溪流拆除防砂壩的生態效應

作者:張顥嚴、莊怡麗、林幸助(國立中興大學生命科學系)

晚秋是楓紅的季節;也是臺灣櫻花鈎吻鮭的繁殖季節。今年鮭魚族群們不只是要期待鮭魚新血的加入,同時要迎接一個更優質的棲地環境;〝更優質的棲地環境〞正是今年台灣鮭魚界最熱烈討論的議題,位於武陵地區的「七家灣溪一號防砂壩壩體改善工程」。這的確是一個值得討論的話題,要在櫻花鈎吻鮭的棲地進行壩體改善工程,很直接讓人聯想到「破壞生態」。讓人不禁想問為什麼需要進行壩體改善工程?以及進行這樣的改善工程後到底對於溪流生態系會有甚麼影響、或是帶來甚麼效益?

時間拉回到民國60年代,當時為了避免過多的砂石進入德基水庫造成水庫壽命縮短,而在德基水庫的上游源頭溪流建造了一些防砂壩。這些防砂壩不僅攔阻了砂石傳輸到下游;同時,也阻斷了溪流水體的連續,包含水體的物理、化學性質都隨之改變。以水溫為例,過去研究指出,櫻花鈎吻鮭適合的水溫範圍為5-17℃,七家灣溪一號防砂壩下游的水溫在夏天常常會高過最適範圍,但是由於壩體的阻隔,使得壩下的鮭魚族群被迫生活在嚴峻的棲地環境中。對於溪流生物而言,防砂壩的阻隔造成防砂壩上游與下游鮭魚族群無法交流,降低基因歧異度。

時間回到現代,七家灣溪的防砂壩已失去當初建造的功能,淤滿的壩體加上掏空的壩體基部,增加了潰壩的危機。潰壩是無法評估何時會發生以及潰壩洪水可能的破壞規模,這對於臺灣櫻花鈎吻鮭的保育來說是一個潛在的隱憂。透過人為部分壩體移除的工程,可為鮭魚提供一條暢通的生態廊道,增加壩體上游與下游的族群的交流;同時,可降低自然潰壩不可預期的隱憂,對於溪流生態系或是櫻花鈎吻鮭的干擾也降到最低。

武陵地區七家灣溪已於2011年5月下旬進行一號防砂壩壩體拆除工程,我們也在拆除前、後詳細地監測及分析了生物以及環境的變化。利用歸群(cluster)的方法,我們可以將相似生物組成的月別歸群在一起;同時,也可以將相似月別組成的生物類群歸群在一起。

調查結果發現,今年的生物類群與去年的生物類群組成很相似,顯示壩體拆除工程對於溪流生物的類群組成而言干擾不大。這說明工程開始的時機很重要,如果工程開始的時機配合生物類群的季節性變化,對於溪流中的生物而言,工程就好像經歷一場颱風洪水一樣的干擾。而群聚的分析結果也顯示,臺灣櫻花鈎吻鮭在一號防砂壩上游以及下游的月別組成越來越相似,這也說明了壩體改善工程後一條暢通的生態廊道已形成。就上述的結果來看,壩體拆除工程的結果對於鮭魚或是溪流生物來說是好的。

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圖一、七家灣溪一號防砂壩壩體改善工程後,生物與非生物因子恢復時間軸
但是,畢竟還是以工程手段來進行保育的工作,到底壩體拆除工程對於生態系有甚麼影響?從圖1. 可以看到,工程結束後,濁度大約在1-2週內即可恢復,顯示拆除工程所帶來的濁度與颱風洪水所帶來的濁度相差不遠,但如果進一步分析工程期間水中懸浮顆粒的有機物含量可以發現,受到工程影響的下游測站,有機物含量明顯降低。古人有云:「水至清則無魚」,是說以前人們觀察自然發現,有魚棲息的水域通常水體比較混濁。但是這種混濁大部分是由懸浮細顆粒有機物或是浮游藻類所組成,對於水域食物網來說是重要的食物來源;再則,古代文明皆在大河的沿岸發源,而經常氾濫的河川所帶來肥沃的氾濫平原是農業的基礎。這是一種河川作用的自然過程,透過洪水將平時蓄積在沿岸的有機物沖刷進入水中,可為下游的氾濫平原帶來豐富的有機物質(圖2.)。

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圖二、溪流流域細顆粒有機物傳輸示意圖

相較而言,拆除工程對於水生生物干擾的規模雖然與颱風洪水相差不遠,但是工程所導致的水體濁度升高對於水生生物是不利的。這種全是由砂石所組成的「混濁」,除了會遮蔽光線影響附生藻類行光合作用;同時,細砂的刮石作用,也會限制附生藻類生長。對於濾食者而言,平時是以濾食水中的懸浮細顆粒有機物為生;工程期間,高濃度的砂石,可能直接覆蓋水生生物造成窒息死亡,而倖存下來的生物也可能因為食物來源減少而挨餓。因此,工程持續的時間也是一個重要的因子,如果工程持續時間拉長,對於水生生物而言是百害而無益的。

整體而言,此次壩體拆除工程是一個值得作為溪流保育經營管理的典範,未來在進行相關的河川橫向結構物拆除工程時,此次結果可提供以下建議:1) 工程應選擇適宜的時機,例如春夏季節交替時,以避開各類水生生物數量最多的時期;2) 工程進行時間應儘量縮短至一個星期;(3) 具敏感性與保育類物種可事先妥善安置,可將工程可能的不利影響降到最低。

(撰稿日期2012.01)

本文轉載自雪霸國家公園網站保育專欄

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蛙窟位於墾丁家公園境內,鵝鑾鼻公園與風吹砂之間,臨近龍磐公園,東眺太平洋與風吹砂及佳樂水,西濱巴士海峽與遠眺大尖山。水蛙窟隱身於無垠的草原與大海之間,這個迷你聚落一度被人們遺忘,直到2009年水蛙窟進行溼地營造,並啟動社區生態旅遊系列工作之後,這裡的人、環境、生態開始產生轉變,如今它越來越美麗,正在草原上發出閃耀光芒。

一百多年前,恆春四溝地區人士來到這邊的沿海捕撈虱目魚苗,並開始在這個地方開墾、定居,漸漸的形成聚落。當時這裡有自然形成的水塘,有許多澤蛙生活其中,每逢夏日夜晚或雨後,蛙鳴不絕於耳,於是居民就稱這個地方為水蛙窟。然因1970年代興建佳鵝公路與人為開發利用,水源地受到破壞加上風沙影響,水塘逐漸陸化成為草生地,自此水蛙窟沒有水塘,蛙類也失去蹤影。

現今水蛙窟住戶約25戶,戶口登記約250人,但實際常住人口僅50餘人,多數居民因就學或就業因素,搬往鄰近的恆春鎮或是高雄、屏東縣市居住,又因在地謀生不易,產業不發達,青壯年人口外流嚴重,社區裡八成以上皆為年過半百的老人與尚未有自主能力的幼童。早期水蛙窟居民多以捕魚維生,並在社區周圍小面積的耕種地瓜、西瓜、瓊麻等耐鹽、耐旱、耐風的經濟作物,近幾年在恆春鎮農會的輔導之下,居民改種牧草作為副業。目前居住在此的居民,大多繼續務農或漁撈業的工作,但漁獲與農作物收成僅供自家食用,並無在外販賣,少數人在墾丁地區從事旅遊相關行業,或是從事沙灘車的經營,居民平均收入不高,僅夠養家餬口之用。

由於水蛙窟聚落的土地分區屬於國家公園特別景觀區,因此土地利用及房舍興建受國家公園法令的限制。長期以來,居民因房舍老舊狹窄難以修建,認為國家公園成立導致權益受損;加上謀生條件不佳,居民開始經營沙灘車以求生計,然因違規行為而遭取締,造成水蛙窟居民與墾管處關係一直處於緊張對立。直至2008年開始推動溼地營造發展生態旅遊,墾管處與社區對話增加,陪伴團隊居間協商,社區環境逐步轉變之後,社區居民慢慢地對墾管處的態度產生轉變。

2005年墾管處以社頂部落為生態旅遊示範地點,並獲得良好的成效。2009年起,為串連生態旅遊之發展,墾管處以社頂為基地連結水蛙窟,希望由點而線而面逐步擴展到整個國家公園區。為尋求切入水蛙窟社區營造議題,在研究團隊的建議下,墾管處協助水蛙窟向屏東縣政府提出社區新風貌營造計畫,並獲內政部「加強地方建設擴大內需方案」各縣市地方公共建設經費50萬元補助。水蛙窟的溼地營造工作,經由研究團隊與居民的溝通討論取得共識,於2009年5月開始動工,6月完工,以合乎自然的生態工法,於池底鋪設不透水的黏土層,沒有動用任何一點的水泥與磚石,水池的形狀彎彎曲曲、深淺不一,營造多樣化的棲地以吸引各式各樣的生物。

研究團隊於2009年7月初第一次在生態池中觀察到澤蛙蝌蚪,小雨蛙與白頷樹蛙也開始接著出現。8月份就觀察到高蹺鴴在生態池岸旁棲息與覓食,而生態池岸旁亦有大量的梅花鹿腳印,代表水蛙窟生態池重建,確實能吸引物種前來。9月份於生態池插設數支竹竿,翠鳥即停棲並於生態池中覓食。夜晚也於生態池岸旁觀察到水生昆蟲紅娘華和印痕仿相手蟹。現今水蛙窟生態池為當地重要生態資源,透過多樣化的棲地吸引生物進駐,讓許多消失匿跡之物種再度的重現。

經由生物棲地營造,讓水蛙窟當地之生物多樣性變得更豐富,居民看到水塘重建水蛙窟得以不負其名,加上棲地營造帶來的社區環境與生態的改變,在這個過程中,居民也感受到墾管處及研究團隊的真誠,於是開始相信並參與生態旅遊各項準備工作。

隨後研究團隊協助水蛙窟成立協會組織,讓水蛙窟內部形成一群有組織的團隊,做為與外界對話的窗口,並藉以引入資源協助社區營造。此外,研究團隊開始進行生態旅遊解說員教育訓練,形成一支由阿公阿媽組成的社區解說隊伍。2010年研究團隊展開社區居民房舍之權屬和損壞情況調查,協助水蛙窟在墾丁國家公園第三次通盤檢討時提出居民連署陳情書,為居民在住屋問題提供反應及處理的機會,終獲國家公園委員會議審議通過,將水蛙窟聚落劃出特別景觀區,化解墾管處與水蛙窟之間長期存在的爭議糾結。2011年在墾管處的支持下,研究團隊累積2年來信任基礎,深入水蛙窟與居民共同協力,希望擴大居民參,落實推動水蛙窟的生態旅遊與社區保育工作。水蛙窟的社區營造一步一腳印的進行著,從發展生態旅遊共識的凝聚、成立清潔志工隊清理環境、成立巡守隊巡護監測生物資源、培訓社區解說員、規劃特色遊程、導入遊客、解說服務等系列工作,水蛙窟生態旅遊經營體制及自主經營能力已見規模。

生態旅遊讓水蛙窟居民與墾管處變成好朋友,水蛙窟已是墾丁國家公園的驕傲。我們看到在最艱難的條件下,因為政府、社區、專業團隊緊密的夥伴關係,創造很多的可能,如今水蛙窟蛻變成為一顆耀眼的明珠,而這故事就是從溼地營造開始。

(本文同步刊登於《台灣濕地雜誌》84期,2012年3月)
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