用無線格網系統紀錄鴛鴦湖 | 環境資訊中心

用無線格網系統紀錄鴛鴦湖

2007年11月27日
作者:薛郁欣(中研院湖泊代謝計畫研究助理) 

駕著車子來到1600公尺高的棲蘭山區,今天是颱風過後的第3天,我與伙伴帶著數百個塑膠瓶,與攜帶式水質測定儀,預計在林道100線的鴛鴦湖上,進行連續六天的水質監測採樣。我們買齊了食物,開在熟悉的林道上,中度颱風過後,幸好影響不是很大,沒有持續下雨;我們在明亮的午後陽光下,抵達工作站。將物資擺好,器材準備妥當,滿心期待明天開始的採樣工作。

棲蘭山林道100線一景。圖片來源:薛郁欣

隔天早上七點,推開木柵門,在平緩的林道上走著,剛剛經過的是土壤採集試驗地,另一邊看到的是枯枝落葉收集網,離開道路走向扁柏森林鬱閉處,還有學生攀樹到冠層,取得枝條,準備對取下的枝葉分析營養分配狀態。而我們的目的是鴛鴦湖。

走了半個小時抵達湖畔,將帶來的橡皮艇攤開,踩著打氣筒,愜意地划向湖心。早晨,還正是霧氣剛剛消散,蛙鳴四處,枝葉婆娑的時刻,偶而會看到霧氣從遠端的澤灘地飄來,晃過此端的樹林消失,這是森林呼吸的時候。

不說話的時候,湖畔傳來的流水聲淙淙,這些來自森林深處的逕流,會帶來植物凋零落土之後,被土壤動物、微生物等分解的腐植酸物質,是帶有酸性,且難以被生物所利用的。除此之外,還會帶來還來不及被分解的有機物質,而成為湖泊生物的重要營養來源。

湖的中心擺放著一台綠色浮筒,我們叫它浮力Bouy(Bouyance的簡寫),可別覺得他在湖中心很突兀,他雖然干擾了湖上拍攝的美景,卻扮演監測湖泊代謝的重責大任。他的身上掛滿溶氧儀、不同深度的溫度計、水位計、還可以測風速。這些都是了解湖泊代謝的重要因子。我們知道,植物在有太陽的時候,會進行光合作用與呼吸作用;夜晚,就只剩下呼吸作用。當植物夜晚呼吸時,讓水中的溶氧變少,這項觀測,就可以拿來比對白日進行了多少的光合作用。

鴛鴦湖一景。圖片來源:薛郁欣如此一來,我們很容易知道,白天水中的浮游植物產生了多少的氧氣,也就是初級生產力的多寡了。初級生產力就好像是生態系統的食物鏈中,最基本的營養能量來源;如果我們明白了鴛鴦湖泊的初級生產力變化,也就可以了解鴛鴦湖的代謝狀況。

但是,台灣的高山十分陡峭,如果經過大雨沖刷,就很容易路基坍方而無法前去採樣,更何況,很久以來,礙於生態調查步驟繁複且監測儀器龐大,生態學家很少知道湖泊生態系統的連續變化。以前做研究,可是要背負數十公斤的儀器,有的時候還需要把數十公斤的水樣背回工作站進行初步分析。

但是現在藉由無線格網的架設,將湖中心的水質測定儀器都接上網路,而可以用滑鼠點擊「湖泊代謝」(lake-metabolism的簡寫),直接上網觀測5分鐘前測得的溫度、風速、雨量、水位、與溶氧值。

透過分布在不同地區地形上的偵測儀器,經過電腦運算功能,分析後儲存並傳送到一個無線網路平台再進行整合,就形成我們得以辨識的資訊,這就是無線網格技術。藉由這項技術,我們終於可以直接的觀測到颱風期間水質的變化;也讓我們在颱風過後進行連續六天的採樣,與這幾天的儀器監測資料相配合,就可以解釋湖泊經過颱風擾動,帶來更多的陸地養分之後,浮游植物的生產量變化。

當生態理論架著科技的翅膀,就可以飛的更高,更遠,這正意味著我們能更了解湖泊生態的特質。也更能對未來氣候產生更多的變化時,去預測湖泊生態的變化對生物多樣性的影響。