2020年11月25日
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保育生物多樣性 監測過程須有4大關鍵要素

內容提供/《自然保育季刊》 文/臺灣生態工法發展基金會研究員 吳采諭、農委會特有生物研究保育中心研究員兼組長 林瑞興 攝影/臺灣生態工法發展基金會研究員 吳采諭

監測野生動物的分布與動態變化,是保育生物多樣性的重要方法之一。在固定的地點,以同樣的調查方法與調查時間,長期反覆調查,能獲得一個地區的自然資源與生物族群的狀態,以及環境棲地的變化情形;調查成果可作為經營管理與保育策略的依據(Voříšek et al . 2008)。

監測計畫是適應性的管理族群數量、樣區或棲地環境的過程,需要根據知識的增加而改變管理方式(Greenwood and Robinson 2006)。監測過程有四個關鍵要素:(一)設定目標:例如,要監測的是族群大小?樣區狀態?還是棲地環境?(二)監視:觀察族群數量(或其他因素)如何隨時間變化,並確定目標是否實現。(三)如果未能達到目標,需要瞭解原因:透過分析監測數據(通常與其他資訊整合),或進行其他的研究來完成。(四)行動:在獲得的知識基礎上改變管理策略,確保達到目標。

臺灣生物多樣性監測的起源

監測體系的發展過程,多由關注自然環境中的非生物因子如水質、空氣品質監測,或環境指標生物如藻類、細菌、無脊椎生物等開始,其後才逐漸出現以野生動物為基礎的調查與監測計畫,並由時空尺度較小的短期或區域性計畫,逐漸擴展為時空尺度較大的國家等級長期計畫。

監測體系的發展過程,多由關注自然環境中的非生物因子如空氣品質、水質監測等開始。

臺灣的監測體系發展亦依循此脈絡,最早始於臺灣省水汙染防治所1976年規劃辦理之河川水質監測,首年度之檢驗項目均為非生物因子,包含水溫、電導度、總碱(鹼)度、pH值、總固體量、懸浮固體、氯鹽、硫酸鹽、氨氮、溶氧量、生化需氧量,部分河川並檢驗濁度及化學需氧量;1977年加測硝酸鹽、總磷酸鹽,開始於部分河川檢驗大腸菌類密度,其後陸續納入陰離子介面活性劑及重金屬檢測,至2001年轉由環保署辦理河川、海域、水庫及地下水等水體例行性環境水質監測工作,以非生物性因子為主,輔以部分生物性因子如大腸桿菌群、腸球菌群、葉綠素a等。空氣品質監測系統則始於1980年代,監測項目為空氣中的汙染物,如臭氧(O3)、細懸浮微粒(PM2.5)、懸浮微粒(PM10)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)及二氧化氮(NO2)濃度,以推動空氣品質保護及防制空氣汙染工作。

隨著自然保育觀念建立,政府與民間單位於1980年代中後期開始進行各種基礎生態調查,依據研究目標又可分為:(一)針對特定物種,如櫻花鉤吻鮭 (Oncorhynchus masou formosanus)保育計畫(余廷基等1987;闕狀狄等 1987;林曜松等1988),伴隨大甲溪上游浮游生物與水質調查(雷淇祥等 1988),乃至於其後雪霸國家公園的櫻花鉤吻鮭監測與保育工作、蘭嶼角鴞(Otus elegans botelensis )之生態研究(劉小如1986)、墾丁國家公園1989年委託中華民國野鳥學會進行的日行性猛禽調查與1990年起的長期秋季過境猛禽調查(蔡乙榮等2003)、八卦山春季灰面鵟鷹(Butastur indicus)過境調查(蕭慶亮1991、1998;丁宗蘇等2003)、黑面琵鷺(Platalea minor)生態研究(顏仁德等1994)等單一物種或類群之生態調查計畫,其中部分研究在多年的重複執行後,已累積珍貴的長期調查資料;(二)針對特定地點,如達觀山自然保護區植物調查(謝萬權等1987)、烏來桶后溪森林鳥類調查(楊秋霖等1985)、彰化伸港海埔地鳥類保護區研究(顏重威1987)、火炎山自然保留區生態研究(王鑫等1987)、哈盆地區自然資源調查(張豐緒等1987)等許多臺灣各重要自然棲地與保護留區的動植物相調查。

每年秋天,過境猛禽調查與賞鷹活動,是恆春半島的重頭戲。

在專家設計的系統性生態調查之外,1980年代興起的各項親近自然戶外活動,如賞鳥、賞蝶、賞蛙、賞樹等,亦產生了不少由一般民眾自發性回報的各類生物觀察資訊;其中尤以鳥類因分類研究相對完整,大部分容易觀察且容易識別,吸引了許多專業或業餘的觀察愛好者,保存了大量資料在中華鳥會觀察資料庫與各地方鳥會中,在時間和空間的涵蓋性均較為全面。

國家級生物多樣性監測的發展

為了避免生物多樣性的喪失導致人類生存環境惡化,1992年,簽署於巴西里約熱內盧的「生物多樣性公約」(Convention on Biological Diversity, CBD)設定2010年之工作目標為停止全球生物多樣性之減損。為此,行政院院會於2001年8月通過「生物多樣性推動方案」,將健全推動生物多樣性工作納入國家機制,並於2002年經行政院國家永續發展委員會提出「生物多樣性行動計畫」,至2007年12月為第一階段工作,由各部會進行生物多樣性基礎資源調查,並建立資料庫。

除了生物資源相關單位如行政院農業委員會轄下機構開始建構物種與基因資料庫外,負責環境發展與管理工作之相關單位,亦面臨既有生態調查資料缺乏,難以支撐如水利設施等需兼顧防災減災與生態保育的經營管理需求;在2002年5月發布的「河川管理辦法」賦予河川管理當局訂定「河川環境管理計畫」權責後,經濟部水利署水利規劃試驗所即於當年參考日本的基礎生態調查方法,開始規劃臺灣的河川情勢調查工作,希望以定期而持續的調查方法,了解河川環境生態情況與趨勢。

水利署於2002~2004年,首度試辦卑南溪、花蓮溪及蘭陽溪等三大流域之河川情勢調查,希望藉此建立臺灣河川生態調查之標準方法與流程,並據此提出生態工法建議;計畫工作內容包括各流域之河川基本資料蒐集、生物資源調查(哺乳類、鳥類、爬蟲類、兩棲類、魚類、陸域昆蟲、蝦蟹類、底棲動物、植物)、河川空間利用狀況調查、生態資源資料庫與網頁查詢系統建立、河川生態調查標準方法之擬定,以及生態工法規範之研擬。

水利署由此於2003年提出「河川情勢調查作業方法規範(草案)」,2004年編撰「河川情勢調查作業要點(草案)」,並於2008年修訂,至2015年函頒「河川情勢調查作業要點」作為國內辦理河川調查工作之主要參考技術文件,目標為針對中央政府管轄河川建立一致性的河川環境基本資料;主要作業內容包含基本資料蒐集、現地調查(包括調查計畫、河川環境調查、生物調查、河川空間利用狀況調查及專題調查)、調查成果分析及河川環境評估,以6~12年為週期,視政策與年度預算而定。

蘭陽溪河川情勢調查。

目前已陸續執行26條河川情勢調查作業,其中部分河系已完成第二次(蘭陽溪、頭前溪、中港溪、濁水溪、卑南溪、花蓮溪、淡水河)乃至於開始進行第三次(高屏溪)調查,相關成果公開於經濟部水利署水利規劃試驗所之「河川環境資訊平臺」網站中,可供水利執行單位治理規劃與經營管理所需,亦提供生態環境資訊供相關單位參考利用。

河川情勢調查雖由中央政府機關推動,實際執行時仍以河系為單位,由各河系管轄機關進行區域性之調查。在盤點彙整前述大量短期、區域性或零散生態調查資料,以了解臺灣生物多樣性現況的同時,由於生物多樣性推動方案亦需「擇取重要生物多樣性量化資料納入國家統計項目」,政府與學界開始思考如何建構長程的國家級監測體系。

行政院農業委員會「建立國家生物多樣性指標及特定生物類群」計畫中,確認了14項生物多樣性指標的即時資料現況,提出「生物物種多樣性指標及物種名錄之修訂」(邵廣昭等2007),並針對4種指標性生物類群提出全國監測規劃,包括蝴蝶(趙榮台等2007)、兩棲類(楊懿如等 2007)、鳥類(李培芬等2007),以及蝙蝠(鄭錫奇等2007),並初步試行,調查此4類群動物分布與相對豐度資料。此為臺灣國家級尺度生物多樣性監測計畫之濫觴。

然而,國家等級的大尺度生物監測計畫,必須投入大量的人力與經費,並且由固定的主事單位持續推動調查,以及分析調查成果,規劃後續保育行動。前述初步規劃的四個監測類群中,蝴蝶在2007~2009年由專業調查人員試行調查的計畫結束後,並未由固定團隊以同樣方法持續推動監測調查。目前另由社團法人台灣蝴蝶保育學會自2010年起每年舉辦一次「數蝶日」活動,每年選定一天,由全國志工與有興趣的民眾在不同地點,同步觀察記錄蝴蝶的蝶種、數量、蝴蝶與環境的互動等,調查結果公布於蝶會網站;每年數蝶日的調查路線約40多條,參與民眾至少200名,每年調查到的蝴蝶平均約165種,至少5,000隻以上,可惜尚無族群數量變化分析,或監測指標的計算成果。

兩棲類監測持續由台灣兩棲類動物保育協會推動,該計畫團隊早在2001年即開始測試運用志工進行兩棲類調查之可行性,2008年起執行全臺灣兩棲類長期監測時,已有完善的志工體系可配合調查。選定54個兩棲類生物多樣性熱點為長期監測樣區,以標準化調查方法,每年調查4季,每季至少調查一次,每次記錄20分鐘;另設一般樣區,海拔1,000m以下一年調查4次,1,000m以上一年調查2次(4月、7月)。

臺灣國家級尺度生物多樣性監測計畫,最初針對蝴蝶、兩棲類、鳥類及蝙蝠四個類群。圖由左至右分別是:臺灣無尾葉鼻蝠(攝影/鄭錫奇),艾氏樹蛙及黑脈樺斑蝶。

以2018年為例,有64個志工團隊(375位調查志工)參與監測調查,範圍涵蓋22個縣市、867個樣區,上傳32,212筆調查資料(楊懿如等2019)。自2006年開始至2018年底,已累積238,443筆調查資料。除此之外,2015年開始選定特定區域或特定目標物種辦理青蛙調查比賽,2017年則開始舉行每年臺灣青蛙日活動,進一步推廣青蛙保育概念。監測成果包含各蛙種的調查數量排行榜、分布狀況、累計調查物種數、外來種如斑腿樹蛙(Polypedates megacephalus)監控,並可得到臺灣蛙類重要棲地、蛙類生物多樣性熱點,以及計算國家生物多樣性指標中的兩棲類與外來種資訊。各項調查、推廣活動、固定監測之相關成果,均公布於「兩棲類資源調查資訊網」中,提供有興趣的民眾閱覽。

鳥類因吸引了許多觀察愛好者,在時間和空間的資料涵蓋性均較為全面。圖為黑長尾雉。

鳥類監測在2007~2008年由國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所規劃,以常見繁殖鳥類為監測目標,選取約400個監測樣區,並與中華民國野鳥學會合作,2009年以鳥會成員為調查主力進行第一次調查。2010年起,臺灣繁殖鳥類大調查(BBS Taiwan)轉由行政院農業委員會特有生物研究保育中心(以下簡稱特生中心)統籌執行,由受過訓練的調查志工,以標準化調查方法,每年於鳥類繁殖季(3~6月)依據調查樣區的海拔高度,在不同月份共調查兩次,目前每年有超過300位調查志工參與約300個樣區的監測,除了得到每年各鳥種的數量、分布狀況之外,累積的資料已可計算近百種繁殖鳥類的逐年族群趨勢,而這些鳥類的族群變動狀況可作為環境變遷的指標,或用以評估保育政策的成效。臺灣繁殖鳥類大調查每年產生的中、英文年報,亦於官方網站中提供下載。

蝙蝠監測在2008~2011年的初步規劃與試行計畫結束後,由於蝙蝠調查需要專業的人力與器材,目前並無涵蓋全臺灣的單一監測計畫,僅由台灣蝙蝠學會、台北市蝙蝠保育學會、特生中心等專業研究人員在不同的監測目標下,執行區域性調查與監測計畫。

本文轉載自110期《自然保育季刊》,原文標題〈臺灣生物多樣性監測體系之現況與展望〉

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