指導教授： 梁 昇 博士 學 生： 張明富 學 號： 59842212 日 期： 99.06.05 國立中興大學水土保持學系 碩士在職專班 海岸防風林內臺灣大蟋蟀對林地影響之研究 指導教授： 梁 昇 博士 學 生： 張明富 學 號： 59842212 日 期： 99.06.05

報告內容 一、前言 二、前人研究 三、研究材料與方法 四、結果與討論 五、參考資料

摘 要 台灣本島海岸線全長約1140 公里，相關防風林面積已達 13955公頃（林務局,2002）。由於沿海地區常受夏季颱風及冬季東北季風的嚴重侵襲，若無防風林之保護，則強風、鹽霧和飛砂所形成之災害，會造成農作物減產及生活環境遭受威脅，亦會使沿海之工業區及港區遭受危害。因此，種植海岸防風林對濱海區域有消減風速、飛砂安定、過濾漂鹽和涵養水源之功能且對農業生產及生活環境的保護極為重要(蕭祺暉，2002；黃隆明，2003；鄧書麟等，2005；何坤益，2006)。 我們在沿海地區以植生方法來達到保護水土資源的目的。而適合沿海地區植物生長的地方，也就可以提供臺灣大蟋蟀適合的生長環境。本研究選取了台灣東部「台東森林公園」作為調查地點，目的為瞭解地表植物覆蓋情形、植生樹種與臺灣大蟋蟀族群大小之關係。進而希望能以臺灣大蟋蟀來作為海岸防風林植生方法成功與否的生物評估指標。

一、前言 臺灣大蟋蟀(Formosan giant cricket) 學名為Brachytrupes portentosus Lichtenstein，是唯一掘地洞的蟋蟀。臺灣大蟋蟀在動物的分類學上屬於直翅目(Orthoptera)，蟋蟀科(Gryllidae)昆蟲。分布在中國、台灣、菲律賓、印尼、中南半島、馬來半島、印度等副熱帶和熱帶地區，在臺灣則主要分佈在北回歸線以南，苗栗是其分佈的北界。臺灣大蟋蟀常棲息於乾燥砂質土的區域，以往棲地以校園公園最多，其次為農田區，但近一二十年來因為人為因素造成棲地干擾與破壞，因此，以上棲地已較不易覓其蹤跡，而海岸防風林因人為因素干擾較少，成為臺灣大蟋蟀重要生長棲地。臺灣大蟋蟀雄蟲體長32 到45 公釐；身體黃褐色，也是台灣體型最大的一種。前足脛節端刺粗短稍扁，雌蟲產卵管短。胸及前翅則為黑褐色，觸角鞭狀，身體背面中央具一縱溝，後足發達。

臺灣大蟋蟀據楊正澤教授(1997) 調查南投樣區發現，每年約在11月至第二年1月孵化之若蟲鑽出土表，分築巢穴。若蟲期約200~270天，直到9月起陸續有成蟲出現。雌雄交配後，雌蟲將卵產於隧道中，每年6-10月為產卵期，每一雌蟲約產150~200粒，卵產在洞中，卵期近30天。 成蟲白天隱藏於巢穴深處，夜睌外出覓食，把葉片及嫩枝切下， 搬回巢內，並常由土壤表面切斷幼小樹苗， 土中掘洞時亦將洞穴內植物幼枝根部切斷。深度一般為50-100公分。通常一穴住一隻。本種在台灣一年發生一代，成蟲於5 -7月間羽化，爾後秋天產卵於地穴巢底以土覆之，約150-200粒。

臺灣大蟋蟀為食植動物(Olff, et al.,1999)，在生態網系中稱為一種初級消費者(primary consumer (Labandeira, 2007))，卻係一雜食性昆蟲，會吃食自己脫皮後的蛻屍(Poverda, et al., 2003)。傳統上臺灣大蟋蟀被視為害蟲，如楊(1988)，章(1989)，楊(1997)與葉(1983)諸學者專家可視為此類；台灣特有生物中心(2009)認為大蟋蟀與蚯蚓白天藏在土裡溝道中，夜間才爬到地面覓食及交配。因其攝食、生活習性等特質，對植物生長具有通氣、分解、沃土等三大貢獻。臺灣大蟋蟀的洞穴提供儲糧、藏身、排洩、進食、脫皮等功效，此土洞被掘出的土壤可能較為肥沃，鬆土行為可能增加棲地土壤的空氣循環，或者可能改善棲地土壤結構。若蟲遷移換洞造成大量翻土。防風林遷移換洞造成樹種第二次生態效益。（梁、林，2009a） （洪炳煌 攝）

在生態學上食植理論(Herbviory, (Labandeira, 2007))認為生產者只提供三分之一的生物質能(biomass)供消費者利用，植物總生產值的其他三分之二則必須用來支援下世代生機與廣域養分循環。海岸防風林雖具多層林雛型但地表上下交感(Hooper, et al., 2000)在強風與高鹽分環境中可能較為緩慢；雖然生態學家常常僅含糊地以分解者(decomposers)代表土壤內所有生物族群，單一小動物族群式地下與地上交感(War- dle, et al., 2004)正待進一步解密。Holldobler and Wilson(1994)認為螞蟻係為群落式昆蟲，與其他獨居式昆蟲差異極大。因此像臺灣大蟋蟀這種獨居式昆蟲數量變化，在探討防風林內臺灣大蟋蟀對環境之影響力，尤其在主體資源如水量相關的降雨常常影響下是否會有大幅度變化，係一關鍵性問題。因此棲地內的密度與遷移率應有野外的印證。

二、前人研究 著名的螞蟻學家 Hölldobler 與. Wilson (1994)認為螞蟻是最成功的社會型昆蟲，個體各有其特殊任務，同時組成協調良好的巨大有機體。他們認為建造一個社會組織是一項生物演化上獲致成功的重要策略。配合社會型組織，棲地結構隨之呈現其特色才能運作。相對於社會型昆蟲，稱為單獨型昆蟲，屬於單獨型昆蟲的台灣大蟋蟀，有許多二層林如木麻黃樹、木棉樹、菩提樹林地都有相當高的密度，這是令人著迷的成就。梁與林(2009b)認為其地道一致性高，不因地區或棲地差異而有不同構造，故知此物種的繁衍必然十分依賴地道所發揮功能的有效性。

既然棲所是功能取向，在各不同生育功能勢必有所不同。關鍵可能在地道的營建是如何順應這些不同需求 既然棲所是功能取向，在各不同生育功能勢必有所不同。關鍵可能在地道的營建是如何順應這些不同需求? 另外因為降雨對棲地生物極易造成毀滅性影響，梁與林(2009b)認為應該有某種機制以消減之，是否與地道構築有關? 根據梁與洪(2009)研究台灣大蟋蟀在營建地道時或建後循洞出入地道，一旦決定藏身地道中必在進洞時均以土粒形成土塚保護在地道穿口外。土塚在若蟲稚期地道遇雨時，則在近地表模糊而地道不通水，故可發揮強大的保護地道作用。壯年與成蟲期地道通水2小時餘後依然安穩，而有一穩定終滲透率，因此台灣大蟋蟀地道不會間接或直接形成滲流。不僅如此，也不會引發土壤沖蝕或其他可能崩潰重大災害；反而因地道可以發揮深層配水，土壤中儲水增加對生態系演育有益。

除此之外，與台灣大蟋蟀同樣具有掘穴行為的蚯蚓，在達爾文提出「植物的形成是由蚯蚓的行動所產生的」，明確的指出蚯蚓有助於土壤風化的過程、增加土壤的肥力、進而幫助植物生長，所以，蚯蚓的活動更是會改變土壤的理化性質，幫助植物生長與增加作物產量（Darwin，1881；Edwards，1998），以同理來研究台灣大蟋蟀與棲地的關係，具有相當的研究價值。

三、研究材料與方法 3-1、調查地點：本研究選取了在台灣東部「台東森林公園」作為調查地點，其之基本資料與其造林樹種如下： 台東森林公園位於台東市與卑南溪出海口之間，東西狹長係屬飛砂防止保安林地區，長3公里，寬800公尺，面積280公頃；臺東林區管理處於91年起，在臺東森林公園（臺東段2502、2519號區外保安林）進行防風、防砂作用的造林選種時，依據生態系經營的理念，在第1線栽種木麻黃，作為先驅樹種，藉其防風、耐鹽、生長迅速的特性，防護第2線所植的造林木，並在內緣區域營造複層林相，以兼顧防風及景觀效益，15公頃的保安林內栽植有木麻黃、草海桐、木芙蓉、大葉山欖、水黃皮、茄苳、台灣海桐、火焰木、正榕、欖仁、白水木等海岸林樹種，其中造林地聯外道路因土質不良、多為堆置建築廢棄物，故在改變土質後，於道路兩側栽植4種大苗，阿勃勒、黃連木、水黃皮及大花紫薇，全長約400公尺，以增添景觀變化及提供民眾散步、休憩的場所，經過撫育經營，各樹種混植，已營造出完整的樹冠層次。

22°45'54.99"北 121° 9'33.77"東

Figure 1. The flow chart of research. 影響台灣大蟋蟀族群關係之文獻蒐集 3-2、研究方法 本研究之研究流程圖如圖一 所示。 試驗地點選擇 現地調查 地道採樣與分析 臺灣大蟋蟀成蟲之數量、密度、體長、與遷移率調查 植物覆蓋率與植物種類調查 現地座標之基本資料 地道模型複製 地道模型分析 植生覆蓋、植生樹種與台灣大蟋蟀族群大小之討論 圖一. 研究流程圖 Figure 1. The flow chart of research. 結論

調查方式是在調查地點以穿越線調查法之方塊取樣法，以10m 調查方式是在調查地點以穿越線調查法之方塊取樣法，以10m*10m 的區塊進行植物種類、覆蓋度之調查，然後將調查區塊內的台灣大蟋蟀土塚，逐一計算土塚的數量；再各樹種下隨機採樣清除台灣大蟋蟀土塚地表部分使穿口露出，將水泥漿沿穿口灌入，一直塞滿；地上部分淤高成漏斗。待水泥漿脫水固定，即可挖出地道模型。再以上述現地調查與地道模型之結果來探討植物覆蓋情形、植生樹種與臺灣大蟋蟀族群大小之關係。

四、結果與討論 4-1、現地調查與地道模型分析之結果 4-2、植物因子與台灣大蟋蟀族群大小之關係 4-3、植物種數與層次

五、參考資料 林俐玲、王永琦、蔡義誌，(2004)「地表處理對土壤飽和力傳導度之影響。」坡地防災學報3(1)29-38。 林俐玲、謝銘、林明義、杜怡德(2002)「九份二山崩塌地土壤水分特性之研究。」中華水土保持學報33(2)79-86。 梁昇、林明鼎，(2009a)「不同海岸防風林台灣大蟋蟀若蟲數量之比較」農林學報58(2)107-119。 梁昇、林明鼎，(2009b)「台灣大蟋蟀地道」未發表。 梁昇、洪炳煌，(2009)「台灣大蟋蟀地道形狀之研究~木賊葉木麻黃防風林案例」98年度中華水土保持學會年會論文集17 。 廖學誠、黃正良、夏禹九，(2001)「福山及扇平森林集水區飽和土壤水力傳導度之比較。」師大地理研究報告，35:1-20。 楊正澤（1997）地棲蟋蟀及棲所保育。台灣省政府農林廳 蔡在壽、李明忠、林金盾、吳京一. 1994. 「實驗室內台灣大蟋蟀之生活史」 師大生物學報. 29(2):65-70。 劉貞妤，(2007)「應用粒線體16SrDNA基因和AFLP探討台灣地區大扁頭蟋蟀的遺傳分化及遷徙路徑」中興大學生命科學系所碩士論文。 Baver, L. D., W. H. Gardner, and W. R. Gardner, (1972) ”Soil Physics” 4th Ed. John Wiley. Dohzhansky, T., (1973)”Nothing in Biology Make Sense except in the Light of Evolutation,” The American Biology Teacher 35:125-129. Holldobler, B., and E. O. Wilson (1994) Journey to the Ants, Arts & Licensing International, Inc. USA. Shih, H. T., , H. C. Hung, C. D. Schubart, C. A. Chen, and H. W. Chang, (2006) ”Tntraspecific Genetic Diversity of the endemic freshwater Crab Candidiopotamon Rathbunae (Decapoda, Brochyura, Potamidae) reflects Five Million Years of the Geological History of Taiwan,” J. Biogeography 33,980-989. Valentin, C. (1985)” Effects of Grazing and Trampling on Soil deterioration around recently drilled Water Holes in the Sahaetian Zone,” in Soil Erosion and Conservation, (edited by S. A. El-Swaify, W. C. Moldenhauer and Andrew Lo.) Soil Conservation Society of America. Yeh, W. B., Y. L. Chang, C.Ｈ. Lin, F. S. Wu and J. T. Yang, (2004)“ Genetic Differentiation of Loxoblemmus Appendicularies Complex (Orthotera; Gryllidae): Speciation through Vicariant and Glaciation Events,“ Annals of the Entomological society of America, 97(4)613-623.

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