上升制訂相關調適作法。調適現階段須強調利用循 序漸進的方式與規劃具有彈性的作法，模擬評估主要的衝擊影響及未來的發展， 多以遷移、築堤防、排水設施等方式減少海平面上升的負面影響，並監測環境的. ‧. 變化，降低對該些地區的脆弱度。海岸分區於氣候變遷的調適上被概念化為一個. y. Nat. 過程：保護、撤退、適應海平面上升，期間需不斷對於水位進行監測與評估，並. er. io. al. sit. 適地適宜執行調適事項（Richard et al., 2008） 。. n. 海岸線規劃被視作多階段與反覆的過程，各國針對管理的方法進行調整，可. Ch. i n U. v. 發現新見解與優先事項，其四個基本步驟 (Klein, Nicholls, and Mimura, 1999) ：. engchi. 1.資訊蒐集與提高警覺─瞭解氣候多變性、氣候變化，可用管理方式解決兩 者為海岸地區所帶來的衝擊。 2.規劃與設計─減少海岸地區脆弱度及生態系統衝擊，避免造成更大影響。 3.執行方案─海岸線在調適氣候變化上被概念化為保護、撤退、適應過程。 4.監測與評估─在最成功的調適前提下，執行調適的選擇是否仍有其他更適 當的調適方式。在新的調適過程中，此方式也能提供新的資訊和內涵，因 此能創造新的循環。 調適成效之高低，仍視脆弱度降低程度而定，欲降低脆弱度可加強設施防禦 能力強度及長期投資，例如提升經濟儲備與保險；提升脆弱度管理與系統彈性， 18 .
(31) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例. 允許調整區位、活動，以及減少經濟生命週期（如提高折舊)；並增強適應自然 系統的脆弱能力，減少非氣候與移民阻礙壓力，包含管理撤退與調整；轉向提升 脆弱度(調適不良)，避免發展脆弱地區，例如沿海地區、近內陸退縮的懸崖；最 後，應提升社會警覺與準備─預警系統、公告風險，使調適更具效果（Richard S.J, et al., 2008） 。 目前歐洲各國對於海平面上升議題已有部分研究成果，波士頓以設置排水系 統降低淹水、荷蘭、英格蘭、威爾斯則利用增設、提高堤防減少洪氾、土地流失， 許多國家也以增設高堤與閘門來因應即將發生的「海平面上升 1 公尺」；而埃及 地區建物設計方式則預留增設層數的空間，使建物具有彈性，可向上擴展。而類 似的設計方式也可應用於碼頭、海堤與其他的基礎設施。歸納大多作法為監測、. 治 政 設計標準。土地利用層面，部分國家對於沿海、沿岸地區會進行土地區劃與空間 大 立 發展計畫，雖然計畫制訂反應、速度緩慢，然而調適內容較為具體；少部分國家 反侵蝕方案、發展海岸分區管理、規劃緩衝區、訂定法令、提升設施防禦能力與. ‧ 國. 學. 則由市場決定，透過市場力量反應較快，但執行力較差。目前尚未起步的國家則 應針對海岸分區進行管理，而面對海平面上升衝擊，最令人憂心的情況是連監測. io. sit. y. Nat. n. al. er. 2009）。. ‧. 水位機制都未建立（Richard et al., 2008；World Bank, 2007；Ronald and Michael,. Ch. engchi. 19 . i n U. v.
(32) 第二章 文獻回顧. 第三節. 土地利用變遷相關理論. 土地利用變遷可被視作滿足人類需求的社會過程，其變遷發展深受自然環境 與社會經濟所驅動，進而影響整體利用之情形。但由於土地利用變遷內所涵蓋驅 動力類型錯綜複雜，且具有時間、空間難以掌握的動態性，於複雜性、動態性兩 者交互作用之下，土地利用變遷趨勢預測日益受到重視。因此，為了能妥善規劃 土地資源，瞭解土地利用時空變遷顯得相當重要。分別可從土地利用變遷的演化 特性與驅動力間之關係進行探討，進而深入分析驅動力之類型，從而了解土地利 用、各驅動力因子於時空動態交互作用下，如何影響土地利用變遷，以利預測、 模擬未來之土地利用趨勢與範圍（周天穎、簡甫任、雷祖強，2003；賴進貴、葉 高華、王韋力，2004；鄒克萬、張曜麟，2004）。. 治 政 大 一、土地利用變遷與驅動力之間關聯 立 ‧ 國. 學. 土地利用（Land Use）為人類於某種土地覆蓋類型上所有的安排、活動與投. 入各項措施的一套人類行為，長遠來看，土地利用多出於社會與經濟目的之管理 （IPCC, 2007）。在不同自然環境、社會經濟背景與政治文化發展的情況下，將. ‧. 產生各種不同的土地利用型態（周天穎、簡甫任、雷祖強，2003），而土地利用. y. Nat. 變遷（Land Use Change）通常是為了滿足人類生活與生產的新發展所產生(Haase. io. sit. and Nuissl, 2007)，其變遷係受到諸多且複雜的驅動力（Driving Forces）影響型. n. al. er. 態。土地利用變遷驅動力係影響土地利用產生變化的主要影響因素，如：經濟、. i n U. v. 文化、制度、地形、坡度與交通可及性等因素，驅動力與土地利用於不同時間、. Ch. engchi. 空間尺度下交互作用而產生之變遷，(吳振發，2006；鄒克萬、黃書偉，2007)。 然而，變遷下往往忽略了生態層面，直接對自然環境造成嚴重的衝擊(鄒克萬、 黃書偉，2007)。因此，探討土地利用變遷與驅動力間之關係，可瞭解土地利用 變遷與社會經濟過程、土地開發、各項活動與自然資源之間的關聯性（Tuner and Meyer, 1994；吳振發，2006），分析哪些區域需優先進行土地利用，以利未來制 訂適宜的土地利用計畫。 從土地利用變遷理論探討，過去土地利用變遷被視作為一種不連續性的路徑 相依（Path-Dependent） ，係指土地利用未來的發展方向受到現有的利用情況與過 去發展路徑的影響，意即過去的利用模式是重要的，其會限制、影響土地利用未 來決策與變遷的重要因素之一。當以往的利用、投資會產生邊際報酬力遞增 (Increasing Return)的現象時，路徑相依將產生正面的影響，一旦為遞減現象時，. 20 .
(33) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例. 路徑相依的方式將會衝擊至土地利用變遷的發展（Landis and Zhang, 1998）。此 外，過去同時認為土地利用變遷具有一致性與線性發展的變動模式(Dietzel, Oguz, Hemphill, Clarke &Gazulis, 2005)。然而，事實上土地利用變遷不僅僅依循過去的 路徑，更受到其他驅動力之影響，各個驅動力對於個別土地利用變遷都具有機率 過程(Probabilistic Process)，於移轉機率下改變其利用型態(Anderson,Palma and Thisse,1992)，呈現不一致且非線性成長的變遷(Dietzel, et al., 2005；Verburget al., 2004)。因此，於探討各驅動力如何影響土地利用變遷時，宜透過驅動力選擇、 土地利用與驅動力之間量化的關係來加以分析(Verburget al., 2004；Verburg et al., 2003；鄒克萬、張曜麟，2004）。 （一）驅動力的選擇. 政 治 大 理論及典型的土地利用系統假設，由於瞭解土地利用變遷受到諸多驅動力與時空 立 驅動力的選擇（Selection of Driving Forces）相當依賴過去經濟模型下的均衡. 因素影響，故改採統計方式（如 Logistic Model）選擇驅動力，計算其移轉機率。. ‧ 國. 學. 於模式內整合不同的土地利用轉變時，通常需要考量更多且複雜的驅動力，以瞭 解該土地適合做為何種用途；較大的區域範圍擁有較為多樣性的土地利用型態，. ‧. 則須考量較多的驅動力；而範圍較小的區域，可能只有少數的可變因素對該區土. y. Nat. 地利用產生影響(Verburget al., 2004)，因不同的驅動力類型與規模將會造成不同. sit. 的土地變遷結果(Verburg et al., 2003; Lambin et al., 2001)，故須考量驅動力於各個. n. al. er. io. 規模上的適用性。因此，於驅動力的選擇上，同時考量用途與區域範圍，有助於 土地利用與驅動力間之量化。. Ch. engchi. （二）土地利用與驅動力間量化的關係. i n U. v. 土地使用與驅動力間量化的關係（Quantification of Relations between land use and driving forces）可透過模型建立加以分析。初期運用投入產出經濟模型與最 適效用模型進行分析，但因量化社會經濟因子有其困難度存在，故於土地利用分 析上無法完整呈現其關聯性；其次，利用經驗模型量化土地利用與驅動力間之關 係，主要是透過土地利用歷史資料加以迴歸量化（Veldkamp and Fresco, 1996）， 但由於所採用的資料樣本數較少且時間為短期，故解釋能力較低；目前多採用驅 動力與土地利用變遷間模型的量化，因土地利用樣態呈橫斷面分析 （Cross-sectional analysis），反應了過去歷史長時間的變遷，使土地利用於形態 上更具有解釋力，再加上模型建立，更能明確呈現地點、條件與鄰近土地使用類 型間的交互作用（Verburget al., 2004）。 21 .
(34) 第二章 文獻回顧. 由上述可知，土地利用變遷與驅動力間之關係密不可分，可透過 DPSIR 概 念分析兩者間的因果關係，探討人類活動與兩者之間交互作用下所產生的複雜系 統。DPSIR 概念（Driving Forces–Pressure–State–Impact–Response Concept），驅 動力（Driving Forces）係指人類活動對土地利用所產生的需求對土地產生改變的 壓力（Pressure），將影響土地覆蓋的現況型態（State），對資源平衡產生負面衝 擊（Impact），衝擊也可視為一種驅動力，最後負面的衝擊影響到了人類的生活 空間，再透過向政府當局與民間社會團體反應（Response），而後由政府再透過 規劃方式解決問題與衝擊，再一次循環由驅動力影響土地利用變遷…（Haase and Nuissl, 2007），下圖 2-3 為 DPSIR 概念圖：. 立. 現況型態. 衝擊. 回應. (State). (Impact). (Response). DPSIR 概念圖. Nat. er. io. sit. 資料來源：Haase and Nuissl, 2007. y. 圖 2-3. ‧. ‧ 國. 壓力. (Pressure). 學. 驅動力 (Driving Force). 政 治 大. al. n. v i n Ch 利用系統、全球與區域環境下，受到人類活動下之政策、時間、空間與系統多重 engchi U 行為影響，形成複雜且彼此交互作用的系統，並與人類對於土地利用和土地覆蓋. 於土地利用系統下發現，土地利用變遷於不同的社會系統、生態系統、土地. 變遷所形成的衝擊與回饋相連結，其中人類活動逐漸轉變成全球土地覆蓋產生變 遷的主要原因(Briassoilis,2000；丁志堅，2002)。再加上不同時空尺度與驅動力 的交互作用下，驅動力導致土地利用變遷，而土地利用型態改變後對土地覆蓋同 時也產生影響，進而土地覆蓋變遷直接引發自然環境產生變化。於多重的影響下， 使得土地利用變遷於時間、空間及政策三個維度的影響上更形明顯，如下圖 2-4 （Veldkamp and Fresco,1996；林裕彬、林允斌、王彥覃，2007；賴進貴，2001)。. 22 .
(35) 海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例. 全球變遷系統. 生態系統. 社會系統 回 饋. 生物 驅動力. 區域和全球變遷. 社經 驅動力. 土地管理者 技術改變. 土地利用系統. 背景增加 間接影響. 回饋. 土地覆蓋變遷. 政 治 大. 土地利用變遷與驅動力間之關聯圖 資料來源：吳振發，2006. 立. 學. ‧ 國. 圖 2-4. 二、土地利用驅動力之類型. 土地利用驅動力係促使土地利用變遷的重要關鍵因素(Turner et. al,1995)，欲. ‧. 了解土地利用變遷，則須先找出可能影響的因素（丁敬忠，2007），再透過驅動. y. Nat. 力選擇、土地利用與驅動力之間量化的關係來加以分析(Verburg et al., 2004；. sit. Verburg et al., 2003；鄒克萬、張曜麟，2004）。而土地利用變遷驅動力多以自然. n. al. er. io. 環境、社會經濟環境探討居多（Briassoulis, 2001；Turner II et al., 1995；鄒克萬、. i n U. v. 張曜麟，2004；林裕彬、吳振發、鄧東波，2004） 。Turner(1993)對於土地利用變. Ch. engchi. 遷驅動力之定義為「當人類對於實質環境及社會文化的改變而做出回應，並表現 於增加其經濟社會文化福祉時，土地利用變遷即被塑造為一種對社會經濟變數與 生物物理變數的解釋，而這些變數即所謂的土地變遷驅動力」（Verburg et al.,2003;Verburg et al.,2004） 。簡言之，與土地利用變遷過程相關的外生變數，稱 之為土地利用變遷「驅動力（Driving Forces）」 （Verburg et al.,2004） 。 驅動力與土地利用變遷間具有函數關係，因此驅動力時常被分為社會經濟驅 動力（Socio-Economic Drivers） 、生態自然驅動力（Biophysical Drivers）及鄰近 發生原因(Proximate Causes)。其中，社會經濟驅動力多以人為方式改變土地利用； 生態自然驅動力因自然因子無法直接驅動土地利用改變，故透過改變土地覆蓋變 遷，進而影響土地利用，例如透過氣候變遷方式改變土地覆蓋；鄰近發生原因係 指土地利用管理變數（Verburg et al.,2004）。. 23 .
(36) 第二章 文獻回顧. 土地利用變遷源自於眾多複雜的驅動力，如社會、經濟、政治、自然等因素， 各驅動力之間彼此交互作用驅使土地利用產生演變的過程（Processes）（Fang et al.,2005） 。由於驅動力種類眾多，因此概念化區分驅動力是必要的，其將有助於 歸類分析土地利用變遷的影響因素，而在探討驅動力分類時，其背後多隱含著人 類對於土地利用的價值觀，當價值觀進行整合後，則透過驅動力驅使土地利用產 生變遷（Verburg, 2004B）。 本研究歸納過去相關探討土地利用驅動力之研究，概略可將驅動力歸納為四 類，分別為自然環境、社會經濟、計畫環境及立地環境驅動力： （一）自然環境驅動力. 政 治 大. 土地覆蓋的自然環境下，各種土地利用存在著既有的發展潛力與限制條件， 其所呈現的型態決定了該地區是否適合發展，過去相關研究多將自然環境驅動力. 立. 細分為地理因子（坡度、水文、土壤、地形、地質、可發展區）、自然因子（氣. ‧ 國. 學. 候變遷、火山爆發） 、生物因素及限制因子（水源保護區、邊際土地、限制發展 區、淹水潛勢區面積、土石流潛勢區）等（Briassoulis, 2001；Landis and Zhang, 1998；. ‧. Verburg, 2004B；林裕彬、林允斌、王彥覃，2007；莊翰華，2001；黃依卿，2005； 張曜麟，2005；蔡靜如、黃書禮，2000），這些先天條件決定該區位是否適宜發. Nat. sit. y. 展，影響著土地之供給類型，同時亦約束了土地利用的強度（張曜麟，2005）。. n. al. er. io. （二）社會經濟驅動力. i n U. v. 各土地皆會依其不同之用途而具有不同之經濟價值，但其往往受限於自然環. Ch. engchi. 境因素、市場經濟與法令規範來決定其價值（蔡佩璇，2008）。現排除自然環境 因子下，社會經濟環境驅動力係來自外在社經環境的影響，部份可由利用者個體 和社會所改變，另一部分並非為利用者等可加以掌控，但大體上而言，仍對土地 利用之決定具有影響力（張曜麟，2005）。其影響因素涵蓋了人口因子（人口特 性、人口數、年齡結構、人口遷徙、人口密度）、經濟因子（聚集經濟、產業結 構、所得水準、經濟變遷、科技發展）、社會因子（教育、土地所有權、土地利 用強度與價值、地區的價值觀）等影響（Briassoulis, 2001；Verburg, 2004B；Verburg et al.,2004A；Fang et al.,2005；吳振發，2006；林裕彬等人，2004；賴進貴，2001； 林裕彬、林允斌、王彥覃，2007；施明元，1995；莊翰華，2001），其多以看待 土地利用價值層面影響土地利用變遷。 （三）計畫環境驅動力 24 .
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