行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

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行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

新竹海岸環境資源管理最適化模式建立之研究 研究成果報告(精簡版)

計 畫 類 別 : 個別型

計 畫 編 號 : NSC 97-2410-H-216-006-

執 行 期 間 : 97 年 08 月 01 日至 98 年 07 月 31 日 執 行 單 位 : 中華大學建築與都巿計畫學系(所)

計 畫 主 持 人 : 閻克勤

計畫參與人員: 碩士班研究生-兼任助理人員:黃威鈞 碩士班研究生-兼任助理人員:陳柏仲

報 告 附 件 : 出席國際會議研究心得報告及發表論文

處 理 方 式 : 本計畫可公開查詢

中 華 民 國 98 年 09 月 07 日

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行政院國家科學委員會補助專題研究計畫 ; 成 果 報 告

□期中進度報告

新竹海岸環境資源管理最適化模式建立之研究

Establishment of Optimal Resource Management Models for Coastal Environment in Hsin-Chu

計畫類別: ; 個別型計畫 □ 整合型計畫

計畫編號:NSC 97 - 2410 - H - 216 - 006 - 執行期間: 97 年 8 月 1 日至 98 年 7 月 31 日

計畫主持人: 閻克勤

計畫參與人員:黃威鈞、陳柏仲

成果報告類型(依經費核定清單規定繳交): ; 精簡報告 □完整報告

本成果報告包括以下應繳交之附件:

□赴國外出差或研習心得報告一份

□赴大陸地區出差或研習心得報告一份

; 出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份

□國際合作研究計畫國外研究報告書一份

處理方式:除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究計畫、

列管計畫及下列情形者外,得立即公開查詢

□涉及專利或其他智慧財產權,□一年□二年後可公開查詢

執行單位:中華大學 建築與都巿計畫學系

中 華 民 國 98 年 8 月 31 日

(3)

I

中英文摘要 一、中文摘要

台灣為海島型國家海岸涵蓋範圍大,各項開發行為皆直接或間接與海岸有關。在倡導 經濟與環保並重的口號下,海岸資源的保育與土地開發間的兩難爭議勢所難免。而海岸環 境之發展,除了必須兼顧水利工程技術及經濟功能價值之外,對於生態環境、景觀人文與 區域發展等層面之影響,亦需進行適當的瞭解,以作為政策研擬時決策分析之依據,因此 結合生態規劃理論與多準則決策法來統整土地開發與管理政策,將更易於尋得合理有效之 永續發展策略。然而,目前對於海岸環境規劃方面的研究,多在海岸的功能價值上有所著 墨,更進一步的研究則是對於政府的管理態度及目前海岸發展現況進行定性的描述,對於 土地開發方式及土地使用類別的量化計算較少觸及。本研究將以生態規劃理論為基礎,發 展一海岸環境資源管理模式,在環境資源平衡利用的前提下,尋求生態保育、水域污染、

景觀價值及經濟功能四項目標函數的最佳解,再藉由敏感度分析推論不同環境變數對各種 土地利用的影響程度。本研究延續先前研究計畫,將以新竹海岸地區作為案例進行實證研 究,以提供決策者進行海岸環境資源規劃時之參考。研究結果將在海岸土地開發面積的最 適化安排上呈現顯著的成效,可以為台灣海岸環境管理與資源利用提出適當的建議。

關鍵詞:海岸環境、資源管理、生態規劃、多準則決策、地理資訊系統

二、英文摘要

Taiwan is comprised of a number of islands. Most developments in Taiwan are, to some degree, related to the coastline. Given the guidelines for economic development and environmental protection, conflict between coastal resource preservation and coastal land development is inevitable. The development of coastal environments, in addition to considering techniques for hydraulic engineering and economic benefits, should also effectively evaluate the impacts of development on the environment, landscape, and regional development, thereby providing a reference for policy decisions. Moreover, given the unstable characteristics of coastal environments, the concepts of ecological planning and multiple criteria decision-making can be adopted when evaluating land development and management policy, enhancing the ease with which one can identify reasonable and effective strategies for sustainable development. However, most studies of coastal environment planning are primarily related to the value of the coastal areas, with further studies elaborating on qualitative descriptions and applying land use suitability analysis to the managerial measure of coastal development. Quantitative investigations of land development and land use are rarely pursued. This study applies analytical methodology based on ecological planning theories to generate a comprehensive system for planning and evaluating coastal environments. Given the premise of striking a balance between ecological conservation and economic development, the four goals—ecological conservation, water pollution prevention, landscape and economic benefits—are adopted as four functions, whereas the solution, thereby achieving a balanced utilization of environmental resources. The coastal area in Hsin Chu, is adopted as an example for the empirical study, with the aim of providing a reference for policy decision makers when planning coastal development. Finally, this dissertation illustrates the applicability of the comprehensive system in the dominance of land use and the optimization of land use development, allow the data to serve as an appropriate reference for management and utilization of environmental resources along coastal Taiwan.

Key Words: Coastal Environment, Resource Management, Ecological Planning, Multiple Criteria Decision Making, Geographic Information System (GIS)

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報告內容

一、緒論

一般位於海島之國家或地區,如:日本、台灣等地,因其地理條件較為特殊,水域環 境的發展條件與其他大陸地區大有不同,在經濟開發與生態保育必須兼籌並顧的前提下,

如何考量水域或水岸地理、水文、生態、人文等條件的特質,適當地規劃出適度利用區、

環境共生區、自然復育或保育區等發展方式,以利開發工作的進行及保護規範的建立,實 為課不容緩的議題。台灣屬於海島型國家,海岸濕地面積約 11,846 公頃,涵蓋的範圍相當 大,因而絕大部分的沿岸開發行為皆直接或間接與海岸有關,經常引發資源保育與經濟開 發間的兩難爭議。海岸地區的本質是許多不同領域之組成,海岸土地之消失及沈淪並不僅 是區域性之問題,往往可能是經濟與社會整體變遷之一環(Dearden, 1990)。要解決海岸的開 發問題就必須先釐清海岸環境之基本特性,特別是其整合性的特質。

海岸地區資源之開發與利用,除了必須兼顧經濟效益、資源限制與環境特質之考量外,

對於工程的可回復性、環境的再發展能力,以及生態、景觀的維護等永續發展層面之影響,

亦需進行適當的評估,以作為政策研擬時決策分析之依據。現今在海岸環境資源管理的執 行上,並無一套完整明確的標準及制度,這與海岸生態與環境相關資料的難以取得,以及 地方基礎性研究的缺乏有很大的關係(張長義,1998)。因此,本研究將由多目標規劃的角度,

結合生態環境與人文經濟環境,建立一易於操作且簡明的管理分析模式,以期能符合海岸 環境的永續發展。

海岸是大自然孕育的天然緩衝區,是生態環境維護的重要關鍵,其重要性早已為各國

所肯定。因此在海岸環境的管理上,美、加、日等先進國家皆採取「永續管理」1之制度(山

下弘文,1994;韓乃鎮,1998; Broll et al., 2002),針對海岸地區的功能條件以分類分級的方 式進行不同程度的管理。英國、荷蘭、瑞典等歐洲國家,更是將生態原則應用在尚未建築 的土地上,以半野性景觀(semi-wild landscape)的都市設計原則,從土地既有生物成長條件 為出發點的作法,發展一套適宜人與自然共存的調查方式與分類準則,試圖在都市規劃過 程中增加自然生態資訊,以分類尚未開發的海岸土地,協助決定未來使用方式(孔憲法,

2000;Soderbaum, 2000)。然而多年來國人對台灣海岸之開發利用卻仍多屬土地的外在使 用,少有對其潛在特質的資源管理方式進行探討,使得在環境維護上常有顧此失彼的現象 發生,也因而產生諸多生態上的環境問題。

「二十一世紀議程(Agenda 21)」2中特別重視生態資源利用與環境規劃管理等議題,並

以永續發展理念解決土地及其資源間使用之衝突,發展有效的管理政策,使之符合生態和 經濟效率併存的資源分配原則為主要目標(邱文彥,2001)。目前國內海岸環境資源的管理制 度仍採傳統土地使用分區管制方式,此種以使用型態及強度的管制作為維護環境品質工具 的作法,並無法確切的控制土地之利用使之達到環境保育的目的(郭乃文,2000),尤其更加 不適用於有關海岸、濕地等敏感地區資源的管理與保存。

再者,過去一條式的程序性計畫理論與傳統理性規劃方法,應用在水域環境管理計畫 的研擬上,早已不符合永續發展理念的潮流與自然生態保育的要求。因此,為使海岸空間 的發展定位,更能適當地反應出生態保育的觀念,並且維持地區穩定、平衡且持續的發展,

考量生態環境規劃方法,客觀公平的來研擬相關計畫,實為必然的趨勢。

1濕地永續管理的理念乃是將濕地經調查分類後分級管理,重要濕地優先保護,其他濕地在開發時皆應經過許

可,並且濕地開發後開發者必須造回等面積之濕地,即所謂的「零損失(no-net-loss)」政策或「濕地復育銀 行(wetland mitigation bank)」策略。

2 1992 年六月聯合國環境與發展會議(United Nations Conference on Environment and Development, UNCED)在 巴西里約熱內盧舉行地球高峰會,會議中通過「二十一世紀議程」內容,進一步將永續發展概念規劃成為 具體的行動方案,並提出工作時程。同年十二月,聯合國成立「永續發展委員會」負責推動各國執行二十 一世紀議程的情況(行政院經濟建設委員會,2004)。

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目前國外有關推動海岸管理方面的研究計畫,多為海岸功能價值及保存維護政策的探 討,對於海岸資源的利用多以定性的描述分類為主,較少觸及數量化的綜合性評估。例如 美國國家濕地研究中心偏重探討及檢視社會經濟和政治的改變對美國各州海岸地區管理計 畫的影響(La Peyre et al., 2000; Davies and Claridge, 1993),以及各州政府對海岸濕地的保護 決策將如何影響海岸地區的永續發展(Mitsch and Gosselink, l993; Price and Probert, 1997);英 國、瑞典等歐洲國家則將海岸地區視為永久保護的自然區域,在研究上偏重探討海岸功能 的永續發展及管理,協調「開發」與「保護」兩者間互動及競爭的態勢(Price and Probert, 1997;

劉靜榆,2000);日本環境廳的海岸保護運動,則強調海岸濕地的生態功能及環境價值,相 關研究則著重探討政府及民間在海岸保護運動過程中應扮演的角色及地位,以及利用信託 運動保護未來可能遭受破壞的環境之可行性(山下弘文,1994)。而國內的相關研究則多延續 美日的環境保護觀念,在海岸的功能價值上多有所著墨,更進一步的研究則是對於政府的 管理態度及目前海岸地區的發展現況進行定性的描述和土地使用適宜性分析(曾明遜,

1998;臧效義,1999;邱文彥,2001),對於土地開發的評估及土地使用類別的量化較少觸 及。

台灣以往的土地使用規劃通常都只考慮到單一目標問題,而在目標確立以後,決策者 僅能依其運算出來的結果,決定是接受或放棄(蕭再安、王隆昌,1992;莊金霖,1993;樓

邦儒、曾國雄,2000)。即使是將土地使用規劃與多目標決策理論結合應用,卻仍多以經濟

議題為導向,缺乏將環境及生態目標納入衡量的決策分析研究(曾國雄等,1998b;樓邦儒、

曾國雄,2000)。然而,偏向單一經濟目標的規劃或研究,將因缺乏針對環境資源管理的整 盤考量,而較易造成環境開發的主觀偏頗,導致生態與經濟發展因素的相互衝突。海岸地 區屬於高度敏感地區,且未來又是人類活動的發展重心,過去以經濟發展作為單一發展目 標的開發方式,明顯缺乏多重目標之考慮與權衡。因此,未來對於海岸地區的開發決策,

勢必應朝向經濟、社會、人文及生態等發展目標的共同達成,進行一整合性之海岸土地使 用規劃來努力。而在多目標規劃中,有許多目標是在決策過程中被考慮的,又能同時兼顧 多個衝突性目標間的最佳平衡問題,分析者提供決策者許多資訊及可行性方案,最後依決 策者的評定,做出最適結論(曾國雄,1992)。

本研究即欲建立一海岸生態環境與合理的土地使用方案相互整合的決策方式,可透過 多目標數學規劃法,讓經營者在滿足生態保育、社會心理、經濟效益、環境保護各目標下,

求出海岸各土地使用之開發量,以作為經營者投資開發之參考。在藉由生態環境及社會心 理目標之引進以及模式之建立,追求合理性之解決方案之後,將使海岸開發對生態環境、

社會心理之衝擊減至最低,卻同時能符合開發效益與滿足海岸發展需求。

本研究首先藉由功能指標的篩選分析界定出海岸所具備的功能價值,並以此為依據綜 合出生態、水質、景觀與經濟四項目標函數,最後利用多目標規劃法求得各類土地使用面 積的最佳解。以此分析結果為基礎,可依據決策者對目標的偏好程度來決定各類土地使用 項目在最適承載量限制下的最佳使用面積,作為海岸環境資源管理的依據。將其應用在以 新竹市海岸地區作為案例的研究之後,將可得到在各種偏好下各類土地使用面積的最佳 解。其結果反應在生態規劃理論上可發現:住宅、工業、遊憩、交通等人為開發用地可視 為海岸地區的適度利用區,其與以農業使用為主的環境緩衝區及保護生態環境取向的自然 保存區,恰可形成各約三分之一的環境保護態勢,以此來進行海岸土地的總量管制,將更 具有彈性且符合生態保護的基本精神。

二、模式架構之建立

本研究針對海岸資源的特性,建構出海岸環境之目標,將之整合於海岸土地使用開發 模式中,並在各目標相互衝突的狀況下,求取海岸環境與土地使用之相應開發量。以下針 對本研究所研擬出的四項目標式以及五種限制條件之基本構想做一詳細的敘述。

(一)目標函數

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就私部門之開發而言,海岸開發之動機與目的大多以追求最大經濟效益為目標,

鮮有考慮到開發後對週遭生態環境所造成之衝擊。然而隨著大眾對環境之要求水準日 益提高,公部門對私部門的開發行為,在政策考量上必須加以因應之。

海岸地區之開發,多以擁有自然資源或具有發展潛力之地區為主,為達到資源的 保護和永續性,海岸資源的利用應以保育重於開發為原則,以環境供給面作為開發的 限制條件,以減少海岸開發對海岸資源造成負面的影響。

本研究依據「生態工法國家型科技計畫規劃」過程中環境規劃、海岸工程、生態系 統、濕地復育等相關領域專家學者之建議(行政院國家科學委員會,2004),以及先前針 對海岸及濕地環境功能指標之研究結果(閻克勤等,2005;閻克勤等,2007)綜合而得,

海岸具有水文及化學循環上的功能,例如:淨化水質、防範洪水、保護海岸線、補注 地下水含水層等功能。且海岸被稱為「生物超級市場」(Mitsch and Gosselink, 1993),是廣 大食物鏈場所,具有豐富的生物多樣性,因此,又具有生態上的功能。而近年來海岸 土地大量的使用,再加上週休二日的實行,海岸不僅是一般民眾活動中心,更是外來 遊客休閒遊憩的最佳場所,在遊憩功能上的地位日益重要(各項海岸功能綜理如表一)。

綜合上述,海岸地區開發時不應僅以單一的經濟目標為導向,還應滿足生態保育、

水文淨化,以及提升海岸週邊民眾之安全感與遊客滿意度等目標。依此,本研究乃歸 納整理出生態保育功能、水質污染程度、景觀知覺偏好、經濟功能價值做為建構海岸 生態環境與土地使用整合模式之四大目標函數。其內容如下:

1.最大生態保育功能

就物種棲息地而言,將一個較大的嵌塊體(patch)分成較小的嵌塊體過程,會改變 內部棲地,並導致內部族群的大小和數量的減少,因此嵌塊體的大小,是研究景觀要 素特徵的主要參數,其直接影響單位面積的生物量、生產力和養分貯量,以及物種組 成和物種多樣性(Forman and Godron, 1986; Marsh, 1991; Forman, 1995; Bourgeron et al., 2001)。而對於一個特定物種,在較大的嵌塊體比較小的嵌塊體通常會有較大的群體,

這也使得較大的嵌塊體較不容易發生區域性滅絕;反之,如果嵌塊體過小,則會增加 物種區域性滅絕的機率,主要是因為一個大的嵌塊體會擁有更多的棲地,所以大嵌塊 體會比一個小的嵌塊體包含了更多數量的物種,不容易造成滅絕(Forman and Godron, 1986; Forman, 1995; 張俊彥等譯,1997;鄔建國,2003)。綜合以上所述可得知,嵌 塊體面積越大,保育能力越強;反之若嵌塊體越小,其保育功能相對較低。因此,本 研究參考了 Forman (1995)對景觀生態指數所做的研究,選擇與土地利用面積有關的嵌 塊體指標中的「平均嵌塊體大小(Mean Patch Size, MPS)」,來作為評量海岸地區生態 保育功能的指標。

本研究目標式中之最大生態保育功能目標函數,乃應用平均嵌塊體大小作為生態 保育能力的評量標準,由於平均嵌塊體面積愈大,相對生態影響範圍會愈集中,則保 育能力將愈好,因此將其訂為望大特性。

2.最小水質污染程度

海岸水質的污染程度,是評估海岸地區環境品質的重要性指標。評估水質污染程 度的方法相當多,如溶氧量 DO、生化需氧量 BOD、化學需氧量 COD、總磷、氨氮、

懸浮固體、大腸桿菌群等(黃光輝譯,1992;孫儒泳等,1999)。其中溶解於水中氧 的量稱為溶氧量,水中的魚貝類就靠溶解於水的氧呼吸;而水中微生物亦會利用水中 一部份溶解的氧,將有機物分解成簡單的物質,微生物在分解有機物時所消耗的氧氣 量就稱為生化需氧量(BOD)。水中污染物越多,生化需氧量也會越高,一個良好的水 域須具有高的溶氧量及低的生化需氧量。

建立函數時,需考慮到資料是否容易取得,以及水質模式是否可信等因素,而本 研究在評估各項水質參數後,選擇了較為完整可信及普遍使用的水質模式 BOD-DO

模式(黃光輝譯,1992),但考慮到台灣河川水流湍急、西部海岸沿岸流流速大,DO

多可保持在水體水質標準之上,因此本研究乃以 BOD 作為水污染指標,並且取其為

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望小特性。

表一 海岸功能內容一覽表

功能 項目 內容

生 態 功 能

生產作用

海岸地區為高生產力地區並為許多經濟性海洋生物之生育 舞台。此外海岸地區往往成為候鳥遷徙途經之路線,亦為 鳥類之重要棲息地。

承載作用 可容納人類活動,並儲藏、稀釋、過濾有機與無機之污染

物質。

水 文 功 能

制衡作用 海岸地區地下水層淡水與海水之交界維持著動態平衡,可

防止鹽水入侵,避免沿海生態環境造成突變或惡化。

淨化作用 廢棄物之化學淨化作用及生物體或生態系之新陳代謝作

用,可淨化水質,維持水文正常循環。

經濟

功能 經濟作用

具海洋生物資源、礦物資源、能源、淺海養殖資源及土地 資源等。而海岸地區的陸域因其自然特性,則可供工業及 能源設施、居住及建築發展、產業開發與經營、港埠與運 輸、觀光遊憩、軍事設備等土地利用。

遊憩 功能

遊憩作用 提供大眾親水空間與紓解身心之休閒場所。

教育作用 為活生生的自然教室,提供實察、標本採集等研究資源。

3.最大景觀知覺偏好

海岸開發往往不會考慮到社會心理層面的問題,而本研究將針對外來遊客以「情 境感受度」的調查方式,來探討遊客對於海岸環境的景觀偏好程度。景觀偏好的評估 方法中最為人熟知與應用廣泛的就是「景觀美質評估法(Scenic Beauty Estimation, SBE)」。SBE 法是 1976 年由 Daniel 和 Boster 所提出,其認為人類對於景觀的知覺反 應,取決於觀賞者對景觀的美感經驗與觀賞者的美感判斷標準(Schroeder, 1984)。其 中,美感經驗受景觀美質所影響,判斷標準則因個人以往經驗與環境背景的影響而有 所差異。為消除觀賞者因使用不同的判斷標準發生之誤差,於是提出此景觀美質評估 模式。

本研究根據 Schroeder 於 1984 年建立的環境知覺尺度作為景觀美質評估的標準,

藉由分類量表(category scales)法,直接從受試者的判斷建立心理屬性的等距量表,

即要求受試者將所測試的景觀圖片,按照問卷設計的類別或等級加以分類或評分。最 後由建立的量表來推算各土地使用項目之景觀知覺偏好函數,偏好值愈大代表景觀價 值愈高,因此取其為望大特性。

4.最大經濟功能價值

海岸土地開發因環境資源會產生外部效果,因此較難直接由成本衡量其經濟效 益。由於價值(value) V 是外部功能( function) F 與內在成本(cost) C 的比值(即 V=F/C),

且外部功能價值,即為目標成本價值(李杰,1995)。因此若能藉由目標成本的估算將 土地開發之外部功能數量化,即可藉由其與土地開發的單位成本的比值來估算各種土 地開發的單位價值,此一價值可視為一種土地開發的經濟效益,亦即投入單位成本所 能獲得的單位開發效益。因其為一單位比值,因此本研究乃將其作為開發單位面積的 經濟功能價值係數,將其與土地使用面積變數相乘後,即可得到各種土地使用開發之 經濟效益,加總後的目標式即為土地開發之總「經濟功能價值」。本研究將以各土地 使用類別之功能價值總和,來作為海岸開發經濟效益評估的目標函數。此目標函數取 其為望大特性。

(二)限制條件

藉由目標函數,規劃者所尋求之海岸土地開發效益將可在各目標之權衡下達成。

但在現實情況中,海岸土地開發規模通常必須取決於法規容許之上限及其他實質限制

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之條件。因此,本研究乃基於規劃目標之訂定,考慮客觀環境的影響,依照海岸土地 使用面積、土地使用類別規範,以及生態保育、遊憩計畫等因素,在決定其土地使用 分區及許可使用類別後,尋求最適合的開發規模,以獲致各目標的平衡。

本研究係以海岸地區為主要研究對象,因此針對開發地區之實質限制條件與開發 者之客觀條件,分別就海岸地區總面積、總允許開發面積上限、各土地面積使用上限 及各土地面積使用下限等層面加以考量。現分別說明如下:

1.海岸地區總面積

研究範圍內各分區土地面積的加總,應該等於研究範圍內海岸地區之土地總面積 大小,因此將海岸地區總面積列為限制條件。

2.總允許開發面積上限

為了避免過度開發,需限制總允許的開發面積(如:住宅用地、工業用地、遊憩 用地、農業用地、交通用地等)上限,以減少不相容土地使用對特殊生態資源之破壞 而導致環境品質降低、天然災害發生、資源耗竭及物種滅絕等環境負效果(黃書禮,

1986)。本研究將海岸研究範圍地區之總面積減去限制發展面積(環境敏感地區),來

作為總允許開發面積之上限。

3.各土地使用分區面積上、下限

海岸地區各類土地使用分區的總面積,依其發展現況、地區特性及未來政策需求 導向,應有其上、下限的條件限制,此一限制除可符合實際發展需求之外,亦可避免 目標函數的無限變大或變小。

三、模式整合之構想

根據前段之定義說明,建立海岸環境與土地使用整合多目標規劃模式之目標函數為:

最大生態保育功能、最小水質污染程度、最大景觀知覺偏好、最大經濟功能價值,而模式 之限制式包括:海岸地區總面積、總允許開發面積上限、各土地使用分區面積上限及各土 地使用分區面積下限。現將上述目標函數與限制條件,運用數學符號構建基本模式說明如 下:

(一)目標函數架構 1.最大生態保育功能

平均嵌塊體(MPS)的面積越大,保育能力越強;反之,若嵌塊體越小,其保育 功能相對較低。海岸地區嵌塊體之形成主要乃是因為開發體單元的切割所造成,尤其 是道路路網的切割最為明顯。依嵌塊體的計算公式建立目標式如下所示:

=

=

= n

j j

n

j j

N x Z

1 1

max 1 (1)

其中:

Z1為平均嵌塊體面積函數(ha)

x 為第 j 種土地使用(開發體)面積(ha),

j

j

=1,...,

n N 為開發體數目,

j

j

=1,...,

n

2.最小水質污染程度

本研究以生化需氧量 BOD 作為水污染指標。各開發項目單位面積生化需氧量污 染輸出量與海岸各分區土地面積乘積之總和即為總生化需氧量污染輸出量,其值愈小 水質污染程度愈小。目標函數如下:

( )

=

×

= n

j

j

j x

p Z

1

min 2 (2)

其中:

(9)

Z2為總 BOD 污染輸出量函數(kg/year)

p 為第 j 種土地使用型態之單位面積 BOD 污染輸出量(kg/year ‚ha)

j

x 為第 j 種土地使用面積(ha),

j

j

=1,...,

n

3.最大景觀知覺偏好

海岸開發往往不會考慮到景觀心理層面的問題,本研究將針對外來遊客進行海岸 景觀情境感受度的調查,將遊客對於海岸環境的平均感受度與各土地使用分區的面 積,利用迴歸公式建立各類土地使用分區的景觀知覺偏好函數,再將其總和作為景觀 知覺偏好的目標函數值,其值愈大代表景觀價值愈高。目標式如下所示:

( )

= ∑

= n

j

z

j

x

j

Z

1

max 3 (3)

其中:

Z 為景觀知覺偏好函數

3

( )

j

j

x

z

為第 j 種土地使用之景觀知覺偏好函數,

j

=1,...,

n x 為第 j 種土地使用面積(ha),

j

j

=1,...,

n

4.最大經濟功能價值

海岸各土地使用分區之經濟功能價值係數,為各類土地使用之外部功能評價值

F

j

與海岸土地開發現實成本

C 之比值,藉由各類土地使用分區之經濟功能價值係數與其

j

土地面積乘積之總和來建立最大經濟功能價值函數如下,其值愈大代表經濟功能價值 愈高:

∑ ×

= = n

j j

j

j

x

C Z F

1

4 ( )

max (4)

其中:

Z4為經濟功能總價值函數

F 為外部功能評價值(元)

j

j

=1,...,

n

C 為第 j 種土地使用之土地開發現實成本(元)

j

j

=1,...,

n x 為第 j 種土地使用面積(ha),

j

j

=1,...,

n

(二)限制式之考量 1.海岸地區總面積

各土地使用分區面積的加總等於研究範圍內之土地總面積。

T x

n

j

j =

=1

(5)

其中:

x 為第 j 種土地使用面積(ha),

j

j

=1,...,

n T 為海岸地區總面積(ha)

2.總允許開發面積上限

總允許開發面積必須限制低於海岸研究範圍地區總面積減去限制發展區面積後 之值。

t T x

S

( j)≤ − (6)

其中:

) (

x

j

S

為總允許開發面積函數,

x 為第 j 種可開發之土地使用面積

j

T 為海岸地區總面積(ha)

(10)

t 為限制發展區面積(ha)

3.各土地使用分區面積上限

參考相關研究計畫中,針對海岸地區土地之發展所進行的適宜性分析及建議,對 各類土地使用面積設定發展上限。

j

j

P

x

≤ (7)

其中:

x 為第 j 種土地使用面積(ha),

j

j

=1,...,

n

P 為第 j 種土地使用開發面積上限(ha),

j

j

=1,...,

n

4.各土地使用分區面積下限

依照海岸地區發展的特性及地區需求趨勢,訂定各分區之開發面積下限。

j

j

B

x

(8)

其中:

x 為第 j 種土地使用面積(ha),

j

j

=1,...,

n

B 為第 j 種土地使用開發面積下限(ha),

j

j

=1,...,

n 四、案例實證—以新竹市海岸地區為例

針對前節構建出的四項目標函數(最大生態保育功能、最小水質污染程度、最大景觀

知覺偏好、最大經濟功能價值),以及四種限制函數(海岸地區總面積、總允許開發面積上

限、各土地使用分區面積上限、各土地使用分區面積下限),選擇濕地面積廣大的新竹市海

岸地區進行案例實證,在將相關係數導出後,建立完整之目標式及限制式。

(一)案例背景說明

新竹市西臨台灣海峽,海岸線北起南寮,南至南港,長約 17 公里,屬離水堆積海 岸。臨海的潮間帶泥灘地是北台灣面積最大的海濱濕地,千餘公頃潮間帶所孕育的大 量蝦蟹螺貝,吸引大批水鳥,據統計紀錄的鳥類多達 274 種,螃蟹達 43 種(洪明仕、

何平合,1999),尤其介於客雅溪溪口至南港無名溝之間的香山潮間帶,屬於東亞水鳥

遷徙分佈網的重要一環(Wetlands International, 1996),益加突顯此一濕地生態系統平衡 的重要性。

新竹市近年推動「沿海 17 公里觀光帶」計畫,以促進民眾體驗生態旅遊及對海岸 資源的認知。但由現階段都市發展現況來看,伴隨著經濟大幅成長,以及發展腹地受 限因素的驅使,科技與人文並重的新竹市,在都市不斷擴張與龐大人口壓力之下,此 一觀光發展計畫卻愈發促使海岸地區的土地漸次開發。加上來自都市地區暴增的污染 物,亦隨之擴散至海岸地區,終而造成養殖業沒落、環境污染、資源競用、土地利用 不相容等問題的產生,暴露出新竹市海岸地區環境資源管理上的疏漏與失當。如何在 自然生態環境與社會經濟效益上求得海岸土地使用的最佳平衡點與空間分配模式,將 是未來新竹市海岸規劃決策上必須受到重視的課題。

本研究將以新竹市海岸地區為例,進行海岸生態環境與土地使用整合模式之研 究。但海岸地區橫跨海域與陸域兩大體系,地理範圍顯得模糊與複雜,其寬度也會隨 時間而有所改變,因此範圍界線之劃設較為困難。本研究參考相關海岸範圍界定之定 義,以環境有顯著變化之處作為界線,陸地範圍採「以公路或行政界線、地籍產權界 線明顯之處為界」,海域範圍採「以水深至某一高度為界」,故將新竹市海岸地區的範 圍界定為北起頭前溪口,南至竹苗縣界,東至六十一號省道(西濱公路)及一號省道

(台一線),西至海域三十公尺等深線,依此以利於研究的操作與進行(如圖一所示)。

研究範圍面積約 1,534 公頃,其中涵蓋「新竹漁港特定區主要計畫」及「新竹市(朝山 地區)都市計畫」兩都市計畫部分地區,都市土地面積共計約 300 公頃,佔研究範圍 總面積的 19.58%;而非都市土地面積約有 1,234 公頃,佔研究範圍面積的 80.42%,其

(11)

中大部分為香山濕地(參見表二)。

根據本研究對新竹市海岸土地利用現況的調查結果,以及參考國內外海岸土地利 用型態分類的標準,本研究將新竹市海岸土地使用型態概分為住宅用地、工業用地、

遊憩用地、農業用地、保護區、交通用地 6 種類別,面積及使用內容參見表三,其中 尚有 512.6 公頃的空地、荒地及未列入保護區之濕地,統一將其劃分為未使用地。

圖一 新竹市海岸土地使用現況圖

圖例

住宅用地 x1 工業用地 x 2 遊憩用地 x 3 農業用地 x 4 保護區 x 5 交通用地 x 6 未使用地

(12)

表二 研究範圍海岸土地面積分配表

項目 土地屬性分類 面積(公頃) 百分比%

都市土地

新竹漁港特定區主要計畫 210.5 13.72

新竹市(朝山地區)都市計畫 89.9 5.86

小計 300.4 19.58

非都市土地

香山溼地 912.0 59.44

濕地以外 321.8 20.98

小計 1,233.8 80.42

總計 1,534.2 100.00

資料來源:新竹市政府,2004 表三 研究範圍海岸土地使用分類表

類別 內容 面積(公頃)

住宅用地 住宅、商店、市場、餐廳、廟宇、教堂、機關 78.6

工業用地 工廠、污廢水處理、垃圾掩埋場、垃圾焚化場 28.9

遊憩用地 風景區、公園、遊憩區 2.9

農業用地 水稻田、旱作地、果園、漁塭、釣魚場、養牧場 331.6

保護區 動植物保育區 510.7

交通用地 公路、鐵路、車站 68.9

未使用地 空地、荒地、未列入保護區之濕地 512.6

總 計 1534.2

(二)目標式之建立

針對新竹市海岸地區之現況特性,將各目標式的係數加以導出,並構建出最大生 態保育功能、最小水質污染程度、最大景觀知覺偏好,以及最大經濟功能價值四項目 標式(其中x1代表住宅用地面積、x2代表工業用地面積、

x 代表遊憩用地面積、

3 x4代 表農業用地面積、

x 代表保護區面積、

5

x 代表交通用地面積)

6

1.最大生態保育功能

平均嵌塊體愈大,對於環境衝擊愈小,保育能力相對的也愈強,也愈不容易造成 物種的滅絕。本研究由土地使用現況調查及航照圖(行政院農業委員會農林航測所,

2003-2004),將具有明顯界線(如:道路、開發體邊界、水域)圍成之區域當作一個嵌

塊體(參見圖二)。

依嵌塊體數求得海岸開發體(具高活動量的開發用地,包括住宅、工業、遊憩、

交通用地)及非開發體(低度使用之用地,如農業及保護區用地)的平均嵌塊體面積,

其總和即為平均嵌塊體面積大小。目標式如下所示:

181 max 1 x1 x2309x3 x6 x4 x5

Z +

+ + +

= + (9)

2.最小水質污染程度

參考相關研究之調查與檢測結果(參見表四)(李志賢,1996; Lee and Wen, 1996),

將各開發項目單位面積之 BOD 污染輸出量,作為最小水質污染程度目標式中各土地 使用項目面積之係數,其中建地乃涵蓋住宅用地、工業用地及交通用地,故將建地之

單位面積污染輸出量分別套用至三種用地之係數上。而保護區

x 為未開發地區,沒有

5

人為污染情形,因此其 BOD 污染量以零計之。其目標函數如下:

6 4

3 2

1

2 253.9 253.9 109.8 152.0 253.9

min

Z

=

x

+

x

+

x

+

x

+

x

(10)

(13)

圖二 新竹市海岸開發體與非開發體示意圖

表四 各開發項目單位面積生化需氧量非點源污染輸出係數

土地使用型態 單位面積 BOD 輸出係數

(kg/year ‚ha)

建地 253.9 農地 152.0 遊憩 109.8 資料來源:李志賢,1996

(14)

3.最大景觀知覺偏好

在人文價值方面,本研究將採用景觀美質評估法進行景觀美質偏好調查,亦即以 海岸地區開發後之情境模擬圖,調查一般民眾對各種土地使用開發後的景觀感受度。

調查方式是以同一地點之海岸現況照片為底圖,組合成六種土地使用情境,並分成四 種不同程度的開發規模,以大幅照片展示方式,讓受測者進行美質偏好選擇。而後將 得到的結果以「SBE 景觀美質評估方法」求出受測者對於情境模擬之偏好值 Z。

其中測量方法乃用分類量表(category scales)法,直接從受試者的判斷,建立心理 屬性的等距量表,即要求受試者依所測試的景觀圖片感受,按照問卷所設計的類別等 級加以分類或評分。本研究操作之 SBE 法設計 11 個等級(-5 到 5)對觀測者進行測 試,共計有效問卷數為 325 份,現以其中某一景觀知覺調查結果為例,將各類別等級 的受試者人數分析如表五所示。分析方式乃先計算各等級佔所有人數的比率,再累計 其比率,依此累計比率可查「相對次數與標準分數互換表」而將其轉換為標準分數值

Z。此標準分數的平均值即為受測者對於情境模擬之知覺偏好值,其值愈大,表示景

觀知覺偏好愈大;反之,其值愈小,則表示該項評測之景觀知覺偏好愈小。

之後再根據 Z 平均值以內插法的方式推算出各土地使用項目在不同面積比例下之 感受度得點分數(如表六所示),最後將此一分數作為因變數與面積比例進行迴歸分 析,即可求出關於各土地使用面積之景觀知覺偏好函數(如表七所示),以其作為目 標式中各土地使用面積之係數。

求得之目標式如下所示:

3 =

max Z [-2.1688x1-1.0981]+[-0.4633Ln(x2)-3.6549]+[-5.795

x + 6.7532

32

x

3-0.1626]

+[1.8315x4-0.0554]+[2.1652

x

5+0.1629]+[-0.6038Ln(

x

6)-3.4157] (11)

表五 SBE 法分析範例表

類別等級 人數 累積人數 累積比率 標準分數值(Z)

-5 0 0 0.000 ---

-4 0 0 0.000 ---

-3 0 0 0.000 ---

-2 10 10 0.031 -1.866

-1 20 30 0.092 -1.329

0 67 97 0.298 -0.530

1 124 221 0.680 0.468

2 36 257 0.791 0.810

3 45 302 0.929 1.468

4 11 313 0.963 1.787

5 12 325 1.000 ---

註:∑ Z = 0.808

Z

= 0.808 / 7 = 0.115

表六 各土地使用在不同規模下之感受度分數表 面積比

項目

10% 20% 50% 100%

住宅用地x1 -1.267 -1.431 -2.430 -3.168

工業用地x2 -2.498 -3.007 -3.406 -3.575

遊憩用地

x

3 0.611 0.722 1.859 0.780

農業用地x4 0.110 0.211 1.052 1.702

保護區

x

5 0.236 0.562 1.558 2.193

交通用地

x

6 -1.812 -2.762 -2.967 -3.341

(15)

表七 景觀知覺偏好函數迴歸分析表

自變數 xj (土地使用面積) 因變數 y(景觀知覺偏好函數)

R

2 住宅用地x1 -2.1688x1 - 1.0981 0.9650 工業用地x2 -0.4633Ln(x2) - 3.6549 0.9575 遊憩用地

x

3 -5.795

x

32 + 6.7532x - 0.1626 0.9130 農業用地x4 1.8315x4- 0.0554 0.9690 保護區

x

5 2.1652

x

5 + 0.1629 0.9435 交通用地

x

6 -0.6038Ln(

x

6) - 3.4157 0.8796 4.最大經濟功能價值

海岸地區各土地使用之外部功能價值,即為各土地使用之目標成本價值,因此可 藉由海岸土地開發總成本按各土地使用的功能目標重要程度來分攤求得。本研究先應 用模糊 AHP 法進行功能目標重要程度的評比,邀請 24 位專家學者(海岸工程、生態 景觀、環境管理)對於海岸各土地使用外部功能之重要程度進行評分,再由幾何平均 法求出的平均功能目標權值將其乘上土地開發總成本,分攤後的目標成本,即為各土 地使用之外部功能評價值。最後求其與海岸土地開發現實成本的比值,即能得到各土 地使用之單位面積功能價值係數。

24 份問卷結果在經過一致性檢定之後,依照模糊 AHP 權重之計算方式,先求出 專家 k 對於海岸土地使用 j 之功能目標權值

W

~jk

(j 為海岸土地使用類別,

j

=1,...,

n

k 為專家學者數, k

=1,...,

m

),再利用幾何平均法求出各土地使用之平均功能目標權 值

m m

k jk

j

W

W

/ 1

1

~

~ ⎥

⎢ ⎤

=⎡

=

,並把所得到的權值以α =0.5 計算出α -cut 值 ~ [ , ]

jr jl

j

w w

W

α α

α =

j

=1,...,

n

),而α

W

~j

即為各土地使用類別之功能目標重要程度。得到之結果如表八 所示。

表八 海岸土地使用平均功能目標權值

W

~j

及功能目標重要程度α

W

~j 表 使用分區

W

~j

] ,

~ [

jr jl

j

w w

W

α α

α =

住宅用地x1 (0.0519 , 0.0638 , 0.1025) (0.0578 , 0.0831) 工業用地x2 (0.0322 , 0.0477 , 0.0732) (0.0399 , 0.0604) 遊憩用地

x

3 (0.1074 , 0.1754 , 0.3514) (0.1414 , 0.2634) 農業用地x4 (0.1112 , 0.1453 , 0.2307) (0.1282 , 0.1880) 保護區

x

5 (0.1765 , 0.2648 , 0.4015) (0.2206 , 0.3310) 交通用地

x

6 (0.0492 , 0.0775 , 0.1354) (0.0633 , 0.1064)

由相關政府機關及單位提供之資料,本研究統計公部門對各土地使用項目開發及 維護成本中屬於經常門之常態性資料,而推算出海岸地區各類土地使用開發時之平均

基本單價,以作為各土地使用之土地開發現實成本

C 。其結果及資料來源參見表九所

j

示。

由於經濟功能價值之望大特性,因此選擇α

W

~j

中之樂觀估計值 αwjr作為計算各土 地使用外部功能評價值

F 的目標權重。各土地使用外部功能評價值

j Fj=αwjr ×G,其 中 G 為土地開發總(平均)成本(=79,428,266)。再計算

F 與土地開發現實成本

j

C 的

j 比值,即為各土地使用之單位面積功能價值係數。其計算結果如表十所示。

(16)

表九 各土地使用之土地開發現實成本表

項目 土地開發現實成本

C (元/公頃)

j 資料來源

住宅用地x1 43,857,000 內政部營建署國宅組光復國宅開發工程提供

工業用地x2 8,962,194 和平工業用地開發工程開發計畫

遊憩用地

x

3 11,289,769 新竹市政府交通局旅遊觀光課提供

農業用地x4 19,303 台灣省新竹農田水利會 93 年度業務檢查報告

保護區

x

5 3,500,000 新竹市政府環保局提供 交通用地

x

6 11,800,000 道路工程造價概估系統

總平均成本 79,428,266

表十 各土地使用外部功能評價值及係數計算表

使用分區 αwjr

F

j

F

j /

C

j

住宅用地x1 0.0831 6,600,489 0.1505

工業用地x2 0.0604 4,797,467 0.5353

遊憩用地

x

3 0.2634 20,921,405 1.8531

農業用地x4 0.1880 14,932,514 773.5851

保護區

x

5 0.3310 26,290,756 7.5116

交通用地

x

6 0.1064 8,451,168 0.7162

將各土地使用之單位面積功能價值係數乘上各土地使用面積變數

x ,即可得目標

j

式如下所示:

6 5

4 3

2 1

4 0.1505 0.5353 1.8531 773.5851 7.5116 0.7162

max

Z

=

x

+

x

+

x

+

x

+

x

+

x

(12)

(三)限制式之建立

本研究列有四種限制條件,依各限制條件的內容,建構限制式如下:

1.海岸地區總面積

本研究範圍總面積為 1534.2 公頃,因此海岸地區總面積限制式如下:

2 .

6 1534

5 4 3 2

1+

x

+

x

+

x

+

x

+

x

=

x

(13)

2.總允許開發面積

依據「新竹市綜合發展計畫」(國立中興大學都市計劃研究所,1997)所劃定之 限制發展區面積(環境敏感地區)為 367.3 公頃,因此將總面積減去限制發展區面積 即得總允許開發面積為 1166.9 公頃。此一限制式由住宅用地、工業用地、遊憩用地、

農業用地、交通用地等五種類別構成,如下所示:

9 .

6 1166

4 3 2

1+

x

+

x

+

x

+

x

x

(14)

3.各土地使用分區面積上限

依據「新竹市綜合發展計畫」土地使用部門,對於新竹市的土地使用適宜性分析,

推算研究範圍內各類土地使用的最適開發面積分別為遊憩用地 100 公頃、住宅用地 603 公頃,以及工業用地 288 公頃,以此作為此三個土地使用類別之面積使用上限。

台灣海岸地區之農業用地及交通用地面積為因應未來之發展,依照現今發展的特 性及趨勢,將比現況面積小。尤其西濱快速公路開闢後之使用率並不高,對環境之傷 害尤其更大,因此本研究乃將這兩種土地使用之現況面積作為其土地面積的開發上

(17)

限;而保護區部分,依照現有對海岸地區開發限制的發展趨勢來看,其面積應要涵蓋 鄰近環境敏感區,因此將目前已劃作保護區之面積 510.7 公頃與環境敏感區面積 367.3 公頃加總之值 878 公頃,作為保護區面積之上限。

各限制式表示如下所示:

1 ≤603

x (15)

2 ≤288

x (16)

3 ≤100

x

(17)

6 .

4 ≤331

x (18)

5 ≤878

x

(19)

9 .

6 ≤68

x

(20)

4.各土地使用分區面積下限

住宅用地(x1)、工業用地(x2)、遊憩用地(

x )及保護區(

3

x )未來發展面積,

5 如以海岸地區發展的特性及趨勢來看,應都大於現況面積,因此本研究將這四區的現 況面積當作是它們的土地面積使用下限。

農業用地(x4)部分,本研究以新竹市海岸地區農民的糧食需求(自給自足)之

耕作面積來當作面積下限。由「新竹市統計要覽」(新竹市政府,2004)得知,平均 每人消耗白米量為 87.9(公斤/年),而平均每公頃稻米產量為 3768.5 公斤,又海岸地 區之農民人口數約為 3,751 人,因此最小農業面積需求為 3,751×87.9/3,768.5=87.49 公 頃。

交通用地(

x )則以新竹市平均的公路用地密度來當作面積的使用下限。由「都

6

市及區域發展統計彙編」(行政院經濟建設委員會都市及住宅發展處,2004)可得知,

新竹市平均的公路用地密度為 18,057.7(平方公尺/平方公里),而新竹市海岸總面積為 1534.2 公頃,因此最小交通用地面積需求為 1,534.2×0.018057.7=27.7 公頃。

各限制式表示如下所示:

6 .

1 ≥78

x (21)

9 .

2 ≥28

x (22)

9 .

3 ≥2

x

(23)

49 .

4 ≥87

x (24)

7 .

5 ≥510

x

(25)

7 .

6 ≥27

x

(26)

(四)空間規劃整合分析

本研究所建立的海岸生態環境與土地使用整合模式中,共含有 4 列目標函數(其 中 3 列線性函數、1 列非線性函數)、8 列條件限制式及 6 個變數。應用上述的多目標 模式,利用「LINGO」電腦軟體,以個人電腦進行求解與分析,獲得滿足目標和限制 條件之妥協解。

決定目標值與效率極端解之距離衡量方式,本研究採用目標值與目標理想解之最 小距離衡量方式(Zeleny, 1973; Yu and Zeleny, 1975; 曾國雄等,1998a),其表示如下:

(

Z

( )

x Z

)

w

[

Z

( )

x Z

]

for

L

p p

j j

n

j j S p

x , ,

min

1

1 ⎥⎥

⎢⎢

⎭⎬

⎩⎨

⎧ −

=

=

Δ

1≤ p< ∞ (27) 其中:

L 為目標值

p

Z ( ) x

與目標理想解Z*之距離

( ) x

Z

j 為第 j 個目標函數

S 為可行解區域

(18)

w 為第 j 個目標之權重

j

p 為參數

對個別的目標函數求解,可獲得各目標的最佳解為

Z (均為

k* MAX 的型態下),並 在假設 p 以及權重

w 均為

j 1 的情況之下求取最短距離(LP)之最適解(如式(28))(曾 國雄等,1998a),此解即為滿足最大生態保育功能、最小水質污染、最大景觀知覺偏 好及最大經濟功能價值之四項目標和各限制條件之最適解,也就是海岸地區土地使用 最適開發方案,求解結果如表十一所示。

( ( ) ) [ ( ) ]

⎥⎥

⎢⎢

⎭⎬

⎩⎨

⎧ −

=

=

Δ

n j j

j S p

x

L Z x Z Z x Z

1

,

min (28)

在滿足各個目標式之情形下,目前的農業用地與交通用地皆已達最適規模,不應 再有擴張的需要。而高活動量的住宅用地與工業用地,雖然還有成長空間,但能容許 範圍都已有限,也應該在適當規模內加以限制。只有遊憩用地與保護區具有較大的發 展彈性,未來在相關政策及發展計畫的推動上,應該朝向非長住型及低活動量的生態 旅遊觀光活動為主,才適合滿足各項目標達成的條件。

表十一 各目標函數結果求解表 單位:公頃 項

住宅用地 x1

工業用地 x2

遊憩用地

x

3

農業用地 x4

保護區

x

5

交通用地

x

6 最佳解Z*k Z1 223.9 28.9 2.9 331.6 878.0 68.9 7.732 Z2 78.6 77.1 100.0 331.6 878.0 68.9 118409.100

Z

3 168 28.9 100.0 331.6 878.0 27.7 2296.000 Z4 78.6 77.1 100.0 331.6 878.0 68.9 143587.800 LP 97.6 58.1 100.0 331.6 878.0 68.9 13444.140 現況 78.6 28.9 2.9 331.6 510.7 68.9 ---

一般海岸開發只考慮到經濟效益及水質污染程度,本研究特別加入了生態保育及 景觀價值之目標來加以考量,以求得最佳方案。而由上述的結果發現,較注重生態保 育的情形下,各分區土地使用面積變化的幅度很大,顯示生態保育目標對於各分區土 地使用面積有較大的影響力,因此應為決策者所須注重且考量的。而景觀價值方面,

雖變化幅度較小,但近年來新竹市政府大力推動海岸觀光遊憩的情形下,勢必會吸引 大批觀光客前來,因此在景觀價值方面遊客對於新竹市海岸的感受度將成為海岸觀光 遊憩品質的一項重要指標。綜合上述分析,本研究認為對於新竹市海岸最好的土地使 用狀況,為本研究所提之四項目標互相平衡之情況下所得到的最佳解。其結果與現況 比較變化如下:住宅用地由現況 78.6 公頃最佳可增至 97.6 公頃,工業用地由現況 28.9 公頃最佳可增至 58.1 公頃,遊憩用地由現況 2.9 公頃最佳可增至 100 公頃,農業用地 維持現況不變,保護區由現況 510.7 公頃最佳可增至 878 公頃,交通用地則維持現況不 變。

規劃結果住宅用地與工業用地雖然有增加的空間,但是多半可由目前未被開發使 用的都市土地來吸收,對環境敏感地區的質與量,並不會造成影響,反而有利於土地 的充分利用,減少閒置土地的浪費。不過,在開發時仍應特別注意其土地使用類別的 管制。對於海岸地區而言,工業使用應該以低污染性及非鄰避性之工業使用項目為主,

而且必須集中管理及經過環境影響評估方能進行,例如輕工業專區及倉儲物流中心等 使用型態,來減少土地與環境的負荷。

(19)

五、結論與建議

海岸地區之土地使用開發類別複雜,在以往的海岸規劃開發研究中經常忽略到全盤的 考量,尤其是在海岸生態環境及景觀價值兩方面。因此,本研究將這兩項目標作為研究的 重點,並利用多目標規劃法,結合海岸地區土地使用規劃時所需考慮之水質污染及經濟功 能目標,構建出海岸生態環境與土地使用整合多目標模式,來探討海岸地區各土地使用之 最適開發量。

(一)結論

1.新竹市海岸資源豐富,且維護不易,再加上新竹市政府近年來對於海岸觀光的大力推 動,因此本研究認為除了水質污染及經濟功能之目標外,生態保育及景觀價值目標亦 是新竹市海岸未來開發應重視的要素。為此本研究選擇此四項目標函數,經由模式的 操作,以妥協規劃法得到與理想解距離最近的妥協解,以相互平衡的土地使用最佳結 果,作為新竹市海岸各項土地使用的最適開發面積。其計算結果各項土地使用最適規 模分別為:住宅用地 97.6 公頃(6%)、工業用地 58.1 公頃(4%)、遊憩用地 100 公 頃(7%)、農業用地 331.6 公頃(22%)、保護區 878 公頃(57%),以及交通用地 68.9 公頃(4%)。

2.由本研究最大經濟功能價值之目標式可得知,專家學者所認為保護區及農業用地對於 海岸地區之重要功能程度頗高,但市政府在其維護費用上卻明顯的偏低,這使得其功 能價值係數明顯的偏高。換句話說,農業用地及保護區所帶來的效益多屬於外部效 果,無法真實反應在成本上,因此如果政府再不重視其重要性,將會因此損失無法彌 補的珍貴資源。

3.從本研究可得知平均嵌塊體面積越大,保育能力越強,因此雖然新竹市政府近年來在 沿岸規劃許多遊憩設施,吸引了大批的觀光人潮,但設施大多設置或緊鄰保護區之土 地上,且過於分散,造成生物棲息地之不連續性,對於海岸自然環境有著不小的衝擊。

因此本研究建議應劃設特定之遊憩區域,使其遊憩面積集中且完整,並配合針對民眾 之遊憩區景觀知覺偏好調查結果一併規劃,如此才能降低對於生物棲息地之破壞,以 提升生態保育之能力。

4.本研究之景觀知覺偏好調查結果顯示,雖然民眾對於遊憩用地的擴大發展有明顯偏 好,但其偏好程度並非呈現直線成長,因此在進行海岸遊憩開發前仍應考量使用者的 感受度,才不致於造成遊憩區過度開發的情況產生。

5.一般海岸開發只考慮到經濟效益及水質污染程度,本研究特別加入了生態保育及景觀 價值之目標來加以考量,以求得最佳方案。而研究結果發現,較注重生態保育的情形 下,各分區土地使用面積變化的幅度很大,顯示生態保育目標對於各分區土地使用面 積有較大的影響力,因此應為決策者所須注重且考量的。而景觀價值方面,雖變化幅 度較小,但近年來新竹市政府大力推動海岸觀光遊憩的情形下,勢必會吸引大批觀光 客前來,因此在景觀價值方面遊客對於新竹市海岸的感受度將成為海岸觀光遊憩品質 的一項重要指標,

(二)建議

1.本研究之目標函數屬於靜態整合模式,但現實環境狀況卻會隨者時間而有所改變,因 此,若在模式中能夠考量到時間向度的因素,構建出一動態的整合模式(例如:各分 區生態性指標的變動、未來土地地價及年度預算的變動,或是設施折舊的影響等),

從中尋求土地之最適開發量,將可排除因外在環境的變化所引起的不確定性問題,進 而提高整合模式的實用性及準確性。

2.水質污染程度目標函數當中之污染輸出量,因限於資料來源缺乏之故,本研究係參考 國內對於各開發項目單位面積之生化需氧量污染輸出係數之調查數據來做分析,但對 於建地之污染輸出量國內採取平均值的方式來呈現,使得水質污染目標函數中,住宅 用地、工業用地及交通用地的污染輸出係數相同,造成不小的誤差,建議未來的研究

(20)

對於建地之污染輸出量應再加以細分,以建立完整且正確的分析模式。

3.本研究主要針對各類土地使用面積之使用量來進行計算,對於空間區位上之配置並未

繼續探討,因此建議未來相關研究可利用地理資訊系統(GIS),根據本研究建立之土

地利用發展潛能評估體系,進行土地使用適宜性分析,並且考量生態環境與土地使用 整合模式中各土地使用分區承載量上限之建議,分析出各土地使用分區之最適建議區 位。

4.未來可依照各地區特性的不同,對本研究中之多目標模式中的各個參數,進行適當的 修正後,可應用在具有類似開發目標的海岸地區,以進行更有效的海岸資源管理。

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