補充說明〈農田水道水泥化,試做「鰕虎產房」來彌補〉 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

補充說明〈農田水道水泥化,試做「鰕虎產房」來彌補〉

你來報報

2019年10月25日
文、圖:顧玉蓉(經濟部水利署水利規劃試驗所副研究員)

筆者2019年06月25日環境資訊中心於刊登〈農田水道水泥化,試做「鰕虎產房」來彌補〉一文,但該文遭受若干質疑,包含為何讓渠道水泥化才要彌補、沒有學理根據、亂丟磁磚等議題。期以下回覆,能稍解前述疑慮。

左下:短吻紅斑吻鰕虎;右:明潭吻鰕虎。顧玉蓉攝。

整體架構與流程

2014年起以台中市后溪底排水為案例,嘗試不要使用傳統硬體工程,僅採用民眾參與、生態體驗、友善產業、現地生態補償、水邊樂校(水教育)等軟性方式來建構下個世代區域排水的樣貌。其中2018年執行項目之一為進行現地棲地補償,流程依序為:(1) 釐清后溪底排水需做棲地補償的需求為何?及潛在受衝擊的對象或物種為何?(2) 受衝擊的對象或物種(後稱目標物種)可能可以採用哪些補償棲地的措施?前人研究與設計,是否需依現地物種及條件而調整?(3) 渠道內,水生植物分布不同,其補償措施應該放置在哪種微棲地?不同目標物種(明潭吻鰕虎及短吻紅斑吻鰕虎)對補償措施的選擇是否不同? (4) 未來做為民眾參與監測時,需如何提供標準化的監測操作方式? (5) 採長期監測,一併瞭解目標物種的繁殖特性。

而前述(1),已於2019年6月25日刊登〈農田水道水泥化,試做「鰕虎產房」來彌補〉中說明,本文則針對其他部分,進行補充說明。

「鰕虎產房」是權衡與折衝下的不得不

首先,以「為何讓渠道水泥化才要彌補?」來說,「過去」剛性結構物(俗稱為渠道水泥化)旨在發揮防減災功能,保障民眾生命財產安全,確有其工程效能;但「時至今日」,水路被期待的效能尚包含產業、生態、觀光遊憩等供給服務(Provisioning Service)、調節服務(Regulating Service)、文化服務(Cultural Service)及支持服務(Supporting Service)等價值;因此,除了不同時間點的治理策略轉變外,亦如前文所述,在經濟效益的評估與權衡、防災功能減損的風險及當前具體可行的手法等限制條件下,是我們建議可以採行「鰕虎產房」來彌補的主要緣由。

故此,現階段是否採行「鰕虎產房」來進行棲地彌補,其必要條件是評估「既有」剛性結構物「會」造成鰕虎生殖需求上的衝擊,而且這些既有剛性結構物既需達到防災或產業上的功能,卻又無法立即有效率改善的情況下,才有進行「鰕虎產房」的需求。

「鰕虎產房」目標性明確,故不能彌補所有剛性結構物的各種生態衝擊

其次,需要釐清的議題是「評估既有剛性結構物『是否』造成鰕虎生殖衝擊?」,而此至少與「剛性結構物類型」及「鰕虎種類」有關。

每一種剛性結構物在生態系統上的衝擊範圍與強度都不同,以台中市后溪底排水來說,連續性橫向攔水堰及取水工導致土砂自然沖淤的動態過程改變,使底質粒徑趨向細化,而減損鰕虎產卵粒空間,因此,以水泥護岸來說,其較強烈的衝擊應是水陸域能量交換及水陸域廊道的緩衝與串連降低,而改變當地原有土砂自然沖淤動態過程的衝擊要比連續性橫向攔水堰的效應小,所以剛性結構物類型不同,被衝擊的棲地類型與物種也不同,其對應補償方式也不同。

換言之,並非所有水泥化的工程,都可以或需要以「鰕虎產房」來進行彌補,而是必需先判定該剛性結構物類型的生態衝擊與需補償對象。

「鰕虎產房」考量因素頗多,有相對應的適用限制

再則,需考量牠們的生活習性、產卵需求及身材特性,才能為牠們量身訂製牠們的產房,既是量身訂製就有相對應的適用限制。台灣鰕虎種類達250種,產卵棲地並不相同,有些種類生活於淡水而游入海中繁殖,有些種類則與之相反,尚有些種類為陸封型(陳義雄等1994、1999),因此「鰕虎產房」也需依據不同鰕虎之需求而異。

以長期研究樣區后溪底排水而言,由蒐集95年資料及我們2014~2017年歷年調查資料來看,明潭吻鰕虎與短吻紅斑吻鰕虎是這個區域的原生物種(但歷次調查到的數量比率都偏低),食性都屬肉食性(周等,2011),貿然引入有可能造成當地其他生物之衝擊;換言之,「鰕虎產房」不能是一個引入原本就不是生活在這個地方的生物的媒介。而明潭吻鰕虎與短吻紅斑吻鰕虎是陸封型鰕虎,有在淡水域產卵的需求,因此在原本就有其存在的排水路中,因產卵棲地減損而補償產卵棲地是有其對應性的。

如何決定「鰕虎產房」尺寸與材質?

由於雌鰕虎需在石頭底部產卵,因此雄鰕虎會尋覓礫石孔隙或在石頭底部清出其所需空間,做為鰕虎產房,但當渠道內底質細粒化程度提高後,其可產卵的礫石及孔隙將被細顆粒泥沙淤埋,使之不易尋得礫石孔隙及可產卵的塊石,那鰕虎偏好何種大小的塊石?以下為幾個決定「鰕虎產房」尺寸的理由:

  1. 由現場調查發現,后溪底排水中鰕虎偏好產卵塊石平均尺寸約為18 ~22cm × 12~18 cm × 2~5cm(長×寬×高)(如照片1)

  2. 飼育繁殖短吻紅斑吻鰕虎的人工巢穴採20*9.5cm瓦片(詹,2008)

  3. 鰕虎產卵卵石底面積約大於45CM2(柯,2016)

  4. 選用19*9 cm、10*10cm、12*12 cm、24*22(長×寬)不同尺寸於五溝水進行測試,研究結果顯示這些尺寸,短吻紅斑吻鰕虎皆有產卵紀錄(柯,2016)

  5. 產卵的自然塊石偏向圓盤片狀(柯,2016)

  6. 試驗結果顯示以長條結構架高高度為2個體高(1.6cm)是短吻紅斑吻鰕虎較偏好的巢穴(詹,2008)

  7. 於寬度側以長條狀結構架高1-1.2cm(柯,2016)

  8. 為適應長期觀測,無法避免颱洪事件,儘量採用厚度較薄的材料減少形狀阻力(如磁磚)。

  9. 現地流場不均勻,擺設方位最好沒有方向性限制。

  10. 未來應用於民眾參與監測時,可以方便取得又便宜的標準化材料,且拍照就能快速辨識卵粒大小。

基於前述研究與現地需求,我們採用兩片(長×寬×高:20 cm × 20 cm×0.5 cm;如圖1(a))磁磚來進行黏製,並將光滑面黏貼在內側,磁磚粗糙面有助於卵粒黏結,其格線(做為比例尺)有助於以相片辨識卵粒大小;另為保有鰕虎入口且避免入口與流向有方向性差異,於磁磚底部四角黏上1公分高(長×寬×高:2 cm × 2 cm × 1 cm)的小磁磚進行架高(如圖1(b)),與長條狀結構架高相較,應該可以增加鰕虎入口選擇機會及減少擺設方位之差異。

照片1:(a)鰕虎產卵的塊石底面  (b)鰕虎產卵的塊石側面

長溝漫漫,「鰕虎產房」該放在哪?怎麼放?不同鰕虎有不同偏好?

由於「鰕虎產房」擺放位置仍被化學性及生物性因子等條件限制(柯,2016),因此我們於2018年5~11月間,取連續60M長的水路,依其水生植物造就之不同棲地類型,分別同時放置「鰕虎產房」,期在化學性因子差異不大的條件下,瞭解不同鰕虎(明潭吻鰕虎及短吻紅斑吻鰕虎)對「鰕虎產房」佈設方式及水生植物分布不同時,是否有偏好上之差異。

「鰕虎產房」佈設於后溪底排水,其平均坡降約1/210,排水路寬度約4m,兩岸均為水泥護岸,多連續攔水堰及固床工,常時水深因灌溉需求而有明顯不同(約20~50公分)。在連續60M試驗河段中依微棲地差異,由下游往上游依序分別劃分為A、B、C三個面積均為4*20m的試驗樣區(如照片2)。

由於在此連續的三個試驗樣區中,其水生植物類型不同,佔據水域的面積比率及流況不同,因此放置「鰕虎產房」數量也不同,其水生植物位置及「鰕虎產房」放置如圖2;其中,樣區A位於最下游處,樣區內沉水性水生植物區塊零星散布,共佈設10個「鰕虎產房」;樣區B位於樣區A上游,植物區塊占據了約50%的水域空間,除沉水性植物外,也有部分的挺水性植物,該樣區共佈設5個「鰕虎產房」;樣區C則再接續著樣區B往上游延伸,植物區塊佔據約80 %的水域面積,以挺水性植物為主,僅兩側護岸旁有水道通過(左岸約80公分,右岸約20公分),「鰕虎產房」僅能沿著左岸水道佈設,共佈設5個「鰕虎產房」。

因此,樣區A為沉水性水生植物為主的緩流區,樣區C為挺水性水生植物為主的急流區,樣區B則為前述二者間的過渡區。

照片2 :各試驗樣區分區照片
圖2:各試驗樣區水生植物分布圖

 「鰕虎產房」於2018年5月佈設(佈設位置如圖2),觀測期間為5月至11月,扣除觀測條件不佳(如颱洪),共執行14次觀測。整理過去文獻,以東港溪流域的短吻紅斑吻鰕虎來說,繁殖季為夏季的5月至8月及冬季12月至翌年3月(詹,2008),屏東地區(五溝水)短吻紅斑吻鰕虎3、4月亦會產卵(柯,2016);蘭陽溪的明潭吻鰕虎繁殖季為冬季12月至翌年4月(蘇,2009),中部的明潭吻鰕虎繁殖季為夏季的5月至7月及10月至翌年3月(張,2009、2010)。

我們2018年的觀測發現后溪底排水的短吻紅斑吻鰕虎從6-10月皆有產卵紀錄,明潭吻鰕虎則為7-10月,扣除斷水期間,推估后溪底排水的短吻紅斑吻鰕虎應為全年產卵,惟目前資料仍持續更新中。

另外,雖然常限於水位過高及濁度過高等因素,致觀測數量仍不足,但目前資料顯示鰕虎對「鰕虎產房」所在的微棲地條件,可能有不同偏好;使用樣區A「鰕虎產房」的物種全部為短吻紅斑吻鰕虎,使用樣區C「鰕虎產房」的物種全部為明潭吻鰕虎,而使用樣區B「鰕虎產房」的物種為短吻紅斑吻鰕虎及明潭吻鰕虎,兩物種的使用比率為1:2,各試驗樣區水生植物分布及微棲地如照片3。

比較三個試驗樣區,樣區A為混凝土護岸及固床工的定型渠道,僅沉水性植物零星散布,流況相對緩慢及均勻,其棲地型態相對單一;樣區C渠道型態相同,以挺水性植物為主(甚至有陸化傾向),僅兩側護岸堤腳有明確水路,主水路為左岸水路,因通水斷面束縮,其流速明顯較樣區A及B快;而樣區B渠道型態亦相同,左岸河道延續樣區C水路,為主要水流流入之處,沉水性及挺水性植物混雜分布,水生植物主要聚集在右岸,樣區B內流速差異較大且水生植物種類較多,是三個試驗樣區中棲地型態相對多樣者。

比較各樣區出現鰕虎種類,初步發現,相同「鰕虎產房」佈設於連續河段中的不同型態水生植物及流況中,使用產房的鰕虎種類亦不同,短吻紅斑吻鰕虎偏好流速緩、沉水性水生植物(水王孫為主)的區域,明潭吻鰕虎則更能適應流速較快、多樣化的水生植物區域。故建議未來在放置「鰕虎產房」前,應瞭解目標物種及現況微棲地特性,才能提高目標鰕虎使用「產房」的效率。

最後,雖然目前樣本數量尚不足,但現地觀察鰕虎使用產房入口方向,多偏向流心側或偏向上游側,因此初步判斷採用4個角落架高應是較採用一側入口、一側出口條狀架高為佳的方式。

照片3:各試驗樣區水生植物分布及微棲地照片

參考資料

  • 台灣魚類資料庫
  • 周銘泰、高瑞卿,2011,台灣淡水及河口魚圖鑑,晨星出版
  • 柯宗佑,2016,底棲型鰕虎對天然及人造產卵點之選擇,國立成功大學水利及海洋工程學研究所碩士論文。
  • 張世倉,2009,清水溪指標物種生活史研究,湖山水庫工程生態保育措施98年度工作報告。
  • 張世倉,2010,清水溪指標物種生活史研究,湖山水庫工程生態保育措施99年度工作報告。
  • 陳義雄,1994,台灣產褐吻鰕虎相似種群系統分類之研究。國立中山大學海洋資源研究所碩士論文。
  • 陳義雄、方力行,1999。台灣淡水及河口魚類誌。國立海洋生物博物館。
  • 經濟部水利署水利規劃試驗所,2019,區域排水生態保育推動示範計畫-簡易人工棲所試驗及民眾參與監測。
  • 詹為全,2008,台灣南部之短吻紅斑吻鰕虎(Rhinogobius rubromaculatus)分類形態及生殖生態學之研究,國立屏東科技大學野生動物保育研究所碩士論文。
  • 蘇世華,2009,海峽兩地拉氏吻鰕虎及斑帶吻鰕虎之種群親緣分析暨臺灣蘭陽溪明潭吻鰕虎及拉氏吻鰕虎之生殖生態學研究,國立臺灣海洋大學海洋生物研究所碩士論文。
  • 顧玉蓉,2019年06月25日,農田水道水泥化,試做「鰕虎產房」來彌補,環境資訊中心