中央研究院生物多樣性中心

中央研究院生物多樣性中心2024/3/11中央研究院生物多樣性中心河溪生態(tài)大地觀

水、地、生物、人合而為一水河溪水源天水、山巔、森林、山澗、野溪、河溪、河口、海地河相蜿蜒、坡度、寬度、深度、流速、流量

從山到河口不同地理、地質(zhì)區(qū)

地形落差：流速、流量氣候差異：光照、水溫、雨量、林相地質(zhì)差異：巖石(大理石、花崗巖、沈積巖等)、礫石、沙泥生物多樣水生、河底、河廊、森林整體生命人價(jià)值觀∕人文素養(yǎng)品質(zhì)提升觀照天地萬(wàn)物安身立命

生態(tài)

山勢(shì)水勢(shì)展現(xiàn)的生命2中央研究院生物多樣性中心山林、山谷溪、河廊、複層林相河中巨石湍瀨、沙洲、深潭道路、路基護(hù)坡、住家、排水溝山勢(shì)

水勢(shì)塑造蜿蜒河相3中央研究院生物多樣性中心河相水、地質(zhì)、生命力的平衡表現(xiàn)包含縱向、橫向從上游到下游，從河廊到河道，整體空間構(gòu)造為許多立體多孔隙，高複雜度且異質(zhì)性高的微棲地所組成縱向微棲地

—生物利用的空間棲地型數(shù)高，多樣化→生物多樣性高植相、鬱閉度、光線、溫度、底質(zhì)、地形、流速、水位（水量）、流向、溶解氧、離子、營(yíng)養(yǎng)鹽、基礎(chǔ)生產(chǎn)力等差異森林河廊灘地常水位河廊森林潭灘地水道洪水位低水位沙洲沙洲溼地湍橫向濕地4中央研究院生物多樣性中心

水域生態(tài)特色呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)性、持續(xù)性與規(guī)則性水生生物、水與底質(zhì)之間隨時(shí)間與空間而變化之關(guān)係因時(shí)因地而異（地理、氣候、地質(zhì)、地形、生物適應(yīng)力等）5中央研究院生物多樣性中心河廊：河廊水域互動(dòng)河岸植物、水棲昆蟲(chóng)成蟲(chóng)、兩爬、哺乳、鳥(niǎo)類分布地形、地質(zhì)（底質(zhì)）巖盤˙滾石˙礫石˙泥沙水力向下流動(dòng)持續(xù)流動(dòng)拖曳力、剪力浮力混合力溶解力(溶氧、營(yíng)養(yǎng)鹽、污染物)運(yùn)輸力(生物、溶氧營(yíng)養(yǎng)物、污染物)生物棲地適應(yīng)力（體型、構(gòu)造、行為、生理適應(yīng)於水域之物理?xiàng)l件）水生動(dòng)、植物覓食、繁殖地（各生活史階段棲地需求）水域生態(tài)單元河相˙蜿蜒˙坡度˙寬度湍˙潭˙瀑˙洲˙溼地生物相水生植物水棲昆蟲(chóng)、蠕蟲(chóng)類、螺貝類、蝦、蟹類、魚(yú)侵淤作用6中央研究院生物多樣性中心自我組構(gòu)與自淨(jìng)作用河川生態(tài)功能的展現(xiàn)自淨(jìng)作用(waterpurification)物理性

過(guò)濾、溶解、切割、沈澱、磨蝕生態(tài)性

過(guò)濾、攔截、沈澱、食物網(wǎng)作用(吸收、合成、代謝、分解)自我組構(gòu)（selforganization）：生物有適合的棲地

棲地物理?xiàng)l件滿足生物的需求生物依存於棲地

覓食、求偶、繁殖、成長(zhǎng)生物彼此依存以食物網(wǎng)展現(xiàn)物質(zhì)在食物網(wǎng)傳輸、合成、分解、代謝、再循環(huán)高階消費(fèi)者（肉食性、雜食性）次級(jí)消費(fèi)者（肉食性、雜食性）初級(jí)消費(fèi)者（濾食性、草食性、碎屑食性）

碎屑、初級(jí)生產(chǎn)者(維管束植物、藻、菌)分解者移出羽化、被陸域動(dòng)物或人捕食切割沈澱磨蝕過(guò)濾攔截吸收7中央研究院生物多樣性中心水生動(dòng)物洄游—成熟個(gè)體返回出生地繁殖子代幼體逆向返回成長(zhǎng)地產(chǎn)卵地與成長(zhǎng)地位於河與海截然不同的棲地環(huán)境且距離遙遠(yuǎn)生殖洄游—河海間長(zhǎng)距離降海生殖

溯溪生殖（北大西洋鮭魚(yú)，臺(tái)灣沒(méi)有例子）海中成長(zhǎng)→河口→河溪產(chǎn)卵兩側(cè)洄游—中下游與海間短距離（吻鰕虎屬、日本凸頭鯊屬、枝牙鰕虎屬等）白鰻、鱸鰻河溪成長(zhǎng)成熟河口海產(chǎn)卵孵化海仔稚魚(yú)正烏河溪河口產(chǎn)卵孵化幼蟹日本絨螯蟹（毛蟹）河口成長(zhǎng)海產(chǎn)卵孵化海仔稚魚(yú)河溪成長(zhǎng)、產(chǎn)卵仔稚魚(yú)孵化2～3天內(nèi)入海海洋食物幼魚(yú)壩堰阻隔洄游河溪生態(tài)縱向連續(xù)重要性—洄游路徑8中央研究院生物多樣性中心河口重要性：提供河海洄游動(dòng)物緩衝適應(yīng)地帶河溪生態(tài)系的一部份體內(nèi)滲透壓調(diào)節(jié)適應(yīng)鹽度變化河→海體液濃縮?！芋w液稀釋需進(jìn)行離子濃度平衡9中央研究院生物多樣性中心複層森林河廊對(duì)河溪水文調(diào)節(jié)功能水土保持、水源涵養(yǎng)雨水對(duì)表土侵蝕力減弱

雨勢(shì)分散、雨水流速減慢降低下游洪氾

流入河溪流速、流量減緩∕單位時(shí)間維持流量穩(wěn)定流入時(shí)間持久補(bǔ)助地下水協(xié)助河溪水質(zhì)自淨(jìng)調(diào)節(jié)水溫生物生活史連貫性山羌、水鹿水獺、食蟹獴溪鳥(niǎo)(鴛鴦、翠鳥(niǎo)、河烏)兩棲爬蟲(chóng)(蛙、龜)雨河廊的重要性陸域養(yǎng)分的輸入陸域、水域物質(zhì)（能量）交換蜻蜓、螢火蟲(chóng)水質(zhì)淨(jìng)化功能10中央研究院生物多樣性中心生態(tài)與工程整合模式河川狀況ISC指數(shù)構(gòu)成因素次指數(shù)考慮內(nèi)容指標(biāo)水文實(shí)際流量1滲透因素2.有無(wú)水工構(gòu)造物影響3.生態(tài)基流量物理型態(tài)水路穩(wěn)定度與物理性棲地品質(zhì)1.護(hù)岸穩(wěn)定度2.床底狀況3.人工構(gòu)造物的影響濱河區(qū)域?yàn)I河區(qū)域之植物生長(zhǎng)品質(zhì)與數(shù)量1.植生寬度2.植生連續(xù)性3.外來(lái)種數(shù)百分比水質(zhì)關(guān)鍵性水質(zhì)參數(shù)1.總磷2.濁度3.pH值水生物水體關(guān)鍵性生物相1.魚(yú)類2.水棲昆蟲(chóng)3.附著性藻類11中央研究院生物多樣性中心河川狀況指數(shù)ISC狀況評(píng)等ISC指數(shù)評(píng)分狀況評(píng)等45-50優(yōu)(excellent)A35-44佳(good)B25-34尚可(marginal)C15-24差(poor)D<14劣(verypoor)E12中央研究院生物多樣性中心ISC應(yīng)用：江子翠地區(qū)河川棲地品質(zhì)評(píng)估水文次指數(shù)物理形態(tài)濱河區(qū)域水質(zhì)水生生物次指數(shù)13中央研究院生物多樣性中心1.滲透因素指標(biāo)評(píng)分表狀況評(píng)分SEEPAGE河床底部未夯實(shí)或固化2河床底部有部分夯實(shí)或固化1河床底部固化影響滲透因素0水文次指數(shù)江子翠地區(qū)滲透因素得2分水文次指數(shù)=滲透因素+人工構(gòu)造物影響+生態(tài)基流量滿分10分14中央研究院生物多樣性中心2.人工構(gòu)造物對(duì)洄游生物衝擊指標(biāo)評(píng)分表狀況評(píng)分DAM沒(méi)有任何人工構(gòu)造物阻礙水中生物迴游4至少有一座人工構(gòu)造物阻礙水中生物洄游（有提供生物廊道，功能良好）2至少有一座人工構(gòu)造物阻礙水中生物迴游（有提供生物廊道，但有時(shí)不太管用）1有人工構(gòu)造物阻礙水中生物洄游（未設(shè)置任何生物廊道或魚(yú)道）0水文次指數(shù)3.生態(tài)基流量指標(biāo)評(píng)分表狀況評(píng)分BASEFLOW河川流量未受人為干擾4設(shè)有攔河堰或水庫(kù)影響河川流量（但達(dá)到最低生態(tài)基流量要求）2設(shè)有攔河堰或水庫(kù)影響流量（操作方式未考慮最低生態(tài)基流量要求）0江子翠地區(qū)上游有碧潭堰、鴛山堰，未設(shè)魚(yú)道得0分。江子翠地區(qū)上游二水庫(kù)均未釋放生態(tài)基流量，得0分。15中央研究院生物多樣性中心江子翠地區(qū)水文次指數(shù)得分滲透因素2分+人工構(gòu)造物影響動(dòng)物洄游0分+生態(tài)基流量0分=2分（滿分10分）16中央研究院生物多樣性中心水生物次指數(shù)=1/3﹝魚(yú)類IBI評(píng)分+水棲昆蟲(chóng)FBI評(píng)分+藻類GI評(píng)分﹞滿分10分水生物次指數(shù)17中央研究院生物多樣性中心評(píng)分項(xiàng)目評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)分5311.Totalnumberoffishspecies魚(yú)種數(shù)≧104-90-32.Numberofdarterspecies游泳魚(yú)種數(shù)≧31-203.Numberofsunfishspecies底棲魚(yú)種數(shù)≧2104.Numberofsuckerspecies有吸盤魚(yú)種數(shù)≧2105.Numberofintolerantspecies不耐污魚(yú)種數(shù)≧31-206.%ofindividualsasomnivores雜食性魚(yú)個(gè)體數(shù)量百分比＜60%60-80%＞80%7.%ofindividualsasinsectivorous蟲(chóng)食性魚(yú)個(gè)體數(shù)量百分比＞45%20-45%＜20%8.Numberofexoticspecies外來(lái)魚(yú)種數(shù)01≧29.Numberofindividualsinsample總個(gè)體數(shù)≧10151-1000-501.魚(yú)類IBI指標(biāo)評(píng)分項(xiàng)目、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)分水生物次指數(shù)18中央研究院生物多樣性中心1.魚(yú)類IBI指標(biāo)對(duì)應(yīng)評(píng)分項(xiàng)次IBI值生物棲地狀態(tài)等級(jí)評(píng)分（FISH）135-45Non-impairedA10223-34SlightlyimpairedB8315-22ModeratelyimpairedC640-14SeverelyimpairedD4水生物次指數(shù)IBI值愈高，代表溪流魚(yú)類組成豐富，得分愈高19中央研究院生物多樣性中心2.水棲昆蟲(chóng)FBI指標(biāo)對(duì)應(yīng)評(píng)分項(xiàng)次水質(zhì)等級(jí)FBI值等級(jí)評(píng)分（INSECT）1Excellent0.00-3.75A102Verygood3.76-4.25B93Good4.26-5.00C84Fair5.01-5.75D75Fairlypoor5.76-6.50E66Poor6.51-7.25F57Verypoor7.26-10.00G4水生物次指數(shù)水棲昆蟲(chóng)FBI指標(biāo)=

(TVi×ni)／NTVi:第i科水棲昆蟲(chóng)之污染忍受值ni:第i科水棲昆蟲(chóng)之個(gè)體數(shù)N:水棲昆蟲(chóng)之總個(gè)體數(shù)水棲昆蟲(chóng)FBI值愈高，代表水棲昆蟲(chóng)組成愈貧乏，得分愈低20中央研究院生物多樣性中心FamilyTVFamilyTV蜉蝣目(Ephemeroptera)蜻蛉目(Odonata)扁蜉科(Heptageniidae)4晏蜓科(Aeshnidae)3褐蜉科(Leptophlebiidae)2珈蟌科(Calopterygidae)5蜉蝣科(Ephemeridae)4春蜓科(Gomphidae)1小蜉科(Ephemerellidae)1蜻蜓科(Libellulidae)9姬蜉科(Caenidae)7細(xì)蟌科(Coenagrionidae)9四節(jié)蜉科(Baetidae)4廣翅目(Megaloptera)短絲蜉科(Siphonuridae)7石蛉科(Corydalidae)0寡脈蜉科(Oligonuriidae)2鞘翅目(Coleoptera)襀翅目(Plecoptera扁泥蟲(chóng)科(Psephenidae)4石蠅科(Perlidae)1長(zhǎng)腳泥蟲(chóng)科(Elmidae)4短尾石蠅科(Nemouridae)2泥蟲(chóng)科(Dryopidae)5卷石蠅科(Leuctridae)0雙翅目(Diptera)扁石蠅科(Peltoperlidae)0搖蚊科(Chironomidae)刺石蠅科(Styloperlidae)0Chironomini8毛翅目(Trichoptera)OtherChironomidae6指石蛾科(Philopotamidae)3鷸虻科(Athericidae)2紋石蛾科(Hydropsychidae)4舞虻科(Empididae)6流石蛾科(Rhyacophilidae)0蚋科(Simuliidae)6短尾石蛾科(Brachycentridae)1大蚊科(Tipulidae)3長(zhǎng)角石蛾科(Leptoceridae)4蛾蚋科(Psychodidae)10姬石蛾科(Hydroptilidae)4網(wǎng)蚊科(Blephariceridae)0瘤石蛾科(Goeridae)0糠蚊科(Ceratopogonidae)6舌石蛾科(Glossosomatidae)0食蚜蠅科(Syrphidae)10隧石蛾科(Psychomyiidae)2沼蠅科(Ephydridae)6多距石蛾科(Polycentropodidae)6長(zhǎng)足虻科(Dolichopodidae)4葦枝石蛾科(Calamoceratidae)3虻科(Tabanidae)6鱗石蛾科(Lepidostomatidae)1鱗翅目(Lepidoptera)沼石蛾科(Limnephilidae)4螟蛾科(Pyralidae)5絲口石蛾科(Sericostomatidae)3卷石蛾科(Helicopsychidae)3水生物次指數(shù)3.水棲昆蟲(chóng)科級(jí)污染忍受值(tolerancevalue,TV)21中央研究院生物多樣性中心4.藻類GI指標(biāo)對(duì)應(yīng)評(píng)分項(xiàng)次GI值等級(jí)評(píng)分（ALGE）1>30A10211<GI<30B831.5<GI<11C640.3<GI<1.5D45<0.3E2水生物次指數(shù)藻屬指數(shù)(GI)=(Achnanthes+Cocconeis+Cymbella)／(Melosira+Cyclotella+Nitzschia)藻類GI值愈高，代表溪流水中藻類組成豐富，得分愈高22中央研究院生物多樣性中心水生物次指數(shù)=1/3﹝魚(yú)類IBI6分+水棲昆蟲(chóng)FBI4分+藻類GI2分﹞＝4分（滿分10分）江子翠區(qū)域水生物次指數(shù)得分23中央研究院生物多樣性中心江子翠區(qū)域ISC各項(xiàng)次指數(shù)評(píng)分各項(xiàng)次指數(shù)＜6分，不及格濱溪區(qū)域與水文得分低改善重點(diǎn)－降低污染源提高水量－拆除不必要壩堰－河廊植生延續(xù)並加寬24中央研究院生物多樣性中心溪流生態(tài)工程成功與失敗原因綜述

（一）成功原因1.維持河道自然或近自然狀況2.依據(jù)河相關(guān)係進(jìn)行整治設(shè)計(jì)提供自然之流路發(fā)展，滿足不同生物的棲息及覓食需求3.維持河溪廊道的連續(xù)性4.營(yíng)造棲地多樣性，如潭、瀨、流5.保有原溪床，提供河溪自淨(jìng)與生物棲地（二）失敗原因1.有名無(wú)實(shí)的生態(tài)工程，假生態(tài)工程之名，執(zhí)行硬體工程整治計(jì)畫。例如模板打造的堤岸2.未能充分理解河溪生態(tài)運(yùn)行原理，進(jìn)行設(shè)計(jì)與整治。例如截彎取直3.仍以河防安全為唯一考量，未能納入生態(tài)考量。例如溪床固化4.工期時(shí)程過(guò)於短促，生態(tài)系統(tǒng)尚未自我組構(gòu)完成25中央研究院生物多樣性中心原設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)條件洪水量約110cms(50年重現(xiàn)期距)設(shè)計(jì)流速約4m/s整治河段250m拓寬原有4m河道至6~9m右岸三明治護(hù)岸拆除護(hù)岸以木棑樁植生為主固床工主流共計(jì)十座案例：后番子坑溪26中央研究院生物多樣性中心本案檢討1.不需整治2.缺乏河相理論基礎(chǔ)(1)未依循沖積型河川的物理特性設(shè)計(jì)－河道拓寬、拉直，改變河相－不必要的砌石固床工，增加回淤－由上游往下，接序回淤(2)未依循沖積型河川的穩(wěn)定型態(tài)設(shè)計(jì)－砌石固床