林裕彬臺灣大學：生物環境系統工程學研究所卓大翔Cho, Ta-HsiangTa-HsiangCho2007-11-272018-06-292007-11-272018-06-292007http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/56091河川生態系統具有多各尺度的特性，當研究的尺度不同時，所呈現的生態系特性亦有所不同。在河川生態學研究中，棲地環境、水質特性與河川生物間的互動關係，是河川生態學研究重要的議題之一，當河川水質影響不大時，棲息地與生物之關係更具重要性。在河川縱向的變化上，微尺度觀測到的為水潭、湍瀨等的變化，魚類則是棲息與覓食的特性；河段尺度與集水區尺度內為溪流水文特性與棲地的連續性，魚類為其遷徙或迴游的特性。本研究以位於台北縣淡水鎮與三芝鄉的大屯溪流域為研究對象，研究地點共15個實驗樣點，全長約為8900公尺。本研究在於：1)溪流快速評估法則應用於大屯溪流域之可行性、2) 河川連續理論驗證大屯溪流域之生物與物理棲地特性、3)水工構造對於魚類之影響、4)大屯溪流域之物理棲息地與生物之時空間變異。本研究應用可跨越性溪流快速生物評估規則(RBP)、生物整合性指標、Shannon-Wiener’s多樣性指數、Pearson相關性分析與空間統計方法及水文距離進行魚類、棲地與兩者間之時空間變異之分析。 生物整合性指標與Shannon-Wiener’s多樣性指數在各季節呈現鐘型分布。物理棲地特性與台灣鏟頷魚之Pearson相關性較明顯，其它魚種則反應不明顯。在變異圖模型內具有多空間尺度特性。微尺度、河段尺度、峰型尺度與集水區尺度分別顯示出了生物與棲地在不同空間尺度內的特性。魚類變異圖結果中，可以發現魚類組成結構隨著季節變動，而影響其分布特性。在棲地特性變異圖結果中，棲地特性因水文距離與水工構造物等的影響，造成在空間分佈特性變異。在生物與棲地所建立之共變異圖結果中，生物整合性指標、魚類數量兩者對於河床基質特性、流速水深比在各季節河段尺度內均呈現正相關。Shannon-Wiener’s多樣性指數與棲地之相關性較不明顯。峰型(Hump-Shape)尺度的發現，顯示當棲地與生物在一相對距離時，仍會具有相同的特性存在。魚類產生峰型尺度的原因為生物的多樣性特性在溪流內是呈現峰型分布的；棲地特性產生峰型尺度可能為棲地受到生態工程整治或河川的復育所造成。由前述的空間變異分析的結果，河川生態系統是具有多各空間尺度特性的，當在進行溪流復育或整治時，多各尺度的考量是必要的。謝誌……………………………………………………………………I 中文摘要………………………………………………………………II Abstract………………………………………………………………III 目錄……………………………………………………………………IV 圖目錄…………………………………………………………………VI 表目錄……………………………………………………………….VIII 第一章 緒論…………………………………………………………1 1-1研究緣起…………………………………………………………1 1-2研究目的…………………………………………………………2 1-3研究流程圖.…………………………………………………….3 第二章 文獻回顧……………………………………………………4 2-1 溪流連續理論與魚類行為特性……………………………… 4 2-2河川之魚類行為與分布…………………………………………5 2-3生物整合性指標(IBI：Index of Biotic integrity)……. 9 2-4 河溪評估方法.………………………………………………10 2-5 溪流評估方法與生物指標之應用……………………………12 2-6空間自相關與水文距離應用於河川生態系統分析…………15 第三章 理論與方法………………………………………………17 3-1河川連續理論..………………………………………………17 3-2 棲地與生物評估方法……………………………………… 19 3-2-1棲息地評估…………………………………………………20 3-2-2 魚類採集.…………………………………………………24 3-2-3 生物整合性指標………………………………………….25 3-2-4 Shannon-Wiener’s多樣性指數…………………………26 3-2-5 Pearson相關係數…………………………………………26 3-3 空間自相關原理…………………………………………… 27 3-3-1區域化變數理論特性………………………………………27 3-3-2半變異元分析………………………………………………28 3-3-3變異圖理論模式……………………………………………30 3-3-4巢式結構……………………………………………………31 3-3-5變異圖模型的擬和…………………………………………31 3-3-6 水文距離 …………………………………………………32 3-4 研究區域……………………………………………………33 3-4-1大屯溪概述…………………………………………………33 3-4-2 實驗地點 …………………………………………………35 3-4-3 實驗點設置………………………………………………38 第四章 結果與討論.……………………………………………39 4-1生物與物理棲地調查評估結果………………………………39 4-1-1 河川棲地特性評估結果………………………………… 39 4-1-2 魚類資源概述……………………………………………40 4-1-3 生物整合性指標評估……………………………………43 4-1-4 Shannon-Wiener’s 多樣性指標………………………45 4-1-5 Pearson相關性 …………………………………………46 4-2 空間結構分析………………………………………………47 4-2-1 生物條件變異圖…………………………………………47 4-2-2 物理棲地變異圖…………………………………………54 4-2-3 生物與物理棲息之共變異圖… …………………………60 4-2-3-1生物整合性指標與物理棲地特性之共變異圖………60 4-2-3-2 魚類數量與物理棲地特性之共變異圖……………… 64 4-2-3-3 Shannon-Wiener’s指數與物理棲地特性之共變異圖. 67 4-2-3-4日本禿頭鯊與物理棲地特性之共變異圖………………72 第五章 結論………………………………………………………82 5-1結論……………………………………………………………82 5-2 建議…………………………………………………………85 參考文獻…………………………………………………………86 附錄一 大屯溪之魚類…………………………………………931393407 bytesapplication/pdfen-US魚類物理棲地河川連續理論空間統計水文距離多尺度fishhabitatstream continue conceptgeostatisticshydrological distancemultiscalethesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/56091/1/ntu-96-R94622021-1.pdf