梁世雄（高師大生物科技系教授）、楊娉育（高雄市柴山會總幹事）
為科學引路的老地圖
初看此文，您可能會以為這是一篇文史考據文，其實這篇是與湧泉有關的調查記錄。原本是一個生態調查，卻意外地掉入文史疑雲裡，而證實過程竟演出大驚奇。
話說2013年，高雄市柴山會邀集水域生態與地質專家學者進行柴山湧泉調查，湧泉在地下滲流，調查範圍自然很廣，涵蓋柴山東側與愛河之間。調查之始即清查當年柴山下與湧泉有關的地景的資料，特別是埤塘。當年愛河與柴山東側一帶幾乎就是埤塘遍布，一幅「水水打狗」的地景圖。其中對於日治時期台灣堡圖出現的「硫磺陂」（現已填平）甚感興趣。
1904年〈臺灣堡圖〉內惟聚落周遭環境，龍目井庄為現湧泉調查主要區域，圖右側即出現硫磺陂。
資料來源：中研院地理資訊中心。
高雄有產硫磺嗎？再翻閱高雄其他的老地圖，發現在高雄文史紀錄裡不斷出現以「硫磺」二字命名的紀錄；例如「清乾隆皇輿圖」中，打狗山之南標示的「硫磺水」，又例如高雄港昔日仍是潟湖型態的舊地名「硫磺港」，史料昔日以硫磺為名的地方多在柴山與愛河一帶，但找遍打狗所有地方，完全不見有生產硫磺的地方。或者，是跟買賣硫磺有關嗎？但史料中並無發現特別以硫磺為主要交易標的之記載。
因此，開始查閱文史考據資料，意外發現有文史工作者認為的硫磺名稱的起源地點，與湧泉調查計畫其中一個觀察點重疊。
柴山湧泉調查三處比較地點圖（黃色箭頭）。乳白色物質出現點即在石頭公湧泉處。高雄市柴山會製圖。
柴山湧泉調查計畫，我們選定幾處主要的湧泉點來比較對照出泉狀況（如下圖），其中位於柴山下壽山停車場旁、鼓山中學左側的石頭公水渠段是關注的重點，一來該處即使乾旱程度要進入第二階段限水了，湧泉依然汨汨不絕；二來這裡出現了一種會產生濃烈硫化物氣味的乳白色物質。
起初我們將這乳白色物質當作是污水產生的硫化物。但是，該年8月底的颱風後幾天豪雨，隨著強降雨湧泉量增加，照理大量潔淨湧泉應當會將污染物沖走，但讓人意外的是，白色乳狀物卻不減反增，同時，硫化物氣味更濃烈。至此我們確定，那有著硫化物氣味的乳白色物質，其產生與水質污染無關。
「清乾隆皇輿圖」中打狗老地圖，右下角的硫磺水。
出處：高雄地圖樣貌集 高雄市文化局出版。藏圖處：台灣國立故宮博物館。
科學驗證解文史疑雲
在口述歷史調查過程中，從幾位耆老口中得知住民稱呼該乳白色物質為「水泉花」，當時有文史專家認為那是溫泉花。2015年調查團隊進行水泉花採樣，委託高雄師範大學生物科技系進行嚴謹的科學檢驗，運用次世代定序技術進行微生物組成分析。
分析該次檢驗結果，發現水泉花係屬於一種氣味與硫磺接近的硫化物，是由不同的微生物種群聚而成，主要是以細菌為主，古菌和真菌等微生物為輔。此分析結果與網路所稱之溫泉花成因有相當大之出入，其成分不同於硫磺，該處屬於冷泉，與目前經常被提及因地熱而產生的溫泉花成分不同。
石頭公水渠強降雨後湧泉水量增加，硫化物亦隨之大量出現。
照片：高雄市柴山會。
石頭公水渠底水泉花水中攝影。照片：高雄市柴山會。
是否，老地圖中以硫磺為名的地名，其命名非因其實物，而是因氣味？此外，那氣味像硫磺、由18個菌門組成的乳白色物質，既然不是溫泉花，那它們是誰？究竟是怎麼產生的？它們有沒有一個專業名稱？為何柴山下湧泉出現處單單只有石頭公水渠才有，甚至，全台灣到目前為止只有這裡有記錄？那麼，其他國家是否有出現類似因湧泉而生的特殊地質景觀？
追著湧泉線索，2017年調查團隊遂追到了美國的佛羅里達州。原來，國際相關科學調查也正在進行，他們給了這樣的地質景觀一個名字：「硫化湧泉」。
奇特的「硫化湧泉」
硫化湧泉（sulphide spring），具有自然發生的硫化氫，是水域系統的一種極端環境。除了南極外，硫化湧泉在世界各大洲均有分布，例如：羅馬尼亞的Movile Cave、義大利的Frasassi Cave 與Grotta de Fiume Coperto、墨西哥的Villa Luz Cave、及美國懷厄明州的Lower Kane Cave、佛羅里達州的Sulfur Spring及德州的Edwards Aquifer。
硫化湧泉主要形式為沼澤、濕地及滲流（例如湧泉）等，水質中之所以含有硫化氫，乃因細菌對地底有機及無機碳源進行無氧代謝後產生。之所以會產生高量穩定的硫化氧目前認為有兩種可能，其一是具有地熱之地質區域，其水中硫的來源與地底火山活動或海底地熱排氣之活動有關。
其次，硫化湧泉也被推論與地底生物化石油脂沉積有關，礦物質豐富的地下水，混合硫化物及遠古有機化合物所提供的碳水化合物，加上缺氧的環境，再經由細菌利用、還原成為硫化氫，在這樣複雜過程中，地下水便含有硫化氫，當含硫地下水從地面流出，便成為散發硫化氫氣味的硫化湧泉。
美國佛羅里達州Sulfur Spring野溪內的泉花。梁世雄攝。
長久以來，許多微生物學家對於硫化湧泉之含硫水顯示高度興趣，因為其中含有許多與硫循環有關的細菌與古菌。硫相關反應被廣泛運用在農業防疫、工業製程、生物反應、環境維護等，例如電池、火藥、漂白劑、肥料、抗真菌劑等。
高雄柴山山腳石頭公廟附近硫化湧泉，由於未有地熱活動紀錄，目前傾向推測可能是地底累積之化石油料經過細菌的無氧作用後，產生硫化物及硫化氫等氣體。
柴山湧泉生態城區 「硫化湧泉」的未來
就人文意涵而言，「硫化湧泉」會是老地圖中硫磺水、硫磺陂…昔日命名的起源嗎？我們無法百分之百確定，但無論如何的確提供一項合理、科學的考證依據。而不容否認的，「硫化湧泉」的確是一處高雄的特殊人文地景。
就科學而言，硫是一種重要且必須的元素，瞭解硫化物的還原及氧化等循環作用，在人類的工業、農業、生物科技等相關製程與產品的研發和生產，具有高度研究價值與產業應用價值。
柴山下「硫化湧泉」產生的真正原因尚無完整解答，需要從地下水脈、地質成分做完整的調查。然而，目前整體環境對於湧泉是相當不利的，自然也不利於硫化湧泉特殊地景的保存；最讓人憂心的是，可能在一串科學調查尚未正式啟動時，硫化湧泉就不見了！
石頭公水渠現況。連結滯洪池工程完工後，三邊水泥化更加嚴重，不利於湧泉的環境。高雄市柴山會提供。
調查團隊自2013年持續調查至今，可以確認，沒有湧泉，就不會有硫化湧泉，更不會出現這樣特殊的水泉花。因此，如何確保對湧泉友善的環境，關乎「硫化湧泉」這項特殊地景的存續。
「柴山湧泉生態城區」，以湧泉為首，整合生態、水文、文史、產業之整體規劃更顯重要。以棲地復育營造生物多樣環境，更保住湧泉水源；以人文保存的手段來守護湧泉人文，更能延續產業。據此層層建構「柴山湧泉生態城區」的內涵。
「硫化湧泉」，這個高雄特有的人文地質景觀、水環境生態的表徵、深具科學研究與產業運用的價值，可否許它們一個安身立命的應允地，更許高雄一個深化人文、生態、科學的未來。