採訪撰文 / 藍嘉俊
特別感謝 / 李培芬教授
圖片提供 / 李培芬教授
 
近年來，台灣蝴蝶與鳥類的分布，逐漸往高海拔擴散了，這是怎麼回事？如此的現象，其實只是地球生態改變全景的一小塊拼圖，從整體的變化程度與內容來看，趨勢更是令人擔憂。越來越多證據顯示，氣候變遷、溫度升高，就是造成這場生態衝擊的主要禍首。電影〈明天過後〉與紀錄片〈不願面對的真相〉轟動全球，不過是用通俗的手法，讓一般人意識到氣候變遷問題的嚴重性。
 
正視氣候變遷的議題
 
對於相關的預測，雖然有人批評危言聳聽，但地球暖化已是不能忽視的議題。姑且不論將來因冰山消融而提升的海平面有多高，它對我們目前所立基的生態系，已有實質影響。例如，生物族群數量明顯的消長、植物開花期的改變、物種的消失、地理分布的改變、外來物種入侵等等。這些變化，終會改變原有的食物鏈與生物多樣性，導致整個生態系受損、生產力下降、生態系服務品質惡化。
 
換言之，氣候變遷衝擊了生物多樣性，生物多樣性的改變也會回饋影響氣候變遷，這是當今全球面臨的關鍵課題之一，在這歷史時刻，做為地球村的一員，臺灣不能置身事外。對此，哪些工作要特別強化呢？擁有生物與資訊兩項專長的李培芬，目前是臺灣大學生態學與演化生物學研究所教授兼所長，並且是「空間生態研究室」的主持人，他建議「將生物多樣性的調查、研究結果，透過數位化與空間技術，建立持續性的台灣生物多樣性資料庫，作為國土資源保育政策的決策，應是當務之急」。
 
確實，各種層面的因應計畫、保育政策，都需要科學數據作基礎，更重要的是，這些資料可以累積、比較、流通，發揮最大效益。但與先進國家相比，臺灣這方面的表現相對落後。
 
長期投入生態資料系統化的李教授，回憶起1978年。那時他還是一個大學生，帶著地圖和表格，參加墾丁國家公園設立前的動物調查。那時候，地圖還是不易取得的資料，調查的結果，則是另外記在表格上，並未將兩者結合。後來出國留學，接觸到GIS技術，才有了資料數位化、空間化的概念。

 
生物資料空間化、數位化的意義
 
GIS即地理資訊系統（Geographic Information System），它能整合空間（space）與屬性（attribute）的資料，透過數理或統計模式，發揮儲存、展示、分析等綜合性功能。GIS能將各種資訊以地圖的方式呈現，不但易於判讀，而且可以彼此套疊、連結擴充，提升資訊的實質價值。若加上不同時期的區分，更可以看出變遷的趨勢。
 
道理很簡單，例如說明某物種的分布情形，長篇的文字描述，就不如一張分布圖清楚；而藉由圖上分布點的大小，也傳達了各區數量多寡的訊息。一般的作法，是以點、線或面的方式紀錄物種的分布位置。例如在動物分布的資料，大多是採網格方式，網格的大小可以依據動物的特性來區分，以台灣島來說，若網格為2公里×2公里，便可分為9千多格，每個小方格，就是一個調查分析及資訊累積的單位。經由將許多生物種分布圖的疊圖，若某個網格發現的物種較多，它可能就是生物多樣性的熱點，具有優先保護的價值。
 
李教授並且強調，目前臺灣生態所面臨的問題，往往不能從短期的、單一的小區調查資料顯示出來，相對的，要從長期的、大尺度的範圍來判斷。這項工作，當然無法由個別的研究者、組織來完成，唯有長時期的通力合作，透過數位資訊的整合，才能一窺全貌。因此，建立台灣完整的生物多樣性資料庫，不僅是我們對這塊生長土地應有的責任，也是全球資訊的一環。
 
有了這些健全的機制，我們才能對環境進行長期監控，進而進行預測及預警。氣候變遷的課題，台灣相關的工作起步較晚，且甚為零星，尤其是在生物多樣性的普查與研究上，因為不易在短時間得到成果，往往得不到經費補助。直到近年來的各種跡象顯示，〈不願面對的真相〉影片的成功，報章雜誌的報導，才吸引各界的目光，但是，相關的研究仍頗為有限。而在國土資訊系統的推動上，這項計畫下有九大資料庫，其中，自然資源與生態資料庫方面，由於缺乏野外的資料，而且資料屬於動態性，進展又較其他領域慢。

 
八色鳥的例子
 
雖然慢了，但畢竟已經行動，也有初步的成果。李培芬教授以八色鳥的分布預測作為說明。八色鳥是全球的稀有物種，受到各國的保護。根據1980-2000年的分布資料，台灣發現八色鳥的地區有限，但是由於八色鳥習性隱密，不易發現，僅在繁殖求偶期間可以藉由叫聲偵測到。因此，雖然已知的分布點有限，實際上的情形又是如何？
 
受限於研究經費，地毯式生態普查難以進行，再者，台灣地形複雜，許多地方也不容易到達。這些空白區域是否有某些物種分布，就必須依賴GIS的協助。因為特定物種有其生存的條件，如特定的海拔範圍、溫度、雨量等，在生態學上稱為生態棲位（niche）。透過GIS提供各環境因子的圖層，來比對尚未進行物種調查之區域，再運用預測模式，找出物種的潛在生態棲位，便可推論此區是否有該物種的出現。
 
藉由上述方式，李教授以極少量的資料預測了八色鳥的分布，經過抽樣野外驗證，準確度相當不錯，也讓我們對其分布有了較清楚的認識。說到這裡，李教授提及鳥會的義工朋友們，他們在背後幫了不少忙；因為八色鳥的調查僅能在5月間進行，要在短時間內完成全島的調查，必需有充足的人力支援。除了鳥類外，還有蝴蝶、青蛙、蝙蝠，這幾大類物種的義工系統也逐漸成熟。
 
若是將八色鳥的預測分布範圍與現行的保護區作比較，結果令人驚訝，因為重疊的部分只有1.5%，也就是說，現有的保護區無法保護到這種動物。這是GIS的另一個功用，可以檢驗先前的措施是否正確、並進而提出適合的保育政策。台灣劃設各種自然保護區，用意良好，但是，自然保護區的劃設，不只是面積大小的問題，區位選擇也要適當。另一方面，氣候變遷會加速物種分布的改變，當保育類物種相繼離開時，早期所劃設的保護區，就失去了原有的意義。因應策略之一，就是李教授提出的「動態性保護邊界」，以彈性方式調整保護區的範圍。
 
資訊的整合與公開
 
數位化生物多樣性資料庫的建立，是國土保育工作的百年大計。說到保育，國家公園是身先士卒的灘頭堡，但它們的資源有獲得充分運用嗎？以往各國家公園有自己的研究調查計畫，但調查流程、完成形式不一，不僅缺乏整合，也難以進行加值利用。針對這些遺憾，李教授正協助營建署致力於生物多樣性資訊的標準化工作，藉由國家公園生物多樣性地理資訊系統建置計畫，建立資料格式的標準化與數位化，讓這些成果可以流通、共享。

 
此外，既使完成了數位化工作，資訊要被活用才有價值，這個問題常發生在各國家公園的內部。管理處下設有五個課，但辛苦獲得的資料，通常僅在單一課內使用，藉由這個資料庫的建立，未來可以鼓勵積極的橫向流通與整合。
 
就像各地義工憑著一己之力，無悔的付出一樣，完整的生物多樣性資料庫建立工作，是一個眾志成城的過程。打造一個以空間技術為基礎的數位化、系統化環境，刻不容緩，資料的共享、流通、應用整合，也同樣重要。明天過後，我們希望臺灣依然美麗，防範未然，就從建立、活用生物多樣性資料庫開始！

李培芬教授簡介

• 學歷：美國密西根大學博士
• 現任：臺灣大學生態學與演化生物學研究所教授兼所長，「空間生態研究室」主持人
• 專長：生態學、遙測、地理資訊系統、生物統計
• 研究主題：自然資源與生態資料庫建立、生物多樣性分布模式與預測、大尺度生態研究、數位典藏