研究新潟地景50年變遷 日本經驗:農田越規則、越人工 不利生物多樣性 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

研究新潟地景50年變遷 日本經驗:農田越規則、越人工 不利生物多樣性

建立於 2017/11/06
作者:廖靜蕙(本報特約記者)

農村田野地景隨著人為利用的緊密度,而呈現各種不同的樣態。面對都市化,農村田野逐漸破碎化的情況,如何重拾與自然資源的關係?日本國際保育組織科學行動專案經理名取洋司(Yoji Natori)註1分享日本農村40年代至今的地景變化,以及對生物多樣性的衝擊。當我們重拾里山資本之際,或能藉由認知、自然資源管理,權衡土地利用與生物多樣性之間的關係。


名取洋司(右一)來台分享地景保育經驗。攝影:廖靜蕙。

人類使用自然資源的歷史長遠,這些由人為農耕利用、自然地景交錯的地景,也提供生物棲息環境;里山地景指的是農耕與林地交錯之處,人們在這裡有一段漫長的利用史,並因此形成有別於原始樣態,獨特的生態系;而里山倡議更著眼於人與自然之間的交流。但隨著利用方式的改變,這些地景也隨之改觀,並影響生態系提供的服務功能。

研究首先針對位於日本本州新潟地區的「土地利用及覆蓋」(Land Use Land Cover,LULC)【註2】進行分析。藉由描繪LULC的改變,進一步分析對青蛙、日本髭羚Capricornis crispus(日本野山羊)棲息環境的影響,並透過不同權益關係人對地景喜好的分析,作為農村田野地景與生物多樣性保育規劃的參考依據。

不規則農田:集約化或邊緣化 關鍵在於坡度

研究一開始是從「土地利用及覆蓋」變遷,看待這地區50年來的改變。研究從1947年日本最早的航照圖【註3】為起始,一直到1999年間,分為1947、1965~1971、1999三個時間點,再結合地理資訊系統(GIS)等技術,詮釋土地覆蓋的變化,以及與土地利用的關聯性。

這些變化以10個顏色來區辨不同地表,分別為不規則稻田、規則形狀稻田、乾旱農地、開發區、闊葉林、針葉林、灌木、草地、開放式水域、禿地,並繪製成「土地利用及覆蓋」變化圖,1947年幾乎是林地,到了1971年幾乎都成稻田。

研究也發現新潟地區的4個發展脈絡:原來是不規則稻田,變成集約化的稻田;原本是森林則變成稻田;農地逐漸邊緣化進而棄耕的土地,草地及灌木叢逐漸演替為灌木叢及林地。山坡地的改變幾乎都是朝向自然演替、邊緣化,較為平緩的土地則是逐漸集約化利用。

尤以1971~1999年從不規則農田改變為集約式農業最為顯著,原來不規則的稻田,1999年後全都轉變為規則稻田。而位處陡坡的不規則稻田逐漸棄耕,自然演替、邊緣化而成針闊混合林或草地。

從時間軸來看,速度雖有不同,發展方向卻很一致。平地發展集約式農業比較容易,因此速度比較快,但邊坡土地也朝這個方向發展;過於坡峭的土地,則形成棄耕後的自然演替。而「土地利用及覆蓋」的改變,與土地坡度有關,現存的不規則農地則大多面臨被邊緣化的風險。


(左)不規則農地面臨兩個走向,坡度較陡的農地通常面臨廢耕自然演替的命運,較為平坦之地則成為集約化的規則農地(右)。圖片來源:名取洋司簡報資料

不規則、有水、土溝有利青蛙族群 自然演替次生林有利日本髭羚棲息

那麼地景的變化又如何影響生態系?這項計畫選擇五種日本原生青蛙與日本野山羊為代表,了解不同物種族群的影響與衝擊。

以青蛙為代表是因日本傳統地景中重要的特徵與指標,也與稻米的栽植有正向關係;此外,蛙類在食物鏈中扮演重要腳色,選擇蛙類為對象,也因過去的研究豐富,有很多資料可選擇。

五種蛙類包括日本林蛙Rana japonica、山棕蛙Rana ornativentris、黑斑蛙Rana nigromaculata、日本皺褶蛙Rana rugosa、施氏樹蛙Rhacophorus schlegelii,其中日本林蛙、山棕蛙易受耕種水源影響,耕種的時間會影響蛙類孵化的情況。

研究首先透過空照圖棲地和周遭地景辨識,研究針對不規則及規則農地在水位水深管理、溝渠水泥化程度,分析影響青蛙族群的程度。溝渠周圍是土壤,對生態正面影響,周圍是水泥對生態負面影響比較大。不規則稻田的生態表現優於規則稻田。研究發現,不規則農地、維持溼地、溝渠維持原始土溝,最適合蛙類生存。

然而,隨著年代遞增,適合青蛙棲息的土地越來越少,1999年無論喜歡在農耕地或樹林與不規則農田交界面棲息的蛙類都下降;隨著不規則稻田漸漸變成規則稻田,預測棲地下降的速度會越快;另一方面,農業棄耕、水稻田邊緣化棲息地越來越低。

這些變化又如何影響日本紀念物種日本髭羚(山羊)的棲息環境呢?這項研究以環境資訊以及動物特性,以電腦模擬進行,由於山羊棲息地喜好與熱有關,於是利用這項生理機制思考動物喜歡的棲息環境。


日本髭羚。Aaron Logan攝(CC BY 2.0)

研究利用能量模式(energetics modeling)了解日本髭羚生理機制,過熱會限制山羊夏天的分布,樹林的覆蓋對山羊很重要。套圖的結果顯示,1947年過熱的區域隨著棄耕、演替成次生林、不再過熱,山羊棲息地增加、擴張,也增加棲地與棲地的連結度,數量隨之增加。樹林的覆蓋對山羊很重要,過去50年提供樹蔭的地方增加、山羊的數量看來是增加的。

儘管山羊因族群數量增加,山村都看得到牠的蹤影,也使得務農者頭痛,但在保育上卻是正面的。這項研究呈現了蛙類、山羊消長的可能因素,目的是提供給權益關係人規劃生物多樣性時參考。

兼容不同權益關係人地景喜好 以維繫生物多樣性為目標

不同權益關係人對於景觀的改變又有何看法?這項研究針對務農者以及自然生態科系的大學生進行調查,務農者在乎稻田有是否有良好管理與農田之開放性;主修自然環境的學生則比較注重稻田的自然性與生物多樣性。


地景元素的排列,決定生物多樣性的樣貌。攝影:廖靜蕙

務農者多不喜歡棄耕後逐漸邊緣化的農地,但大學生卻認為生態豐富、可接受。務農者喜歡從不規則變成集約式規則農田,因集約式易於管理;大學生則認為太人工、人為介入、不喜歡。

森林地景方面,兩者看法沒有太大不同,也都同意灌木、地表植被的管理是好的;不論是稻田或是樹林,能產生心中平靜的感覺,是大多數人認為重要的條件。

這項研究如何成為生物多樣性保育之用呢?首先結合多元觀點,從不同團體找到實現生物多樣性的共同目標,選定目標繼而找出解決方法,為了達到目的,須廣納多元權益關係人的意見;以地景為主軸為規劃管理,地圖繪製最能提供客觀參考,並需公部門和權益關係人合作討論,以達到生物多樣性。

為何要以地景來談生物多樣性?

特生中心棲地生態組長林瑞興認為,生物多樣性從遺傳基因到個體,再結合土地、水系形成生態系。一塊水田就可以是一個生態系,但這些水田和附近環境如何排列,就會形成對生物多樣性不同的影響。空間的排列或放置方式、大小、邊緣如何與其他系統交界,對生物多樣性是相當重要。
若從空中往下看,可以看到很多地景元素:農田、果園、林地、水池、濕地、房舍、道路等,這些地景元素即使面積相同,也會因空間位置、排列方式的變化,產生的交互作用,影響生物多樣性。
以本文中日本髭羚為例,不但適合棲息的環境面積增加,彼此間的連結度也提高,可以更自由的活動,使得族群量得以交流,增加基因多樣性。
地景尺度可大可小,小尺度涵蓋一塊一塊的農田,即使是農田的操作都受到周遭環境的影響。當我們談及里山地景,可能是以集水區、村落為尺度,在此範圍內不同地景的交互作用,如何增進或維繫生物多樣性。

【註釋】

[1]本文是依據10月17日於農委會花蓮農業改良場舉辦的「國際水田地景多樣性經營工作坊」,日本國際保育組織(Conservation International Japan)科學行動專案經理(Science to Action Manager)名取洋司(Yoji Natori)的演講整理而成。

[2]土地利用及覆蓋(Land Use Land Cover,LULC)是指:土地覆蓋(Land cover)包括草地、瀝青、樹林、裸地以及水等,這類在地球表面的物理物質。土地利用(Land use)則為相對的概念,用以描述人類利用土地和社會經濟行為。

[3]1947年日本最早的空照圖,由駐在日本的美軍所拍攝。

※ 本文與 行政院農業委員會 林務局  合作刊登

作者

廖靜蕙

環境記者/自由撰稿人。從事社工10餘年,認知到畢竟是人的社會,再弱勢的人都可以為自己發言,決定轉投生態保育,為無法以人類語言發聲的生命與土地寫報導。現居台北市,與貓先生、龜小姐,微曦中閱讀,斗室中寫作。個人粉專「小麻通訊」。