泱泱天水
鴛鴦湖面積雖小（3.6公頃），深度也只有4公尺，卻在湖泊研究上有一項讓國外學者驚豔的特性。颱風所帶入的豪雨，可在1、2天內讓湖水水位上升達2公尺，隨後在2、3天內回復原有水位（圖二）。相較於國外的湖泊可能需要耗費數十年、數百年才讓湖水全面更新，鴛鴦湖卻每年可更新好幾回。颱風造成湖水劇烈的擾動，乃至於生態系的更新作用，讓鴛鴦湖生態系的研究更加具備吸引力。
鴛鴦湖的淨生產力在初夏和仲秋達到最高，但在颱風季節顯著下降。颱風大量的降雨，對於湖泊水文循環造成巨大的干擾作用，干擾的強弱也對於湖泊生產力及代謝平衡構成不同程度的影響效果。強烈颱風的大量雨水，形成劇烈的沖洗作用，帶出湖泊原本的營養鹽和微生物相，相當於造成湖泊全面更新的現象，降低了湖泊的淨生產力。颱風對於湖泊生態系所構成強烈的更新作用，類似火災對於草原生態系所構成植被和營養鹽循環更新的機制。
當今全球暖化對於環境造成的影響，日益受到關切。降雨量增加、颱風暴雨對於水域生態的衝擊，乃至於湖泊水體CO2排放量的變化，亟待建立模式加以評估。我們根據鴛鴦湖水體的CO2濃度和高解析度的水文和氣象資料，透過水文模式加以模擬，研判升高的年降雨量和颱風的數量，會促進上下水層的相互作用，供應氧氣到湖泊底層，加速底層有機物的分解。進而提升表水層的CO2濃度，釋放更多的CO2到大氣中。
湖水在颱風的劇烈擾動後，微生物群落的分布又起了怎麼樣的變化？細菌的群落複雜而多樣，傳統上都認為在經歷干擾作用時反應難以預期。藉由分子生物技術類似於指紋比對的功能，我們得以追蹤特定細菌群落在時間和空間上的變化。表水層和底水層的細菌群落，在經過颱風擾動混合後，均遵循一致的規律，各自回復原本的群落組成型態。上下水層在經過擾動之後，群落組成的差異隨著擾動的規模、頻率而有所不同。輕度颱風所造成的影響較為短暫，強烈颱風則影響較為持久。相對於夏季颱風的劇烈擾動，冬季降溫的混合擾動作用較為和緩漸進，此時的細菌群落和夏季有明顯的不同，上下水層間細菌群落的變動程度也較小。
盈盈秋水
2009年我們獲得本院資助，在太平山的翠峰湖架設一套和鴛鴦湖相同的觀測系統。從此，我們得以更具系統地跨樣區比較高山湖泊生態。
鴛鴦湖和翠峰湖都是高山湖泊，海拔高度和氣候條件近似，但是環繞湖泊的森林生態條件卻有所不同。
翠峰湖周邊是經歷砍伐後，於1968年重新種植的人工檜木林。林木現今蔚然可觀，地表堆積的腐植層和土壤層次的化育狀態卻尚屬淺薄。土壤體質的優劣與否，具體也表現在森林對於水源的涵養功能上──即使持續乾旱不雨，鴛鴦湖湖畔隱入枯朽倒木和草澤間的幾處進水口，淙淙流水依稀可辨；環繞翠峰湖湖畔所有裸露的進水口則是完全乾涸。
鴛鴦湖周邊是檜木原始林，森林底部堆積深厚的腐植層，雨水不斷地洗出有機質，甚至將未分解完全的有機物碎屑帶入湖泊水體。
森林本質條件的不同，造成湖泊水質相當大的差異──鴛鴦湖陸源有機物的含量較高，氮磷等營養要素含量較低。這些特性，造成鴛鴦湖的水色偏暗、藻類含量較低的現象。
鴛鴦湖水體的生質能量，不單僅是由藻類所貢獻，周圍環繞的森林也供應了大量的有機物到水體中。就能量的利用屬性而言，湖泊生態系的生質能量來源既然尚還由外界供應，就是屬於異營性的湖泊。
翠峰湖的觀測時間尚短，但就現有湖泊水文調查結果研判，翠峰湖藻類光合作用所貢獻的生質能量，大於水生動物、微生物消耗量。淨生產力呈現正值，是屬於自營性的湖泊。
鴛鴦湖湖水偏暗，帶微量的腐植成份，這是高山原始森林滲出溪流水的真正面貌。（請注意，原始森林地表有良好的覆蓋，滲出的水流，帶微量的有機質，卻不帶泥沙啊！）水中的有機物，是湖泊和中下游溪流水生生物生質能量（食餌）的來源。縱使此等有機物的含量甚低，在水中被微生物分解時仍需消耗氧氣。若是針對此環節，論異營性高山湖泊沼澤的機能，除了滯洪、涵養水源和保育生物資源之外，也具備一般溼地所普遍具備的淨化機能──提供水生生物分解水中有機物、吸收營養元素的環境。
可能有讀者質疑：「囉哩囉唆扯了一大堆，卻還沒交代為什麼定了一個奇怪的標題？」我在圖三附上了拙作〈湖之戀〉，忝為《詩經．秦風－蒹葭》「所謂伊人」註解難圓的傾慕。至於故事所描寫的情節，並不是哲學家觀魚的憂鬱狂想，也不是被國科會拒絕補助的研究室主持人，對著水族箱生悶氣。「在水一方」令人難以捉摸的特性，豈不就正是費盡心思追尋，躊躇拼湊卻始終無法盡窺全貌的高山湖泊生態？
〈致謝〉本項研究工作，是由本院、聯合大學、中國醫藥大學、國家高速網路與計算中心、國科會、美國國家科學基金會、威斯康欣大學、加州大學等研究機構共同參與推動。感謝鴛鴦湖自然保留區的主管機構──「行政院退除役官兵輔導委員會森林開發處」、翠峰湖的主管機構──「林務局羅東管理處太平山工作站」長年在調查研究上所提供各項協助。
參考文獻：
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2) Geoderma 96, 19-30 (2000).
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4) Global Change Biology 15, 243-254 (2009).
5) Limnology and Oceanography 53, 1319-1326 (2008).
6) Environmental Microbiology 12, 455-466 (2010).
7) 秋水詩刊136, 67 (2008).
※本文轉載自中央研究院週報第1272期，2010.5.27
