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研究生： 許獻彰
Hsu, Hsien-Chang
論文名稱： 極端降雨下河川環境對初級淡水魚類保育之探討
Analyze Fluvial Feature for the Preservation of Primary Freshwater Fish under Extreme Precipitation
指導教授： 孫建平
Suen, Jian-Ping
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 水利及海洋工程學系碩士在職專班
Department of Hydraulic & Ocean Engineering (on the job class)
論文出版年： 2010
畢業學年度： 98
語文別： 中文
論文頁數： 96
中文關鍵詞： 河川棲地 、適合度 、魚類保育
外文關鍵詞： river habitat, suitability area, fish conservation
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    • 台灣位處亞熱帶季風氣候區，平均每年侵襲台灣之颱風達3.5個，且台灣地區溪流短小，流域不大，因此台灣地區初級淡水魚類容易受到風災之影響，在颱風所伴隨的降雨及洪水中，危害到物種群落之穩定性。再者，近年來由於氣候變遷，急劇性的天氣變化發生頻率增加，尤其颱風所伴隨的強降雨，每每產生巨大的洪水，對河川環境產生相當大的破壞。極端降雨的現象及可能造成的影響逐漸受到重視。
    本研究試圖從初級淡水魚類的保育觀點，探討淡水魚類在河道中棲地對魚種之保存能力，利用地文因子中影響棲地形態之因子，以河川動力中相關的指標，包括河川坡降、集水面積、洪水涵容能力、河道蜿蜒度、河床坡度的歧異度等地文因子進行分析，探討棲地作為物種保存之適合度，在洪水災害發生時各河段是否足以作為魚類之避難空間及如何增加倖存群落之群體，並且發展出以魚類分佈適合區間劃分河段之保存熱點之方法，針對本研究之樣區進行保存熱點之劃分。
    本研究利用GIS幫助本研究劃分魚類棲地保存熱點區，劃分河川棲地及災害之衝擊性及非衝擊性地點。研究成果發現河川水利指數及河川洪容指數之值，在作為鑑別河川對魚類保育能力的分析上，較具有顯著性，河道蜿蜒度及河床歧異度則較不具顯著的功能。除了基本之指數適合區間分析外，亦利用本研究發展出之模式，繪製魚類分佈熱點，判別出較具保育優勢之河川河段，同時藉由本研究棲地因子衝擊性之分析，作為政府機關人工構造物建設時機設計參考因素，以期在河川魚類保育工作上，可以提供保護區域劃設及相關人工構造物之擾動影響評估。

    Located in subtropical monsoon climate zone, Taiwan not only is hit by 3.5 typhoons in average every year but also has short streams and small river basins, which can threaten the stability of species and community of Taiwan’s terrestrial freshwater fish. Moreover, because of climate change in recent years, violent storms happen more often. Especially, torrential rain come with a typhoon usually brings great floods and vastly destroys river environment. Extreme precipitation and the possible impacts are gradually valued.

    In aspects of conservation of Primary Freshwater Fish, how habitat preserves the species will be discussed in this dissertation. Firstly, using geologic factors, including stream power index, flood capacity, ratio of meander, and diversity of stream slope, adequacy of using habitat as species preservation will be analyzed. Secondly, in the flood disaster, if every reach can become fish’s shelter and how to increase survival groups of a community will be discussed as well. Thirdly, methods of how to divide reach preservation hot spots are developed and used to divide the hot spots in the samplings.

    In this study, GIS is used to divide fish species habitat preservation hot spots into impact and non-impact areas. The result indicates that both water conservancy index and flood capacity index are more obvious to the identification of river’s fish preservation ability, but ratio of meander and diversity of stream slope aren’t. Beside the basic index which is adequate for suitability area, the developed model in this study can be used to draw hot spot map of fish distribution and identify more advantageous reach for conservation. At the same time, this analysis of habitat factor impact can be the referral aspects for the design of government artificial structures. Toward the work of stream fish conservation, the relative impact assessment of conservation area designation and artificial structures is expected.

    摘要………………………………………………………………1 第一章 緒論……………………………………………………12 1-1研究動機…………………………………………13 1-2研究目的………………………………………15 第二章 文獻回顧………………………………………………17 2-1台灣初級淡水魚類概論……………………………………17 2-2台灣初級淡水魚類棲地需求分析…………………………21 2-3極端降雨概說………………………………………………24 第三章 研究區域………………………………………………26 3-1 研究區域範圍……………………………………………26 3-2研究區域環境概要………………………………………28 3-3研究區域劃設……………………………………………29 3-4研究區域內現有初級淡水魚類之調查…………………33 第四章 研究方法……………………………………………37 4-1河川水力指數……………………………………………39 4-2河川洪容指數……………………………………………40 4-3河床嵌塊體指數…………………………………………42 4-4河道蜿蜒指數……………………………………………44 第五章 結果與討論…………………………………………46 5-1指數計算結果……………………………………………46 5-2地文因子對於洪水的涵容能力…………………………51 5-3以魚類種類調查豐富度進行適合區間分析……………55 5-4初級淡水魚類保存熱點…………………………………82 第六章 結論…………………………………………………85 參考文獻……………………………………………………87 圖目錄 圖2-1台灣初級淡水魚類種源示意圖 18 圖3-1 研究區域圖 27 圖3-2研究區域劃分圖-子集水區 31 圖3-3研究區域劃分圖-河川廊道 32 圖3-4本研究區內魚類觀測站分布圖 34 圖3-5魚類測站魚種豐度示意圖 36 圖4-1河川洪容指數類型圖 41 圖4-2河床嵌塊體示意圖 44 圖5-1 河川水力指數分布圖 50 圖5-2洪通指數分布圖 50 圖5-3嵌塊體指數分布圖 50 圖5-4蜿蜒度指數分布圖 50 圖5-5-1依指數評量條件最適合的前10％指數值分佈區 52 圖5-5-2 依指數評量條件最適合的前20％指數值分佈區 52 圖5-5-3 依指數評量條件最適合的前30％指數值分佈區 53 圖5-5-4 依指數評量條件最適合的前40％指數值分佈區 53 圖5-5-5 依指數評量條件最適合的前50％指數值分佈區 53 圖5-5-6 依指數評量條件最適合的前60％指數值分佈區 53 圖5-5-7 依指數評量條件最適合的前70％指數值分佈區 54 圖5-5-8 依指數評量條件最適合的前80％指數值分佈區 54 圖5-5-9 依指數評量條件最適合的前90％指數值分佈區 54 圖5-5-10 依指數評量條件最適合的前100％指數值分佈區 54 圖 5-6河川水力指數與魚種數關係圖 58 圖5-7河川洪通指數與魚種關係圖 58 圖5-8河床嵌塊體指數與魚種關係圖 59 圖5-9河道蜿蜒度指數與魚種關係圖 59 圖5-10河川水力指數適合區間 60 圖5-11洪通指數適合區間分布圖 60 圖5-12嵌塊體指數適合區間圖 60 圖5-13蜿蜒度指數適合區間圖 60 圖5-14 總合評估初級淡水魚類的適合區間圖 61 圖5-15魚種數豐度大於10之水力指數分布區間 64 圖5-16魚種數豐度大於10之洪通指數分布區間 64 圖5-17魚種數豐度大於10之嵌塊指數分布區間 65 圖5-18魚種數豐度大於10之蜿蜒指數分布區間 65 圖5-19魚種數豐度大於10之水力指數分布圖 66 圖5-20魚種數豐度大於10之洪通指數分布圖 66 圖5-21魚種數豐度大於10之嵌塊指數分布圖 66 圖5-22魚種數豐度大於10之蜿蜒指數分布圖 66 圖5-23 魚種數豐度大於10種類適合區間分佈圖 67 圖5-24 限縮50%河川水力適合區間之指數分佈範圍 70 圖5-25限縮50%洪容能力適合區間之指數分佈範圍 70 圖5-26限縮50%嵌塊體適合區間之指數分佈範圍 71 圖5-27限縮50%蜿蜒指數適合區間之指數分佈範圍 71 圖5-28水力指數限縮指數區間分布圖 72 圖5-29 洪通指數限縮指數區間分布圖 72 圖5-30 嵌塊指數限縮指數區間分布圖 72 圖5-31 蜿蜒指數限縮指數區間分布圖 72 圖5-32 適合度區間限縮50％的魚類分佈圖 73 圖5-33 適合度區間限縮75％的魚類分佈圖 74 圖5-34 台灣特有種分佈區間 78 圖5-35 台灣特有種分佈限制50%區間 79 圖5-36 台灣特有種分佈最多之測站各項地文條件均相同之河段 80 圖5-37 台灣特有種分佈最多之測站各項指數總合相同之河段 81 圖5-38比較出熱點分佈型態的差異 84 表目錄 表2-1 台灣主要淡水魚類棲地環境需求表 13 表3-1研究區內測站魚類豐度調查結果 26 表5-1 各魚類測站地文指數值及台灣特有種物種數 77

    參考文獻
    碩士論文
    孔麒源,萬安溪台灣石賓之棲地利用與生殖生態,屏東科技大學/野生動物保育研究所,2005
    李永安,大漢溪上游河川魚類棲地適合度曲線之研究,國立中央大學/土木工程學系碩論,2006
    林呈益,以歧異度與碎形維度為棲地指標探討堰之影響,國立中央大學/土木工程研究所碩論,2003
    馬國欽,台灣鱲屬魚類(鲤目:鲤科)之系統分類、族群遺傳結構及生物親緣地理研究,臺灣大學/動物學研究研究所,2005
    莊鈴川,哈盆溪魚類族群棲地利用之研究,臺灣大學/生態學與演化生物學研究所,2003
    莊聖儀,台灣初級淡水魚分佈與棲地環境因子之關聯性,臺灣大學/漁業科學研究所 碩士,2006
    陳伊昱,河川水文、水理與棲地生態相關之研究,中華大學/土木與工程資訊學系碩論,1996
    蘇六裕,高身鏟頜魚的棲地利用及生態特性研究,國立中山大學/海洋生物研究所碩論,1992

    中文期刊
    于錫亮、李德旺、林維玲,以高身鏟頜魚為例談魚類的棲地利用,自然保育季刊21,頁50-51,1998
    于錫亮,淺談流量與棲地關係的方法學,自然保育季刊19,頁15-19,1997
    孔麒源、戴永褆,屏東縣萬安溪臺灣石賓Acrossocheilus Paradoxus之棲地利用,BioFormosa 41:2,頁103-112,2006
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    方力行、陳義雄,臺灣淡水魚的來龍去脈,科學發展月刊,352頁,36-39,2002
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    白梅玲、李培芬、端木茂甯,氣候變遷對臺灣淡水魚多樣性之衝擊評估,全球變遷通訊雜誌49,頁23-37,2006
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    陳義雄,生物多樣性特報Biodiversity 2006--水下魚世界,
    陳義雄,臺灣淡水魚類的調查研究史、地理分佈特性及生態保育策略與展望,臺灣文獻52:3頁45-60,2001
    陳義雄、方力行臺灣的淡水魚類,科學發展月刊,352頁32-35,2002
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    葉明峰、邱健介、李德旺,清水溪魚類族群分佈與海拔高度及溪流坡度之關係,特有生物研究2,頁34-43,2000
    韓僑權、陳義雄、方力行 高屏溪流域魚類的組成與族群分佈臺灣水產學會刊24:2頁167-183,1997
    韓僑權,高屏溪中的魚兄魚弟,中央月刊29:6,頁65-69,1996
    韓僑權、陳義雄、方力行,水晶世界魚族天堂--高屏溪魚族生態分佈及現況 大自然45,頁34-41+114-115,1994

    調查報告
    水利署 2007 高屏溪情勢調查報告 P22-23

    英文期刊

    Lauren A. Mollot and Robert E. Bilby, 2009, The Use of Geographic Information System, Remote Sensing and Suitability Modeling to Identify Conifer Restoration Site with High Biological Potential for Anadromous Fish at the Cedar River Municipal Watershed in Western Washington, U.S.A. Restoration Ecology

    McGarigal K. and Marks B. J., 1995, FRAGSTATS：Spatial Pattern Analysis Program for Quantifying Landscape Structure, General Technical Report, PNW-GTR-351

    Oshima M., 1923, Studies on the Distribution of Freshwater Fish of Taiwan and Discuss the Geographical Relationship of the Taiwan, Island and Adjacent Zoo1, Mag 35:p.1-49

    無法下載圖示 校內：2020-12-31公開
    校外：不公開
    電子論文尚未授權公開，紙本請查館藏目錄
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