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1 林業研究季刊 37(4): , 研究報告高屏溪流域崩塌地之植生復育分析蔡尚 1 2 陳朝圳 3 林昭遠 4,* 陳韋志摘要因莫拉克颱風重創南臺灣, 尤以高屏溪流域更是受創嚴重, 故本研究主要針對高屏溪上游之崩塌地設置樣區, 以瞭解崩塌地之植生復育情形研究結果得知, 多數崩塌地仍屬於擴崩型或新增型, 而崩塌地須就不同情況加以規劃合適方案, 以小集水區治理為原則又所調查之半數以上施業地的之土壤硬度屬根系生長良好種子發芽的範圍內另研究區內常用為撒播之木本植物中, 以臺灣白蠟樹苦楝較為適合 ; 而草本植物種子則於多數施業地處之生長情況亦佳, 其中以百喜草山黃麻型之地被層均勻度高於類地毯草羅氏鹽膚木型, 且其演替速度亦較快此外, 因九芎薄姜木破布子等萌櫱良好, 建議亦可作為編柵的木樁, 以確保並加速復育成效並建議對小花蔓澤蘭等外來種族群之拓殖情形加以密切監測綜合言之, 區內自然植生復育情況多較人工植生復育情況為佳 ; 然因藉由人工播種及坡面處理後, 能增加其生物多樣性, 並可加速演替之速度, 助其復原至自然的生態面貌關鍵詞植生復育, 崩塌地, 多樣性, 均勻度, 演替 Research paper Analyzing the Vegetation Restoration of Landslides in the Gaoping River Basin Shang-Te Tsai 1 Chaur-Tzuhn Chen 2 Chao-Yuan Lin 3 Wei-Chih Chen 4,* Abstract Typhoon Morakot seriously wrecked southern Taiwan, especially upstream Gaoping River. This study set sample plots on the landslides in Gaoping River basin to realize the vegetation restoration. From the results of investigation, the vegetation types of understory on landsliding areas could be classified 1. 環球科技大學觀光與生態旅遊系暨環境資源管理研究所 Deptartment of Sustainable Tourism, Graduate Institute of Environmental Resources Management, TransWorld University, Yunlin, Taiwan 國立屏東科技大學森林系 Department of Forestry, National Pingtung University of Science and Technology Pingtung, Taiwan 國立中興大學水土保持學系 Department of Soil and Water Conservation, National Chung Hsing University Taichung, Taiwan 國立屏東科技大學生物資源研究所 Graduate Institute of Bioresources, National Pingtung University of Science and Technology, Pingtung, Taiwan * 通訊作者,91201 屏東縣內埔鄉老埤村學府路 1 號 Corresponding author, 1 Xue-Fu Road, Pingtung 91201, Taiwan. Tel: , maplelibra@gmail.com

2 230 高屏溪流域崩塌地之植生復育分析 into expanding type and adding type. The landslide management should be planned on a case by case basis, and using small catchment as foundation. In the meanwhile, the soil characters of more than a half of the managed plots investigated were suitable for root growth and seed germination. Among the common sowing woody species, Fraxinus griffithii and Melia azedarach grew better. Herb seeds developed well in the most managed plots. In the distribution evenness of the understory, Paspalum notatum-trema orientalis type was higher than Axonopus affinis-rhus javanica var. roxburghiana type. The former type recovered faster, too. As Lagerstroemia subcostata, Vitex quinata, and Cordia dichotoma sprout easily, they are better choices for sowing and helpful for the quick recovery. On the other hand, the monitoring the exotic species expansion, such as Mikania micrantha is recommended. In conclusion, the natural restoration was more effective than the artificial recovery in the research area. However artificial sowing and slope surface processing will enhance biodiversity and succession speed, and is helpful for back to original natural vegetation. Key words Vegetation restoration, Landslide, Diversity, Evenness, Succession. 一前言 2009 年 8 月侵襲臺灣的莫拉克 (Morakot) 颱風, 重創高屏溪流域上游之旗山溪荖濃溪及隘寮溪張偉顗 (2009) 於林業因應莫拉克風災復育及重建計畫中提及 ; 林務局之國有林地治山防災及林木清理重建方案中, 加速辦理國有林崩塌地治理優先整治高危險集水區溪流的二項基礎設施, 即以崩塌地處理工程防砂工程緊急處理維護工程與集水區整體治理規劃等, 達成災害復建及淤積嚴重溪流疏濬等工作, 發揮崩塌地 (landslide) 之有效治理降低二次災害的最大效益而崩塌地形成的種類可區分為山崩 ( 或坍塌 ) 與地滑 ( 李錦育,2003) 黃宏斌 (2010) 指出為將有限經費集中有效運用, 崩塌地能否自然復育 (restoration), 以及處理之必要性最佳組合處理之探討愈發重要國際生態復育學會之科學及政策工作小組 (Society for Ecological Restoration International, Science & Policy Working Group, SER, 2004) 指出 ; 生態復育是指協助退化受損或已破壞之生態系復原的過程生態復育係為有目的之行動, 意即啟動或促進一個生態系能復原其健康完整性及永續性通常需要復育的是因直接或間接的人類活動干擾影響, 已經退化被損害被轉化, 或被完全破壞的生態系因此, 生態復育的目標即是引導或促進生態系復原至既定的發展軌跡故賴明洲 (2007) 認為生態復育研究的主要目標, 係修復 (rehabilitation) 復原 (recovery) 退化之生態系到接近於其受干擾前的自然狀況, 或重建 (reconstruction) 該系統受干擾前原有的結構與功能有關之物理化學和生物學特徵國內外多著重於崩塌地發生之力學機制崩塌潛勢分析安定性分析工程防治方法等可於短時間內進行之試驗研究, 對於判斷崩塌地植生復育成效的相關研究, 包括所需配合環境因素調查植物根系變化觀測植生群落特性分析及植群演替趨勢推估等面向綜合性探討, 由於需投入較長時間, 故此方面之研究資料仍佔少數 ( 馮喬舒,2009) 而探討崩塌地植生復舊不良問題之癥結 ; 如顏正平等 (1993) 指出崩塌地土壤中常因硫 (S) 鐵 (Fe) 鈣 (Ca) 等元素含量過多, 導致先驅物種 (pioneer species) 生育不良又 Francescato et al. (2001) 亦指出 ; 面積及坡度較大之崩塌地的植群更新較為不佳然另有許多環境因素影響崩塌地之植群更新則待進一步探討

3 林業研究季刊 37(4): , 林昭遠與莊智煒 (2009) 強調崩塌地的治理 ; 需考量區位分析量體檢算工法優選監測管理效益評估等五大原則而風災過後因區內崩塌位置零散且面積廣大, 故藉由地理資訊系統 (geographic information system, GIS) 與遙測技術 (remote sensing, RS) 之廣泛且即時取得資料的特性, 可有助於瞭解不同時期之崩塌地資訊植生恢復狀況及人工復育的優先順序, 對於崩塌地的復育監測為一重要之資料來源因此, 本研究針對崩塌地植群的次級演替 (secondary succession) 加以監測, 評估直播造林之選種及工法的施業成效, 期深入瞭解高屏溪流域崩塌地的植生復育狀況, 期能提供為莫拉克颱風所造成國有林班地之崩塌地相關植生復育的決策參考二研究方法 ( 一 ) 研究地區本研究範圍包含高屏溪流域境內之旗山荖濃溪屏東事業區, 而高屏溪流域上游支流, 分別為旗山溪荖濃溪及隘寮溪, 河川長度約 171 km, 流域面積廣達 3,257 km 2 ( 圖 1) 流域內因受地形之影響該區氣候類型變化大, 沿海平原及中海拔丘陵區屬熱帶型氣候, 高山地區則屬溫帶型氣候氣溫由西南沖積平原向東北山區遞減, 形成垂直氣候帶, 每年 6~7 月氣溫較高 ( 約 28 C),1~2 月較低 ( 概為 23 C), 而高山地區年平均溫度則約 12 C; 降雨量主要受到季風及地形支配, 冬季為乾季, 夏季則因西南氣流旺盛, 故 4~9 月為雨季 ; 又以地形而言, 高山雨量多於平地, 全區年平均降雨量概為 1,832 mm ( 黃雅莉,2011) ( 二 ) 調查方法 1. 樣區設置本研究區之崩塌地面積近 10,000 ha, 基於黃雅莉 (2011) 所區分之不同類型崩塌地 ( 圖 2 3), 針對表 1 之高屏溪流域國公有林造林計畫崩塌地復育工作中 12 項案號, 自 2010 年 8 月開始進行現場踏勘, 依照施業地點可調查之範圍大小, 針對崩塌地之調查樣區採線截法, 係參馮喬舒 (2009) 之研究 ; 樣線長度為 40 m, 調查寬度約 1 m, 每區設 3~6 個樣區, 共設置 54 個 40 m 1 m 之線截樣區 ( 表 2); 其中追變 2 號, 追號, 以及直營僱工藤枝林道 4-5k 各設置 6 個 ( 共計 36 個樣區 ), 而追變 3 4 號, 追號各設置 3 個 ( 合計 12 個樣區 ), 另 100 年度施作之國號則各設置 3 個樣區 2. 植相記錄調查時將植物區分喬木層 (overstory) 地被層 (understory), 凡樣區內林木胸高直徑 ( 胸徑 ;diameter at breast height, DBH) 大於 1 cm 者, 列入喬木層, 逐株量測其胸徑記錄種類, 而餘胸徑不超過 1 cm 之樹種, 以及草本蕨類等維管束植物, 則列為地被層, 並記錄其種類與覆蓋面積此外, 植物之生長常受環境因素所影響, 其間具有複雜的反應關係因此, 本研究針對樣區之海拔高 (altitude) 坡度 (slope) 坡向 (azimuth) 水分梯度級 (moisture gradient class) 及全天光空域 (whole light sky, WLS) 等相關環境因子加以直接量測 ( 或以間接方式評估 ), 並採取土壤樣品分析土壤 ph 值, 另於樣區內另選取 4 個樣點, 使用土壤硬度計 (SHM-1, Takemura) 於各樣點量測 3 次, 記錄其土壤硬度 (soil hardness) ( 三 ) 分析方法 1. 植群分類矩陣群團分析法 (matrix cluster analysis, MCA) 係以各植物於各樣區中之重要值指數 (important value index, IVI) 為計算基礎本研究以各植物種類於各樣區中之重要值指數為基礎, 利用 PC-ORD 6.08 分析軟體 (McCune and Mefford, 2011 ), 其中使用 Sørensen 相似性指數 (Sørensen simility index, SSI; Sørensen, 1948), 並藉由 Flexible Beta 係數連結樣區間的相似性, 製成相似性指數矩陣, 根據群團分析之結果, 連結各樣區而繪成樹形圖, 再以樹形圖可依不同相似性百分率之臨界值 (Threshold) 加以劃分植物社會分型

4 232 高屏溪流域崩塌地之植生復育分析圖 1. 高屏溪流域及林地分區圖 Fig. 1. Forest area of division on Gaoping River basin.

5 林業研究季刊 37(4): , 圖 2. 高屏溪流域之擴崩型崩塌地分布圖 ( 黃雅莉,2011) Fig. 2. The distribution of the expanding landslides in the Gaoping River basin (Huang, 2011).

6 234 高屏溪流域崩塌地之植生復育分析圖 3. 高屏溪流域之新增型崩塌地分布圖 ( 黃雅莉,2011) Fig. 3. The distribution of the adding landslides in the Gaoping River basin (Huang, 2011).

7 林業研究季刊 37(4): , 表 1. 99~100 年度高屏溪流域崩塌地植生復育之施業內容 Table 1. Techniques of vegetation restoration applied on the landslides in the Gaoping River basin during 2010~2011. 案號事業區林班工作內容預定面積 ( 斜面積,ha) 執行面積 (ha) 完工日期青楓臺灣櫸木本種子 (L) 草本種子 (L) ( 百喜草百慕達臺灣赤楊臺灣白蠟樹苦楝草類地毯草 ) 直營僱工藤枝林道 4-5k ( 荖濃溪林道 ) - 撒播年 6 月追變 2 號旗山撒播年 6 月 ,380.0 追變 3 號旗山 35 撒播年 7 月追變 4 號荖濃溪截排水撒播打樁編柵年 8 月追 7 號旗山 20 木樁竹編柵撒播年 6 月追 8 號旗山 20 竹樁竹編柵撒播年 7 月追 11 號旗山 66 截排水撒播年 8 月追 12 號旗山撒播年 7 月追 13 號旗山 56 撒播 5.00 < 年 7 月追 14 號旗山 94 撒播年 7 月國 41 號旗山 103 撒播年 7 月青楓臺灣欒樹臺灣白蠟樹苦楝相思樹血桐烏臺灣櫸及無患子百慕達草百喜草等含前木本種子共 400 L 100 國 35 號屏東 43 打樁編柵撒播年 7 月苦楝相思樹血桐百慕達草百喜草等含前木本種子共 17 L

8 236 高屏溪流域崩塌地之植生復育分析表 2. 高屏溪流域崩塌地線截樣區之屬性資料 Table 2. Attributes of the transect plots on the landslides in the Gaoping River basin. 樣區編號復育工程案號 X 97 座標 Y 海拔 (m) 坡度 ( ) 樣區屬性資料坡向 ( ) 水分梯度全天光空域 (%) 土壤硬度 (mm) 土壤 ph 值 S11-16 追 11 號 ± S21-26 直營僱工 , ± S31-33 追變 4 號 ± S41-46 追 14 號 ± S51-56 追 7 號 ± S61-66 追 8 號 ± S71-76 追變 2 號 ± S81-83 追變 3 號 ± S91-93 追 12 號 ± S 追 13 號 ± S 國 41 號 , ± S 國 35 號 ± 多樣性分析生物多樣性常用於復育工作之結果的評估 (Ruiz-Jaen and Aide, 2005) 且 Bestelmeyer et al. (2003) Magurran (2004) 建議適當選擇數種不同性質之多樣性指數進行連續觀測, 以為自然資源管理上的有效參考故而研究中參考蔡尚等 (2007b) 所使用之四種的種豐富度指數 (species abundance index, SAI); 即 Shannon 訊息統計指數 (H SW ) Shannon 均勻度指數 (E SW ) Berger 豐富度指數 (D BP ) Simpson 豐富度指數 (D SM ), 並以 IBM SPSS Statistics for Windows 20.0 (IBM Corp., 2011) 進行無母數檢定 (nonparametric test), 其分析程序為 Nonparametric Tests/Independence Samples/Kolmogorov- Smirnov (KS test) 此外, 本研究亦如蔡尚等 (2007a) 使用幾何序列 (geometric series) 對數序列 (logarithmic series) 截斷對數常態分布 (truncated log normal distribution model) 以及折枝模式 (broken stick model) 等四種的種豐富度模式 (species abundance model, SAM), 以瞭解植群結構的差異 ; 即以虛無假設 (null hypothesis) H0: 符合該種豐富度模式, 並透過 χ 2 適合度檢定 (χ 2 -test of goodness of fit) 中之 p 值 (p value) 判定是否符合該分布模式上述指數及模式之求解係以蔡尚與呂金誠 (2008) 採用 Visual Basic 程式語言, 所撰寫開發之生物歧異度分析系統 (biodiversity analysis system, BAS) 的套裝軟體運算之三結果與討論 ( 一 ) 植物組成及植群型研究區內崩塌地復育工作執行中, 以撒播截排水打樁邊柵木樁竹編柵及竹樁竹編柵為主要作業方式 ; 撒播木本植物種子以青

9 林業研究季刊 37(4): , 楓 (Acer serrulatum) 臺灣櫸 (Zelkova serrata; 如藤枝地區 ) 臺灣赤楊 (Alnus formosana) 臺灣白蠟樹 (Fraxinus griffithii) 及苦楝 (Melia azedarach; 如小林村寶來地區 ) 等五種為主要復育樹種, 而草本植物種子則以百喜草 (Paspalum notatum; 如藤枝地區 ) 百慕達草 (Cynodon dacylon; 如六龜寶來地區 ) 類地毯草 (Axonopus affinis) 等三種為主 ( 表 1) 高屏溪流域崩塌地之樣區內共記錄維管束植物 61 科 129 屬 158 種 ( 含種以下分類群 ) 即除散播之物種外, 另山黃麻 (Trema orientalis) 臺灣山芙蓉 (Hibiscus taiwanensis) 羅氏鹽膚木 (Rhus javanica var. roxburghiana) 及血桐 (Macaranga tanarius) 等為天然下種更新的優勢植物, 此等亦是此生態系中演替初期之重要先驅物種此外, 草本優勢植物亦多香澤蘭 (Chromolaena odorata) 小花蔓澤蘭 (Mikania micrantha) 及昭和草 (Crassocephalum crepidioides) 等外來種 (alien species) 另因喬木層數量較少, 且部分線截樣區尚未有喬木層出現, 故而以訊息維持度 =18% 為臨界水準, 將本研究區之崩塌地的地被層植群區分為類地毯草羅氏鹽膚木型 (Axonopus affinis-rhus javanica var. roxburghiana Type) 百喜草山黃麻型 (Paspalum notatum-trema orientalis Type) 之二類植群型 ( 圖 5) 1. 類地毯草羅氏鹽膚木型此型皆分布於追 11 號施業地之樣區 S11-16 ( 表 2), 即鄰近寶來二橋, 位於旗山事業區 66 林班依圖一之林地分區係為自然保護區 ; 且其崩塌地類型屬於擴崩型 ( 圖 2), 常因大雨造成河床沖蝕嚴重使得道路中斷此區的土壤硬度為 10~25 mm (1.5~15 kg/cm 2 ), 據水土保持局 (2011) 之崩坍地植生處理工法選擇標準 ; 屬於根系生長良好種子發芽及生育良好的範圍此區撒播之苦楝臺灣白蠟樹之生長狀況佳, 然於調查時並未發現撒播植物青楓另地被層草本植物則以撒播的類地毯草為主要優勢種, 其他如鬼針 (Bidens pilosa) 昭和草香澤蘭鱗蓋鳳尾蕨 (Pteris vittata) 狗牙根 (Cynodon dactylon) 一枝香 (Vernonia cinerea) 象草 (Pennisetum purpureum) 五節芒 (Miscanthus floridulus) 加拿大蓬 (Conyza canadensis) 及多子漿果莧 (Deeringia polysperma) 等 ; 此外, 木本植物則以天然下種更新之羅氏鹽膚木為主要先驅樹種, 其他如相思樹 (Acacia confusa) 山黃麻構樹 (Broussonetia papyrifera) 白匏子 (Mallotus paniculatus) 苦楝白 (Sapium discolor) 臺灣赤楊臺灣白蠟樹及野桐 (Mallotus japonicus) 等生長情況良好 2. 百喜草山黃麻型本型分布於其他另 10 處施業地之樣區 S21-S103 S151-S163 ( 表 2), 位於旗山荖濃溪屏東事業區地被層以播種之百喜草, 以及天然下種的山黃麻為主要優勢種此外, 地被層之木本植物中無患子 (Sapindus saponaria) 相思樹羅氏鹽膚木九芎 (Lagerstoemia subcostata) 血桐苦楝構樹白水麻 (Debregeasia orientalis) 裡白蔥木 (Aralia bipinnata) 白匏子及臺灣白蠟樹等生長狀況亦良好 ; 另草本植物則如火炭母草 (Polygonum chinense) 小花蔓澤蘭大花咸豐草 (Bidens pilosa var. radiata) 臺灣葛藤 (Pueraria montana) 銳葉牽牛 (Ipomoea indica) 鬼針昭和草香澤蘭鱗蓋鳳尾蕨狗牙根一枝香象草及五節芒等 (1) 藤枝林道 4~5K 位於藤枝林道 4~5K 之崩塌地, 依圖一之林地分區為其他 ; 而其崩塌地類型屬於新增型 ( 圖 3) 此區的土壤硬度低於 10 mm (1.5 kg/ cm 2 ) 以下, 據水土保持局 (2011) 之崩坍地植生處理工法選擇標準 ; 屬於乾燥植物生育不良區本區設置 6 個線截樣區 (S21~S26), 地被層草本植物以播種之百喜草, 天然下種的臺灣葛藤火炭母草小花蔓澤蘭及大花咸豐草等為優勢種 ; 另木本植物則以天然下種更新之無患子相思樹及山黃麻為主要先驅樹種, 其他如

10 238 高屏溪流域崩塌地之植生復育分析白糙葉樹 (Aphananthe aspera) 及臺灣櫸等更新情形亦良好此區域撒種及天然下種更新狀況皆佳, 若無較大雨量干擾, 植生可穩定復原 (2) 旗山事業區林班此施業地係位於鄰近小林村之崩塌地, 屬於旗山事業區林班由圖一之林地分區得知屬林木經營區 ; 且其崩塌地類型屬於擴崩型 ( 圖 2) 此區的土壤硬度為 10 mm (1.5 kg/cm 2 ) 以下, 據水土保持局 (2011) 之崩坍地植生處理工法選擇標準 ; 屬於乾燥植物生育不良區本區共設置 18 個線截樣區 (S51~56, S61~66, S71~66), 地被層草本植物以撒播之百喜草, 以及天然下種之五節芒為主要優勢種 ; 另木本植物則以撒播之苦楝臺灣白蠟樹為主, 而另一撒播植物臺灣櫸之生長數量相對稀少此外, 利用九芎作為木樁編柵, 並有萌櫱生長良好之情況, 係為良好之植生復育工法本區之喬木層植物以天然下種更新之山黃麻羅氏鹽膚木血桐為主要優勢種, 且山黃麻多已小面積成林, 其他如苦楝裡白蔥木水麻構樹野桐及白匏子等亦生長良好本區因連外道路已改道, 須於枯水期涉水而至樣區, 道路兩旁因無人車干擾, 故藤蔓植物多數已蔓延至車道此外, 除 20 林班南面仍有持續較大面積崩塌, 以及北面具小面積崩塌現象外, 其餘撒種或是天然下種之植物皆能穩定生長, 若無大雨等自然因素干擾, 本區植生之自然恢復能力甚佳 (3) 旗山事業區 35 林班本區位於火山之崩塌地, 屬於旗山事業區 35 林班依圖 1 之林地分區為林木經營區 ; 且其崩塌地類型屬於擴崩型 ( 圖 2) 此區的土壤硬度為 10 mm (1.5 kg/cm 2 ) 以下, 據水土保持局 (2011) 之崩坍地植生處理工法選擇標準 ; 屬於乾燥植物生育不良區本區共設置 3 個線截樣區 (S81~83), 地被層草本植物以撒播的百喜草, 天然下種之揚波 (Buddleja asiatica) 水雞油 (Pouzolzia elegans) 等為主要優勢種 ; 且撒播之苦楝臺灣白蠟樹生長情況亦佳, 另木本植物則是天然下種更新之野桐山黃麻為主要先驅樹種, 其他如裡白蔥木稜果榕 (Ficus septica) 及無患子等天然更新情況良好此區常因大雨干擾, 而使得崩塌持續發生, 故植生集中於小面積生長, 其餘地方仍為不穩定之區域, 亦因位於河谷地形坡度較陡, 沖刷較為嚴重, 使得生長於該區域的植物常被掩埋或伴隨土石流走, 故此區短期內較難以復原 (4) 荖濃溪事業區林班本區位於藤枝國家森林遊樂區內之崩塌地, 屬於荖濃溪事業區林班而依圖一之林地分區係為林木經營區 ; 且其崩塌地類型屬於新增型 ( 圖 3) 此區的土壤硬度為 10 mm (1.5 kg/cm 2 ) 以下, 據水土保持局 (2011) 之崩坍地植生處理工法選擇標準 ; 屬於乾燥植物生育不良區本區之小區塊崩塌地於施業後仍持續崩塌, 故 2011 年夏季時再進行復育及排水工程研究中設置 3 個線截樣區 (S31~S33) 於柳杉林下之崩塌地, 地被層草本植物以撒種之百喜草及天然下種之大花咸豐草等為優勢種, 且九芎木樁可萌櫱生長, 而臺灣櫸及無患子等更新情況良好 ; 另木本植物則以天然下種更新之白野桐相思樹及山黃麻為主要先驅樹種此外,2012 年 7 月再前往本區複查時, 已因藤枝林道坍方嚴重連外道路中斷 (5) 旗山事業區林班本區位於縣道高 113 路旁之崩塌地, 屬於旗山事業區林班依圖一之林地分區係為國土保安區 ; 而其崩塌地類型屬於新增型 ( 圖 3) 此區的土壤硬度經調查在 10 mm (1.5 kg/cm 2 ) 以下, 據水土保持局 (2011) 之崩坍地植生處理工法選擇標準 ; 屬於乾燥植物生育不良區本區共設置 3 個線截樣區 (S91~S93), 然此處之植生基地極不穩定, 且因坡度甚陡土石不易固定, 降雨過後常伴隨土石滑動, 若遇大雨來襲更造成大面積崩塌, 故僅撒播之草本植物零星存活於崩塌地邊緣, 而地被層草本植

11 林業研究季刊 37(4): , 物以天然下種之香澤蘭小花蔓澤蘭及大花咸豐草等為主要優勢種 ; 另木本植物則以天然下種更新之血桐山黃麻白匏子羅氏鹽膚木及構樹為主要先驅樹種此外, 原於 2011 年春季曾發現此區具大面積血桐山黃麻, 且生長情況良好, 但於雨季再次勘查時, 植生已剩崩塌地邊緣些許殘存, 故此區短期內植生甚難復原另 2012 年 7 9 月前往本區複查時, 聯外道路已中斷 (6) 旗山事業區 56 林班此區係鄰近旗六公路之崩塌地, 屬於旗山事業區 56 林班依圖一之林地分區係為國土保安區 ; 而其崩塌地類型屬於擴崩型 ( 圖 2) 此區的土壤硬度為 10~25 mm (1.5~15 kg/cm 2 ), 據水土保持局 (2011) 之崩坍地植生處理工法選擇標準 ; 屬於根系生長良好種子發芽及生育良好區本區共設置 3 個線截樣區 (S101~S103), 地被層草本植物以天然下種之五節芒小花蔓澤蘭及昭和草等為主要優勢種 ; 另木本植物則為天然下種更新之羅氏鹽膚木山黃麻為主要先驅樹種, 其他如白匏子稜果榕土密樹 (Bridelia tomentosa) 九芎及血桐等更新情況亦佳此崩塌地位於山谷間之平緩處, 故撒種及天然下種更新情況良好, 若無較大雨量干擾, 植生應可穩定復原, 然其後連外道路已中斷 (7) 旗山事業區 94 林班位於扇平林道之崩塌地, 屬於旗山事業區 94 林班本區崩塌地依圖一之林地分區係為國土保安區 ; 而其崩塌地類型屬於擴崩型 ( 圖 2) 此區的土壤硬度為 10~25 mm (1.5~15 kg/ cm 2 ), 據水土保持局 (2011) 之崩坍地植生處理工法選擇標準 ; 屬於根系生長良好種子發芽及生育良好區然此區域截至 2012 年 9 月前往複查時發仍持續崩塌中, 於調查時常遇落石, 其植生復育僅小面積生長情況尚可, 故仍屬於極不穩定之區域, 撒播之成效較差, 短期內植生覆蓋甚難復原本區共設置 6 個之線截樣區 (S41~S46), 地被層草本植物以播種之百喜草及天然下種之小花蔓澤蘭大花咸豐草等為優勢種 ; 另木本植物則為天然下種更新之血桐山黃麻為主要先驅樹種, 其他如白匏子小梗木薑子 (Litsea hypophaea) 及白等更新情況尚可 (8) 旗山事業區 103 林班本區位於旗山事業區 103 林班之崩塌地, 本區崩塌地依圖一之林地分區係為自然保護區 ; 且其崩塌地類型屬擴崩型 ( 圖 2) 此區的土壤硬度為 10~25 mm (1.5~15 kg/cm 2 ), 據水土保持局 (2011) 之崩坍地植生處理工法選擇標準 ; 屬於根系生長良好種子發芽及生育良好區此區設置 3 個線截樣區 (S151~S153), 地被層草本植物以播種之百喜草, 天然下種之臺灣葛藤五節芒及大花咸豐草等為主要優勢種此外, 本區之撒種及天然下種更新情況良好, 若無較大雨量干擾, 植生復原情況可穩定發展 (9) 屏東事業區 43 林班本區位於屏東事業區 43 林班之崩塌地, 依圖一之林地分區係為國土保安區 ; 且其崩塌地類型屬新增型 ( 圖 3), 此區域仍持續崩塌中此區的土壤硬度為 10~25 mm (1.5~15 kg/cm 2 ), 據水土保持局 (2011) 之崩坍地植生處理工法選擇標準 ; 屬於根系生長良好種子發芽及生育良好區本區設置 3 個線截樣區 (S161~S163), 地被層草本植物以撒播之百喜草, 天然下種之臺灣蘆竹 (Arundo formosana) 五節芒木苧麻 (Boehmeria densiflora) 及山黃麻等草本植物為優勢種 ; 另天然下種之木本植物則以山黃麻木苧麻血桐長梗紫麻 (Oreocnide pedunculata) 及構樹等為主 ( 三 ) 植群結構及多樣性 1. 種豐富度模式由表 3 之種豐富度模式的分析結果得知 ; 二地被層優勢型雖皆多最符合幾何序列, 然類地毯草羅氏鹽膚木型僅 S11 樣區最符合對數序列, 而百喜草山黃麻型除 S31 樣區最符合對數序列, 另 S 等樣區則最符合截斷對數常態分布, 此等顯示百喜草

12 240 高屏溪流域崩塌地之植生復育分析表 3. 高屏溪流域崩塌地線截樣區地被層之四種豐富度模式的 χ 2 適合度檢定 Table 3. Tests of goodness of fit for χ 2 test on the 4 species abundance models processed in the understory in the transect plots on the landslides in the Gaoping River basin. 種豐富度模式植群型樣區幾何序列對數序列截斷對數常態分布折枝模式類地毯草羅氏鹽膚木型 S S S S S S 百喜草山黃麻型 S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S

13 林業研究季刊 37(4): , 表 3. 高屏溪流域崩塌地線截樣區地被層之四種豐富度模式的 χ 2 適合度檢定 ( 續 ) Table 3. Tests of goodness of fit for χ 2 test on the 4 species abundance models processed in the understory in the transect plots on the landslides in the Gaoping River basin. (continued) 種豐富度模式植群型樣區幾何序列對數序列截斷對數常態分布折枝模式 S S S S S S S S S S S S S S S S 喜草山黃麻型 S S S S S S S S S 註 : 表中 p 值標示為粗體者, 即為最符合之種豐富度模式 Note: The values in bold showed the model fit the most.

14 242 高屏溪流域崩塌地之植生復育分析山黃麻型之演替速度, 較類地毯草羅氏鹽膚木型為快 2. 多樣性指數圖 4 為地被層多樣性指數之分析結果, 為瞭解二植群型之多樣性的差異與否, 將其 Shannon 訊息統計指數 (H SW ) Shannon 均勻度指數 (E SW ) Berger 豐富度指數 (D BP ) Simpson 種豐富度指數 (D SM ) 進行無母數檢定結果得知二類型之 Shannon 訊息統計指數 (H SW, p=0.347) Berger 豐富度指數 (D BP, p=0.529) Simpson 種豐富度指數 (D SM, p=0.711) 皆未具顯著差異, 僅 Shannon 均勻度指數 (E SW ) 具顯著差異 (p=0.029), 意即百喜草山黃麻型之物種組成的均勻度 (evenness) 高於類地毯草羅氏鹽膚木型 ( 四 ) 施業地植生復育之監測評估 a 3.0 b 1..5 H sw E SW c D BP d D SM 圖 4. 高屏溪流域崩塌地線截樣區地被層之多樣性指數註 1:a 為 Shannon 訊息統計指數 (H SW ) b 為 Shannon 均勻度指數 (E SW ) c 為 Berger 種豐富度指數 (D BP ) d 為 Simpson 種豐富度指數 (D SM ) 註 2:I 為類地毯草羅氏鹽膚木型 Ⅱ 為百喜草山黃麻型 Fig. 4. Diversity indices of the understory in the transect plots on the landslides in the Gaoping River basin. Note 1: a-shannon diversity index (H SW ), b-shannon evenness index (E SW ), c-berger-parker species abundance index (D BP ), d-simpson index (D SM ). Note 2: I-Axonopus affi nis-rhus javanica var. roxburghiana Type, II-Paspalum notatum-trema orientalis Type.

15 林業研究季刊 37(4): , % - - 圖 5. 高屏溪流域崩塌地線截樣區地被層之群團分析樹形圖 Fig. 5. Dendrogram from cluster analysis of the understory in the transect plots on the landslides in the Gaoping River basin.

16 244 高屏溪流域崩塌地之植生復育分析以高屏溪流域崩塌施業地之林地分區及崩塌地類型而言 ( 圖 1~3), 屬自然保護區之擴崩型有 2 處, 而國土保安林之擴崩型新增型各具 2 處, 另林木經營區之擴崩型 2 處, 新增型則為 1 處研究中發現部份維持不變型的崩塌地因地景 (landscape) 較為破碎, 且地質結構不穩定, 致使受颱風或強降雨之侵襲後, 土壤結構無法承受, 而產生更多的擴崩型新增型崩塌地 ; 如原屬維持不變型的旗山事業區 66 林班 ( 追 11 號 ), 即因 2012 年的雨季影響而轉變為擴崩型林昭遠 (2010) 曾指出風災後導致土砂堆積問題嚴重, 溪流兩岸不穩定土石持續崩入河道, 造成淤積並阻礙河道, 而其河床之縱橫向侵蝕更加速溪流兩岸土石崩落, 土砂下移情形甚為嚴重藤枝林道 4-5k, 旗山事業區林班 ( 即小林村 ),56 林班 ( 即旗六公路 ), 以及 66 林班 ( 即寶來二橋 ) 等六處施業地, 若無較大雨勢干擾, 地被層植物可持續穩定生長 ; 另旗山事業區 35 林班 ( 即火山 ),86 87 林班 ( 即高 113 線 ) 94 林班, 以及荖濃溪事業區林班 ( 即藤枝森林遊樂區內 ) 等四處崩塌地復育施業地, 仍有土石滑動或崩塌產生, 復育基地仍處於極不穩定的狀態此外, 除旗山事業區內林班 ( 追變 2 號追 7 8 號 ) 35 林班 ( 追變 3 號 ) 94 林班 ( 追 14 號 ),68 71 林班 ( 追變 4 號 ) 等施業地外, 餘施業地之土壤硬度為 10~25 mm, 即其屬根系生長良好種子發芽及生育良好的範圍內而由施業後之監測評估結果得知, 研究區中撒播之木本植物中, 以苦楝臺灣白蠟樹較為合適, 而臺灣赤楊則較適於背陰且環境溼潤之處 ; 另撒播之草本植物中, 百喜草類地毯草 ( 較適陰濕環境 ) 於多數施業地處之生長情況尚佳崩塌可視為自然演替的一環, 天然下種更新之山黃麻血桐羅氏鹽膚木等優勢種, 亦為演替初期的重要先驅物種, 如旗山事業區第林班內崩塌地中亦不乏如羅氏鹽膚木裡白蔥木臺灣葛藤及水麻等天然更新是故建議爾後亦可撒播山黃麻血桐臺灣欒樹無患子稜果榕九芎野桐白匏子土密樹克蘭樹 (Kleinhovia hospita) 菲律賓饅頭果 (Glochidion philippicum) 及黃連木 (Pistacia chinensis) 等速生樹種 ; 另草本植物則建議狗牙根五節芒臺灣蘆竹艾 (Artemisia indica) 臺灣澤蘭 (Eupatorium formosanum) 及鐵掃帚 (Lespedeza cuneata) 等原生植物, 以加快復育基地的植物覆蓋, 減少土壤沖刷, 且可提供其他陰性樹種之小苗定殖生長之機會木樁編柵方式除可穩定坡面, 生根後又可鞏固土石, 是故可藉由生態工程 (ecological engineering), 利用木樁萌櫱生長之特性, 除防止土砂崩落, 增加其生物多樣性, 並可加速演替的速度, 助其恢復至自然生態面貌, 以達到復育基地之效果 ; 另因薄姜木 (Vitex quinata) 破布子 (Cordia dichotoma) 等萌櫱佳, 建議亦可為編柵之木樁此外, 崩塌地之優勢草本植物, 尚如香澤蘭小花蔓澤蘭大花咸豐草紫花藿香薊 (Ageratum houstonianum) 等外來種 ; 其因本研究區為大面積崩塌, 使其種子藉由風力傳播快速, 加因性喜陽光, 得以大面積生長覆蓋, 故建議未來應加以監測此等族群的拓展情形 ( 五 ) 崩塌地復育之原則吳正雄 (1990) 調查於林口臺地因颱風豪雨造成之崩塌地, 觀察崩塌後 6 年自然植生入侵情形, 以及林信輝張俊斌 (1995) 調查中橫公路崩塌地之植物得知 ; 崩塌地演替初期之植物種類多以耐旱的陽性植物為主而王亞男等 (2007) 以生物相調查評估崩塌地治理效益中亦指出 ; 打樁編柵撒播工法之目標樹種, 不若自然演替的陽性植物復育強勢職是之故, 崩塌地因發生之規模位置型態社會性經濟性及目前處理技術之限制, 非任一崩塌地都需人工處理方式, 故可依崩塌地分析之成果, 配合現地勘查估其影響程度及範圍, 酌量治理的需求性技術可行性及交通可到達性等因素加以評估, 判定優先處理順序 ; 此外, 崩塌地

17 林業研究季刊 37(4): , 之處理, 應先經由現場調查, 並瞭解其崩塌之發生原因或機制與規模後, 再施行崩塌地的處理, 而其處理手段以消除減除其導致崩塌之誘因為主, 或輔以各式工程結構物增加其抵抗力, 達成坡面安定之目的, 因此, 參考林昭遠 (2010) 將治理工程措施區分為工程及非工程處理, 茲加以分述討論如下 : 1. 工程處理此又可分為源頭處理及植生處理前者係裂縫的勘尋與填補崖頂排水, 以及坡面排水另植生處理方法應先行施作植生基礎工程後, 再種植適生植物以加強覆蓋 ; 而交通不便處, 可以空中撒播方式處理且植生處理應依崩塌類型及崩塌位置, 加以單獨使用或與抑制抑止工程配合使用此即 Brudvig (2011) 建構生物多樣性復育的概念模式 ; 基於立地層級的條件 ( 如生物和非生物 ), 地景 ( 如區塊間之連接性和區塊的幾何形狀 ), 以及歷史因素的影響 ( 如物種進入的順序和土地利用過程 ) 2. 非工程處理當崩塌地並無直接保全對象, 或崩塌土石並不直接危及居民, 抑或不致造成二次災害時, 則可考慮採非工程設施 ; 諸如自然復育管制計畫加強管理及監測等一般而言, 崩塌範圍內較高處之沖蝕區, 土壤及有機質含量較少, 僅具少數耐惡劣環境之草本或蕨類植物定殖, 而較低之堆積處則因土壤含量豐富, 其先驅物種多為陽性木本植物 (Guariguata, 1990) 此外, 林信輝等 (2010) 調查 921 地震崩塌地之植生復育中得知, 在不影響坡面整治與較為穩定不易再次崩塌地區, 除危木傾倒移除外, 建議保留多數殘存木, 或者保留未受損害的根部 ; 另崩塌發生後, 相對於一般樹種以種子苗更新的方式, 由於萌櫱苗可利用原母株之根系及養分快速生長, 故極具更新的優勢 Palmer et al. (2006) 認為最簡單的復育 ; 即排除干擾因子, 使生態系可於自然生態過程中復原然復育不僅是自然保育, 亦須兼顧社會及經濟之永續發展 (Aronson et al. 2006) Clewell and Aronson (2006) 認為復育退化生態系應具理想性技術性啟發性生物性以及務實性等五項動機崩塌地治理礙於有限時間以及人物力之下, 有效地執行復育作業實屬重要而為契合管理單位之十大施政計畫的持續自然生態保育工作, 健全保安林經營管理, 以生態工程經營管理集水區, 以及加強造林撫育促進林木生長等經營管理之宏觀目標因此, 參如 Bathurst et al. (2010) 復育崩塌地以小集水區為單元的實證研究經驗且於地質脆弱土壤易蝕豪雨集中坡度陡峭土層裸露河川流短坡度大之自然環境下, 需妥善規劃山坡地使用方式, 明確國土區分劃定, 且開發限制及技術規範之適用訂定等, 應更審慎且嚴謹為之 ( 顏正平林致遠,2002) 四結論高屏溪流域崩塌地共設置 54 個線截樣區, 樣區內共記錄維管束植物 61 科 129 屬 158 種且可將地被層植群區分為百喜草山黃麻型類地毯草羅氏鹽膚木型, 而百喜草山黃麻型之地被層多樣性的均勻度高於類地毯草羅氏鹽膚木型, 且其演替速度亦較快此外, 研究中所調查之半數以上施業地的土壤硬度屬根系生長良好種子發芽及生育良好的範圍內, 以撒播之臺灣白蠟樹與苦楝等木本植物的生長狀況較為良好, 而臺灣赤楊則較適於背陰且環境較溼潤之處, 另撒播之百喜草類地毯草等草本植物, 於多數施業地處之生長情況亦佳研究發現自然植生復育多較人工植生復育效果為佳 ; 然因藉由坡面處理及人工播種後, 能增加其生物多樣性, 並可加速演替之速度, 助其復原至自然的生態面貌建議爾後之人為植生復育工作中, 盡量選擇合適的原生植物 ; 另因九芎薄姜木破布子等萌櫱良好, 建議可為編柵之木樁, 以確保並加速復育成效此外, 地被層中優勢之小花蔓澤蘭等外來種, 未來應加以密切監測此等族群的拓殖情形多數崩塌地仍屬於擴崩型或新增型, 然

18 246 高屏溪流域崩塌地之植生復育分析崩塌地須就不同情況加以規劃合適方案, 如考量其保全對象之安全及交通可及性, 則應於適當位置配置防砂壩, 避免大雨期間土石迅速下移, 影響上游崩塌基腳區位之安定而不利植生復育, 或藉由打樁編柵及植生工法穩定邊坡, 以維護聯外道路之便利與安全職是之故, 爾後針對崩塌地之區位, 以小集水區治理為原則, 其植生工法之施作考量, 諸如交通無法到達之崩塌區位, 可先藉由遙測影像監測, 以評估其植生復育狀況, 若有需要再施以工程處理五致謝本文承林務局屏東林區管理處提供研究經費及調查工作之協助, 另環球科技大學 F5E 海馬研究室國立屏東科技大學亞太熱帶農業研究中心等同學們參與野外調查資料建檔的辛勞, 特此致上由衷謝忱六參考文獻水土保持局 (2011), 坡地保育, 整體性治山防災, index-1.asp?m=&m1=12&m2=236&id=133 4&prt=prt,(2012 年 11 月 23 日 ) 王亞男梁治文田佩玲詹明勳劉興旺張振生 (2007) 以生物相調查評估崩塌地治理效益, 國立臺灣大學生物資源暨農學院實驗林研究報告 21(4): 吳正雄 (1990) 崩塌地優勢草本植物根力特性之研究, 中華水土保持學報 21(1): 李錦育 (2003) 臺灣崩塌地調查研究方法綜述, 山地學報 21(5): 林信輝張俊斌 (1995) 中橫崩塌地植被特性及其優勢植物主要生理反應之研究, 中華水土保持學報 26(1): 1-16 林信輝彭心燕馮喬舒 (2010) 921 地震崩塌地植生復育及其演替系列個案調查分析, 水保技術 5(2): 林昭遠 (2010) 莫拉克風災國有林崩塌地處理對策研擬與治理規劃屏東林區管理處, 臺北市 : 行政院農業委員會林務局林昭遠莊智煒 (2009) 921 地震崩塌地特性及變遷監測分析, 921 地震對生態影響與回復研討會論文集, 南投縣, 第頁張偉顗 (2009) 林業因應莫拉克風災復育及重建計畫, 行政院農業委員會全球資訊網 php?catid=20177&print=1,(2009 年 11 月 06 日 ) 馮喬舒 (2009) 崩塌地植生復育成效及其演替系列之研究, 臺中市 : 國立中興大學水土保持學研究所碩士論文黃宏斌 (2010) 國有林之崩塌地處理, 臺灣林業 36(1): 黃雅莉 (2011) 高屏溪流域國有林崩塌地之變遷與植生恢復, 屏東縣 : 國立屏東科技大學森林系碩士論文蔡尚林志銓黃立彥呂金誠歐辰雄 (2007a) 惠蓀林場紅檜人工林與闊葉樹次生林之種豐富度模式分析, 台灣林業科學 22(2): 蔡尚林志銓黃立彥呂金誠歐辰雄吳聲海 (2007b) 惠蓀林場紅檜人工林與闊葉樹次生林之種豐富度指數分析, 中華林學季刊 40(3): 蔡尚呂金誠 (2008) 生物歧異度分析系統, 雲林縣 : 環球技術學院賴明洲 (2007) 植被復育重建生態工程, 臺北市 : 明文書局顏正平林昭遠林信輝 (1993) 裸露地區植生復育困難問題之研究, 水土保持學報 25(2): 顏正平林致遠 (2002) 臺灣地區城市水土保持與環境保育, 水土保持研究 9(3): 5-9

19 林業研究季刊 37(4): , Aronson J., Clewell, A. F., Blignaut, J. N., and Milton, S. J. (2006) Ecological restoration: a new frontier for nature conservation and economics, Journal for Nature Conservation. 14(3-4): Bathurst, J. C., Bovolo, C. I., and Cisneros, F. (2010) Modelling the effect of forest cover on shallow landslides at the river basin scale, Ecological Engineering 36(3): Bestelmeyer, B. T., Miller, J. R., and Wiens, J. A. (2003) Applying species diversity theory to land management, Ecological Applications, 13(6): Brudvig, L. A. (2011) The restoration of biodiversity: where has research been and where does it need to go? American Journal of Botany. 98(3): Clewell, A. F. and Aronson, J. (2006) Motivations for the restoration of ecosystems, Conservation Biology. 20(2): Francescato, V., Scotton, M., Zarin, D. J., Innes, J. C., and Bryant, D. M. (2001) Fifty years of natural revegetation on a landslide in Franconia Notch, New Hampshire, U.S.A., Canadian Journal of Botany. 79: Guariguata, M. R. (1990) Landslide disturbance and forest regeneration in the upper Luquillo Mountains of Puerto Rico. Journal of Ecology. 78(3): IBM Corp. (2011) IBM SPSS Statistics for Windows, Version 20.0, Armonk, NY: IBM Corp. Magurran, A. E. (2004) Measuring Biological Diversity, Malden, MA: Blackwell Publishing Ltd. McCune, B. and Mefford, M. J. (2011) PC-ORD. Multivariate Analysis of Ecological Data, Version 6.08, Oregon: MjM Software. Palmer, M. A., Falk, D. A., and Zedler, J. B. (2006) Ecological theory and restoration ecology, pp.1-10, in Falk, D. A., Palmer, M. A., and Zedler, J. B. eds. Foundations of Restoration Ecology, Washington, D.C.: Island Press. Ruiz-Jaen, M. C. and Aide, T. M. (2005) Restoration success: how is it being measured? Restoration Ecology. 13(3): SER. (2004) The SER Primer on Ecological Restoration, Version 2. Tucson, Arizona: Society for Ecological Restoration International (SER), Science & Policy Working Group. Sørensen, T. J. (1948) A method of establishing groups of equal amplitude in plant sociology based on similarity of species and its application to analyses of the vegetation on Danish commons, Biologiske Skrifter/ Kongelige Danske Videnskabernes Selskab. 5: 1-34.

20 248 高屏溪流域崩塌地之植生復育分析

(1) (2) (IVI) (2001) (IVI) 50% ~8% 1~30cm (IVI) Study on the Plant Succession of Slopeland Landslide Areas Following H

(1) (2) (IVI) (2001) (IVI) 50% ~8% 1~30cm (IVI) Study on the Plant Succession of Slopeland Landslide Areas Following H (1) (2) 921 7-200120022006 2008 (IVI)(2001) (IVI) 50% 2008 7~8% 1~30cm (IVI) Study on the Plant Succession of Slopeland Landslide Areas Following Hydroseeding Process Chiao-Shu Feng Graduate Student, Department