乾溼交替節水灌溉方法對水稻田稻叢及水域無脊椎動物群集功能多樣性的影響--前言 - 農業知識入口網

水是作物生長、發育所需的限制因子之一，同時也影響了其他生物的生存與分布。稻田蓄水可提供許多生態服務，並成為多種生物棲息的必要場所（Natuhara, 2013; 范等，2013, 2014）。近年來，乾濕交替節水灌溉方法（Alternate wetting and drying water-saving irrigation methods, AWD）亦被稱為節水灌溉（water-saving irrigation），開始在灌溉水源取得不易的地區受到推崇。其具備有節水、強化稻作根系、減少因蓄水產生無氧呼吸的溫室氣體排放等優點（Bouman and Tuong,2001; Chang et al. 2013），但鮮有研究實證灌溉方法對於稻田生物多樣性的影響。
農田環境相較於天然陸域生態系，人為擾動較為頻繁下，較不利於已適應相對狹窄生境的稀有物種進行拓殖（Gliessman et al., 1998）。稻田內水位變動受農民灌溉、排水影響改變了微棲地條件，進而影響生物的微棲地利用與分布。優勢種在群聚生態學研究中，被認為具有穩定物種組成的特性（Sasakiand Lauenroth, 2011），換言之，稀有物種的數量變化較不易透過整體生物組成相似性的比較而被察覺。因此，本研究擬將生物群集資料區分成依照相對豐量對數值、物種出現有無的兩種資料轉換矩陣，分別比較灌溉方法間的生物組成相似性。
農田裡的生態服務主要來自於物種本身不同的功能性狀。Gagic et al.（2015）進行實證研究比較，認為以生態功能為基礎的研究工具能夠比物種分類為基礎的研究工具更佳地反映出生態歷程的變化，對於環境擾動也較為敏感。依照生態功能，本研究將地上部的稻叢無脊椎動物群集（epigeous invertebrate assemblage）劃分成不同食性的功能群；浸水部分，水域無脊椎動物相（aquatic invertebrate fauna）則被依照耗氧模式、食性與棲地利用劃分成不同的功能群，並採用功能多樣性指數中的功能離散性指數（functional dispersion）來檢視灌溉方法是否對於功能多樣性造成影響。
功能多樣性的應用乃透過群聚內各物種在生態功能性狀上的差異與適應區間（例如：廣食性天敵vs.專一性天敵、C3植物vs. C4植物）來檢視生態服務（害蟲防治、初級生產力）的健全度與擾動後恢復力，不同於以分類學導向分析並評估生態群集的生物指數（biotic index），此類型指數期望能量化並呈現生態功能的形變程度而蓬勃發展（McGill, 2015）。每一存在於特定群聚內的物種有其相對豐量與功能性狀表現，並形成該群聚生境空間分布（niche space）的各個端點，以直觀而言，研究功能性多樣性是希望透過描述此一生境空間分布的幾何特徵，來詮釋功能多樣性與環境衝擊。
本研究希望透過探討節水灌溉對於農田生物多樣性的影響，以作為灌溉方法選擇上的取捨參考，其研究目的有二：探討稻叢與水域無脊椎動物的結構相似差異；以及比較分析稻叢與水域無脊椎動物的功能離散性指數與蓄水狀態的相關性。