阿里山地區阿里山山椒魚的分布和棲地利用之研究

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計畫名稱	阿里山地區阿里山山椒魚的分布和棲地利用之研究
研究類別	委託研究
計畫年度	93年
受委託機關	國立臺灣師範大學（負責人：黃光彩校長）
計畫主持人	呂光洋
計畫執行時間	93年04月-94年03月
研究經費	850仟元

計畫目標：
1. 姐妹潭樣區族群數量監測
2. 就地復育棲地營造
3. 就地復育棲地族群數量的監測
研究成果：
1. 阿里山山椒魚族群生態監測
  本年度仍持續於去年的樣區進行調查，樣區的狀況已如研究材料與方法中所述。三個年度至今在此樣區內共調查到215隻山椒魚，將記錄資料統計歸納樣區內山椒魚的族群資料分項描述如下：
  今年度迄今捕獲84隻次，36隻次再捕獲，新標放了48隻；累計捕獲215隻次山椒魚，其中78隻次為再捕獲，共標放了137隻山椒魚。每次捕獲量，因月別而異，2002年5、7兩月15隻最高，2003年12月0隻最低。再捕獲個體數方面，以2004年4月6隻最高，2003年3、10、11、12月、2004年1及10月皆為0隻最低。再捕獲率方面，2002年12月為100%，不具再捕獲個體的月份為0%。在個體被捕捉次數方面，99隻個體僅被捕獲一次，38隻個體有再捕獲的記錄，而單一個體被捕獲次數最高為9次，平均每隻捕獲1.57次。個體捕獲間隔時間由14天(半個月)至934天(31個月)不等，平均捕獲間隔日數為165.1日。以捕獲間隔日數的分布而言，最多的個體在60天(二個月)以內再次被捕獲，除8隻個體以外，再捕獲皆發生在一年之內。捕獲的個體有3隻曾在A區及B區之移動。
  個體的持續捕獲時間(最初及最近捕獲的時間差)，最高為981天，最低為14天，以年為單位的時間分布如圖8。圖中顯示在有再捕獲的個體記錄中，持續捕獲以1年內者佔大多數，但將近三分之一已存活天數高於1年，最長者已將近3年。
  族群數量
  依據每個月標放再捕捉資料，利用Jolly-Seber 法估算每月族群量。估計的族群量最高為2003年1月，族群數量為148.0隻，最低為2004年11月，數量為5.3隻，族群數量在2002年至2003上半年呈劇烈變動形式，然後族群呈數量平穩約一年左右，2004下半年略呈下降的趨勢。
  體長與體重
  捕獲個體的各形值之均值及標準差在吻肛長(體長)為53.5±7.2 ㎜、尾長37.0±6.6 ㎜、頭長為13.0±1.6 ㎜。樣區內捕獲的個體主要的吻肛長在45至65 mm之間，幾乎每個調查的月份都可捕獲，這些都是性成熟的成體，故在樣區內活動者以成體為主。未成熟(25~45 mm)，在調查中偶有發現，但是在出現的月份上沒有規律。而幼體(<25 mm, 剛變態完成)僅在後二年的2、3月發現。
  各年度間捕獲個體的體長趨勢方面，2002年度以45至55 mm的個體較多，每個月的數量皆高於其他體長類別，次多的體長類別為55~65 mm的個體。2003年度在4至7月則以55~65 mm個體較多，之後的體長分布則較為平均。2004年度的前半年也以55~65 mm個體較多，11月之後則以45~55 mm個體居多。測量個體的體重範圍從0.1 g至5.8 g，平均體重為2.9±1.06 g。
  水平分布與活動範圍
  將A、B二樣區內捕獲3次以上的個體共計15隻，依其出現點的座標並以最小凸多邊形法(MCP)及適應核心法(ADK)估算其活動範圍。在MCP法為0至509.4 m2之間，平均值77.77 m2。在ADK法中，近活動中心的50%的出現點面積在0至417.5 m2之間，平均值66.89 m2。山椒魚個體在不同發現位置間的平均移動的距離在0.0至52.7公尺之間，個體間平均值為13.5公尺。個體的活動範圍在邊緣的部分有重疊，然而由於個體出現的年度不同，個體的活動範圍基本上是不重疊的。B樣區也呈現相同的情形。
  棲地利用—遮蔽物
  山椒魚利用的遮蔽物特性方面，統計這三年的資料，在遮蔽物類型方面，山椒魚以利用石塊為主，比例為76%；少部分為木塊(18.3%)，有5隻次是在布袋下發現，僅4隻個體在無遮蔽物狀況下發現。山椒魚利用遮蔽物類型的比例與樣區內遮蔽物的比例顯著不同(χ22=522.1, p<0.0001)，山椒魚顯著地偏好利用木塊遮蔽物。
  有記錄的遮蔽物中，其上皆有植物附著，山椒魚所利用遮蔽物上以僅苔類附著者與同時有苔類及高等植物附著者(苔高)佔大部分，前者為42.0%、後者為40.5%。山椒魚利用苔類及高等植物混生的比例明顯較高，而利用三類植物同時混合者(蘚苔高)的比例明顯較低。
  棲地利用—基質
  山椒魚主要棲息的基質為僅為泥土者(57.5%)。比較山椒魚所棲息與樣區內基質類型的比例，雖然樣區內的基質分布以泥土、腐植土及草根土最多，但山椒魚利用腐植土及草根土的比例較低，較為偏好使用單純泥土基質及碎石底質 (χ210=1171, p<0.0001)。
  山椒魚利用棲地土壤的pH值在4.8~7.0之間，平均值為6.0，而樣區土壤pH值在4.4~7.0之間，平均值為6.3(圖20)。山椒魚顯著喜歡利用偏中性(5.8~7.0)的土壤 (χ26=422.5, p<0.0001)。土壤含水量方面，樣區土壤含水量的範圍從5~100%，均值為78.0%，而山椒魚利用土壤的含水量範圍在40~100%，均值為77.4%，兩者含水量類別的比例上有顯著的差異(χ27=1619, p<0.0001)，山椒魚偏好利用含水量在60%~90%的土壤。樣區內土壤硬度值的分布介於0.5與35之間，均值為9.52，山椒魚利用的土壤硬度值則介於0.5至15之間，均值為8.4。兩者在比例上亦有顯著的差異(χ24=194, p<0.0001)，山椒魚顯著的偏好利用硬度值5~10的土壤。
2. 阿里山山椒魚棲地復育試驗
  試驗地的選址及營造:
  1. 試驗地選定
    位於阿里山貴賓館(先總統行館)旁，此地未營造前，曾回收山葵田，在荒廢多年後，地表已繁生出大量的草本植物；在復育區的左側有一條溪流，內有旅館業者施作之引水設備；樹冠層較不茂密，在復育區中央的位置有林相透空之處。此地點在本實驗室於民國83至85年間執行農委會計畫時曾進行調查，當時此地點尚種植山葵，在此地曾調查到山椒魚，故我們認為若於此地進行棲地營造，必可使在此地點已絕跡的山椒魚再重新遷徙進入此地，來定居甚至繁衍。
  2. 試驗地山椒魚微棲地營造
    在微棲地的營造上，我們與愛魚生態工程有限公司一起進行規劃，並且由愛魚生態公司來施工。初步規劃的理念以提供適當的棲息地為優先考量，再次為展示及研究。
    營造好的棲地示意圖。在移除底層的植被後，經過地形的重塑，再於其中營造出步道區、流水域、靜水域及陸域棲地的環境。各部分詳細配置說明如下：
    - 步道區：以舊枕木為材質，中間舖滿碎石。由道路邊通往陸域棲地，其左側為流水域、右側為靜水域。步道的功能是方便人員進出，亦方便研究者觀察流水域及靜水域的狀態。步道也可防止遊客隨意的踩踏，即使遊客好奇心起，在有步道的狀況下，大部分仍會沿步道行走，不致破壞辛苦營造好的棲地。
    - 流水域：以姐妹潭樣區內溪流的樣式為設計藍本，依據原溪流形態為主體，將溪的寬度增加，同時在溪底舖上大量的礫石，岸邊再以較為大型的石塊作為護坡，並於流速較緩的小水池放置大型的石塊。增加溪寬及護坡的目的在使水流的量及位置較為穩定，在未營造前此溪流常會因山區大雨在不同的位置流動或者產生大量的沖刷。流水域的建置在2004年7月已經完成，至今經歷多次颱風暴雨的考驗，皆未改變建構好的流水域形態。由於此地原有旅館業者的取水口，為免業者各自為政、亂接水管而破壞流水域，故我們將此溪流的水於下游處集中並配上水管，使業者能取用。此外於溪流的上半段接管引水，作為靜水域的水源。
    - 靜水域：靜水域的設置亦參考姐妹潭樣區的水域特性，因為樣區在姐妹潭此大面積靜水域的旁邊，故靜水域可能在山椒魚的生存上扮演某種角色。靜水域區分為石堆區及水池區，石堆區是由許多石塊堆積起來，而流水域引入的水由石塊間滲出，這部分是模擬山椒魚所喜歡出現的溪流天然滲水域。水池區在石堆區的下方，這是以怪手將此區域中大型石塊及朽木移除後，形成的自然凹陷，經引水流入即形成。池中埋設有排水管，可依位置的高低來調查水量。池邊種植有阿里山遊樂區內典型的草本地表植被，並且放置了許多由池中挖出來朽壞的木塊以作為山椒魚躲藏的遮蔽物。
    - 陸域棲地：陸域棲地的設計是以山葵田的樣式為基礎，整個棲地的周圍皆以石塊及木板圍邊界，能防止因下雨而沖刷下來的土壤，石塊及木板的縫隙亦可作為山椒魚躲藏遮蔽物的功能。我們將上方以石頭再區分為兩塊，分別放入不同的土壤，左側為一般土壤，右側則加入少許的肥料，以增加整個土中的養份，冀望能使於此地活動的土棲節肢動物增多，使山椒魚有更豐富的食物來源。上半部的地表在左右兩側各選一半的面積種植山葵，另一半任由其自然生長。
      
      個體引入
      在棲地營造初步完成後，我們立即將2004年2月於自忠所捕獲的山椒魚放入棲地中。野放的地點僅在陸域棲地中，野放過程很簡單，先將野放個體進行形值測量(由於2004年2月時已剪趾編號並剪取組織進行分子標記檢測，故僅進行形值測量)。翻開樣區較為中段的石塊，略為檢視下方是否有空隙，在石塊放回後，將山椒魚放在石塊旁，讓山椒魚自行爬入石塊下。
      建立族群特徵性分子標記
      在檢視阿里山的18隻個體COX I的序列後，在711個鹼基(位點)僅有4隻個體在1個位點有變異，即得到二種的基因型(haplotype)；而自忠及新中橫的族群的13隻體，同樣的片段中，共得到6種基因型，二個族群群間沒有共有的基因型。因此由COX I的基因型即可判別個體的親本屬於哪個族群。
      試驗地棲地及族群監測
      在三次的監測中，在53個樣區植被覆蓋率監測點皆為48個陸地及5個水域點，這表示水域及陸地的面積在這半年來都沒有變化。而有長植物的監測點數目持續在增加，表示植被覆蓋的面積愈來愈廣，植被漸漸有恢復自然狀態的跡象。
      各區植被恢復的狀況方面，以植被的高度作指標。在工程時受到擾動最大的陸域棲地，至今尚未有天然的植被長出，僅有所種植的山葵，山葵逐漸在成長。靜水域在工程時也近乎是全部擾動，在剛完工時，僅在地面稀疏散布著貼地生長的普拉特草。從一月開始，山芹菜開始出現，現已成為靜水域旁的主要植物種類。以增加的高度而言，靜水域的植株的生長較為緩慢，可能是受到雨量的影響。而流水域在設計時，是依原溪流的樣式進行工程，而工程所擾動的範圍以溪流的左側為主，除去了所有的植被，相對地，溪的右側僅受到少許的破壞。此區植被的生長事實上呈現兩岸的差異，溪右側以戟葉蓼為優勢植物，且成長快速；溪流左側則是剛出現而已。
      二個水域區的水深方面，靜水域由於監測期在雨量較少的時節，故大部分的監測點都在水面上，僅有一監測點而這三次的監測水深都沒有改變。流水域的水深則是慢慢增加，且面積有逐漸擴大的現象。
      遮蔽物及底質變化的狀況方面，監測位置為陸域及靜水域的岸邊，將遮蔽物區分為石塊及木塊二類進行監測。陸域棲地的石塊在經過4個月的時間，少數石塊開始有苔類附著，初期呈小塊狀分布，面積皆不超過10%，平均僅為1.2%；本區木塊為人工擺放的木板，放置至今尚未見到植物附著。二類遮蔽物的基質特性十分接近，唯含水量差異較大，木板下方的保水能力較差，較為乾燥，此反應在監測時幾乎每一塊都棲息著喜歡乾燥環境的蜘蛛。靜水域方面，遮蔽物的植物覆蓋率，石塊為0，而在木塊上的成長較快，有些已有苔類附著佔了將近30%的面積，由於此區的木塊為天然朽木，故木材來源上的差異，可能會造成附著植被生長的速率產生差異。此區土壤含水量皆接近100%，土壤硬度較高。
      族群監測方面，在十一月及一月皆未發現任何山椒魚。於二月份的調查時發現了4隻小山椒魚、三月份則又調查到3隻小山椒魚。出現的地點皆在陸域棲地中，所利用的遮蔽物皆為石塊，其中有一石塊前後共出現了3隻小山椒魚，此石塊上附滿苔類及高等植物(不在遮蔽物監測線上)，基質為碎石土。其餘個體皆在光滑的石頭下發現，基質為泥土。出現的底質性質在pH值為5.6~6.6；含水量70~100%；硬度3~14。檢測二月所捕獲的小山椒魚COX I基因型，依基因型序列的遺傳距離，以Neighbor-joining法進行群集，能定序的3隻皆屬阿里山族群，故初步的檢測結果說明，此營造地點已有鄰近族群的個體遷入利用並繁殖。
      - 建議事項—阿里山山椒魚的保育經營策略
        姐妹潭樣區的族群，決定族群長期穩定的主要因子為成體的存活率，因此未來復育的規劃應朝向使成體有更多覓食及生活的棲地來進行。姐妹潭樣區停止種植山葵有將近二年的時間，地表的植被遮滿樣區，變得不適山椒魚覓食，建議能定期在樣區內進行除草的工作。初步的復育試驗應可說是成功，應用此經驗，可增加試驗地的面積。初步看來山椒魚還是在陸域棲地出現較多，未來擴大的試驗地可將主題放在擴大陸域棲地的面積。流水域則可應不同地點的需求進行修飾，以保持水流能穩定供應。而靜水域則可在棲地有足夠空間時可進行。結果顯示山椒魚的復育在不算長的時間內就能略具成效，未來若欲進行展示，可以本試驗研究為基礎進行較為全方位的功能規劃。
        山椒魚長期的監測可考慮使用人工遮蔽物的方式。
        山椒魚的長期監測未來應將學術單位的監測技術傳遞給各第一線保育單位，建議可舉辦相關研習會，召集各林管區保育人員進行經驗傳承與交流。
      - 對業務革新、創新之效益：

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瀏覽人次:452 最後更新日期:2016-05-06

計畫目標：

研究成果：

對業務革新、創新之效益：