張阿水教授的水邊流浪記

讓烏魚上溯淡水河

 
  讓魚上溯,是河川管理非常重要的指標,尤其是對水域環境敏感的魚種,上溯河川的距離愈遠,代表河川的管理愈成功。這成功不是只供人釣或捕更多的魚,這些都只有幾百元或幾萬元的利潤;這成功,是在生態與人文無形的價值上。

一、以魚類上溯作為河川整治的源起
若在都會區旁的河川,能夠讓只能生存在乾淨水中的魚種,隨著河川,迴游於人口密集的地區,表示這河川不僅水質良好、水量足夠,更表示河川生態系統功能良好、都市文化品質提升、能對水資源進行永續性的使用。
河川的管理可以多方面的呈現,諸如供水、防洪、排污、航行、景觀、垂釣、娛樂等,愈是接近大都會的河川、愈具文化水平的民眾,對於河川功能的要求便愈高;同理,營造愈高功能的河川,愈能吸引具文化水平的民眾前來居住,或培育在地居民的文化水平,或讓都會文化與河川營造持續發揮互相效力的功能。從管理河川到民眾生活改善、文化水平提升,是河川管理的藝術化;是政府對公共建設最少的投資,能得著民間最多善意的回應。

讓鮭魚歸返倫敦城
第一個提出這看法的,是英國倫敦大都會首席工程師迪柏汀(William Joseph Dibdin, 1850~1925)(1),他在1893年開始整治泰晤士河,為了讓在泰晤士河口迴游的鮭魚,能夠上溯到倫敦;這個夢想直到1974年11月,經過整整80年的努力,才獲致成功(2)。那時,整個倫敦慶祝一隻鮭魚游回來,如果抓去賣,也不值多少錢;從此,讓魚類上溯,成為近代都會型河川管理的標誌。
當時,生態學仍在萌芽的階段,對於鮭魚的了解也不多,怎麼會有個工程師,首先提出讓鮭魚上溯,為河川治理成功的指標?這開創性的看法,是怎麼來的?迪柏汀沒有留下資料佐證。他所受的教育不多,年輕的時候就以見習生加入整治泰晤士河的工程團隊,後來擔任為倫敦鋪設污水下水道總工程師巴澤爾傑特(Joseph Bazalgette, 1819~1891)的助手;巴澤爾傑特過世後,他接續工作,負責泰晤士河的管理。在19世紀初期,倫敦是世界第一大城市,又緊鄰泰晤士河,管理泰晤士河的壓力非常大,一點臭會都會引來居民的抗議。

將生態落實於治水工程
但迪柏汀認為,管理河川不在化解隨時而來的抗議,而是訂出可執行的規範。他將泰晤士河的管理分為三大領域:污水下水道網的鋪設、污水處理場的設置,與河川自然淨化能力的提高。由於污水無法全部收集,污水處理成效有限,因此光有污水下水管與污水處理場,仍無法改善泰晤士河的問題,必需使泰晤士河的生物也參與污水淨化的功能,迪柏汀稱此為「生物性處理」(biological treatment)。他後來也將這觀念應用到污水處理,稱為「污水生物處理法」(3)。迪柏汀更由過去的紀錄中,知道泰晤士河有鮭魚上溯,到1830年代受河川污染的影響,鮭魚才無法上溯。他認為鮭魚的前來,是泰晤士河成功整治,與發揮自然淨化的指標。
為了讓鮭魚上溯倫敦城,迪柏汀訂定河川與周邊需要設立緩衝區(buffer zone),以截流與淨化「非點源污染」(non-point source pollution);在河川感潮區灘地浚深,產生潮汐溝(tiding zone),以增加魚的迴游空間;在河濱建立淺水灣,增加曝氣,減少魚的缺氧逆境;提供緩流區,供魚棲息,使臨城河段到海口仍然持續是供魚上溯的安全廊道(4)。

軟性的工程
比起硬性的河川水利結構物,如提防、攔砂壩、消波塊、水制、順壩、丁壩、跌水工等,迪柏汀所做的都是軟性的工程,卻成功的讓魚安全歸來,這代表深存在普世人心中的信念與價值:人類必需與其他生物共享水資源,才算是高格調的水域管理。專為人類而排他性的水資源使用,是沒有盡上妥善管理的天職。
由於迪柏汀首先提出非點源污染的處理,而被歸於環境工程大師的行列;他對河川的生態治理,給魚安全上溯的作法,持續影響後來有志保護河川的人,使環境工程與河川生態沒有被截然二分,反成生態與工程互通的橋樑,共同為讓魚安全上溯而努力。

河川管理與都市文化的互相效力
歷史上每次的改革,總有反對的聲浪。當時反對迪柏汀的人認為,魚在水裡游來游去,人類怎能管理水裡的魚、怎能讓魚知道哪裡是安全讓牠們安全上溯的廊道?反對者顯然低估了魚的智商。20世紀河川生態學的發展,尤其是以生態系統為基礎的,如「島嶼生物地理理論」(Theory of Island Biogeography)、「洪水脈衝理論」(Theory of Flooding Pulse)、「河川連續理論」(Theory of Continuum)、「中度擾動理論」(Theory of Intermediate Disturbance)等使河川復育工程(River Restoration Engineering)成為有科學理論可依循的研究,在發展過程中,逐漸將傳統的水利工程與生態相聯結,朝河川永續性使用邁進,使對河川環境的敏感,成為都市文化營造的新元素。

讓人與魚一起幸福
不過,即使將水域生態系統的理論,與傳統的水利工程結合,給近代的河川整治帶來了新的視野與活潑的展望;對於扮演生態與工程整合的人,仍是帶著戒慎小心,以免重蹈20世紀初期,憑著一些理論,就高喊「人定勝天」的口號,以水利工程的思維看待宏觀生態系統的覆轍。水利工程是那麼粗糙、簡陋與狹隘,以水利工程的角度來看生態系統,人類對於生態動態變化、能量流的傳遞、營養源的使用效率、生物族群間的演替與互動等,了解是那麼少,以致於妄將小尺度的工程建造,聯結上大尺度的生態系統,成為河川生態工程最大的挑戰。
也許,當年逆流而上的不只是泰晤士河的鮭魚,同時有一群有遠見的人,如迪柏汀,也在逆時代潮流而上,使河川整治不只滿足於人,且要人負上管理水域生態的使命。當河川裡的魚、蝦、貝類仍不能自由的在水裡活動、不能免除隨時有死亡的恐懼時,失職的人類,也不能滿足多久。

二、烏魚前來(一)――黑潮的運動
烏魚(Mugil Cephalus)對於臺北淡水河的代表性,就像鮭魚之於倫敦泰晤士河。烏魚稱為「信魚」,代表在先民的眼中,烏魚是守信的魚種。每年冬天,寒流來襲,海水溫度降低到21~25℃時,平常在北緯42°到南緯42°廣大海域分散游動的烏魚,彷彿收到了召集令,成群集中到冷水海域,這溫度是母烏魚最佳的產卵區間。母烏魚產卵量驚人,一次可以排卵27~1,60萬顆卵,而且母烏魚一生不只排卵一次(5),一隻母烏魚一生約共可排卵290~1,600萬顆。母烏魚可以排這麼多卵,魚群的集中可以增加卵受精的機會。
因此,以往冬季期間,大群的烏魚順著源自低緯度的洋流「黑潮」(Kuroshio Current)前來,幾千萬甚至上億隻的烏魚,固定來到臺灣海峽,成為「信魚」。說來慚愧,科學界至今仍無法標定這些烏魚主要來自何處;但是其中一部份烏魚的去處,是被臺灣人吃到肚子裡。臺灣一年約捕撈80~130萬條烏魚(6)。烏魚真是遵照上帝起初的吩咐:「滋生繁多,充滿海中的水」;這一遵照,就給臺灣的百姓帶來多少的滿足與財富,因此漁民又稱年年信實前來的烏魚為「烏金」。

環球海洋溫差的調節
但是,人類目前對於黑潮的知識依然不足,以致對隨著黑潮遷移的魚種,了解得更為有限。黑潮是太平洋洋流的一部份,在地球高低緯度不同的溫度差,產生洋流的運動,藉由水的比熱,使得不同緯度間的溫度差可以減少(7)。
例如,源自北緯60°的阿拉斯加洋流(Alaska Current)向南移動,在北緯40°的北美洲大陸棚形成加利福尼亞洋流(California Current);繼續南下時,在北緯20~15°間形成北赤道洋流(North Equatorial Current),這時洋流水溫已由0℃提高到25~28℃。北赤道洋流向東向西流,一直到北緯約10°的菲律賓,再北上經過臺灣,即是黑潮。
黑潮流經臺灣的路徑是動態的,每年都有差異。大致而言,在春季,黑潮流經臺灣東部,在宜蘭外海朝日本東海岸前去;在冬季,黑潮經臺灣海峽,在北臺灣朝韓國流去,最後形成北太平洋洋流(North Pacific Current),在北緯50°由西向東流到阿拉斯加,繼續形成阿拉斯加洋流,如此週而復返。受到地球方向角的影響,冬季承受的太陽輻射能較少;又受到大陸高壓寒冷西北季風的影響,水溫較低,臺灣西南沿海成為烏魚產卵的最佳環境。

烏魚前來臺灣的前哨
當溫度較高的黑潮流經臺灣海峽時,與周邊的海域會產生剪應力摩擦,使得黑潮的周邊產生逆向流(counter current)。隨著黑潮向大陸流到日本東岸,也產生逆向流流向臺灣海域。相較於黑潮暖流,逆向流的水溫較低,使得大陸、韓國、日本沿海地區的烏魚向臺灣西南沿海的產卵區移動。當烏魚順著逆向流經過臺灣海峽時,臺北的「淡水」便成為烏魚進入臺灣的第一個海港口。
由於黑潮於與其逆向流的運動,受環球海水冷、熱平衡的影響,當人類活動排出的二氧化碳過多,導致環球氣候變遷,高緯度地區大量浮冰融化,海水溫度提高,將減緩高、低緯度間洋流的對流速度,使得低緯度地區海水受到太陽輻射的時間延長,海水與空氣間熱浪的強力置換機會增加,形成更多的颱風。

最早保護烏魚的措施
黑潮洋流速度的減緩,也將影響其逆向流,更將改變過去千百年來,烏魚向臺灣西南沿海匯集產卵的現象。因此,烏魚定期的前來,是海洋生態系統依然功能正常的象徵。海洋生態系統的尺度太大,不是任何工程所能涉及;功能正常的生態系統,也不需要人為的工程去改變什麼,那是造物者預先在地球上設定的運作秩序,人只要欣賞就可以了。
當烏魚藉著黑潮經過臺灣海峽時,正值烏魚的產卵期,母烏魚孕育大量的魚卵,在四、五百年前,就為福建沿海的漁民所注意,渡海捕撈烏魚,取出烏魚卵加工製造「烏魚子」。在荷蘭據臺時期,為避免漁民過渡捕捉烏魚,還核發「烏魚旗」控制捕烏魚的船隻,並對魚獲抽稅。

烏魚的生活史
但是影響烏魚數量的,還有對烏魚的幼苗(larvae)「烏仔栽」大量捕撈的現象。烏魚在游經臺灣海峽時,產卵受精,受精卵在幾個小時就孵化,這些體長約0.1cm的幼苗,一部份隨著黑潮北上,一部份游到淺海域,可以躲避被其他魚類攝食,也可以獲得更多的食物。當烏魚苗攝食沿途的浮游性藻類,到了岸邊,便成為體長增加至1~2cm的雛魚(juveniles)。
烏魚在雛魚階段,是世界上生命力最強、最具活力的物種之一,能夠忍受水中溫度、鹽度、水深、流量、濁度等變化。到了岸邊的雛魚,還會進入河口,持續上溯,進入低感潮河段、高感潮河段,甚至進入淡水河段。雛魚在海岸邊較容易引人注意、遭人捕捉;當進入潮間帶河段,水域寬闊、水深較深,比較安全。烏魚雛魚能夠進入臺灣西部的河口,如淡水河、大甲溪、曾文溪等,愈是大型的河口,尤其寬口布袋狀的感潮河段,愈容易吸引烏魚苗進入。如果能夠妥善管理這些區域,不僅能成為讓烏魚繼續生長的棲地(habitat),也能成為烏魚雛魚的「避難區」(refuge)。

三、烏魚前來(二)――大陸礁層的生態系統
河口是河流與海洋的交接處,其地理特徵主要受到海洋與河流水文的影響,包括河口大陸礁層(continental shelf)、河川攜砂量(river-borne sediment)、浪的方向與大小、洋流、季節性的變化等。
大陸礁層是陸地與深層海洋間的緩坡,由於海水深度漸淺,深層低溫的海水受到海風的影響,順風推進,卻受阻於上界的礁層底床,產生上昇流(upwelling),將海床上豐富的有機質帶到海水表面,使得水中的浮游性藻類大量增加,因此大陸礁層是海洋營養份最高的區域(8),海洋裡90%以上的漁產量都是在這裡產生(9),烏魚也是在此產卵,使得剛孵化的魚苗能夠迅速獲得食物。人知道將剛出生的嬰孩帶在母親懷中,烏魚知道將卵下在最多營養的海水中,這是大自然有趣的地方,所以人類要管理海裡的魚,最重要是要保護這區域,故此區域又稱為「海洋牧場」(mariculture),如同人牧放海裡的魚,以增加魚產量的所在(10)。

近海魚類資源枯竭的原因
但是人類似乎不太珍惜魚類的資源,反將最敏感的地區,視為捕魚最佳的漁場。近代嚴重劣化大陸礁層生態環境的因子是「海水缺氧化」(hypoxia)(11),導致魚群遠離本來是牠們天然最佳的孵化區。
「海水缺氧化」是河川含有大量的營養源,尤其是氮與磷,流入海洋後,使大陸礁層區域海水過度營養化,或稱「優養化」,使得水中浮游性藻類激增,夜裡藻類進行呼吸作用,使海水溶氧遽減,甚至導致具有神經毒性的雙鞭毛藻類(flagellates)滋生,毒害魚群。從1970年代開始,海水缺氧化已經成為大陸礁層或是近海魚類數目銳減的主要因子。
人類目前對於海水缺氧化尚未能提出有效補救的方法,關鍵在於淨化污水的一級處理,是過濾污水中的懸浮性顆粒濃度;二級處理,則在氧化水中的生化需氧量或有機質,都不處理氮與磷,尤其磷是過去海水中藻類無法大量生長的營養限制因子(nutrient limiting factor),如今,大量的磷排入海中,等於給近海施肥,劣化水質。

近代烏魚保育的作法
迪柏汀的作法,是在河灘上設立陸域與水域間的緩衝帶,讓污水不再直接排入河川,而先在灘地上多一點停滯時間,讓水中過多的磷可以隨著吸附的顆粒沉降,或被灘地上的親水性植物吸走,並讓水中過多的氮部分轉化為氣態,以治理河川的方法來減低近海區域水質的劣化。人類若無法在鄰近之處解決污染的問題,將影響到遠處的海洋;管理海裡的魚,並非遙不可及的事。
近年來,前來臺灣沿海的烏魚數量已經遽減,市場販售的烏魚與烏魚子大都來自養殖」天然環境生長的烏魚,現在稱為「野烏魚」,反成稀品。野烏魚仍照著以前的路徑前來,不知道前面環境的改變已經不適合牠們生存。在這情況下,讓烏魚能夠上溯河流,是給牠們另一個代代繁衍的空間與機會。

四、烏魚前來(三)――海岸生態系統
烏魚卵孵化後,部分的魚苗隨著黑潮北上,部分的魚苗則游向海岸,在淡水或半鹹淡的感潮帶生長,到產卵期再出海,稱為「降河迴游產卵」魚種(catadromous fish)。在臺灣近海,降河迴游產卵的魚種除了烏魚,尚有白鰻(Anguilla japonica)、鱸鰻(Anguilla marmorata)等。
烏魚的魚苗或雛魚在海岸邊,或是進入感潮河段時,會在空間上呈現在某幾個地區均勻分佈,這是海岸生態復育工程與河川生態復育工程非常重要的事。這些魚類經常出現的水域,稱為「微棲地」(microhabitat),是海岸與河川生態復育的重點。復育工程並不是復育幾個海岸線或河流,而是復育微棲地的所在。

微棲地整治
在海岸線,烏魚雛魚經常前往的地方是海灣(lagoon)、河洲(delta),與河口,證明這些地方雖有不同的地理特徵,卻有共同的生態特性。構成地理生態特性的地方,稱為「微棲地」(micro-habitat)。微棲地的存在顯示生物雖小,已有智慧選擇該去的地方,顯示生命所具的尊貴。
海灣是陸域與水域的交界地形,產生的原因是海流方向與陸地海岸線平行時,海流受阻於鄰近海岸的珊瑚礁岩(reef)、紅樹林較淺的沙洲,或是伸出的半島或海堤等時,流速減緩,所攜帶的泥沙在海岸邊淤積,逐漸形成半封閉型的水域。海灣的淡水源若以地下水為主,就直接稱為海灣;若是以河水為淡水的主要來源,則稱為「感潮海灣」(estuarine lagoon)(12)。以臺北的淡水河系統為例,淡水河河口北岸的「淡海」與南岸的「挖仔尾」,就是感潮海灣。

海灣整治與保育
海灣的水域較淺,大型的魚類無法進入,雛魚可以在此避開天敵;海灣內的波浪較小,有機會讓耐鹽性的水生植物生長,增加水中的有機物來源,使水域的初級生產力(primary productivity)增加,讓魚苗或雛魚獲得更多的食物;潮汐的進出,更提供魚類進出海灣的水流(13)。隨著潮汐的運動所攜帶沉降的顆粒,形成海灣底質有泥灘與沙灘的變化,讓不同的底棲生物生長,也提供雛魚所需的食物來源(14)。
海灣雖然是雛魚重要的生長區域,海灣的景致也是都市周邊建築的開發區,若未妥善規劃與管理,很容易遭受破壞,顯示海岸整治與都市開發的兩難。這兩難間的平衡點,在於如何看待海岸資源的歸屬權。海岸資源是人類的專屬,還是需要兼顧其他生物?如果不是迪柏汀百年前拋出的作法,讓魚能夠自海口上溯到倫敦城,才是城市與河成功相處的指標,人類恐怕不易由專顧自己的泥沼中脫身。

沙洲的整治與保育
沙洲是由另一機制形成,與海灣不同,是河川的漂沙受到淡鹹水間,不同流向水流阻力的影響,在感潮河段、河口、海岸線外形成的地形。由於河川的漂沙受到氣候、雨量、河川使用、颱風等因素的影響,沙洲也處動態性的變化,面積、位置、形狀、深度都會改變。
過去在海岸治理上,認為沙洲會增加水流阻力,增加水中顆粒的沉降,導致沙洲成為水中漂沙滯留的所在。沙洲面積增大,會使水域變深、減少通水斷面積,因此,常要掏除沙洲,以利排水或航道,而忽略了沙洲所具的生態功能,使得沙洲成為河川生態整治最困難的部分(15)。
沙洲的生態功能來自增加水流的多樣:縮小水域斷面的地方增加流速;浮出水面的地方,減少淺水處的流速(16)。不同的流速會產生不同特性的底棲生物,提供魚類更多樣的食物來源。雨季期間,河川水質較好,是烏魚自海口上溯河流的時候。河口型的沙洲可以減緩河流淺水處流速,烏魚便經常於此上溯。臺北地區的淡水河河口過去有沙洲,後來受到水流沖刷,已經消失,現在已不易評估對烏魚上溯的影響。

五、烏魚上溯與感潮河段
感潮河段是海水水流與海岸成為垂直方向流入,使海水與河流中的淡水相互混合(mixing)的段落,其混和的程序經常以「鹽度」(salinity)表示,即水中的鹽類重占水重的千分比(‰)。一般海水的鹽度約為36 ‰,淡水的鹽度約為0.6 ‰,因此感潮河段的鹽度範圍會在0.6~36 ‰,鹽度愈低,表示受河川逕流量的影響較大;鹽度愈高,表示受海水潮汐量的影響愈大。
海水中的鹽類主要來自鈉鹽、鎂鹽、鈣鹽、鉀鹽、氯鹽、硫酸鹽、碳酸氫鹽、溴鹽,其濃度分別約為10,500、1,350、400、380、19,000、2,700、142、65 mg/L;其他微量鹽類(如硝酸鹽、磷酸鹽、矽鹽、鋁鹽、鐵鹽等)約為34 mg/L(17)。主要鹽類與微量鹽類的和為34,500 mg/L。在1 Kg的海水中鹽類若占34,500 mg/L,海水中水的重量為965,500 mg/L,因此鹽度為36‰(34,500/965,500 = 0.0357);不過受到海洋洋流與氣溫的影響,不同海洋的鹽度會有些微的差異。
感潮河段的鹽度在時間與空間上,有非常複雜的變化,顯示在此區域海水與淡水的混和程序,受到許多因素的影響,包括潮汐的漲退、河川逕流量的變化、河床坡降的起伏、河段斷面的大小、河濱耐鹽植物群落的演替、河川漂沙的推移、鹽度垂直的梯度、人為活動的種類等,使得感潮河段的水文、水質、地理、地質、植生,都處於變動的狀態,以致感潮河段是水域生態系統最敏感與脆弱的的所在。
任何在感潮河段所進行的工程,即使是標榜最具有利生物棲地的生態復育工程,若是僅為單一目標的營造,而非長期跟隨感潮系統的變動持續調查、將資料彙整成復育工程的決策,以及成功與失敗經驗的傳承與教育,感潮河段生態復育的期待將會落空(18)。
即使複雜的生態系統有這麼多的不確定性,我們並沒有退縮。管理大自然的責任早就交付給人了,人類的活動將持續性的增加,對周遭生態系統劣化的影響將愈顯著,對自然資源與生態會有更多的需求,致使提出「永續」(sustainable)的期待,卻似乎與人類持續的破壞力成反比(19)。人類在高度的破壞力與對生態過多的期待中拉扯,緩和這拉扯兩端的張力,也許是將生態重建,作為稍能了解生態與工程者的十字架。人類若有本事破壞,也該有能力復育生態系統;人類若能給萬物帶來負面的傷害,也能帶來正面的舒緩。
這種期待,即使科學對生態系統的認識還不夠完全,但仍以所知的知識,在未確定與風險下,朝生態復育的方向前進,將人為對生態的破壞,轉朝向正面的復育,甚至增加復育的速率(20)。對於感潮河段的生態整治,迪柏汀最早提出的作法是在河灘挖掘潮汐溝(tidal creek),藉著潮汐漲退,將部分水量推移進入潮汐溝,讓水在潮汐溝與周遭的底質與植物,有更多、更長的接觸,使水獲得淨化。
現今已經難以考究迪柏汀的作法是如何想出來的,不過他已開啟近代感潮河段自然淨化最重要的技術之一,並為後代的生態工程所仿效。

六、潮汐溝的開挖與感潮河段灘地生態復育
1. 潮汐溝淨化水質的物理機制與生態營造
潮汐溝對水質淨化的機制,在物理上是讓更多的氧氣溶入在潮汐溝內緩慢流動的水裡,以增加水中的溶氧;此外,潮汐溝底質表面長有許多附生性藻類,藻類的光合作用也提供大量的氧氣進入水中。水中的溶氧增加,是水質自然淨化的啟動,套用現今流行的用語,便是能「活化」感潮的水質。
潮汐溝在進行開挖前,需有地面高程的測量,與高潮與低潮的水位記錄。沿著潮水進入的方位,垂直地面等高線挖深約1 m、寬約1~5 m的土溝;或為了讓潮水能均勻流入,在入流處先挖弧狀的低灘水灣。水灣的功能是讓潮汐先在此減緩流速,以免對潮汐溝的入流口造成沖刷。低灘水灣的弧度、面積,以及潮汐溝的寬度、深度,均依灘地的面積、形狀,與水質淨化預期效率來評估。
美國威斯康辛大學(University of Wisconsin)的吉勒樂(Joy B. Zedler)教授提出(21),目前仍然無法精確量化潮汐溝斷面與水質淨化成效的預估。這是水域生態工程在發展上的難處。生態系統太複雜,即使了解主要的啟動機制,仍然不易給予量化,以致施工經驗、對現地狀況的了解,與過去案例累積而成的參數,成為謹慎操作的依據。
潮汐溝並非單單一條,而是一個網狀的系統,其概念圖如下:



圖(一)、感潮灘地潮汐溝開挖配置示意圖

潮汐溝人工復育是模仿天然潮汐溝的枝狀組合,潮汐進入的溝道為「一級次水道」(first order channel,簡示為1);一級次分出的水道稱為「二級次水道」(second order channel,簡示為2);以下類推。這些不同級次的水道,可以削減入流潮汐的能量,因此數字愈小的級次,斷面愈大、坡度也較大。潮汐溝能削減水流,就能增加水中懸浮性顆粒或有機碎屑的沉降,使流出潮汐溝的水質呈現較佳的狀態;而其建造灘地地理形狀的多樣,可以營造陸域―水域間的微棲地,間接改善潮汐河段的生態系統。



圖(二)、不同級次人工潮汐溝斷面示意圖

不同潮汐溝之間,可以營造連接的「潮間池」(subtidal pond),讓高潮所帶入的水分在此停留、更多的生物可以在此棲息。不同潮間池的配置,可以在灘地上營造不同鹽度的水域,讓適應不同鹽度的動、植物能有其生長的區域,也讓並聯式潮汐溝產生串聯的果效。



圖(三)、潮間池的空間配置


並聯式潮汐溝的建造,可以讓多條潮汐溝廣泛分布在灘地上,使感潮河段水流更多進入潮汐溝,並便於日後的維護。清淤是潮汐溝所需的維護,並聯式建造可讓若干條潮汐溝在進行維護期間,系統可以持續運作;此外,並聯式建造可以避免在單一潮汐溝「過度」施工,使潮汐溝成為宣洩預算的管道。任何潮汐溝都應該只建造到「三級」的程度,三級以上的潮汐溝應是讓潮汐進入人工潮汐溝後,用尚餘的能量自然形成的,人工不需代為庖廚,這是水域生態營造或建造必須注意的事。有時「營造」與「建造」是危險的字眼。
讓並聯式潮汐溝在第二級或第三級時,能夠藉由潮間池,模擬天然潮汐溝的互通網狀脈絡,增加水在潮汐灘地上的停留時間,以促進水質淨化,與生態微棲地的多樣;但是在潮間池停滯的水不宜超過10日,否則水質將過度鹽化,或產生惡臭。為此,潮間池的水深需配合日高潮位,讓潮水進入,而後部分的水流隨退潮流出潮間池,剩下的水量最好在10日內藉由蒸發散與入滲排走。一般入滲量大於蒸發散量,所以在施工時,潮間池的底土不宜壓密(compact),可避免過度施工;但為了潮汐溝結構的穩定,以經得起潮汐水流,溝內底土最好經過壓密。


圖(四)、人工潮汐溝與潮間池水位配置示意圖

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