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:::達人專欄

河川生物多樣性的內涵與生態保育

作者:汪靜明

一、河川生物多樣性的內涵

(一)河川生物的界定

河川生物,通常指生活在河川水域的生物;這些生物是河川環境中有生命的組成因子,其與周遭理化環境,共構了河川生態系(Hynes 1970)。

筆者從流水生態觀,曾在《河川生態保育》專書中界定河川生物(river biota),狹義地指其生活史終生必須在河川水體中的動植物(汪靜明 1992)。基於在河川周圍環境中,有許多生物(如水生昆蟲、兩棲類),在部分生活史中直接地藉由河川水體生育棲息;亦有生物(如水鳥),間接地利用河川資源做為食物或棲息。因此,河川生物的群集(community),廣義地涵括:棲息或生長於河川流域水體的水生生物、集水區中的河濱親水生物,以及游走於河川與海洋兩界的一些洄游性水生動物,和生長在河口潮間帶水生植物所共同組成。

(二)河川生物的類型與代表

1、河川生物的空間分佈類型

河川,是大地上許多生物的棲息、攝食或生育的棲所(habitat)。河川生物依據棲所的空間分佈位置,可以概略分為:河川表層生物(如浮游生物、浮水植物、大肚魚)、河川亞底棲生物(如鯝魚)、河川底棲生物(如附著性藻類、螺類、貝類、川鰕虎、泥鰍)與河岸生物(如河濱植被、食蟹獴)等四大類。

2、臺灣常見或具代表性的河川生物

河川生物的種類,廣泛出現於生物分類階層綱目中,不勝枚舉及歸類。茲將作者近年來從事臺灣河川生態保育研究及環境教育中,用以引述或解說河川生物多樣性之常見和保育類、或具獨特性和指標性之河川生物代表為例(詳參汪靜明 1990、1992、1993、1996、1997),簡述如后。

在臺灣河川中的水生植物,包括:水生藻類(如浮游性藻類、附著性藻類)、高等有根水生植物(如沉水性植物、浮葉植物、浮水植物、挺水植物)以及生長在水石上或河岸之地衣、苔蘚類、蕨類、草本、木本灌木喬木河岸植被。

在臺灣河川中的水生動物,可分為水生無脊椎動物和脊椎動物兩大類。水生無脊椎動物,主要包括:浮游動物(如原生動物、輪蟲)、扁形動物(如渦蟲)、圓形動物(如圓蟲)、環節動物(如水蛭)、節肢動物(如水生昆蟲、蝦類、蟹類)、軟體動物(如螺類、貝類)等。水生脊椎動物,體型通常較大,主要包括:淡水魚類(如初級淡水魚、次級性淡水魚、周緣性淡水魚),兩生類(如蛙、蟾蜍、山椒魚)、爬行類(如蛇、龜、鱉),以及可見於河畔之水鳥與哺乳動物(如水獺、水鼩、食蟹獴)等。

(三)河川生物多樣性的範疇與涵義

一個地區特有的河川生物,自有其生存價值與生態特質。河川生物多樣性,又稱河川生物歧異度或龐雜度,是河川生態系中生物群集結構的變異性(如豐富度與帄均度)。一條河川流域水系上下河段之生命力,即彰顯於河川生物物種組成與族群動態,或內斂於基因的遺傳。

河川生物多樣的分類與層級,是廣泛而複雜的。它涉及的領域包括:基因、物種、族群、群集、生態系、地景、文化等多種自然與人文層次的生命型式。參照全球生物多樣性分類方式(詳參周昌弘 1995;呂光洋1991;林曜松、趙榮台 1998;Wilson 1988、1992),河川生物多樣性,可以歸類分為:河川生物的遺傳多樣性(genetic diversity)、河川生物的物種多樣性(species diversity)和河川生物的棲地生態系多樣性(ecosystem diversity)。

河川生物多樣性的生態特質,可以就一個時間或空間環境而比較其生物多樣性的變化(Odum 1983)。針對單一生物而言,其實即涉及生物物種、遺傳基因及其棲息生態環境的特性等生物多樣性內涵。以孒遺的國寶-臺灣櫻花鉤吻鮭為例,汪靜明(1994)曾針對此台灣地區特有亞種之河川生物,歸納分析其形態特徵分類、計量形質分類、種源遺傳鑑別、生物地理分布、地區相對數量、族群生活史、族群生殖與行為、棲地型態等生態特質與保育策略。由此可知,河川生物多樣性的特質,可以顯現於一段河川棲息物種所組成的群集結構;也可反應於單一物種在棲息時空環境變遷下所適應的生態區位與遺傳演化中。

二、河川生物多樣性的問題與保育

(一)河川生物多樣性的問題

河川生物多樣性的特色,主要決定於自然水域環境的水文、棲地結構、水質、能量來源與族群交互作用控制,並間接地受到陸域環境的氣候、地文及人文活動等環境因子的影響。由國內外文獻(詳參汪靜明 1992、1996、1998;Allan and Flecker 1993;林曜松 1998)可知,河川生物多樣性問題的類型及成因,直接或間接地涵括:(1)全球環境的氣候變遷、(2)河川集水區伐木與水土流失、(3)河川水體化學與有機物及熱污染等水質污染、(4)河川水資源枯竭、(5)河川生態基流量不足與水文不穩定、(6)農林漁牧業及工商等人類開發活動的干擾、(7)生物棲地的碎塊化、惡化與消失、(8)河道淤積和攔阻、(9)河川渠道化、水泥化和景觀美質人工化、(10)外來種生物的引進或侵犯等十大類型。

依據河川生物,位在河川生態系的空間觀點而言,導致河川生物多樣性喪失的環境問題,主要可歸類為:河川下游縱向生物多樣性的環境問題、河川底棲生物多樣性的環境問題,以及河川沿岸生物多樣性的環境問題等三大類別。

河川下游縱向生物多樣性喪失的環境問題,主要包括:瀑布河床乾涸及人為的攔砂壩水庫、水攔河堰等閘工程等環境壓力,常使河川生物棲地成為不連續的塊區,除了河川地景與生態系結構改變外,棲息在河川水體內的水生生物,即因孤離的棲地碎塊,阻斷河川下游間生物基因交流,影響河川生物族群遷移與生態演替,因而常導致河川生物多樣性的喪失。

河川底棲生物多樣性喪失的環境問題,包括:自然性山崩、土蝕、颱風暴雨改變河川理化環境,人為的河川疏濬、河床底質掏空、採、過度開發衍生的泥流、土石流等環境壓力,往往造成河床淤積,嚴重衝擊河川底棲生物的生存,常導致河川底棲生物的棲地破壞與物種喪失,造成河床生態沙漠化。此外,營建工程所需的石,主要取自於河川地。河川地採挖石,造成河川理化環境變遷,常對河川水型及底質環境造成破壞,並導致河川生物多樣性的降低。此外,河川整治工程常為了疏濬河道,將河床底質與河中植物清除。這些整治工程,雖有利於河道行水,但卻有害於河川生物的群集。

河川沿岸生物多樣性喪失的環境問題,包括:自然性山崩、土蝕,人工水泥堤防興建、河川渠道化、野溪整治工程、河川綠美化工程、河岸道路修築、河岸垃圾場設立等環境壓力,破壞河岸植被綠帶,造成河岸生態沙漠化。此外,人為不當的濫捕與毒魚、電魚、炸魚等非法行為,以及油污、化學毒物的污染,則會導致河川生物多樣性全面的喪失。

以臺灣地區為例,筆者歸納認為,臺灣河川生物多樣性喪失的主要原因有:(1)河川水質污染、(2)河川生態基流量不足、(3)河川流水型態與棲地單調化、(4)河川生物棲地的阻絕與分割(5)外來種水生生物引進與侵犯、(6)人類開發與採捕活動過度干擾(詳參汪靜明 1991、1992、1993、1994、1997、1998)。

從臺灣河川下游而論,通常上游所面臨的人文環境壓力,以農林牧礦業開發與遊憩為主;而河川下游河段,則與工商業和家庭活動關係密切。綜而言之,河川生物多樣性問題的類型與成因,不僅錯綜複雜,並且環環相扣,彼此交錯影響。 汪靜明(1999)。河川生物多樣性的內涵與生態保育。環境教育季刊,38,頁 34-44。

(二)河川生物多樣性的保育目標

河川生物多樣性,是河川生命關聯的總體表現,內涵著河川環境變遷、環境生態演替的多元互動。因此,河川生物多樣性已成河川環境的生態指標,並可以作為生態管理的保育指標。

河川生態管理之宗旨,在於保育河川環境資源的永續、減輕河川環境變遷的不利衝擊,以維護河川環境生態的穩定帄衡及自然演替,並有助於人類對河川環境的永續經營(汪靜明 1992、1995、1998)。筆者認為河川生物多樣性保育的內涵目標,應涵括:(1) 保存河川生物資源的固有種源、潛能及其遺傳、物種的多樣性;(2) 維護河川生物棲地穩定與生態系的多樣性; (3) 合情合理合法使用河川生物資源;(4) 永續人與河川生物交流衍生的文化多樣性。

河川生物多樣性的保育,是河川生態管理的核心工作。面對河川生物資源利用與保育時,我們必須瞭解人類活動的類型,並正視其對於河川生物多樣性及其生態系的影響。河川生物多樣性的保育理念,在於本著「尊重生命」的觀念,透過關愛與瞭解臺灣河川生物的特性,明智合理地分析是否能、或是如何能利用某特定生物資源,以維護河川生態體系中的生態區位與數量,使該生物族群能在當地河川原棲息環境中生生不息。

(三)河川生物多樣性的保育要項

河川生物多樣性的建構與特色,主要決定於內在水域環境的水文、水型、水質、能量來源、族群等交互作用控制,並間接受到外在陸域集水區環境狀況的影響。

筆者回顧全球生物多樣性保育趨勢、理論與實務經驗,針對河川生物多樣性之保育課題,應積極辦理的保育工作要項計有下列十點:

1、增加河川環境調查人力,培訓河川生物系統分類河川生態評估人才。

2、加強河川生物之物種種源、遺傳鑑別、標本分類蒐藏、族群分佈、群集結構,以及棲地生態研究,並將河川生物多樣性納入環境影響評估範疇中。

3、建立河川生物與生態文獻資料庫,以及網路查詢系統,並加強河川生物多樣性之生態保育與其相關環境教育

4、進行棲息於河川中之保育類水生生物的種源保存、族群復育等工作。

5、建立河川集水區水文與水質監測站,並進行長期河川生態研究。

6、實施河川水庫之季節性生態放水,以維持河川生物維生所需之生態基流量

7、維護河川生物棲息之水域(水文、水型、水質)與河岸區之生態環境,並建立臺灣河川流域水系上、下游及河水與河岸間之生態廊道(corridors)和相關之棲地改善工作,以利河川生物游移與生態續動演替

8、管制外來水生生物引進及生物放流或放生,對河川環境與生物多樣性(物種種源與遺傳品種、棲地生態)影響之評估,並研究減輕其對原生種及其棲息環境不利生態影響之保育對策。

9、結合政府、學界及民間團體,辦理河川生物多樣性研討會議,以及相關之環境保育研究、生態教材教法研討、野外生態觀察活動。

10、建立河川生物多樣性之生態圖片庫,並編製相關之河川生物圖鑑、媒體教材(如幻燈片、錄影帶、光碟)、解說手冊及宣導褶頁等教育宣導品。

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