環境污染與生態
社區大學自然科學科普課程教材
2003/07/02上篇
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附錄
參考書目
- 彭國棟文,《自然保育季刊:如何營造有生命力的生態水池》,自然保育季刊35:6-10,2001。
- 何健鎔文,《自然保育季刊:螢火蟲棲地之維護與經營管理》,自然保育季刊36:14-18,2001。
- 張弘毅文,《自然保育季刊:幾種具綠化美化潛能之原生地被植物簡介》,自然保育季刊36:19-25,2001。
- 《科學人:基因改造食物安全嗎?》,科學人。
- 《科學人:膚色深淺大有關係》 ,科學人。
第一章:環境污染與海洋
劉莉蓮
第一節:本省的環境概述
除了生物自己本身以外,所有在周圍的其他生物和非生物都是環境的範疇。例如一個學生坐在教室裡,週遭的環境有同學、老師、桌子、椅子等(圖1-1)。生物的生活必須有周圍環境的配合才得以維繫。
我們居住生活的環境-台灣,東臨太平洋西有台灣海峽,黑潮暖流主流強勁終年由菲律賓經本省東岸往北流向日本。所屬島嶼群有121個之多,其中澎湖群島共由64個島嶼組成,金門則有13個島嶼(圖1-2)。東海岸以岩礁為主,西海岸多是沙泥岸、少數紅樹林和濕地零興分布,南北兩端、小琉球、澎湖、蘭嶼、綠島屬於珊瑚礁岸。
海邊依底質的不同區分為河口溼地、珊瑚礁、砂泥區、紅樹林區等,受到潮汐的影響漲潮時被淹沒退潮時露出的區域稱之為潮間帶(圖1-3),潮間帶生物的種類因底質而異,通常岩礁岸和珊瑚礁區生物相較為豐富。本省海邊一天有二次漲退潮,潮差在0.5 – 6公尺間,高雄基隆海域潮差小,台中附近潮差大,各地漲退潮的時間會受到所在位置和地形等不同因素影響(圖1-4)。
第二節:污染概述
Contamination 和pollution都是污染之意,但是contamination不一定對環境與生物有害,例如奶粉加入清水中, 而pollution一般指會引起生物有害反應的各種物理現象、化學物質和外來生物等。依污染來源的不同,可分為點源污染(point source)和非點源污染 (non-point source),點源污染有明確之污染物排放點,非點源污染則難以追查源頭(圖1-5)。
污染物質依據其性質分為有機污染物(如油、殺蟲劑、多氯聯苯)、無機污染物(如金屬、沉積物、營養鹽)、生物污染(如外來種、生化戰)、能量性污染(熱、噪音、振動) (圖1-6)。許多環境污染問題與人為因子有關,其最終去處流向海洋。海洋污染的來源除了由沿岸城鎮工業區直接輸入,還有河流、船舶運輸、海上鑽油、廢棄物海拋、大氣傳輸等途徑(圖1-7),直接受到衝擊的是生活於其中的海洋生物。
第三節:海洋生物簡介
生物的分類系統中除了微生物和植物以外就屬動物最為人知,動物界下分34門,有脊椎的動物包括人在內屬於脊索動物門,其他33門動物都是沒有脊椎的無脊椎動物。其中僅有爪動物門全部都是陸生的種類,但是有 15門全部生活在海洋中,例如海星海蔘所屬的棘皮動物門和星蟲動物門(圖1-8)。
海洋和陸地的生活環境大不相同,空氣中氧氣的濃度較海水高出1000倍,海水的比重、黏度和導電度比空氣高(圖1-9),喝水就可溫飽的濾食動作是許多海洋動物的絕活,一步都不動也能順利完成交配受精這等終身大事也和陸生動物很不一樣。
岩礁岸潮間帶常見的海洋無脊椎動物有玉黍螺和笠螺,他們屬於軟體動物門,常在退潮的海邊成群聚集於潮濕陰暗的地方(圖1-10)。蜑螺也是岩礁岸潮間帶最常見到的軟體動物之一,有些種類體型可達2公分左右(圖1-11)。需要硬質底棲息的種類還有藤壺、牡蠣和石虌(圖1-12),藤壺是節肢動物門的一員,牡蠣和石虌是軟體動物。這些動物彼此競爭有限的空間,也都有堅硬的外殼保護,觸摸不慎有被割傷的可能。退潮時有些珊瑚也暴露在空氣中,微孔珊瑚在墾丁海域是常見種(圖1-13)。鐘螺(圖1-14)則是分布在潮間帶到亞潮帶的草食性軟體動物,體型大的種類像馬蹄鐘螺和銀鐘螺都有食用價值。各色寶螺也是岩礁岸的常見軟體動物,寶螺在成長過程中體型會逐漸改變(圖1-15)。
一隻肉食性的岩螺在追著他的食物-笠螺,笠螺只能拼命逃跑(圖1-16),掠食和被掠食的關係一如陸生生物世界。西海岸的牡蠣養殖區內,蚵岩螺是牡蠣的主要掠食者(圖1-17),牡蠣的經濟損失有些區域高達產量的80%以上。沙泥岸淺海域常見的玉螺是肉食性螺類,他們利用齒舌和鑽孔構造把滑水螺殼鑽洞再將吻部伸入孔內刮食(圖1-18)。岩礁岸的芋螺會把毒牙射出,將獵物麻痺或毒死,再捕食獵物,做野外觀察採集時,應避免被毒牙射中而中毒(圖1-19)。
屬於軟體動物後鰓亞綱雌雄同體的裸鰓類在生殖季會成群聚集交配,有時數量高達50 – 60隻(圖1-20)。裸鰓類的受精卵外有膜狀保護構造形成卵團,卵團外型隨種類而異。這些像麵條的卵團隨著胚胎發育由黃轉成深咖啡色時即將孵化(圖1-21)。
寄居蟹則是海邊最易看到的節肢動物之一,揹著貝殼的寄居蟹運動模式和活螺大不相同極易區分(圖1-22)。陽燧足是行動快速的棘皮動物(圖1-23),再生能力強,他們和海星、海蔘、海膽一樣不會脫殼,因為他們的骨片構造包在皮膚內,所以不像蝦子螃蟹有脫殼問題。海蔘多在晚上活動,退潮時多躲在陰暗有海水的地方,有些種類以水層中的浮游生物為食,有些像陸生蚯蚓一樣吃食底質上的有機質(圖1-24)。飛白楓海星是澎湖瓦硐的常見種,夏天生殖季有雌下雄上的假交配行為(圖1-25)。
在脊椎動物門下,魚類、爬蟲類和哺乳動物都有海洋性種類。海鱱是箱網養殖的主力魚種之一(圖1-26)。鮪魚是入春後的重要經濟性洄游魚類,屬肉食性魚類(圖1-27)。海豚(圖1-28)和鯨魚是常見的海洋哺乳動物,許多種類必需回到岸上進行交配和繁殖下一代,較進化種類的生殖過程則是完全在海洋中完成。生命源自於海洋(圖1-29), 鯨豚類的祖先再由陸地回到海洋。鯨目(Cetacea)是哺乳動物的一個目,現生種分成齒鯨亞目包括抹香鯨、領航鯨、白鯨,以及所有海豚、鼠海豚和鬚鯨亞 目包括藍鯨、長鬚鯨,他們的祖先是由陸上的偶蹄動物(包括駱駝、牛羊等反芻動物和河馬)演化來的,鬚鯨在演化上較齒鯨原始,退化的後肢骨骼雖然小但仍然可 見。
第二章:臺灣的陸域生態系
劉莉蓮
主題一:造成臺灣生物多樣性的原因
臺灣本島四周環繞著水域,位於熱帶與亞熱帶之間。由於臺灣位於東亞的大陸性島嶼,距陸地近,且形成島嶼後,曾與大陸數次陸連,因此生物種類受歐亞大陸影響 很大;北方南下的親潮和南方北上的黑潮,會帶來許多生物而留於島上;北方大陸氣團和南方海洋氣團也會挾帶許多生物而落角於島上;加上島上有許多高山,因垂 直高度差異,造成多樣的生態環境,由高而低分別形成了類似地球緯度不同所造成的各種生態系,因而演化出豐富的生物種類。
主題二:臺灣的各種生態系(圖2-1):
一、高山草本植物帶
臺灣3,400公尺以上的高山包括南湖大山、雪山和玉山等地區,年平均溫度低於10℃以下,冬季常有數月的積雪。因地勢的關係,在高山的山頂地區形成類似北極區附近的寒原景觀。由於重力及風化的關係,常形成碎石坡地形(圖2-2),為極嚴酷的環境。由於表面土壤極少,地形陡峭,保水力差,加上強風吹襲和日照強烈,一般植物不易生長。此區為高山草本植物帶,雖未達到典型的高山寒原,但已有高山寒原代表性植物出現,最有名的是南湖大山的南湖柳葉菜。
二、高山草原(圖2-3)
高山草原位於臺灣高山森林線以上,山高坡陡,表土薄,水份少,溫度低,主要位於海拔3,000公尺以上的高山,如中央山脈、玉山山脈、雪山山脈等。高山草 原與鄰近的針葉林有明顯界限,呈鑲嵌式分布,且多生長於南向山坡,地勢較和緩而乾燥地區。主要組成植物為玉山箭竹和高山芒,除此之外,尚可見到玉山圓柏 (香柏)所形成的矮盤灌叢,及常有龍膽、臺灣刺柏(圖2-4)和杜鵑(圖2-5)等植物夾雜生長。動物種類較少,蝗蟲、蜘蛛、蜥蜴、囓齒類、華南鼬鼠(黃鼠狼)、岩鷯、酒紅朱雀等為常見的動物。
三、森林
臺灣高山由於海拔高度不同,造成溫度、溼度等氣候因子的差異,由高而低分別成了類似地球緯度不同所造成的各種森林生態系。大致上高海拔地區為針葉林,中海拔地區以針闊葉混合林為主,低海拔地區主要為闊葉林,在恆春半島尚有熱帶季風林和一小部份的海岸漂流林。
- 針葉林
針葉林分布約於海拔2,500-3,300公尺,主要為冷杉林帶和鐵杉雲杉林帶,其林相與北美等地的北方針葉林相似。森林線以下為冷杉林帶,植被主要以臺灣冷杉(圖2-6)純林和小面積的玉山圓柏為代表。森林結構主要分為二層次,即臺灣冷杉所構成之喬木層,與林下的玉山箭竹為主。
鐵杉雲杉林帶位於冷杉林帶之下,森林結構主要分為二至三層,第一層主要為臺灣鐵杉或臺灣雲杉(圖2-7)的喬木層,喬木層下闊葉樹常應運而生;林下則為玉山箭竹佔優勢。
針葉林帶最大災害為火災,火災後易成白木林,演替為玉山箭竹和高山芒植物社會,次生演替為臺灣二葉松,可再回復為臺灣雲杉或臺灣鐵杉等喬木林的顛峰群落。
- 針闊葉混合林
針闊葉混合林約分布於海拔1,800-2,500公尺左右的山區,如太平山、阿里山、拉拉山。終年潮濕,常有雲霧瀰漫,此區又稱為霧林帶。
植物結構大致可分為四層,第一喬木層由紅檜(圖2-8)、 臺灣扁柏、臺灣杉、巒大杉、臺灣肖楠等針葉樹所構成;第二喬木層由殼斗科、樟科或昆欄樹為主的闊葉樹組成;第三層由杜鵑類、茶科植物、臺灣鵝掌柴等小喬木 或灌木所構成;第四層則為草本層,以蕨類和草本植物為主。附生植物和攀援植物豐富,樹幹表面和地表有地衣和苔蘚類植物等植物附生。
- 闊葉林
海拔1,800公尺以下,針葉樹逐漸消失,位居樹冠層的喬木逐漸變為闊葉樹種。闊葉林森林層次複雜,由落葉樹和常綠闊葉樹混生,常見的植物有楓香、槭樹等,殼斗科植物如青剛櫟,樟科植物如樟樹,桑科植物如稜果榕、雀榕等榕屬植物。
臺灣的闊葉林尚可再分為樟殼林帶和楠榕林帶二部份。樟殼林帶位於海拔1,800公尺以下,北部500公尺、南部700公尺以上的範圍(南北差異是因臺灣緯 度不同所造成的結果),主要植物組成為樟科和殼斗科植物。楠榕林帶位於北部海拔500公尺、南部700公尺以下的範圍,植物以楠木類和榕樹類為主。因人類 活動頻繁,大部份自然成熟的環境已破壞殆盡。
- 熱帶季風林(圖2-9)
熱帶季風林位於恆春半島的南仁山區和蘭嶼,高溫多雨,可算是熱帶性氣候,但是尚有乾雨季之分,因此不算為真正的熱帶雨林。此區內以熱帶林樹種為主,包括榕屬植物和板根植物(如欖仁、銀葉樹等)。榕屬植物具幹生花(圖2-10)、纏勒現象,為熱帶林的指標植物。植物種類岐異度大,動物種類也很多並演化出許多臺灣特有的生物。
此區內之植物層次非常複雜,大喬木常具有氣生根、板根或支持根,蕨類、附生植物和攀緣植物豐富。恆春半島由於植物層次複雜,相對地各類動物之種類豐富。蘭嶼島上,雖然植物資源豐富,由於長期受到地理隔離,除了昆蟲與鳥類等動物較多外,兩棲類和哺乳類等動物則較少。
- 海岸林
目前完整的海濱植物群落只有在墾丁的香蕉灣一帶。有許多樹種因果實由東南亞隨洋流漂來而形成,以棋盤腳(圖2-11)、蓮葉桐等植物為主。
四、草原(圖2-12)
草原在雨量缺乏,樹木無法存活的地方才會發生。在自然狀況下,臺灣的中低海拔區域並沒有真正的草原,一般多為開墾後,長期受到干擾(如牛羊的放牧)後而形成。植被以禾本科植物為主,動物種類稀少,常可見蝗蟲和小雲雀等。
五、砂丘(圖2-13)
臺灣並沒有真正的沙漠,但是在某些臨海地區由於雨量少,加上強風吹襲,往往會形成沙丘這種特殊景象。由於土壤發育程度不夠,有機質少,保水力差,沙土常隨風飄移,植物不易生長。植物須具耐旱、耐鹽、耐沙等特性,才能生存,如林投、文珠蘭、馬鞍藤(圖2-14)、海埔姜和濱刺麥等。動物種類相當少,以昆蟲、蜘蛛、蜥蜴等小型動物為主。
主題三、森林對臺灣生態環境扮演的重要角色
- 調節氣候:樹冠構成樹蔭,減少陽光直射,降低蒸散作用,促使林內氣溫和風速減低。
- 防風:森林可將地表風推移至樹冠上方,通過林帶的氣流因遭受阻擋而減低風速。
- 涵養水源:降水的循環中,森林可阻止逕流,增大滲透作用,減緩地面蒸散,使大量的降水停留於森林內,並慢慢滲透為地下水,再緩慢流出,而產生涵養水源的功能。
- 預防洪水:森林可減緩逕流和涵養水源的功能,降低洪水流量,防止洪患發生。
- 減少土壤沖刷:森林對土壤的發育和沖蝕的控制極為重要,不僅影響山地地形的安定和林地生產力的保持,對於下游河道水庫之淤積也有極大的影響。
- 孕育野生生物:森林為野生動物重要的棲育地。
- 淨化空氣:藉光合作用吸收空氣的碳化物,釋出氧氣,並淨化各種污染氣體,提供新鮮空氣。
- 降低噪音;藉森林茂密的覆蓋,有消除噪音的機能。
- 對於溪流生態系的維持也很重要。
第三章:基礎生態學
主題一:基礎概念
1.生態學:研究生態系的組成和功能的科學。
| 2.生態系的組成 | { | 非生物因素:太陽輻射線、水、溫度、大氣和土壤等 (理化因素) |
| 生物因素:生產者、消費者和分解者 |
| { | 能量流轉:能量塔、食物塔的觀念 | |
| 3.生態系的功能 | 元素循環:物質在各種生物間的轉換和循環利用 | |
| (分三方面探討) | 生物間的互動關係 |
4.研究生態學的目的:經由對生態系的了解,使人類能知道如何永續經營自然環境。
主題二:生態系的組成(圖3-1)
自然環境由生物因素和非生物因素所構成,非生物因素包括太陽輻射能、水、溫度、大氣和土壤等;生物因素依據生物在自然環境的功能,可分為生產者、消費者和分解者。維持生命世界生生不息,不僅需要生物因素,還需要能量和構成生物的物質。
(一)、非生物因素
- 太陽輻射能
太陽輻射能由多種光波所構成,我們眼睛能看見的波長為400-700毫微米(10-9m) 之間,稱為可見光。部份的可見光可被葉綠素所吸收,以行光合作用,經由光合作用可將光能轉變成化學能,儲存在醣類等有機物內,這些化學能再經由食物鏈傳遞。所以,地球上的能量來源幾乎都來自於太陽輻射能。
太陽輻射能對於動植物的分布、生長與行為也有很重要的影響。太陽輻射能除了可提供能量外,也會影響溫度變化,因此,低緯度地區因溫度高,生物種類多;高緯 度地區因溫度低,生物種類少。太陽輻射能的照射量也會影響植物的生存和分布,光週期對於植物的開花,動物的遷徙、生殖等也都有顯著的影響。
- 水
水為生物體的主要成分,為陸生動物重要的限制因子。體內的各種化學反應要在水溶液中進行。水也是生物體內運輸作用的重要物質。陸生的生物具有特殊的構造,以防止水份的散失,如植物葉表面的角質層、昆蟲的外骨骼和爬蟲類的鱗片等。
- 溫度
大部份的生物只能在特定範圍的溫度中生活,生活於高溫或低溫的生物,必須有其特別的適應能力。這是因為細胞內的生化反應是由酵素所催化,而酵素只能在一定 的範圍內作用。溫度可影響生物的生長及習性,如變溫動物調節體溫的功能較差,受環境因素影響較大;受環境溫度變化的影響,有些動物有冬眠、遷徙等現象。
- 大氣
大氣儲存著許多生物所需的氣體,如二氧化碳、氧氣和氮氣等。大氣分佈不均,會產生流動而形成風,強風常會帶走一些生物而影響生物的分佈,只有牢附於基質的生物才能在強風中生存。風對生物的散佈和植物傳粉也很重要。
- 土壤
土壤是由岩石風化的碎屑和生物遺體分解而成的腐植質所構成,並含有水分、空氣、礦物質和微生物等。土壤是植物生長和動物棲息的場所。土壤的特性如酸鹼度、鹽度和結構等,影響生活其上的生物種類。
(二)、生物因素
生物因素依據生物在自然環境的功能可分為生產者、消費者和分解者。依照營養的方式,生產者為自營性生物,消費者和分解者為異營性生物。
- 生產者
生產者能將無機物合成有機物,為自營性生物。大部份的生產者能利用日光作為能量來源以行光合作用,如綠色植物等。少部份能行化學合成,即將無機物如氨及硫化氫等氧化而獲得能量,如亞硝化細菌將氨轉變成亞硝酸鹽以獲得能量。
- 消費者
消費者不能利用太陽輻射能和無機物以合成有機物,必須以其它生物為食,以獲得生活所需的能量和物質,為異營性生物。直接以生產者為食的消費者稱為初級消費 者,如牛、羊、蝗蟲等。以初級消費者為食的消費者為次級消費者,如鳥吃蝗蟲。以次級消費者為食的則為三級消費者,甚至可達四級以上的消費者。雜食性的生 物,則兼有初級、次級、甚至三級以上的消費者地位。有些消費者專門以生物遺骸或有機碎屑為食物,即將大塊的有機物碎裂為小塊的有機物,特稱為清除者。
- 分解者
分解者既不能自行製造養分,也不能攝取固體食物,而只能吸收已分解的養份,這種異營方式稱為腐生。分解者並能使物質釋出而再循環利用,主要為細菌和真菌,他們利用分泌的酵素將有機物分解為無機物,以獲得養分和釋出能量。分解者和生產者一樣,為連接生物與自然環境的橋樑。
主題三:能量的流轉
一、食物鏈
在自然界中,生產者可供消費者利用,初級消費者又被次級消費者所食。這種取食與被食的關係,就形成了食物鏈。食物鏈通常由一種綠色植物開始,但在某些情況亦可能由有機物開始,如腐敗的葉子等。接著的成員通常為草食性的動物,接下去之成員則為肉食性動物。
二、食物網
在自然界中,綠色植物常被一種以上的生物所攝食,動物也常攝食多種生物,因此,不同的食物鏈乃互相連接,因此食物鏈與食物鏈間形成複雜的關係,即形成食物網(圖3-2)。
在複雜食物網的環境中,該食物網中,若某一種生物消失,該種生物在此食物網中所行使的功能角色,可由其它種生物替代,而使生態系維持穩定。在簡單食物網的 環境中,該食物網中,若某一種生物消失,該種生物在此食物網中所行使的功能角色,不一定有其它種生物替代,所以生態系較難維持穩定。因此,食物網愈複雜的 環境,該生態系愈穩定。
三、能量的形式與流轉
生物間之能量流轉方式是將生物排列成食性階層,食性階層是生物的攝食層次,由該種生物在食物鏈或食物網中的位置來決定。
生態系內的能量以化學能存在生物體內。能量的流動是單方向的,不能循環利用。太陽能被綠色植物以光合作用轉變成化學能,儲存在植物體內。動物吃下植物體時,植物體內的能量傳遞至動物體內。當動物被攝食時,能量再次被傳遞。微生物藉分解動植物屍體和排泄物,以獲得能量(圖3-3)。
能量在食物鏈中,由較低的食性層次流向較高的食性層次。因為能量會層層耗損,至第四或第五級消費者時已所剩無幾,所以,食物鏈一般只能至第四或第五級消費者。
能量在各食性層次傳遞間會散失,其原因包括:有些生物未被攝食,最後被分解者分解而沒有傳至食物鏈的下一階層;被攝食的部份並非全部被消化吸收;呼吸作用產生能量維持生命並釋出熱能,化學能就以此形式散失而沒有傳至食物鏈的下一階層;能量也可經生物的排泄物喪失。
在能量的移轉過程中,生態學家發現在每個營養階層,僅移轉原有的能量約百分之十,此稱為10%定律。
四、生態塔
如果我們將某種食物鏈中,其各食性層次的生物之數量、生物量或所含能量,繪圖表示,其食性層次向上遞減的情況便會更明顯。
- 能量塔
在生物的食物鏈中,每經一級的食物轉換,就會導致一部份能量散失,使得能量依次減少。能量從生產者到各級消費者,再傳至分解者,能量便愈來愈少,成為金字塔形,稱為能量塔(圖3-4)。
- 食物塔
食物鏈中,由於每一食性層次所含的能量比上一食性層次少,所以生產者的數目或生物量最多,各級消費者的數目或生物量便依次減少,形成金字塔形,稱為食物塔。
食物塔可以二種形式表式,即數目塔(數塔)和生物量塔。數目塔以生物數目表示每一食性層次所繪成的食物塔,稱為數目塔(圖3-5)。
生物量是指特定區域內所有生物的總重量,通常以單位面積中所有生物體的乾重量表示。生物有多少能量依照其有多少身體物質而定,因此,生物量的改變可顯示能量沿食物層次向上改變。以生物量表示每一食性層次所繪成的食物塔,稱為生物量塔(圖3-6)。
主題四:元素循環
物質循環使生態系成為穩定而自給自足的體系,生產者吸收元素合成有機物,消費者攝取生產者以獲取元素,分解者將生物遺體分解成元素,回歸自然以備重新循環。
一、碳循環
碳以不同形式在生態系中循環,包括:大氣和水中的二氧化碳、生物體內的碳化合物、屍體、排泄物中的碳化合物、岩石、石化燃料中的碳等。
-
碳循環的過程(圖3-7)
大氣和水中的二氧化碳經光合作用,進入生產者體內形成碳化合物。消費者攝取生產者以獲得碳源,生物體內的碳化合物經呼吸作用以二氧化碳形式釋出,回歸自然 環境。屍體、排泄物中的碳化合物會被分解者所分解,而將它轉變為二氧化碳。生物的屍體或遺骸可能形成岩石或石化燃料,而將碳貯存起來;石化燃料中的碳經燃 燒而以二氧化碳釋出,二氧化碳也會從碳酸鹽(如石灰岩)中釋放至大氣中。
- 生物在碳循環扮演的角色
生產者從環境中吸取二氧化碳,並將二氧化碳轉變為生物的碳源。消費者以身體內物質的形式保留大量碳源。分解者以二氧化碳的形式,釋出屍體、排泄物中的碳化合物,而回歸自然環境。
二、氮循環
氮元素以不同形式在生態系中循環,包括大氣的氮,土壤中的硝酸鹽、亞硝酸鹽和銨化物,動植物體內的氮,屍體、排泄物中的氮等。氮循環的過程如下(圖3-8):
大氣中的氮氣(N2)經由閃電作用合成硝酸鹽;或固氮作用,即固氮細菌將氮氣合成氨。動植物屍體或排泄物的含氮化合物可由細 菌等所分解,產生氨。氨溶於水形成銨鹽。銨鹽可經土壤中的亞硝化細菌氧化為亞硝酸鹽;亞硝酸鹽再被硝化細菌氧化為硝酸鹽,此為硝化作用。銨鹽和硝酸鹽可被 植物吸收利用。
生產者吸收硝酸鹽後,利用硝酸鹽合成蛋白質。動物攝取植物,將植物體內的蛋白質分解成胺基酸,動物再利用這些胺基酸合成蛋白質。硝酸鹽又可經脫氮細菌的作用,產生氮氣釋至大氣中,此為脫氮作用。
主題五:生物間的互動關係
在自然狀況下,生物不能離開其它生物而生存,也就是生物間存有直接或間接的關係,有的獲得利益,有的受到損害,有的沒有明顯的利害關係,於是生物間形成各種不同的關係。
一、掠食
某一攝取另一生物個體為食的過程,稱為掠食(或稱捕食)。捕捉其他生物個體的生物稱為掠食者(或捕食者),掠食者獲得食物;被捕食的生物個體稱為獵物,獵物則受到傷害或死亡。例如蛇吃蟾蜍、蝴蝶幼蟲吃植物的葉等。
掠食者經由掠食行為取得生存所需的物質,維持生命。就獵物而言,掠食者在掠食的過成中,會為它的獵物除去老弱殘缺的個體,以降低獵物在食物、空間的競爭,留下較能適應的個體。
二、競爭
生活在一起的生物,為爭取生存所需的資源如食物、棲所等,彼此會發生競爭的現象。競爭可分種內競爭和種間競爭兩種情形。
種內競爭指同種個體彼此的食物來源、環境棲所等資源需求幾乎相同,所以競爭較為激烈,如生活在一起的同種植物,不同的個體同時爭取陽光與土壤中的水和養份。
種間競爭是指種與種的競爭則以資源需求相近的種類較為激烈,如不同種的珊瑚競爭空間和食物;獅子和豹競爭獵物。
競爭失敗的個體多數死亡,或失去繁殖的機會。競爭對個體雖然殘酷,但是留下能適應的個體,對該族群長遠來看是有利。
三、寄生
兩種生物共同生活在一起,若其中一方受利,而另一方受害,這種關係稱為寄生。獲得利益的生物稱為寄生物,受到損害的稱為寄主。例如:蛔蟲和人、跳蚤和狗、菟絲子和植物、冬蟲夏草、寄生蜂和蝴蝶幼蟲等。
四、片利共生
兩種生物生活在一起,對一方有利,另一方無害,這種關係稱為片利共生。例如:?魚吸附於鯊魚或海龜身上、藤壺附著於螺貝上、鳥巢蕨附生於樹上等。
五、互利共生
兩種生物生活在一起,彼此都可獲得利益,這種關係稱為互利共生。例如海葵和寄居蟹、根瘤菌和豆科植物、白蟻和其腸內的鞭毛蟲、菌類和藻類組成的地衣、滿江紅和念珠藻等。
主題六:個體和族群
個體為可以獨立生活的基本單位,也是組成族群的基本單位。族群為特定時間內,生活於一特定區域內,所有同種的生物個體構成的自然組合,如民國八十八年間 (時間),玉山國家公園中(空間)的臺灣獼猴(物種)。在自然界內,同一族群內的個體棲息於共同的生態環境內(棲地),分享同一食物來源,它們具特定的遺 傳組成,彼此間可進行繁殖,並產生有生殖力的後代。
族群具自我調節的能力,只要不受到自然或人為過份的干擾,可以保持與環境相對的平衡狀態。一個族群內的個體,在單位時間和空間內,具有增殖、死亡、遷移等 現象,但是對整體族群而言,通常維持在穩定狀態,這是因為族群可藉由出生率、死亡率、年齡結構、密度、食物、疾病等多項因素來調節。例如,族群密度增大 時,可引起食物不足而導致生殖力下降及疾病流行等問題,而使族群密度下降。
主題七:群集
群集是指在特定時間內,生活在特定空間的所有生物族群,包括所有的動物、植物,以及肉眼看不見的微生物等。其特徵包括:特定的生物組成;生物物種間彼此依 賴、互相影響;群集與環境互相影響,關係密切;群集中常具優勢種,影響整個群集的特性;生物在結構上常有分層的現象;生物在時間上有日變化、季節變化、年 變化及消長現象。
一、群集的結構
群集的結構通常包含了群集中的生物組成及各種生物在空間上的分布。討論特定群集的物種結構時,必須包括組成此一群集的生物種類及各種生物的數量。群集中,對於群集的結構及特性有關鍵性影響的物種,稱為優勢種。我們常以群集中的優勢種來命名該群集,如「鐵杉林帶」。
空間的結構為生物空間的分布,通常從垂直結構和水平結構來考量。群集的垂直分布上的變化較大,即有所謂的分層現象。以森林群集為例,一般將森林群集分為: 地下層、地面層、草本層、灌木層、喬木層。湖泊群集的垂直結構也具分層現象,可分層為上層(浮游生物為主)、水體(浮游動物及魚類為主)、湖底(蝦、蟹、 底棲性魚類、細菌及真菌等)等。
群集中的生物受環境及該生物的習性所影響,會有不同的水平分布,如池塘沿岸的植物會成連續性的水平分布(圖3-9)。
二、消長
自然界中的群集會因時間而不斷地變化,且是動態變化。群集的動態變化,一般可分為內部的動態變化與消長兩種型式。
- 內部的動態變化
群集因受自然環境因素的影響,其內部具動態變化,此變化包括日變化、季節變化和年變化等。群集中的這些變化,只是組成該群集的生物族群之種類、數量和活動狀態的改變,為在某段時間內群集的內部變化,長遠來看,該群集的物種組成並無顯著改變。
日變化是指群集中生物的活動,受日照等因素的影響,隨日夜的變化而改變。有些動物喜歡在白天活動,為晝行性動物,如大部分鳥類。有些動物喜歡在弱光或夜晚活動,為夜行性動物,如螢火蟲、貓頭鷹及蝙蝠等。
季節變化是指群集中生物的活動,因日照長度、光強度、溫度和雨量等環境因素的影響,隨季節的變化而影響生物的生活,如候鳥會隨季節變化而遷徙、冬季時烏魚洄游至臺灣附近的海域、有些哺乳動物在冬季時會減少活動或冬眠等。
年變化是指某一群集中生物族群的個體數,因不同年度而有波動現象,如台灣近海在每年冬天迴游的烏魚群數量和日期,因當年度寒流的狀況而變動。
- 消長
群集中的生物種類與結構,常會隨著環境因子或時間的改變而發生變化,這種變化的過程就稱為消長。群集中的動物或植物在變化的過程中常會相互影響,而形成連 續性的變化。消長的過程為長時間的、緩慢的、連續性的漸變。群集消長的最後,所形成的穩定而少變化的群集,稱為顛峰群集(極相)。消長過程的變化包括生物 種類隨消長過程而變化、生物量和有機物隨消長而變化、種的數目隨消長而改變等。在自然情況下,群集的消長過成通常需時甚久,有的需要數十年,有的甚至需要 數百年,才能達到穩定狀態的顛峰群集。
主題八:生物歧異度及其重要性
一、生物歧異度
生物歧異度指一地區中,生物多樣的變異性,亦稱為生物多樣性。包括遺傳歧異度、物種歧異度及生態系統歧異度等。
遺傳歧異度(基因歧異度)指同一物種的個體間,在遺傳上的變異。如野生的玉米具有人工栽培的玉米所沒有的抗病基因,其遺傳的歧異度大於人工栽培的玉米。
物種歧異度指群集中生物種類的變異,一般而言,種類越多則歧異度越大,如熱帶雨林中的物種歧異度大於水稻田的物種歧異度。
生態系統歧異度指一地區中,生態系統的變異。如原始森林中有溪流、森林等生態系統,其生態系統的歧異度大於將原始森林砍除、溪流填平後所建築之社區。
二、生物歧異度的重要性
一生態系的物種歧異度大,代表其食物網較複雜,當有生物消失時,食物網中的其他生物可以取代其角色,故此生態系較易維持穩定。一物種的遺傳歧異度大,代表其遺傳變異多,較易適應變化的環境。一地區的生態系統歧異度大,代表該地區可以讓多種生物棲息其中。
就生態學的觀點而言,歧異度愈大代表食物網愈複雜,對環境的適應能力比較強。因此,歧異度愈大的生態系愈穩定;相反的,歧異度愈小的生態系愈不穩定。因此,我們如果要保護一個生態系,必須維持此一生態系的歧異度。
人類的食、衣、住、行、育、樂,都直接或間接取自於其他生物。人類使用的藥品,也有許多來自其他生物身上的成分。所以,保護了生物的歧異度,即是保護了人類未來使用自然資源的可能性。
三、物種歧異度減少的原因
物種歧異度減少的原因包括自然因素和人為干擾等。自然因素如火山爆發、颱風、森林大火、地震、氣候變遷等。人為干擾則包括生物棲息地的破壞、過度地狩獵和採集、環境的污染、外來種的引進等。
主題九、生物對環境的容忍度與其生態分布
一、環境容忍度
環境因素會影響生物的生長、分布和繁殖,每一種生物對每一種環境因素容忍度有所不同,環境容忍度是指生物對其環境因素的忍受範圍。環境的某一因素過多或過 少時,都會成為該生物的限制因素,如溫度對許多生物是限制因素。環境的因素不一定直接使成體致死,如造成卵或幼體死亡,亦使該生物族群無法生存繁衍。由於 有限制因素的存在,使生物更廣泛的分布受到限制。例如蜉蝣幼蟲常需生存於溶氧量大於5ppm的水中,所以5ppm的溶氧量為其重要的限制因素。
生物對於環境因素的忍受度範圍愈廣,其分布的範圍也愈大,即為「廣適應性」;生物對於環境因素的忍受範圍愈狹,其分布的範圍也愈小,即為「狹適應性」。例如生活於鹹水湖的鹽蝦,能適應的鹽度範圍介於5- 40 0/00 之間,屬於「廣鹽性生物」;一般海水魚能適應的鹽度範圍介於30- 35 0/00 ,屬於「狹鹽性生物」。
二、生態地位
各種生物在生態系中都有其特定的地位,也扮演著特殊的功能角色,並佔有特定的棲所,這就是該生物在此一生態系中所扮演的生態地位。生態地位不僅是指一個族 群在其生活環境的棲所而已,也包括該族群與其他生物與非生物部分的交互作用。某生物的生態地位無法被其他生物完全取代,如啄木鳥啄食樹木的昆蟲、穿山甲捕 食螞蟻等。
主題十:保護表土
地球上的生物,無論位於生態塔的何種層級,均必須依賴太陽、大氣、水和表土等四種環境因素而存活。其中太陽因素不受人類活動所影響,大氣因素受人類活動的 影響較不劇烈,而水和表土二種環境因素則深受人類開發活動的威脅,尤其城鄉建設對水資源與表土的破壞更是嚴重。在此先說明表土的重要性及其受人類活動的影 響,有關水資源的問題將在下一段再作說明。
表土含有孕育植物的水份和養份,是構成生態系的基盤。表土是由岩石的碎屑混合有機質而形成,有機質是動植物的屍體經微生物分解而形成。這些有機質使上層細 粒風化的碎屑變成深色,而有別於表土下的心土。形成1cm的表土約需100至400年的時間,一般30至50cm厚的自然表土,則至少需歷經三千至二萬年 的時間。
曾有研究報告指出,在日本東京著名的明治神宮森林內,在一個腳印下的表土含有26萬隻小動物和175億隻細菌;在志賀高原針葉森林內,1mm2的 表土下,含有360隻蚯蚓與蜈蚣,230萬隻跳蟲、蚤蟲、線蟲,以及10兆黴菌、細菌等微生物。這些生活於土壤中的生物,可將動植物的排遺或遺骸轉換成土 壤的有機質,如蚯蚓每年可在每一英畝的土地上製造二百噸的排泄物,其排泄物中較鄰近的土壤多上一千倍的腐生細菌、五倍多的氮含量、七倍多的磷、以及十一倍 多的鉀。這些和你所購買的袋裝化學肥料,其成份類似,而且還便宜。
表土的流失代表生態體系被破壞,全世界因農業所造成表土流失,是一個非常嚴重的生態問題。表土流失造成土壤貧瘠,土壤貧瘠造成農業需仰賴大量的化學肥料, 這些化學肥料卻污染了土壤和水源。歐美國家近年來針對此問題採取了一些因應的對策,其最重要的對策是把農業灌溉用的水道兩旁綠地,列為生態保護綠帶,並禁 止耕種,尤其在河川兩岸設置一、二十米的保護綠帶,並廣植林木。如此可有效地防止表土流失,並可減緩化學肥料和農藥污染水源。
臺灣寸土寸金,河溪、溝渠兩岸均為耕地佔據,這是造成表土流失的主因之一。造成表土消失的另一項主因是人類活動,也就是城鄉建設。例如山坡地社區的開發、 高爾夫球場等,這些是破壞表土最劇烈的實例。高爾夫球場的開發,先將原來的植物鏟除,再將山頂及表土鏟去填塞溝谷,接著再鋪上全新的人工草皮,全面施以化 學肥料和農藥來維護。如此的作法不但威脅到原生植物的生存,甚至將表土生態機能完全的破壞,所以高爾夫球場看似綠意盎然,卻是生態殺手,為死的自然。據統 計高爾夫球場所使用的農藥量,至少四倍於農業的使用量,所以當你去高爾夫球場時,請記得:
”Keep your hands away from your mouth while golfing.”
臺灣過去的土木建築開發時,一律以低成本及工程方便為考量,將表土填充溝壑、地下室、路基等,反而以表土下面的無機土填為綠地的表面,再以化學肥料、農藥 灌注園藝植栽。許多工程製造大量的人工地盤,將混泥土、瀝青、覆蓋於表土上、斬斷大地的生態功能,使得生態塔最基層的微生物生活環境蕩然無存,實值得檢討 改變。
主題十一:水循環
水循環過程為:海洋、湖泊、江河等水面以及植物的葉表面,會蒸發出水汽而進入大氣中。大氣搬運水汽至陸地上空,凝結成雲,最後變成雨或雪等,降落至地表。 雨水等降至地表後,一部份由河流逕流入海,另一部份滲入地下成為地下水。地下水或成泉水流出,或注入河流,再流入海洋,如此循環不已。
為了防洪治水,我們進行築堤、建壩、排水工程;為了水資源利用,我們進行水庫、自來水、灌溉溝渠等工程;為了休閒景觀,我們建造戲水池、噴泉、渡假村等。 但是我們很少為鳥兒、魚兒、蟲兒、水草等開闢良好的水域生態環境,甚至犧牲生態環境而進行工程建設。最糟的是,我們常視「水」為寇仇,多以圍堵的方式來治 水、用水、親水、排水,並以不透水的堤坊、溝渠、涵管、鋪面將水與大地隔絕。設法不讓河川氾濫、不讓大地淹水、不讓寸土寸地積水,因此水無法滲入土壤,使 大地喪失水循環的能力。違反生態原則的工程技術,常常是效率不彰又花費昂貴(林,1999)。
臺灣的都市建設,常為了爭取停車空間而全面開挖地下室,在此種人工地盤上再鋪以透水鋪面,或再作植栽美化,此作法並無任何水循環的功效,實違反生態原則(林,1999)。
過去的城鄉規劃多採取圍堵的防洪治水方式,以馬達抽水排至鄰地,或是以不透水的管溝把雨水引入河川導入大海。這種過度的水泥化、過渠化、「以鄰為壑」的排水設計,不但浪費公共建設費用,也阻礙了水循環的過程(林,1999)。
臺灣近五年來,各縣市都在作河川整治,連蘭嶼和綠島的不曾有水患的許多小野溪,也都有整治工程,投入金額超過二千億,但河川災難卻層出不窮,也比過去慘 烈,這都與河川整治工程有關。一味的以水泥固河床、築高堤、築攔沙壩和放置消波塊等粗暴的施工法,讓臺灣人平均水泥的消耗量成為世界第一,而河川中各種生 物的家,全被整治工程給整治光了。這種河川水泥化、溝渠化,將溪中的石頭以整治的名義清除挖光,才是河川生態真正的浩劫,與傾倒污染物於河川的罪行一樣嚴 重。(鄭,2000)
濕地是處於陸地與水域的過渡地帶,經常或週期性的被水淹沒,或終年潮濕、泥濘不乾。濕地的生物多樣性豐富,是天然的蓄水庫,也具調節氣候、淨化污穢物等功 能(陳,2000)。因人口的增加,許多濕地被開發為住宅區、工廠或廢物堆積地等。由於濕地具有削減洪峰、蓄納洪水和調節逕流的功能,是抵禦洪水、保護人 民生命財產的重要屏障。當缺少濕地調節洪水的功能時,會造成洪水流速急、水勢猛、洪峰間隔時間縮短等問題(林,1999)。
人要活路,也要留給水出路。最好、最有效、最經濟的防洪治水方法,就是不要與水爭地,不要阻絕水的出路。硬體的水利工程只是防洪計畫的最後一道防線,智慧 型的防洪對策,最好能以全河川水系的動態平衡,來考量水循環的問題,方能達到良好成果(林,1999)。最近汐止地區淹水,雖然汐止地區超限開發和河谷地 蓋滿高樓大廈是元兇之一,但是濫墾和破壞山林也是土石流排山倒海而下的禍首。除此之外,河川的水泥溝渠化及河道的截彎取直,都使河川寬度和長度縮減,加上 許多「滯洪區」變成新生地,讓大量的水團無法快速通過而造成汐止等地區淹大水。人不能違反自然,基隆河的氾濫是人禍,不只是天災(鄭,2000)。記住 「水流過的地方,水將會再來」,利用人工方法奪取而來的河川地及濕地,大自然將會還給大地。
主題十二:島嶼生態學
島嶼生態學主要探討島嶼大小與島嶼生物相形成、島嶼生物族群絕滅、島嶼生物演化的關係。島嶼除了一般所知的地理上的島嶼外,還有所謂的棲地島嶼,這是指一大片相連且相似的環境,有一小塊的棲地與周遭環境不同,如沙漠中的綠洲、高山中的湖泊等。
現代的都市發展糢式,不但趨於高度的土地開發利用,而且過度化約簡單的土地使用分區,往往忽略了環境的有機整體性,因此都市中的自然地景日趨支離破碎,棲 地邊緣效應增加,以致原生物種愈來愈無法在都市環境中生存,而符合人類生活的建康生態環境也愈難以維持(蔡和蔡,1998)。
邊緣(edge)是指生態系邊緣部份,可影響或保護生態系內部環境的發展。受到環境因素影響,邊緣地區的植相分佈具明顯的變化,而產生了邊緣效應 (edge effect)。邊緣效應是指生態系的邊緣部份,其組成的生物種類與該生態系內部不同。此邊緣地帶具緩衝功能,可減緩外界對該生態系內部的干擾,避免干擾 向內部擴散。但是,邊緣地帶其本身也可能會有不良的干擾向該生態系內部擴散,如生活於邊緣地帶的生物增加,會造成原本穩定的食物網產生變化,甚至某些生物 的生態地位被取代(蔡和蔡,1998)。
邊緣效應之學說,大致可簡略地分為四部份來說明,敘述如下:
- 棲地碎裂:雖然單一大型棲地的面積與數個小型棲地的面積之總和相等,但是小型棲地的邊緣效應增加,保存原生物種的功能下降。
- 面積效應:棲地面積越大,邊緣效應之面績就相對減少。
- 棲地碎裂形狀:棲地的外形愈接近正方形或圓形,則棲地與外在環境接觸的面積愈小,邊緣效應降低,愈有利保存原生物種。
- 距離效應:兩棲地間的的距離愈接近,生物愈容易在兩地移動,達到基因的交流,減少因隔離而產生的基因漂變。
綜合以上所述,若原有的棲地愈零碎、面積愈小、距離愈遠、形狀愈狹長,則邊緣效應愈大,愈不利於相互交流。人為的活動不但減少了自然地區的面積與數量,也造成零碎,以致不利於維持其基本的生態功能(蔡和蔡,1998)。
目前,島嶼生態學的觀念被積極的應用至自然保育的工作中,尤其是自然保護區的規模、大小及形狀的選定,都有極大的幫助(呂,1992)。在人為的環境中,都市中的綠地也可算是棲地島嶼,因此島嶼生態學的觀念也被應用在都市生態綠網的規劃(林,1999)。
主題十三:都市熱島效應
隨著全球各地之工業化與都市化快速發展,不但各地人口膨脹而集中,且各地都市化地區也隨之擴大蔓延。汽機車、工廠、冷氣機等機械設備不斷排放廢氣和廢熱, 加上不滲透水的地表鋪面和一幢幢水泥建築物之集中增加,都市環境可以說是處於愈來愈炎熱的氣候狀況(蔡和黃,1998)。
目前,都市微氣候的改變包括氣溫暖化、空氣乾燥化、平均風速降低,但局部地區建築物周圍風速卻增大。其中最明顯的特徵是氣溫偏高的趨勢,這種都市中氣溫偏高的現象稱之為「都市熱島效應」,此效應是人類改變地表而引起的微氣候變化的綜合效應。究其形成的主因包括:
- 都市建築表面材質吸熱快速,造成人工材料的表面溫度比空氣中的溫度高。
- 都市的建築物,其配置好像一座大迷宮,易導致太陽輻射能被各種表面物質反射和吸收而不易消散,使都市有較長時間接受熱能而吸收貯熱。都市中的建築物,對風有磨擦減弱的作用,而降低水份蒸發以冷卻氣溫的效應。
- 都市工商活動產生大量的排熱。隨著生活耗能的提高,人工熱只會增加,都市高溫也會日趨嚴重。
- 都市排水系統之設置,使水很快的排至都市之外,阻絕了水的循環,不利於水分蒸散以冷卻氣溫。加上都市大面積的不透水環境,使地面喪失保水性,當暴雨來時,地面的逕流量大增,造成需設計更多的排水設施,對公共設施的投資也形成了莫大的負擔。
- 都市的空氣中含有大量工商活動所排放的污染物,造成空氣組成成份改變,其中二氧化碳的大量排放是溫室效應的禍首。除此之外,空氣中的懸浮微粒造成空氣中水汽凝結核的增加,使得都市中的雲霧量增加。
以植栽改善都市微氣候,是最常見的處理方式。在三種區域種植植栽最有效益,一是在工業區種植大量樹木以吸收所排放的二氧化碳;二是於都市中的街道與公園種 植大量樹木,增加蒸發冷卻效果;三是在一些機械設備上加種遮陰植栽,以增加機械效率。當然後兩種方式亦可降低二氧化碳的含量(蔡和黃,1998)。
都市中的公園由於少人造物,其環境狀況近似於鄉村,因此在都市一片高溫中,成為特立的一區,而產生局部低溫的現象,因此有人稱為『都市冷島』。都市公園的 冷島效應與熱島效應會相互影響。由於市區建築物的高溫化,形成一股上昇氣流,底層的空氣因此減少,在公園附近的冷空氣便遞補過去,而形成一種局部的環流。
目前針對氣候環境控制的研究中,植栽是有效並確實能降低都市的高溫,以降低地球暖化的傷害。除此之外,尚可檢討都市不同表面材質的運用,都市空間及建築物 之配置方式等。總之,對於符合生態觀念之景觀設計、規劃與管理,實可有效改善都市微氣候,有助於達成都市環境之永續發展。
主題十四:優養化
對水資源而言,尚有一種污染亦經常發生,稱為優養化。優養化是因為過多的氮、磷等營養物質進入水中而造成水質的惡化,這些營養物質主要來自農田的肥料及家 庭廢水等。過多的營養物質使得水中的藻類大量繁殖,有時整個水面被藻類所覆蓋,形成「藻華」。部分藻類因缺乏光照而死亡,死後沉積於水底,微生物分解時需 要消耗大量的氧氣,導致魚類因缺氧而大量死亡。湖泊、池塘或水庫在自然情況下也會產生優養化,但是所需的時間很長,往往超過百年甚至更久,而人類的活動會 加快優養化的速度,使達成優養化的時間縮短。
主題十五:生物放大
在環境中的污染物,常會透過食物鏈在生物體中流傳,如果這些污染物無法自生物體內排出,則會在生物體內漸漸累積。在食物鏈底層的生物所累積的污染物,透過 食物鏈逐步向上累積,所以在食物鏈頂端的生物體內的污染物濃度會遠高於底層的生物,這種情形稱為生物放大或生物累積。例如DDT、重金屬會累積在生物體 內,並透過食物鏈逐漸累積(圖 3-10)。DDT不為生物體內任何酵素所分解,會貯存在脂肪細胞中,隨食物鏈而層層累積,所以,食物鏈越頂端的生物,累積的DDT也越多,DDT在鳥類體內累積會造成蛋殼變薄,降低孵化率。重金屬及放射性物質亦會經由食物鏈累積。
主題十六、生態系與生態平衡
一、生態系
生態系是由生物群集與其生活的自然環境所組成的體系(圖3-11)。 對一個生態系的生物群集而言,其生命的維持需要從環境中獲得能量和物質。而生物群集與其所生存的環境之間,因物質的循環和能量的流動而產生交互作用,構成 一個穩定的體系。地球上包括許多大大小小的生態系﹔大至整個地球所形成的生物圈,小至一個魚缸。只要這個環境中包含有生產者、消費者和分解者,就可以算是 一個生態系。生態系的能量來自太陽輻射能,經生產者行光合作用轉變成化學能,消費者則透過食物網傳遞能量。碳、氫、氧、氮等物質在生物群集與無機環境間循 環。
生態系無論在時間上或空間上都具有連續性。生態系中群集的消長為連續性的過程,隨著群集的消長,生態系中生物及環境的組成也跟著改變,其間並不能分割,此為時間上的連續性。
各個相鄰的生態系間生物及環境是漸進的變化,並無明顯的界線,此為空間上的連續性,如沿著阿里山公路,從低海拔至高海拔,生態系的種類由闊葉林、針闊葉混 合林、針葉林至高山草原等,各生態系間並沒有明顯界限,而是漸進式的變化。兩個生態系相接的過渡地區中,常同時具有兩生態系的特徵,此區中的生物種類及數 量常較相臨的兩生態系多。
二、生物與環境的交互作用
環境中太陽輻射能、水、溫度、雨量、地形及土壤等因素,會影響生物的分布、生長及繁殖等。生物的活動也會改變環境的狀況,如岩石上的地衣會分泌物質使岩石崩解,或蚯蚓可鬆動土壤等。
三、生態平衡
當生態系中的群集經消長成為顛峰群集,生態系的能量流轉及物質循環亦呈穩定狀態,此時生態系處於「生態平衡」,此一平衡狀態為「動態平衡」。生態系的生物 歧異度越大、食物網越複雜,則此一生態系越穩定。當環境的變動大於生態系自我調節的能力時,平衡狀態就會被破壞。然後,該生態系會尋求新的平衡。
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第四章:水域生態系
主題:水圈
地球表面的各種水體總稱為水圈。地球上因具有水,因此孕蘊出各種生物;人類歷史的發展也與水域有密切關係,尤其是淡水水域。水圈可分為淡水生態系、海洋生態系與沼澤生態系。淡水生態系主要可分為流動水域的溪流生態系與靜止水域的湖泊生態系。
水圈約佔地球表面四分之三的面積,水圈中約有百分之九十七屬於海洋,其次依序為冰原、冰河、河流、湖泊和大氣中的水蒸氣等。淡水只佔地球所有水含量的千分 之二十五,覆蓋的面積還不到地球表面積的百分之二。水圈是地球上的發源地,也是生物棲息的理想環境之一。水圈內,生物的種類和數量受鹽度、酸鹼度、溫度、 光線、溶氧量、養份等理化因素的影響。
主題:淡水生態系
一、溪流生態系:(圖4-1)
(一)特點
溪流生態系的特點是水流流動快速,溶氧量高。因水經常流動,一些浮游生物不易生存,常見的綠色植物包括附著性的藻類和有根的水草等。能量主要來源為岸邊的 斷枝、落葉和植物碎屑等,這些有機物成為蝦、蟹和水棲昆蟲等的食物來源,而這些水棲昆蟲往往又成為魚類的食物來源。兩生類和水鳥也常在溪流活動。溪流水質 的好壞,與溪流兩岸的陸生植被有密切關係。
(二)生物的適應方式
生物適應溪流生態系的方式,體呈流線型,以減少水的阻力,如櫻花鉤吻鮭、溪哥等魚類;體呈扁平狀,附著於石頭,避免被沖走,如蜉蝣、石蠶蛾等的幼虫(圖4-2),臺灣纓口鰍和臺灣間爬岩鰍等魚類;分泌黏液,將身體附著於石頭上,避免被沖走,螺和渦蟲等;組織柔軟,隨波逐流,不易受損,如水綿。
(三)臺灣的溪流
臺灣山勢陡峭,水流湍急,河川上游地區侵蝕作用強烈;中游地區流速減緩,堆積作用盛行,可見沙礫堆積;下游地區常可見沙洲泥地。目前,在臺灣由於開發和污染的因素,主要和次要河川中、下游的水生動植物,很難見到,只有一些耐污濁性的種類,始能倖存。
溪流生態系組成相當簡單,也較脆弱。森林過度砍伐、山坡地不當的開發、水庫和攔沙壩的興建(圖4-3)、兩岸廢水垃圾的污染及人為大量的炸魚電魚等因素,都造成溪流生態系受到不同程度的改變,也使得許多珍貴的溪流生物因而瀕臨滅絕,如櫻花鉤吻鮭、鱸鰻等。
(四)兩岸廢水和垃圾的污染。
(五)人為大量的炸魚、電魚。
二、湖泊生態系:
(一)特性
靜止水域主要是因地質作用所引起的表面凹陷或河道受阻,使溪水、河水或雨水大量蓄積而形成。
靜止水域包括池塘、湖泊等,通常認為陽光可照射至底部稱池塘,不能照射至底部者稱湖泊。因為深度不同,所以陽光的穿透率、溫度和溶氧量等物理因子不同,也 就分布著不同的生物種類。湖泊主要生產者是浮游植物,如矽藻、綠藻和藍綠藻等。水質良好的湖泊以矽藻為主,水質不良或受有機物污染的湖泊,藍綠藻數量增 加,矽藻減少,形成優養湖。
(二)湖泊
湖泊主要生產者是浮游植物,如矽藻、綠藻和藍綠藻等。湖泊通常可分為沿岸區、湖沼區和深水區(圖4-4)。 沿岸區陽光充足,長著許多著生底部的挺水性植物如香蒲、慈姑、蘆葦等,浮水性植物如浮萍、睡蓮等,沉水性植物如水蘊草等;並有許多消費者如螺、魚、蛙及一 些昆蟲等。湖沼區為湖泊中央陽光可穿透的深度內的區域,主要的生產者為浮游植物,如矽藻、綠藻和藍綠藻等小型藻類,消費者主要為浮游動物如輪蟲、水蚤等和 魚類。深水區陽光無法穿透的區域,無綠色植物,養份主要來自上面水域的有機碎屑,經由細菌和真菌等分解而得。臺灣除日月潭可免強稱為湖泊外,缺乏真正的湖 泊。
(二)池塘(圖4-5)
在臺灣中、低海拔的地方,由於天然或人為的因素形成一些池塘。這些水域面積不大,主要水源來自雨水所形成的流水補充,因此缺乏穩定的水源。水域內生長著許多浮游動植物,此外尚有大型的水生植物如睡蓮、香蒲、慈菇(圖4-6)、水蘊草等。較大型的消費者有水棲昆蟲、螺貝、魚、蝌蚪、蛙等,並常有水鳥棲息如鷺鷥、白腹秧雞、紅冠水雞、翠鳥等。
臺灣的一些池塘常用來種植蓮花、菱角、茭白筍等和養殖魚類。現在許多池塘由於草魚和吳郭魚的放養,造成許多本土的水生植物與本土魚類迅速消失;此外由國外引進的布袋蓮也造成水域相當大的衝擊。
(三)高山湖泊
在臺灣高山由於排水不良或自然積水而形成面積不大的水域,這些水域常被稱為高山湖泊。高山湖泊通常位於人煙不易到達的地方,因此遭受污染較少。這些水域由 於彼此之間互相隔離,與各大河川又不互通,因此魚蝦無法自然到達,水中除了水棲昆蟲和貝類等生物以外,缺乏大型水棲動物。岸邊通常堆積許多森林坡地沖刷下 來的土壤,形成類似沼澤的泥地,長著水草和挺水性植物。常可吸引一些水鳥來此棲息,以雁鴨科鳥類居多。
主題:沼澤的生物世界
一、沼澤
(一)特性
沼澤為排水不良的低地、長期積水、有機養份非常豐富的地區,是陸地和水域的過渡地帶。有機物、水份、陽光充足,為世界生產力最大的生態系之一。其功能有調 節水量、補注地下水、減除洪患、保護海岸等,。這種地區不利人們活動,所以我們對沼澤生態系的重要性瞭解不多,也因此對沼澤的破壞也特別嚴重。沼澤地的利 用原則:沒有利用,就是最好的利用。沼澤主要是位於內陸的淡水沼澤與位於河流出海口的河口沼澤。
(二)淡水沼澤
淡水沼澤地區主要由湖泊水潭淤積而成,水位不會定期升降,如新竹宜蘭交界的鴛鴦湖、墾丁國家公園的南仁湖等。臺灣淡水沼澤所佔的面積較小,河口沼澤所佔的面積較大,因此,河口沼澤在臺灣生態上也較受到重視。
(三)河口生態系
河口生態系位於河口附近,鹽度變化大,水位定期升降,底質缺氧,生物需有特殊適應方式才能生存。在此類生態系中,生物種類具種少量多與歧異度較低的特性。
河口生態系因河水和海水攜帶來的有機養份在此沉澱,因此能適應的植物常生長茂盛。植物的枯枝落葉經細菌和真菌等作用後,剩下的有機碎屑就成為動物的食物來 源,常見的動物為沙蠶、蟹類、貝類、彈塗魚及水鳥等。這些有機碎屑又隨著潮水帶至鄰近海域,更吸引蝦蟹魚貝等來此覓食與繁殖,因此,河口地區的沼澤地是許 多魚蝦繁殖的重要場所。除此之外,沼澤濕地每年吸引大批候鳥來訪,如曾文溪口已有超過五百多隻的黑面琵鷺來此度冬。
河口附近的沼澤依照植物的組成通常可分為草澤和林澤。在臺灣,草澤主要典型植物代表為蘆葦和茳茳鹹草;林澤在流速緩慢的大河河口,以紅樹林植物為主,在臺 灣的紅樹林植物有水筆仔、五梨跤(紅海欖)、海茄苳、欖李等。溪口林則出現在流速快、淤沙少、鹽度較低的小溪出海口,以穗花棋盤腳和黃槿為優勢種。
二、紅樹林
紅樹林為生長在熱帶及亞熱帶沿海潮間帶泥濘地的木本植物,在臺灣紅樹林主要分布西部各河口附近。全世界紅樹林樹種約55種,在臺灣紅樹林樹種原本6種,現存4種。在臺灣主要優勢種為紅樹科的水筆仔(圖4-7)和馬鞭草科的海茄苳(圖4-8),而紅樹科的五梨跤(紅海欖) (圖4-9)和使君子科的欖李(圖4-10)則為較稀有之族群。
紅樹科的水筆仔分布廣、數量多、耐寒性較高,主要分布於臺灣北部,而以淡水關渡一帶的純林面積最大。馬鞭草科的海茄苳分布廣、數量多,主要分布於新竹以南,屏東則為海茄冬純林。紅樹科的五梨跤主要分布於臺灣南部,數量不多。使君子科的欖李主要分布於臺灣南部,數量亦少。
紅樹林植物發展出一些特殊形態,包括胎生苗、呼吸根、厚質葉及排鹽構造等,以適應此種環境。紅樹林生態系為高度生產力的生態系,不僅是魚蝦貝類的食物來源與棲息地,也具有攔沙防洪、淨化水質、學術研究、教育休閒等功能。
臺灣西部沿海地區適合紅樹林生長,近年來由於海岸高度的開發,使得紅樹林生育地遭遇到嚴重的破壞,如果不加以保護,紅樹林將從臺灣消失。
主題:海洋生態系
一、海洋結構
海洋彼此互通,海洋生物的分布受到溫度、鹽度和壓力等因素的限制。海洋依其光照可穿透的程度,可把海洋分為二個區域:上層為透光區,下層為深海區(無光區) (圖4-11)。由於光線的因素,生產者主要位於透光區;深海區的食物來自源主要來自上層生物的殘骸和有機物下沉。
海洋依離岸距離和水深,通常可分為近海區(淺海區)和遠洋區(大洋區)。沿岸區為水深在200公尺以內的水域,因為受到潮汐和波浪的影響,所以溫度、鹽度 等因子變化劇烈,相對地,影響生物的生存與分布。遠洋區為水深超過200公尺以上的海域,不易察覺潮汐的變化,因此生態因子相當穩定。
海底領域可分為大陸棚、大陸斜坡和海底平原等。大陸棚為近海區的底部,水深不超過200公尺;大陸斜坡為大陸棚向下沿伸,坡度突然下降,屬遠洋區;海底平原則為遠洋區海洋底部。
二、潮間帶
海岸位於最高潮線與最低潮線之間的地帶,稱為潮間帶。主要特徵是潮汐定期升降和海浪不斷拍打,水中氧氣、二氧化碳和礦物質豐富,且陽光充足。生產者主要為藻類。
由於海浪持續的拍打和每天有部份時間暴露於空氣中,生長在此的生物必需有抵抗海浪衝擊的適應方式與抵抗乾旱的能力。藻類如石蓴、紫菜等含膠狀物質(如瓊 脂),可吸收並保持水份;體扁平柔軟可隨海浪漂浮,不易折斷;基部具附著器,避免海浪衝擊而流失。牡礪、貽貝等雙殼貝緊閉雙殼,以保持水份。
三、大陸棚
大陸棚位於低潮線以下,水深200公尺以內,充足光線,不受潮汐昇降和曝露於空氣的影響,海浪作用的影響也少。來自陸地的大量養分,生產者豐富,除浮游植 物外,有著生的大型藻類,如昆布等。許多遠洋區生物的幼體需成長於此區域,造成豐富的生物相,動物有軟體動物、節肢動物、海綿動物、腔腸動物、棘皮動物及 魚類等,海豹、鯨豚等哺乳類也在此區活動。
四、遠洋區
遠洋區海底領域包括大陸斜坡和深海平原(近海區的底部為大陸棚),水體部分可分為透光區與深海區。
透光區為水深200公尺內之水域,有充足陽光。生產者主要為浮游植物,以矽藻為主;消費者為浮游動物(原生動物、小型甲殼類等)、烏賊、各種魚類,及大型動物(如旗魚、鯊魚、鯨豚等)。
深海區光線無法到達,壓力大,溫度低,食物來自上層生物遺體碎屑和廢物。生物為適應此區域的特性,魚類常有發光器,用以照明或誘捕食物,以適應黑暗;具堅應外殼,如蟹類、貝類、海星等,以適應高壓;長期演化結果,深海中的蝦蟹體常呈白色、眼退化。
五、臺灣的海岸
臺灣四面環海,海岸線長達一千多公里,通常可分為岩岸、沙岸、泥岸和礁岸。
岩岸其岩石堅硬,底質穩定,大型藻類可大量附著生長。岩石又有許多洞穴,可供給動物作為棲地。生物種類和數量豐富,如螺貝類、海兔、藤壺、蟹、海綿、海 葵、珊瑚、海膽、海星、海參、陽燧足、海鞘及熱帶魚等。具潮池,是觀察潮間帶生物良好的場所。分布於臺灣北部、東北部和東部等海岸。
沙岸由細砂所組成,底質不穩固,藻類不易生長,水中缺乏有機物。生物種類少,最常見的為貝類、蟹類和沙蠶等。分布於臺灣北部白砂灣、金山、鹽寮、福隆等地。
泥岸由細泥組成,富有機質,提供生物良好的食物來源,為養殖良好的場所。常可見西施舌、文蛤、牡礪、貽貝等螺貝類,藤壺、蟹等節肢動物,以及來覓食的鷸、行鳥等水鳥。分布於臺灣的西南沿海,包括彰化、雲林、嘉義、臺南等濱海地區。
礁岸主要由珊瑚蟲的石灰質骨骼所構成的海岸。珊瑚適合生長於水溫23-28℃之間,水深在20 公尺以內,而且需有充足的陽光和水質潔淨的環境。藻類可和部份種類的珊瑚共生,有些藻類則可附著於珊瑚礁上,因此生產量相當高。珊瑚礁有許多洞穴和縫隙, 適合各種生物棲息,因此生物種類非常豐富。常可見到螺貝蝦蟹外,還可看到海參、海星、陽燧足等棘皮動物,海葵、水母等腔腸動物,另外更可見到許多色彩鮮豔 的熱帶魚。珊瑚礁生態系可說是地球上最美麗、生物種類最複雜、生物數量最龐大的生態系之一。除此之外,珊瑚不斷吸收二氧化碳,合成碳酸鈣骨骼,對於減低溫 室效應有一定的幫助。
第五章:生物多樣化棲地之再造
臺灣現有一大的困擾,就是常以偏差誤繆的生態知識,作出無效且反效果的生態救援活動,例如在校園內設置鳥園、蝴蝶園、烏龜池、錦鯉池等閹割的自然環境,作為學生的生態教學;在公園內種滿韓國草的草坪,或栽植整齊畫一的單一樹種,將最傷害生態的園藝當成最自然的綠地。
我們過去的公園綠地建設多以人類活動設計為主,常過份的人工化而壓迫生物棲息空間。如綠地植栽多為外來植物及觀賞性的園藝種類,植栽種類與形式過份單純,缺乏豐富的水域植生生態設計,不符合生態原則的草皮面積過多等。
事實上,任何人類的文明建設多少均會帶來對自然的破壞,我們所談的「生態設計」均不可能符合食物鏈下的自然生態,事實上只是要求降低、減緩生態破壞的消極意義而已 (林,1999) 。
一、滲透水循環設計
人為了維護大地的保水功能並減少洪峰量,在城鄉建設時可採用「貯留」和「滲透」的方式來達成。所謂的「貯留」就是讓雨水留置於基地上,然後再以特定的流速 使水循環於大地的方式。所謂「滲透」就是增進土壤的滲透能力,使雨水直接滲入雨水中的流量增加,並減少地表逕流量的方法。這兩種方法均可促進大地涵養水份 的能力,進而降低洪峰量。公園、學校和社區內常有池塘或水池的設計,將這些池塘或水池改造成雨水調節池是最容易發揮的生態水循環設計 (林,1999)。
目前城鄉環境的地表,多由水泥、瀝青、地磚等不透水材料所組成,阻隔了水滲入土壤的機會。尤其是雨水的排水設施多為密不透水的設計,即過多的溝渠化、水泥 化,使雨水直入河川,無法循環回歸大地,是一種不經濟且不符生態原則的作法(林,1999)。為了改善人工環境的滲透功能,必須進行全面透水化的設計,其 具體的方法主要為地表鋪面透水化設計法及人工輔助入滲設計法等。地表鋪面透水化設計法就是以多孔質的連鎖磚、植草磚、砌石來鋪設地面的作法。人工輔助入滲 設計法則是利用多孔隙的滲透井、滲透管溝來結合排水設施,排水道並以自然滲透為設計方式 (林,1999)。
水污染整治是水循環設計的前提作業,否則水循環設計將促使大地受到污染。目前,臺灣雨水和污水的排水系統多未分流,因此必須透過適當的水循環設計,才能避免污染水質(林,1999)。
二、維持自然而活化的土壤
自然表土的流失及劣質化是目前綠化最大的問題之一。要維持土壤具高有機質、多微生物的特點,首先不可鋪設水泥、磁磚等人工設施,並要保留地表的枯枝、落葉 及雜草等,不任意移除、燒毀。在整地時,應保留原有的表土或引進肥沃的表層客土,並可引進蚯蚓以肥沃土壤。施肥時,以有機肥取代化學肥料,並禁用農藥及殺 草劑,以免傷害土壤中的微生物(彭,2000)。
三、建立多孔隙及多變化棲地
維持生物多樣性的基本原則之一就是要建立多孔隙的環境。綠化的地方,其土壤必須保持多孔隙才能容納水份和空氣,小生物才能生存;地表須有枯枝、落葉、石頭、坑洞、小水池等等不同的棲息環境,以供不同種類的生物棲息。
通常我們對看到雜亂不平、高高低低、石頭枯枝落葉雜陳的地表,常過份的整理,認為綠化的地方一定要乾淨整齊,如此一來,這種地表反而嚴重影響生物多樣性環境的建立。因此,多孔隙多變化的棲地,才是多樣化生物的最好環境。
部份的人因有不符生態原則的偏見和潔癖,一直消滅大自然中的多孔隙世界,把坑動填平、用水泥柏油鋪平地表、外牆貼上磁磚等。有鑑於此,以最近的生態理論應力求將目前「無孔隙環境」改變,盡量保持或創造「多孔隙環境」。
四、適當營造生態水池和濕地
陸域中的水域環境是野生物匯集交流最豐富的地方,綠地、公園和校園內可適當的營造生態水池和濕地。
良好的濕地地形除應具備良好的集水性外,其地形也應具多樣性的地表形態。地表的形態變化愈大,可提供野生動物棲息的潛力也愈大,所以儘可能設計一些不規則 的小水塘、小島、河岸、土墩、沙堆等不同地表形態、深度不一及坡度不同的濕地底部、凹凸不規則形狀的濕地邊緣等;池中應放置枯木、石堆及倒樹等,以提功野 生動物更天然之棲息空間。水岸邊坡應以自然之緩坡的土岸及石頭砌成的石岸,互相搭配,減少使用水泥或磁磚作為岸邊。
濕地植栽的栽種應考慮沉水植物、浮水植物、挺水植物、濕生植物等植被的差異性和適地性。可放養泥鰍、蓋斑鬥魚、青蛙、蟾蜍、水蠆(蜻蜓稚蟲)等動物,以控制蚊蟲的發生,並設法防止和移除外來種。
五、提升都市綠覆率
我國都市計畫法第45條規定,公園、體育場所、綠地、廣場、及兒童遊戲場所,所佔用土地總面積不得少於計劃面積10﹪,這比起生態都市以30﹪綠覆率為規 劃目標的作法相去甚遠。更糟的是,臺灣都市計劃中的公園綠地,有的被佔用,有的因經費不足而未開闢。依據1997年的統計,現有的法定綠地面積,僅佔都市 計劃面績的3.56﹪。更何況,即使開闢成公園,也規畫了過多的硬體設施和不透水鋪面,由此可知臺灣的綠地嚴重不足(林,1999)。
跟據研究結果,臺灣都會地區如果每提升10﹪的綠覆率,可降低氣溫平均約0.13-0.28℃,這證明都市綠化確實能緩和熱島效應。如果提升至30﹪的綠 覆率,則夏季可降低都市環境的氣溫約0.4-0.9℃,如此可降低夏季尖峰用電量約2.4-2.5﹪,進而更降低都是因冷氣、機械等的排熱,使都市氣候更 緩和(林,1999)。
為了臺灣的都市生態環境,提昇都市的生活品質,設法增加綠地面積,是刻不容緩的事情。
六、建立生態綠網
所謂生態綠網就是將所有的綠地資源組成完整的系統關係,以便有助於建立生物多樣性的環境。其方法首先要能開闢充足的綠地,提昇綠地的生態品質,進而將綠地串連起來,以有利於物種的交流、生物的遷徙。
根據島嶼生態理論,綠地的設計要儘量減少綠地的分割,並在各綠地之間以生態連接走廊將分散的綠地連接起來,如以道路的綠帶、河川兩岸的綠帶等作為生態連接 走廊,將都市中分散的綠地作有系統的連接。除了面狀的大綠地和帶狀的綠廊之外,都市的綠地系統可借重無數的背景綠點來提升生態環境。所謂的背景綠點,是指 利用生活環境中的小地方來進行綠化,例如屋頂、陽臺、露臺、牆角等,來構成無數的背景綠點。
七、設立自然消長的自然公園
都市的生態並非以「都市型的生物」為傲,而是以「野生生物」為指標。雖然野生生物繁多,但是目前的都市生態學通常以野生鳥類的物種數量作為都市生 態上的指標。其原因在於野生鳥類是生態塔中較高級的消費者,也易被觀察和量化,故以其為生態的指標。適宜野生鳥類生存的環境,也代表此環境的植物相良好, 因此也適合昆蟲等動物生活。
都市的綠地環境若無法提供食物鏈上充足的自然食物,自然性較高的生物就會受到都市型生物的壓迫而減少,甚至在市街中被隔離的小綠地,連滿足植物完成開花結果的能力都不足,遑論要供養其他生物。
根據島嶼理論,綠地的面積須達到某一程度以上,才能符合自然生態的條件。小規模的綠地只能容納市街型的鳥類,唯有大規模植生良好的綠地,才能同時容納密林 性、森林性、林緣性的鳥類棲息,而達到生物多樣性的目的(林,1999)。因此,保存柴山這塊綠地是刻不容緩的事,建立其他大型的綠地則是必要的措施,如 已成立的高雄都會公園及環保團體極力爭取的衛武營自然公園等。
參考資料
林憲德著,《城鄉生態》,詹氏書局,1999。
彭國棟文,《自然保育季刊:生態工法及生態綠化》,31期pp6-17,自然保育季刊,2000。
第六章:國家公園
一、國家公園的發展沿革
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| 圖一:優詩美地國家公園 | |
二、國家公園的涵義
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| 圖二、黃石公園:A.黃石峽谷及黃石瀑布、B.老忠實噴泉、C.階梯噴泉、D.E.七彩溫泉池。 | ||||
(一)國際自然暨自然資源保育聯盟(IUCN)的標準:
- 不小於一萬公頃面積之範圍內,具有優美景觀的特殊生態或地形,有國家代表性,且未經人類開採、聚居或開發建設之地區。
- 為長期保護自然、原野景觀、原生動植物、特殊生態體系而設置保護區之地區。
- 由國家最高權宜機構採取步驟,限制開發工業區、商業區及聚居之地區,並禁止伐林、採礦、設電廠、農耕、放牧、狩獵等行為,同時有效執行對於生態、自然景觀維護之地區。
- 維護目前的自然狀態,僅准許遊客在特別情況下進入一定範圍,以作為現代及未來世代科學、教育、遊憩、啟智資產之地區。
(二)我國國家公園法的標準:
- 具有特殊自然景觀、地形地物、化石及未經人工培育自然演進生長之野生或孑遺動植物,足以代表國家自然遺產。
- 具有重要的史前遺跡、史後古蹟及其環境,富有教育意義,足以培養國民情操,而由國家長期保存者。
- 具有天賦育樂資源,風景特異,交通便利,足以陶冶國民性情,供遊憩觀賞者。
三、 國家公園的功能:保育、教育、研究、遊憩。
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四、 台灣國家公園的發展
- 1937年,台灣總督府選定新高山國家公園(玉山、阿里山)、次高山國家公園(太魯閣、合歡山)、大屯山國家公園(大屯、七星、觀音山)。
- 民國五十一年,規劃完成「陽明山國家公園計畫」。
- 民國六十一年,「國家公園法」公佈實施,選定「太魯閣國家公園」為預定之國家公園。
- 民國七十一年九月一日,墾丁國家公園成立。
五、 台灣地區的國家公園
(一)墾丁國家公園
墾丁國家公園位於臺灣最南端的恆春半島上,三面環海,東瀕太平洋,西臨臺灣海峽,南面巴士海峽/陸域面積17,731公頃,海域面積14,900公 頃,兼具山海之勝。全區具有多樣性的自然景觀,既有發的珊瑚礁地形,也有孤立山峰、湖泊、草原、砂、丘沙灘及石灰岩洞等。墾丁位在熱帶地區,夏季漫長潮濕 而炎熱,冬季則不明,顥每年十月至翌年四月是本區的乾季,其時東北季風盛行,當地人稱為「落山風」。由於恆春半島植物區系與菲律賓相近,具熱帶特徵的海岸 林及季風雨林是當地獨特植物景觀;複雜的植物相成為種類繁多野生動物最佳棲所。黑潮流經墾丁海域,清澈溫暖的海水蘊育豐富的海洋生物珊瑚、魚類、貝類與藻 類。除了自然資源應妥善保護外,距今約四千年歷史史前遺址、南仁山石皮屋以及鵝鑾鼻燈塔等,均是珍貴人文資產,具考古研究價值,應予保護。
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| 圖四、墾丁國家公園的地質與植物景觀:A.鐘乳石、B.棋盤腳、C.龍坑生態保護區、D.貓鼻頭的裙礁海岸、E.社頂公園的白榕。 | ||||
(二)玉山國家公園
玉山國家公園位處臺灣的中央地帶,全區由海拔三百公尺直昇至3,952伀尺的玉山主峰,三千公尺以上且為臺灣百岳高峰,有三十座之多,壯偉的地形堪 稱臺灣之屋脊。區域幅員闊,面積105,490公頃,東隔臺東縱谷與東部海岸山脈相望,西臨阿里山山脈,公園內山巒疊嶂,富於高山、瀑布與斷崖景觀;冬雪 夏綠的季節變化與天候景緻更令人流連。雖然地處亞熱帶地區,但因地形地熱變化,具有寒、溫、暖、熱四大氣候類型。天然植被也隨海拔而變化,由高而低有寒原 植被、玉山圓柏、冷杉林。鐵杉林檜木林及闊葉樹林,且大多為原始植被。豐富的植物與自然地形成為野生動物最佳的棲息環境,哺乳類、鳥類、兩生類與昆蟲等分 布均極為豐饒;而最足以代表玉山地區的動物則是臺灣黑熊、長鬃山羊、水鹿、臺灣彌猴、帝雉、藍腹鷴、山椒魚及曙鳳蝶等特有種。1875年清光緒年間闢建由 南投竹山經東埔、八通關到花蓮玉里八通關古道成為玉山國家公園最重要人文資產,漢人的墾荒歷史與砌路手法值予研究。原住民布農族歌舞與編織,亦為本區獨特 藝術。
| 圖五: | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
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| 玉山國家公園:界碑、天池、塔塔加遊客中心、清代八通關古道的「萬年亨衢」碣、北峰、北北峰、日八通關越道路上的父子斷崖、日八通關越道路、西峰下的鐵杉白木林、夫妻樹、月色下的玉山主峰(右起) | ||||
(三)陽明山國家公園
陽明山國家公園位於臺灣最北端之富貴角海岸與臺北盆地間,全區以大屯火山群為主。因火山活動所成的錐狀與鐘狀火山體、火口湖,以及斷層帶上噴發不息 的硫氣孔、地熱與溫泉,具有研究與育槳價值。而整個山區環境及大屯山彙由中央向四周輻射而出的放射性水系,造成複雜而有趣的地形,再加上季風的影響,使得 這個面積僅11,456公頃,海拔從200公尺到1,120公尺國家公園上,兼具高草原、矮草原、闊葉樹林、亞熱帶雨林與水生植物群落,並孕育豐富的野生 動物。最具特色的珍貴物種有臺灣水韭、原生種杜鵑與步道間常見的蝴蝶與鳥類。
陽明山緊臨著台北都會區,為緊張忙碌的會人士帶來了一股心中清流。每逢假日,常見人車湧入陽明山區賞鳥或健身遊憩,提供都會區遊息服務的功能,是陽明山國家公園最重要的任務。
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(四)太魯閣國家公園
約在二百萬年前,由於菲律賓海洋皮塊與歐亞大陸皮塊發生碰撞,形成古臺灣。劇烈的地瞉變動與擠壓形成豫臺灣中央山脈的四千公尺高山稜脊,而立霧溪豐沛河水不斷切蝕太魯閣的大理岩層,形成了舉世聞名的峽谷景觀,並成為今日太閣國公園雄偉壯麗的景色。
太閣國家公園位於臺灣東部,面積92,000公頃,地形錯綜、地劫高聳,著名山岳有南湖大山,中央尖山、合歡山與奇萊連峰等,躋身臺灣百岳者27 座。因立霧溪及其支流切蝕作用造成的峽谷景觀,最著名的:有燕子口、長春祠、大曲洞與白楊瀑布等,沿著中棋公路由太魯閣口到3,500公尺以上亞寒帶高 山,可以觀察到千餘種不同的維管束植物,闊葉林、石灰岩生植物,檜木林、雲杉林。鐵杉林、玉山圓柏與高山植被等,可說是台灣植物生態體系的縮影。多變化而 自然地形,豐富的植物資源與原始的山區環境,棲息著種類數量均豐的野生動物。此外,錐麓古道闢建歷史、中棋公路開拓史與泰雅人遷徙、歌舞與編織藝術,均是 值得研究保存的人文史蹟。
(五)雪霸國家公園
雪山山脈位於臺灣脊樑山脈?-中央山脈西側,主要的山峰有3,886公尺的雪山及大霸尖山、大劍山、桃山與品田山等。崎嶇地形與原野自然環境成為面 積76,850公頃雪霸國家公園景觀主軸。高山地形因受大甲溪、大安溪與大漢溪之侵蝕切割,形成特殊地形景觀;大甲溪峽谷峭壁、佳陽沖積扇與河階、環山地 區環流丘地形、肩狀稜地形、河川襲奪等。原始自然的環境保存了完整植物生態及不同植物帶,由於山脈高聳雲霄的生殖隔離作用,保存了多數地質時代,孑遺植 物,如臺灣山薺,長柄毛茛。野生動物喜棲息於地形富變化而自然的山區內,其中彌足珍者為櫻花鉤吻鮭(臺灣鱒)原屬棲息於七家灣溪的迴游魚類,因人為捕捉、 水庫攔砂壩的建設與棲息地環境改變而有絕種之虞,政府正積極復育中。
(六)金門國家公園
金門舊名浯洲、仙洲,明洪武年間築城於此,取其「固若金湯、雄鎮海門」,故改稱金門。明、清兩代,科甲鼎,名將輩出,與台灣島之百姓血緣一脈相承。 隨著台海兩岸情勢的轉變,金門前線已於1992年11月7日解除戰地政務。由於金門地區數次重大戰役古寧頭戰役與八二三戰役,以及其獨特之捍衛台海地位, 使得台灣保持安定,發展經濟。為了妥善保護金門地區之史蹟文物與自然環境,並使前來參觀之民眾能珍惜前人遺跡,緬懷先人在此一戰略樞紐上之重要實績,將金 門部分地區規劃為「國家公園」,確保其人文資產及周邊自然環境,供國民之研究、教育及遊憩。面積約3780公頃,包括 :古寧頭區、太武山區、古崗區、馬山區及烈嶼區等。
除了戢役紀念史蹟、傳統落及文物外,金門之自然環境亦很特殊。在地質上為花崗片麻岩形成之丘陵地形。在林相上因近三十年來政府推行「綠化金門」迄 今,成果斐然,儼然「海上公園」。動物資源上則有豐富之鳥類資源,金門因靠近大陸邊緣為候鳥遷徙中繼站,已發現約有31種鳥類,甚具研究及解說價值。
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![]() | ![]() | 圖七、金門國家公園:文台古塔、太武山毋忘在莒碣、金城鎮孝節坊、小金門八二三炮戰紀念碑、瓊林村風獅爺、民俗文化村一隅、莒光樓、金門酒廠。 | |||
圖片來源
圖二(C):林比亨、圖三(B):許重洲,其餘圖片攝影者皆為王敏男。
第七章:高雄中學生態園區介紹
第一節:沿革
學校在民國90年將西側的舊宿舍拆除後,將一部分校地規劃為生態園區,並於民國90年11月9日完工(圖7-1)。工程內所栽種的植物共有25科28屬29種(附錄一),之後又陸陸續續種植了許多植物,園區也從一片光禿,到現在植物種類繁多,略具規模(圖7-2)。
至民國92年5月29日為止,計本校生態園區內共有維管束植物116科251屬336種。蕨類植物17種佔9%,裸子植物8種佔3%,雙子葉植物255種佔68%,單子葉植物56種佔20%(表一) (附錄二)。原生種275種佔82%,外來種58種佔17%,不確定3種佔1%。草本171種佔50%,灌木46種佔145,喬木96種佔29%,藤本23種佔7%。
| 表一、植物分類統計 | ||||||
| 種類 | 蕨類植物 | 裸子植物 | 雙子葉植物 | 單子葉植物 | 總計 | |
| 分類群 | 科 | 10 | 4 | 79 | 23 | 116 |
| 屬 | 12 | 5 | 184 | 50 | 251 | |
| 種 | 17 | 8 | 255 | 56 | 336 | |
園區依植物特性分區規畫,以利植物辨識之教學。將其分為十區,包括:階梯教學區、海漂植物區、蘭嶼植物區、榕屬植物區、楠木區、生態水池區、闊葉五木土丘、殼斗科植物土丘、裸子植物區、變色植物區等(圖7-3)。
希望藉由每年的定期觀察紀錄,提供管理模式和教學用途之發展基礎,以期能達到生態園區之多功能使用。配合基礎生物內容種植相關樹種以利教學之用,如榕樹的 榕果為生物科教學「動物與植物關係」的重要實驗材料。適當規畫水池,作為生物課中水域觀察的教學場所。園區生物種類多,學生於課餘閒暇時,能就近觀察生 物,親近自然。也可作為高一的基礎生物中「植物群集結構」與「生態系的調查」探討活動之活動場地。
第二節:規畫的原則
臺灣現有一最大的困擾,就是各行各業正確的生態教育嚴重不足,常以偏差誤繆的生態知識,作出反效果的生態救援活動,例如在校園內設置鳥園、蝴蝶園、烏龜 池、錦鯉池等閹割的自然環境,作為學生的生態教學;在公園內種滿韓國草草坪及整齊畫一的單一樹種,將最傷害生態的園藝當成最自然的綠地 (林,1999)。「生物多樣性的意義,並不只以蝴蝶、蜻蜓來作為附庸風雅,而是必需體認到少了一種蝴蝶、缺了一種植物,象徵我們的子孫就少了一份生存的 機會」。
我們過去的公園綠地建設多以人類活動設計為主,常過份的人工化而壓迫生物棲息空間。如綠地植栽多為外來植物及觀賞性的園藝種類,植栽種類與形式過份單純,缺乏豐富的水域植生生態設計,不符合生態原則的草皮面積過多等。
本園的設計原則,希以「生態設計」的方式,降低、減緩生態破壞,達到生物多樣性的生態校園之理念。其規劃原則敘述如下:
- 提昇校園綠覆率。
臺灣都會地區如果每提升10﹪的綠覆率,可降低氣溫平均約0.13-0.28℃,這證明都市綠化確實能緩和熱島效應。如果提升至30﹪的綠覆率,則夏季可 降低都市環境的氣溫約0.4-0.9℃,如此可降低夏季尖峰用電量約2.4-2.5﹪,進而更降低都是因冷氣、機械等的排熱,使都市氣候更緩和(林, 1999)。為了臺灣的都市生態環境,提昇都市的生活品質,設法增加綠地面積,是刻不容緩的事情。
- 植栽配置原則:
- 大處種大樹,小處種小樹。
- 選擇適當的樹形。
- 多層次的佈置。
- 依植物需光量的特性栽植。
- 植栽間配以適當的生長間隔。
- 配置不同花季及花色之植物。
- 栽種誘鳥誘蝶植物—提供生物充足的棲息環境
生物多樣性的綠地,應能提供多樣性生物充足的覓食環境。良好的覓食環境,應有多樣化的植物食物以引誘多樣的生物來棲息。城鄉環境的綠地設計,常因為清潔管 理之便,排斥果樹和蜜源植物,而以幾種觀葉植物權充綠地,尤其是昆蟲食物源的野花、野草被挖除或割除,使得生物種類和數量皆下降。因此,今後為了生物多樣 化環境,應在都市綠地中,減少草坪,廣植食草植物、蜜源植物及誘鳥誘蝶植物,以增加多樣化生物環境的基盤。
- 使用原生植物綠化。
臺灣地區原生的高等維管束植物達4000多種,其中有許多原生植物的樹形、花色等均優雅美觀,非常具有觀賞價值。但是,長久以來原生植物很少受到重視,導 致各處行道樹、公園、校園及庭院之綠化多以外來種為主。甚至部份的景觀設計師、園藝業者及觀賞者視本土植物為不值錢,以外來種為高雅風尚,造成外來種充 斥,進而影響原生植物之生存空間。
原生植物經過長期與本地環境共同演化的結果,早已適應當地的氣候、土壤、微生物以及其他動物等,並產生相互依存的密切關係,是穩定本土生態系上最好的選擇。目前政府已警覺到外來種植物所產生的問題,逐漸重視以本土植物綠化。
- 減少人工修剪及干擾
過份的人工修剪是目前綠化工作上最受詬病的項目之一。原本綠化的目的是在提供大量的綠葉,以進行光合作用而釋出氧氣,降低二氧化碳濃度;維持水份蒸散,以 調節氣候,並有吸收噪音之效果;花果枝葉則能作為動物的食物和築巢棲息之所,但是這些目的因過度修剪而被剪光了(彭,2000)。
不論是綠籬、植栽或草地上的地被植物,整修時應把握其自然樹型,讓其自由和充份的生長,不作不當的修剪 。栽植時應注意每種植物的生長條件,種植於適合的環境中,並保握「大處種大樹,小處種小樹」的原則(彭,2000)。
- 滲透循環水設計。
目前城鄉環境的地表,多由水泥、瀝青、地磚等不透水材料所組成,阻隔了水滲入土壤的機會。尤其是雨水的排水設施多為密不透水的設計,使雨水直入河川,無法 循環回歸大地,是一種不經濟且不符生態原則的作法(林,1999)。為了改善人工環境的滲透功能,必須進行全面透水化的設計,。地表鋪面透水化設計法就是 以多孔質的連鎖磚、植草磚、砌石來鋪設地面的作法。人工輔助入滲設計法則是利用多孔隙的滲透井、滲透管溝來結合排水設施,排水道並以自然滲透為設計方式 (林,1999)。
最近在臺灣很流行連鎖磚、植草磚、砌石等透水鋪面設計,這種透水舖面的正確作法是先以透水性良好的砂石層打底,壓實之後,再鋪上透水鋪面(林, 1999)。在下雨過後,這種透水鋪面設計能發揮出其透水的特點,即在透水鋪面上很快就乾爽,不易積水,而不透水鋪面則常積水不退,造成行走不便。
- 建立多孔隙及多變化的棲地。
維持生物多樣性的基本原則之一就是要建立多孔隙的環境。綠化的地方,其土壤必須保持多孔隙才能容納水份和空氣,小生物才能生存;地表須有枯枝、落葉、石頭、坑洞、小水池等等不同的棲息環境,以供不同種類的生物棲息。
通常我們對看到雜亂不平、高高低低、石頭枯枝落葉雜陳的地表,常過份的整理,認為綠化的地方一定要乾淨整齊,如此一來,這種地表反而嚴重影響生物多樣性環境的建立。因此,多孔隙多變化的棲地,才是多樣化生物的最好環境。
- 適當營造生態水池及溼地。
陸域中的水域環境是野生物匯集交流最豐富的地方,綠地、公園和校園內可適當的營造生態水池和濕地。
良好的濕地地形除應具備良好的集水性外,其地形也應具多樣性的地表形態。地表的形態變化愈大,可提供野生動物棲息的潛力也愈大,所以儘可能設計一些不規則 的小水塘、小島、河岸、土墩、沙堆等不同地表形態、深度不一及坡度不同的濕地底部、凹凸不規則形狀的濕地邊緣等;池中應放置枯木、石堆及倒樹等,以提功野 生動物更天然之棲息空間。水岸邊坡應以自然之緩坡的土岸及石頭砌成的石岸,互相搭配,減少使用水泥或磁磚作為岸邊。
濕地植栽的栽種應考慮沉水植物、浮水植物、挺水植物、濕生植物等植被的差異性和適地性。可放養泥鰍、蓋斑鬥魚、青蛙、蟾蜍、水蠆(蜻蜓稚蟲)等動物,以控制蚊蟲的發生,並設法防止和移除外來種。
- 物種多樣性及多層次綠化。
「少數物種大量栽培」是人類在美觀、社會價值、文化傳統及環境限制等考量下的產物,而原生種植物消失的最大原因,是因為人類的單一物種栽培,也因此造成綠地生態的不穩定 (林,1999)。
為了促進植物群集的穩定,綠化應力求「物種多樣性綠化」,即要考量植物種類的應多樣化,各種植物所佔的比例要適當,並且種植不同樹齡的植栽等。
除了物種要多樣化之外,也要建立「多層次的綠化」。傳統的綠化方式,多將喬木、灌叢、草皮分開栽植,以求整齊劃一,沒有上、中、下層的多層次綠化觀念。為植物群集的穩定性,應將喬木、灌木、草本、藤蔓、地被植物、附生植物等多樣混生栽植,模仿天然林成為多層次的綠化。
第三節:面臨問題
(一)、生態園區植物鑑定問題
此次建立生態園區的植物名錄,參照了社團先前所留下園區的栽種紀錄和初步調查,雖然是在原有的基礎上建立名錄,但也有不少新移入的植物等待鑑定,因此在辨識植物的過程中,也出現不少問題。
- 移入的植栽,部分是向園藝商訂購,但有時園藝商會送錯樹種,造成園區的樹種和栽種紀錄不符的情形,因此我們也重新辨識了紀錄上的植物,更正了部分的植物名稱。
- 在分類時,有的植物需要以花、果實的特徵來檢索,但園區的植物並未開花結果,葉的特徵又不易辨別,造成辨識上的困難,因此我們也多方尋找書籍,請教植物辨識專家。本次建立之名錄有8種植物,只確定其屬名,不確定為何種,便在其屬名後加上 spp. 表示仍待進一步的鑑定。
- 生態園區的殼斗科植物土丘,種有幾種殼斗科植物,皆為葉子稀疏的樹苗,由於殼斗科的植物,其葉子形態變異大,加上樹種取得不易,植栽生長緩慢等因素,使得辨識這幾種殼斗科植物較為困難,未來等其植栽長大,有果實時,才能提供較有力的辨識依據。
- 在 水生植物辨識方面:此處的水生植物是指泰半時期必須長在多水的環境中才能完成生活史的維管束植物(楊等,2001)。由於水生植物容易因環境產生很大的變 異,多倍體的產生與多倍體族群間的雜交,以及種內與種間的雜交,常使得種的判定產生困難,加上水生植物缺乏研究、資料不足,要探討水生植物的正確學名與系 統分類有時相當困難,如菱屬、水蓑衣屬、水莧菜屬的分類即為難題(楊等,2001),因此在園區水生植物的辨識上,則請教老師、學長提供相關資料及栽種的 紀錄等,在使用學名上,則採用較廣義的分類,即水生植物圖誌上有正式學名為準,例如水池的水蓑衣屬植物,將宜蘭水蓑衣、披針葉水蓑衣(H. lancea (Thunb.) Miq.)歸在廣義的的柳葉水蓑衣(Hygrophila salicifolia (Vahl) Nees)下(楊等,2001)。
(二):生態水池的消長
生態水池建立初期,在水池中有放置水王孫等沉水植物,但仍缺乏岸邊的濕生、挺水植物,之後為營造多樣的環境,我們便在水池周圍放置了許多枯木,石堆,在水 池中插入枯枝,便於水蠆等水棲昆蟲羽化(彭,2000)。之後水池內藻類繁生,影響水生植物和水棲昆蟲的生存,為了解決這個問題,除了人工清除藻類之外, 也陸續在水池邊種植許多挺水植物如過長沙、水蓑衣屬的植物,放置了原生的魚蝦。在挺水、浮葉、浮水的植物,生長得較為茂盛後,水池優養化的問題才慢慢消 失,但最近又陸續出現了吳郭魚、牛蛙、巴西龜等外來種,目前以人為捕捉來解決外來種橫行的問題。而水池的植物相也趨於穩定,周圍也植有許多濕生的植物,但 生態水池的物種及棲地是永遠隨時間而在改變並和周圍所有的環境共同演化,應不斷地觀察、探索、檢討、改進,永遠沒有停止或完美的一天(彭,2000)。
(三):生態園區外來種的問題
園區也有外來種侵入的問題。從表三來看,園區中有275種原生種佔82%,58種外來種佔17%,但外來種中有39種為自行遷入佔外來種的67%,另從表 五來看,自行遷移進來的植物,有54種是原生種(佔57%),39種是外來種(佔41%),可見在園區的環境下,原生種和外來種互相競爭生存空間,這對原 生種植物是一大威脅。
大花咸豐草、小花蔓澤蘭都是外來種,因其能適應野外環境而歸化,且少有天敵,在野外這兩種植物皆有很強的侵略性,蔓延迅速,甚至取代部分原生植物成為優勢 種,威脅原生植物生態(張,2001)。在園區內也有同樣的情形,全區皆有這兩種植物的蹤跡,在開闊的土丘區、裸子植物區和變色植物區,由於這幾區樹苗幼 小,遮蔭不夠,大花咸豐草和小花蔓澤蘭便肆無忌憚地生長,常會蓋住較低矮的植栽。為保護園區原生種的生存空間,避免植物間過度生長產生競爭,造成景觀破 壞,人為的控制在所難免(黃等,2003),目前處理為人工拔除,拔除下的植物可作為植物肥,回歸自然。等到園區的喬木長大,提供較多的遮蔭,以及原生植 物可與之競爭時,外來種的數量才會趨於穩定,管理上才能減少人為干擾,符合生態綠化的原則(黃等,2003)。雖然外來種帶來了許多問題,但許多在野外馴 化的外來植物,也的確豐富了園區的面貌,外來種的問題是生態教育的一部份,也同樣是在生態園區內等待我們探索的好問題。
第四節:生態園區之展望
生態園區除了提供一個讓師生、大眾認識植物、動物,學習生態綠化等觀念的場所外,在教導新知的同時,更衝擊我們對於自然環境的舊有觀念。美麗的植物對民眾 往往有很大的震撼,民眾產生興趣後,加上適時傳遞正確知識與觀念,方可收到相輔相成甚至加倍的效果(黃等,2003),樹立校園生態園區的典範,達到生態 教育的目的。
生態園區在規劃時便分區種植不同的植栽,營造出多樣的環境,互相影響。根據植物和環境間的關係,在有限空間內,利用人為組合方式呈現出多種不同的生態結構 (黃等,2003)。各區植物的垂直分布從地被植物、草本、灌木、喬木、到藤本植物以及水池區從陸生、挺水、浮葉、浮水到沉水植物等多物種混和而且多層次 的栽種,是為了達到植物族群的穩定,景觀的協調及各種野生動植物互動網的建立等目的,雖然看來雜亂無章,但這才是最接近自然,最適合野生生物棲息共生的生 態綠化方式(彭,2000)。如此便是以生態學的理念配合人工栽植的方法來加速形成極盛相植物社會的綠化方式,復育符合生態原則的天然植物相(黃等, 2003),反觀許多公園、校園內在綠化上種植單一樹種,以單一的草種作為草坪的規劃則和多樣化及多層次的綠化觀念相去甚遠。園區的植物種類仍在增加,植 物也漸漸茁壯,未來會向多樣化及多層次綠化的目標不斷邁進,以達教學及示範目的。
生態園區為一多功能之園區,除了孕育一個適合動植物的生長的環境外,其教育、研究之功能,更是學術上的一大資源,並且樹立一個生態園區的典範,作為生態教育的戶外教材。
第五節:生態園區分區概述
生態園區佔地約2000平方公尺,在民國90年11越9日完工到民國92年5月29日止,植物從原本的25科28屬29種增加到116科251屬336 種。植物不斷在演替,生態園區的面貌也不斷地在改變。為了要有多樣化的生態環境,生態園區在規劃時便劃分為10區,各區栽植不同的植物,在不同的環境下, 形成各具特色的生態環境。以下為各分區的概述。
階梯教學區
階梯教學區位於生態園區的入口處,前有透水磚舖成的教學廣場,配合植物階梯式的種植設計,是適合講解教學的廣場。本區的木本植物計有17科24種。本區外 圍種植了一些海濱植物,像是肥豬豆、林投、草海桐、臺灣海棗等;沿階梯而上,有用來招蜂引蝶的蜜源植物馬櫻丹,再上去就是比較高大的喬木包括臭娘子、九 芎、紅柴、魯花樹、鐵色、柿樹科的楓港柿和象牙樹、蓖麻、繖楊、黃槿、恆春楊梅、魚木等,其中也不乏較低矮的灌木:止宮樹、枯裡珍、鯽魚膽、日本衛矛等, 以及草本植物台北草、鐵炮百合。還有鵝掌藤、印度鞭藤、爬在圍牆上的薜荔等藤本植物,這些不同的地被植物、草本和木本植物構成了本區的植物相,加上階梯的 形式,可以很容易觀察到植物分層的現象,等喬木長的更高大後,分層會更加明顯,階梯教學區會是一個觀察、講解、教學的好地方。
海漂植物區
本區位在上一區的對面,站在廣場就可以看到此區的面貌。本區的木本植物計有6科7種。海漂植物區主要是以一些海濱植物以及其果實可藉由海水漂流、傳播的植 物為主,外圈有穗花木藍和海邊常見的馬鞍藤,再來是林投、草海桐灌叢。白水木、蓮葉桐、瓊崖海棠、棋盤腳、黃荊等喬木在後方,植物密集地生長著,讓海漂植 物區層次分明。
蘭嶼植物區
蘭嶼植物區種植了許多蘭嶼的樹種如蘭嶼樹杞、蘭嶼山馬茶、蘭嶼柿、蘭嶼蘋婆、蘭嶼肉桂、蘭嶼肉荳蔻等,還有其他較低矮的植栽,三葉蔓荊、春不老、長果月橘,地被植物以穗花木藍為主。本區木本植物計有8科9種。
榕屬植物區
本區域位於階梯教室區旁,主要種植榕屬植物。主要有島榕、雀榕、幹花榕、稜果榕等,另有自生之正榕,圍牆上有薜荔攀爬,周圍有白匏子、蟲屎、茄苳、山棕、 臭辣樹。另外植有數棵台灣欒樹提供遮陰,故此區域較鄰近區域低溫且潮濕,草本植物以禾本科植物和大花咸豐草為多數。目前以雀榕生長狀況為最佳,周圍堆放了 許多枯木,提供多孔隙的環境供生物棲息。本區之木本植物計有5科13種。
楠木區
本區植有多種樟科楠木植物樹苗,主要有香楠、大葉楠、五掌楠等,另外植有野牡丹、春不老、杜虹花、月桃、?梧、森氏紅淡比、小葉魚藤、食茱萸、山黃梔、佐 佐木灰木、台灣濱棗、桃金孃、武威山枇杷、駁骨丹、華八仙、美洲闊苞菊、兔尾草等植物。地被植物有禾本科植物以及含羞草、大花咸豐草等。本區植物多數尚在 樹苗階段,無法提供遮陰,太陽直射使得土壤乾燥,植物普遍生長狀況不佳,主要以自動灑水器提供水源。本區木本植物計有23科33種。
生態水池區
生態水池區位在園區的中心地帶,我們將園區中的人工水池以及其周圍約五至十公尺仍受水池溼度影響的範圍劃分為生態水池區。本區之木本植物計有12科14種。
此水池為靜止不循環的水池,旁邊有一自然形成的灘地,生長著水燭、田字草等植物。水池旁植有數棵台灣欒樹提供遮陰,故本區現生有多種蕨類及耐陰濕性的植 物。水池周圍陸生的植物有高士佛赤楠、土樟、穗花棋盤腳、南洋山蘇花、姑婆芋、苦檻藍、苦林盤、土沉香、野薑花、風箱樹、黃藤等,水池中現生挺水植物以水 蓑衣屬植物為多數,另有過長沙、風車草、田蔥、木賊以及數種柳葉菜科、千屈菜科植物。浮葉性植物以日本萍蓬草、及睡菜科植物為主。浮水性植物以槐葉萍、滿 江紅科和浮萍科植物為主。沉水性植物主要有水王孫、水蘊草、台灣萍蓬草(只有沉水葉) 、以及眼子菜科植物。
水池部分各植物種數量目前已漸趨穩定,但池中仍有絲狀藻繁生以及外來種吳郭魚、巴西龜、牛蛙的問題,目前以人為方式維持水池生態之平衡。期望未來能將人為 干擾減到最低而其本身能維持平衡狀態。並能提供因環境破壞導致數量稀少的水生植物種類保存種源之處,並能達到生態教學功能。
闊葉五木土丘區
此丘有種植闊葉五木的烏心石、毛柿、黃連木、牛樟、櫸。並有台灣欒樹的遮陰,創造小型的多樣化環境,另種有小花鼠刺、台灣山桂花、鵝掌柴、破布子、白雞油、山櫻花、樟樹、榔榆等。本區木本植物計有12科14種。
殼斗科植物土丘區
本丘在闊葉五木丘的對面,種有青剛櫟、印度栲、栓皮櫟等殼斗科的植物,另有喜樹、飛龍掌血、台灣大豆、金粟蘭、黃杞等。木本植物計有5科7種。
自發展初期至今,闊葉五木土丘區和殼斗科植物土丘區仍然陸續的栽植不同樹種之幼苗,但也有外來種的侵入,如大花咸豐草與小花蔓澤蘭。在植物組成上,木本植 物較無變化,草本植物則演替性強,族群不穩定。繁殖快速的外來物種,易影響育種樹苗的生存,如大花咸豐草容易淹沒整株樹苗,遮住陽光,且搶走肥料的養分, 導致幼苗生長情形不良,目前仍以人工除草的方式定期管理。未來希望能等台灣欒樹的遮陰效果較好時,能抑制屬於陽性植物之大花咸豐草的生長。
裸子植物區
本區位於生態園區的後段,緊接於土丘區之後,地形平坦,呈L字形,種有台灣欒樹遮陰。本區主要種植裸子植物包括:臺灣肖楠、蘇鐵、竹柏、蘭嶼羅漢松、大葉 羅漢松,叢花百日青、桃實百日青及杉木(福州杉),目前有過多大花咸豐草的問題。除了初期規劃的樹種外,本區也出現像是番薯和空心菜等植物。本區木本植物 計有6科10種。
變色植物區
生態園區的最後一區,主要種植葉片隨季節會變色的植物。包括:無患子、烏?、白?、杜英、臺灣火刺木、山漆,也種有珊瑚樹、台灣赤楠、香椿等植物。木本植物計有8科11種。此區也有過多大花咸豐草的問題,但栽育的樹種多已具一定規模,影響較小。
參考資料
- 林憲德著,《城鄉生態》,詹氏書局,1999。
- 彭國棟文,自然保育季刊:生態工法及生態綠化》,31期 pp6-17,自然保育季刊,2000。
- 張弘毅文,《自然保育季刊:幾種具綠美化潛能之原生地被植物簡介》,36期 pp19-25,自然保育季刊,2001。
- 黃朝卿、蔡牧起、林信雄文,《自然保育季刊:由生態綠化觀點談植物生態園的經營管理》,41期 pp23-31,自然保育季刊,2003。
- 楊遠波、顏聖紘、林仲剛、黃世富、郭紀凡、梁慧舟著,《台灣水生植物圖誌》,行政院農業委員會,2001。
- 莎拉?史坦因(Sara Stein)原著,杜菁萍譯,《生機花園(Noah’s Garden)》,大樹文化事業股份有限公司,1996。
第八章:污染物宿命與環境污染影響評估
第一節:污染物的來源與流布
污染物種類繁多,依來源不同可分空氣污染、下水道污泥、農漁業廢水肥料、戰爭彈藥、殺蟲劑等(圖8-1)。例如高溫燃燒木材或木炭可釋出微量的二氧化硫,在空氣中經過化學作用變成硫酸系列化合物,是造成酸雨的來源之一;木材所含的油脂在高溫燃燒下可能形成少量的多環化合物,這些則屬致癌物質,燃燒石油所產生的這類化合物則是石化工業區的主要污染源 。
污染物在環境中因其化學物理性質不同,分布在大氣、水層及沉積物或底泥中之比例有極大的差異,存在的形式又受到酸鹼值、鹽度、溫度和氧氣濃度等因素的影 響,而成帶陰或陽離子等不同狀態的化合物。這些污染物有些是工廠排放的點源污染有些則是各家庭排放的非點源污染,隨著空飄或水流跨越國界四散分布影響生活 環境,有些時候我們既是環境污染的受害人也同時是加害人(圖8-2)。
台灣在環境利用上寸土寸金,西部沿海地區的利用在小範圍內有養殖、遊憩、工業、垃圾掩埋等用途,產生的污染物質在環境中交互作用,若防治不當可能對生活於 其中的生物造成不良影響。一般而言近岸海洋污染較大洋區嚴重,顯示海洋污染源主要來自陸源,污染物質進入海洋之途徑依序為陸源排放、大氣傳輸、海上交通運 輸、海拋、海上礦物開採等;例如1997年的資料顯示,海洋中有機氯農藥80%以上由大氣傳輸進入海洋。
蚱蜢效應是指污染物質尤其是持久性有機污染物,在氣溫高時易揮發進入大氣中,經由風的作用移入低溫區域,藉著凝集或是降雨回到地表,當氣溫再度升高時,這些污染物又再度進入大氣層傳播至他處,這種跳躍式的傳播效應稱之(圖8-3)。污染物在環境中存在之形式受到許多因素影響;例如汞在缺氧的水域有二價汞、硫化汞、或是經細菌代謝成甲基汞等,不同的化合物對生物的影響差異很大,其中以甲基汞毒性最強。
第二節:生物的吸收代謝機制與累積狀況
污染物可以透過食物、呼吸、飲水等方式進入生物體內(圖8-4), 這些污染物透過血液循環系統和肝臟的代謝作用後,藉由排泄系統排出體外,未排出者則分散到不同的組織中累積;累積情形依污染物特性各異,對生物體的毒性作 用也不同。金屬污染物進入體細胞可以透過離子通道、蛋白質轉運等途徑進入,這些進入細胞的金屬離子可以和結合金屬酵素、金屬硫蛋白酵素鍵結成穩定化合物不 會對生物有不良影響,未鍵結的金屬離子也可能進入粒線體和細胞核影響生物體的代謝功能或進入溶小體再被排出細胞外。植物細胞有細胞壁和動物細胞不同,動物 吃食植物時,無法消化細胞壁,因此,存在細胞壁中的污染物就不會被掠食者攝取到。有機污染物進入體細胞後,進入單養酵素系統進行代謝,污染物代謝後成為親 水性較高之化合物,進而和細胞內其他酵素結合,進一步排出體外。
第三節:環境污染的評估項目
污染物對生物個體的影響最嚴重可引起致死反應,輕者生理不適,有發育遲緩不正常、行為異常、代謝異常或腫瘤產生等(圖8-5)。評估污染物的毒性效應受到多種因素影響,例如年齡因素,年輕與年老受試者其效果差異有時高達千倍;其他如性別、遺傳特質、受試期限等因素都有不同程度之影響(圖8-6)。此外,有些污染物同時存在有加成或減弱等不同效應,使毒性測試更加複雜。
在族群層次上,環境污染以族群密度及生物量進行評估(圖8-7)。物種族群之選定常以關鍵種、重要保育種、經濟性種類、或指標種為選擇依據。在群聚和生態系統層次上,環境污染以結構性和功能性指標評估(圖8-8)。結構性指標有物種歧異度指數和物種豐富度指數,在計算上該環境生物種類和各種的數量都須考慮。功能性指標有生產率、初級生產率、呼吸率、營養鹽吸收流失率、有機物分解率、逆境回復率等(圖8-9),由於功能性指標在開闊的環境中不易進行評估,因此在實際環境監測的案例較少採用。
環境污染評估在了解污染物對生物的影響後,進一步評估生物的長期和短期可能風險,發展風險評估模式(圖8-10), 在風險成為事實前提出預警,最終目的在保護生物生存之生態系統。環境污染對生物的影響隨暴露時間長短和濃度高低而異,時間短濃度低,生物效應可能只顯現在 分子生化反應速率改變,隨時間和濃度的增加,生物個體生理行為異常產生,整個族群發生變化進而群聚與生態系統也出現異常(圖8-11),此時進行管理則明顯太遲。
第四節:本省水域環境監測項目與重金屬污染
本省淡水域化學污染監測指標項目有pH值、溶氧、生化需氧量、懸浮固體、氨氮;物理污染監測項目有外觀、水溫、臭味、色度、濁度等(圖8-12)。生物監測指標則分未受污染(生物種類如石蠅、長鬚石蠶、澤蟹等)、輕度、中度、重度污染指標生物等。海域污染監測指標項目有pH值、水溫、溶氧、導電度、鹽度、金屬元素、營養鹽、大腸菌等(圖8-13)。
人類使用金屬器皿的歷史久遠,羅馬帝國時代鉛即廣泛使用在盛裝食物的容器、製作水管、化妝品原料等(圖8-14);時至今日鉛的用途更加廣泛,從早期的汽油添加物,到電池製造業、建築業、橡膠業、陶瓷業和印刷業等;透過食物、飲水或呼吸進入生物體,取代細胞內鈣和鋅離子的生理功能,如酵素作用、造骨機能都是可能被影響的部分。
銅污染是本省海域環境中常見的金屬污染之一,牡蠣在銅污染的環境下消化腺部分呈現綠色,俗稱綠牡蠣(圖8-15)。污染物在生物體內累積因大小或組織有差異存在,以鎘累積在雙殼貝為例,腎臟和消化腺的累積量高於鰓、外套膜和肌肉;有機污染物累積則在油脂含量高的組織內含量較高。
第九章:有機污染與環境荷爾蒙
第一節:有機污染簡介
有機化合物:含有機碳構造的物質稱之。具有荷爾蒙效應的化合物則稱之為環境荷爾蒙(或稱環境雌性素、環境干擾物、持久性有機污染物等,圖9-1), 其中大部分為有機化合物;環境荷爾蒙(environmental hormones)亦稱內分泌干擾物質 (endocrine disrupting chemicals, EDCs),他們是環境中存在,具有干擾生物體內荷爾蒙的合成、分泌、運輸及作用,進而影響生物體的發育、生長、行為或生殖等生命現象之化合物,如烴基酚 類(4-octylphenol)、多環類的芳香化合物、有機汞、多氯聯苯、地特靈、DDT等均為環境荷爾蒙之成員;而聯合國環境計畫(United Nations Environment Programme, UNEP)定出之12種持久性有機污染物(persistant organic pollutants, POPs)亦為其成員。
第二節:環境荷爾蒙的作用與對生態的影響
有機錫是合成化合物,屬環境荷爾蒙成員之一,廣泛應用在工業及農業上,用途為防腐劑、安定劑、催化劑、殺蟲劑、抗生物附著劑等(圖9-2)。 有機錫化合物中的三丁機錫與三苯醋錫雖然對目標生物有極佳的去除效果,但對非目標生物也同時有降低成長、抑制胚胎發育、使貝類雄化等作用。受到三丁機錫或 三苯醋錫污染的雌岩螺,因生殖孔阻塞受精卵無法排出,堆積在生殖管道內變紅變黑形成壞死組織,此時長出陰莖的雄化作用也同時被引發(圖9-3);這種作用對繁殖力低分布範圍小的種類會造成族群數量降低甚至滅種的壓力,這些污染物可能來源是普遍存在環境中的油漆添加物、塑膠製品或殺蟲劑農藥等。
許多生物對有機錫的代謝能力低,在低濃度長時間的污染下,負面效果即能呈現,有機錫累積在食物階層頂端的鯨豚肝臟也普遍存在,累積濃度在開發國家及近岸種 類較高,物種間因代謝能力的差異受有機錫污染影響也不同,鑒於有機錫污染對海域生態的威脅,全世界預計在2008年禁止三丁機錫做為油漆添加物。此外,在 歐洲國家下水道污穢物中可檢測到環境荷爾蒙壬基苯酚、多氯聯苯、有機錫等,生物面對何時何地都存在的環境荷爾蒙威脅不容忽視。
多氯聯苯在一九二九年開始量產(圖9-4)﹐ 它總共可以有兩百零九種同份異構物,其化學性質相當穩定﹐不僅具有耐酸、耐鹼等抗腐蝕性﹐更有電流絕緣的特性﹐揮發性低又不易水解﹐還有耐熱的安定性﹐極 佳的抗氧化性。早期多氯聯苯在防治柑橘類水果病害使用﹐主要是因為其對於真菌類具有抑制的作用。後來多氯聯苯被用在電容器、變壓器等高壓電器之冷卻及絕緣 油液﹐由於其極高的穩定性﹐因此大大提升了此類電器的安全性﹐且使其體積大為縮小。自此之後﹐除了高壓電器的絕源油液之外﹐也當作食品工業、化學工業、製 藥、製紙及塑膠工廠等方面的熱媒體;另外﹐也被應用在高溫、高壓、水中及真空等特殊環境下的潤滑油,其他﹐如抗腐蝕及防燃的塗料、石化毛織物的添加劑、增 軔劑、殺蟲劑等。根據記錄顯示﹐日本在一九七○年共生產了一萬多公噸以上﹐此為日本在過去以來產量最高峰的一年﹐而美國也在同年達到了最高的銷售量﹐超過 了三萬五千公噸,根據一九八九年的估計,人類總共生產了近兩百一十萬公噸的多氯聯苯。這些廣泛使用的合成物,對生物有雌化效應,深海生物體內亦有,一般環 境中不易分解,但缺氧環境之細菌分解能力較強。
DDT亦屬環境荷爾蒙成員之一,雖然被許多國家禁用多年,但在生物體和環境中仍能檢測到其代謝產物DDE,這種環境荷爾蒙使鳥類產卵的機制受損,蛋殼變薄甚至無法鈣化變硬,導致鳥類族群數量下降(圖9-5)。
介面活性劑也就日常生活中的清潔劑、潤濕劑和乳化劑在亞洲每年使用量達一百萬噸,其中有20%進入環境中(圖9-6)。非離子介面活性劑類的代謝產物壬基苯酚和雙酚A有雌性荷爾蒙效果(圖9-7),可引發雄鯉魚生殖異常,壬基苯酚在本省淡水系統的底泥和水中可檢測到,對生態的影響尚不清楚。
環境荷爾蒙對人類亦有影響,如精子品質不佳數量減少,不孕、癌症和發育異常等(圖9-8),已知對生物有不良影響之化學物質有三丁基錫、多氯聯苯、汞、開樂散等(圖9-9),這些化合物不僅普遍地存在環境中,亦可在食物、罐頭、試管、防蛀牙藥、餐具、奶瓶、尿布、水管等日常生活用品中釋出,影響所有生物。目前已知約有86種化學污染物為環境荷爾蒙,而受環境荷爾蒙影響最大的是生殖和甲狀腺二系統(圖9-10)。此外,除了化學污染物和合成女性荷爾蒙外,有些真菌和植物的產物也具有影響動物生殖系統功能的作用(圖9-11)。
綜合相關之研究顯示,野生動物長期暴露在低劑量之環境荷爾蒙,會引發甲狀腺機能不良、生殖率降低、畸形兒、免疫功能不彰、雄性雌化、雌性雄化等生理反應, 進而影響物種族群結構,降低生物多樣性;受影響的生物有鳥類、魚類、貝類、爬蟲類、哺乳類、藻類等等,人類位於食物鏈之頂端,自不能置身事外。
第三節:環境荷爾蒙篩選流程
市面上,合成化學物質約有八至十萬種之多,每年新產品則以二千種之速度增加中,產品對生物與環境之影響多不清楚;目前美國環保署正逐步篩檢這些化學物質,經過初篩、優先性設定、第一、第二階段篩選後,具環境荷爾蒙活性之化合物進行危險性評估(圖9-12)。危險性評估包括野外實驗、風險評估預測等(圖9-13),若該化合物對環境生態有深遠影響則進行風險管理,以確保生物生命之安全。
第十章:臭氧層破壞與營養鹽污染
第一節:營養鹽污染
在人口密度增加的壓力下,生活、農業灌溉、工業用水激增,世界各地興起築水壩風潮,於1970年代達到最高峰,此時超過15公尺高的水壩多達六千餘座。
河川上游逕流量因此降低,下游陸續收納來自家庭、農業與工業排出之營養鹽與各式污染物質,導致水域營養鹽增加與藻華現象發生,尤其是近岸水域水流交換差之 處。近幾十年來藻華頻率在全球皆有增高的現象,這種引發大型水生動物死亡的藻華現象可能透過有毒藻類毒性效應或缺氧所致。減少河川水量注入的另一效應是水 體循環方式亦隨之調整,陳(2002)之研究顯示長江三峽大霸的修築與東海魚獲的降低有相關。
本省淡水域環境監測之污染指標依據環保署訂有化學性指標(酸鹼值、溶氧、生化需氧量、懸浮固體及氨氮含量)、物理性指標(外觀、水溫、臭味、色度、濁度)、生物性指標例如在未受污染水域有石蠅、澤蟹、扁蜉蝣等;顫蚓是重度污染水域的優勢種(圖10-1)。本省海域環境監測之污染指標依據環保署訂有化學性指標、物理性指標,生物指標有大腸菌數及葉綠素含量等(圖10-2)。本省污染相關研究以重金屬(亦稱微量金屬)污染為主占64%,有機污染研究占36%;研究地點多以本島南北部較多,中部東部及離島相對較少(圖10-3)。
第二節:封閉生物圈生命維持系統
封閉生物圈生命維持系統的概念早在1960年代即有,此系統中太陽能源是唯一的輸入物質,食物與氧氣需自給,二氧化碳需移除,廢棄物需再分解利用;若此系統得以成功,環境污染對人類的威脅將大幅減輕。但是到目前為止,蘇俄的Bios-3和美國的Biosphere II 的研究都無法有效的維持生態系統平衡而宣告失敗(圖10-4)。 以美國的Biosphere II(生物圈二號)溫室為例,生物圈2號是一個由高科技製造,耗資二億美元的密閉生態系統,位於亞利桑那州佔地3.1英畝,有六個熱帶生物群落,分熱帶雨 林、草原、沼澤、沙漠和海洋環境等,八位研究人員居住其中,歷經二年實驗,在實驗的過程中,首先碰到的問題就是系統內的氧氣濃度從21%下降至14%,找 不出原因;另一個令人頭痛的問題是蟑螂很多,研究人員不敢用殺蟲劑,因為怕污染了賴以維生的水資源;在這個自給自足的系統中,樹都長得很快,研究人員花了 很多時間砍樹,如果不如此,這些樹會衝壞屋頂裝置,也可能倒塌壓傷了生物圈內的生物;沒有風,很多植物無法受粉不能繁殖(圖10-5); 因為缺乏天敵,老鼠也成了這個系統裡的大問題,它們吃掉了研究人員種植的多種作物,研究人員只能以甘藷為主食,經過了一年多的時間,所有人員的體重都減輕 1/5~1/3不等。從這樣一個耗資龐大的實驗,我們學到設計供我們生活的人造環境,目前是不可能的;既然無法創造環境,如果我們再不減低對自然環境的破 壞,那人類終將面臨萬劫不復的大苦難就不再是預言了。
第三節:臭氧層破壞
太陽是地球上大部分生物能量的來源,而太陽光主要又分為可見光及紫外線,可見光的光譜範圍為400?700nm,紫外線則為230?400nm之間。紫外 線之下又可細分為三類,即UV-A(315?400nm)、UV-B(280?315nm)及UV-C(230?280nm)(圖10-6),由於UV-C的波長最短,大部分皆被高空中的臭氧層吸收,因此到達地面的量幾乎為零,除了在臭氧層破洞的狀況下,UV-C才會對地球上的生物有影響;根據極區的研究顯示在臭氧層破洞的海域之生產力較其鄰近地區低6-12%,可見得臭氧層破洞對生物確實有害。
UV-B及UV-A透過大氣層到達地面量分別為1%及99%,以往認為紫外線在進入水中時會大量減少,因此對水中生物傷害不大,但研究發現,310nm的紫外線進入水中後,每加深1公尺減少14%,而375nm的紫外線進入水中後則每加深1公尺只減少5%(圖10-7),而且紫外線的穿透率受水中溶解或顆粒狀的有機物質影響,在熱帶地區澄清的海水中,紫外線的穿透率幾乎跟可見光一樣。
第四節:生物抗紫外線機制
由於紫外線為波長較短的游離輻射,因此會對許多生物造成傷害;對海洋生物的傷害有抑制光合作用及抑制浮游生物的運動能力、降低生長、胚胎發育延遲或死亡等。海洋生物保護機制包括避免直接照射紫外線、強大的修復能力及利用MAA(Mycosporine-like Amino Acids)防禦紫外線傷害。
MAA是Mycosporine-like Amino Acids的縮寫,最早是在霉菌的孢子中發現,其中Myco-為霉菌的意思,而spore則為孢子,目前在海洋生物體內發現的MAA約有50種之多,其最 大吸收光譜值約從310?360nm左右,因此涵蓋了UVA與UVB紫外線的範圍。海洋生物抗紫外線之化學物質由植物、黴菌及藻類製造,動物缺乏製造之能 力只能由攝食方式獲取,像珊瑚的抗紫外線物質就是由其體內共生之藻類提供(圖10-8)。
但人類不是使用吃進來的化學物質抗紫外線,人的皮膚表皮細胞可產生黑色素來執行保護的功能。雖然曬太陽有助於維生素D的製造,但是過度的曝曬則有礙葉酸的正常新陳代謝,生活在亞熱帶的我們由於陽光充足只要短時間曝曬就足夠了(圖10-9),而市面上出售之防曬用品SPF系列是抗UV-B產品,PA系列是防UV-A產品,二者之係數越高防曬效果越大(圖10-10)。
第十一章:生物污染與油污染
第一節:生物污染
外來種入侵是全球性的問題,小從病毒大到哺乳動物,經由無意或刻意之途徑引進,引入之主要途徑依序為船舶交通、漁業、生物防治、觀賞、研究等。
根據北美外來種研究統計,北美外來種主要來自印度及西太平洋、西大西洋、東大西洋、亞洲、南美等區域。
俗稱綠孔雀蛤的外來種是常見的海鮮菜色,它可能是透過船舶交通無意引入本省之種類(圖11-1)。福壽螺是刻意引入食用之種類,1979-1980年代由阿根廷引入,再由本省傳播至東南亞其他國家,對稻米種植的危害很大,以菲律賓為例,稻米病蟲害防治經費20-40%使用於此(圖11-2)。琵琶鼠又稱垃圾魚和清道夫是水族業刻意引進種(圖11-3), 原產於南美洲,主要分布於亞馬遜河主、支流,引入台灣後,全省主、次要河川皆可發現,例如:冬山河、淡水河、大漢溪、頭前溪、濁水溪、高屏溪、阿公店溪、 二仁溪,及農田灌溉渠道等,在各河川水域已成為優勢種。蔓澤蘭是刻意或無意引進種仍不清楚,但攀爬在其他植被上對本省中低海拔植物林相已造成重大危害,柴 山也無法倖免(圖11-4)。
外來種入侵成功之條件有相似的環境、缺乏競爭對手或天敵、適當充足的食物、很強的繁殖與適應能力。本省外來種繁多,日常生活中的觀賞動植物和吳郭魚、牛蛙 都是,對本土生物的危害,可大致分為掠食(predation)、競爭(competition)、排擠、疾病或寄生蟲傳染、雜交 (hybridization)和改變生態系統等。
第二節:油污染
原油的成分複雜,不同產地的成分不會完全相同,每種原油合計有超過百種不同化合物,每種成分占總體積通常小於5%。海域油污染的來源主要是工業排放與都市排放占37%, 船舶操作占33%, 其他來源有油輪意外、大氣沉降、自然來源、探勘與生產產生(圖11-5)。溢散到海面上之原油透過蒸發、氧化、乳化、分散、溶解、生物分解、沉積等作用分散在大氣、水面、水中、海底上,對環境生態可能造成輕重不一之衝擊。
海洋油汙染事件需明快處理,若由汙染點擴散開,不僅處理汙染工作將事倍功半,更嚴重的是油汙所含的有毒化合物不是只造成海洋生物大量死亡,還有未死亡的生 物,包括浮游生物、底棲生物等,都將因油汙而累積相當的毒性化合物,並經由食物鏈食物網傳遞至魚貝類和包括人類在內的高階消費者。
本省海域油污染大小已有十餘起,例如希臘籍貨輪阿瑪斯號於民國九十年元月十四日擱淺在屏東鵝鸞鼻東岸外海,雖已過了一年半,龍坑海岸岩礁上佈滿油污仍需要時間回復(圖11-6)。事發當時清除工作因海象不佳及適逄農曆春節過年僱不到工作人員清除,致使一月二十五日起才陸續開始進行清除工作(圖11-7),礁岩油污清除受限於地質及天候因素,主要以沿岸人工撈除方式,清除受污染海岸地區之珊瑚礁潮溝、潮池等近岸礁岩地帶之油污。此次擱淺1100頓燃料油漏出污染海域面積達20公頃,另有35000噸鐵砂礦流出(圖11-8);由於本海域鐵不是浮游植物之限制因子,因此鐵砂對海域生態的影響可能不大,但是一些沉積在海底的溢油混合物,隨著海水海流移動直接碰觸珊瑚礁,對珊瑚礁底棲生態的影響不小,仍需後續處理。
本省海域各國油輪進出頻繁,油污染威脅很大,尤其是近岸若受油污染,發電廠停止抽取冷卻水,火力或核能發電機組將全面停擺,勢必影響全台所有供電系統後果嚴重。
第三節:油污染賠償
根據IOPC (International Oil Pollution Compensation) Fund 1992國際公約求償手冊(claims manual),對污染造成海域環境損害求償定義為:重建受污染環境合理評估之額度,包括受損賠償及預防和減低後續受損所須之金額。但是國際上多數案例之求償並不成功,例如在日本發生的Miya Maru No8 (1979年3月22日)和其它船隻在Inland Sea 發生碰撞造成溢油污染在漁業區發生,共支付32萬5仟磅於清除油污及補償清除油污期間無法進行漁業活動之經濟損失(圖11-9),但其他環境損害未獲任何賠償。
一般國際間案例均直接以議價方式求償。美國是目前環境自然資源損害評估方法最完備的國家,可經由執行自然資源損害評估(Natural Resource Damage Assessment, NRDA) 計畫完成損害賠償及復育金額之估計(圖11-10), 例如1989, 3, 24, Exxon Valdez油輪溢油 41000噸在美國Alaska海岸事件,獲賠美金9億元分十年給付。另一求償方式可依照華盛頓州法第173-183WAC章-溢油補償程序計算求償金額 (Logan, 1992),依據溢油毒性、環境敏感度和清除及預防保護行動三項因子之等級決定。雖然根據自然資源復育評估計畫(NDRA)完成損害賠償金額之估計和依照 華盛頓州法第173-183WAC章-溢油補償程序計算求償金額方式不同,但是最基本的資訊仍然需要建立在對當地自然資源的了解,因此,此類計算求償方式 需要有完整的基礎生態資料收集、整理與建置。
附錄一:生態園區完工初期維管束植物名錄
Gymnosperm:裸子植物
- Podocarpaceae:羅漢松科
- Nageia nagi (Thunb.) O. Ktze.:竹柏(原,喬)
Dicotyledon:雙子葉植物
- Anacardiaceae:漆樹科
- Pistacia chinensis Bunge:黃連木(原,喬)
- Araliaceae:五加科
- Schefflera odorata (Blanco) Merr. & Rolfe:鵝掌藤(原,藤)
- Boraginaceae:紫草科
- Tournefortia argentea L. f.:白水木(原,喬)
- Clusiaceae:金絲桃科
- Calophyllum inophyllum L.:瓊崖海棠(原,喬)
- Ebenaceae:柿樹科
- Diospyros kotoensis Yamazaki:蘭嶼柿(原,喬)
- Elaeocarpaceae:杜英科
- Elaeocarpus sylvestris (Lour.) Poir.:杜英(原,喬)
- Euphorbiaceae:大戟科
- Drypetes littoralis (C. B. Rob.) Merr.:鐵色(原,喬)
- Hernandiaceae:蓮葉桐科
- Hernandia nymphiifolia (C. Presl) Kubitzki:蓮葉桐(原,喬)
- Lauraceae:樟科
- Cinnamomum reticulatum Hayata:土樟(原,喬)特
- Lindera akoensis Hayata:內苳子(原,喬)特
- Machilus kusanoi Hayata:大葉楠(原,喬)特
- Machilus zuihoensis Hayata:香楠(原,喬)特
- Melastomataceae:野牡丹科
- Melastoma septemnervium Lour:野牡丹(原,灌)
- Meliaceae:楝科
- Aglaia elaeagnoidea (A. Juss.) Benth. 紅柴(臺灣樹蘭)(原,喬)
- Myricaceae:楊梅科
- Myrica adenophora Hance var. Kusanoi Hayata:恆春楊梅(原,喬)
- Myrsinaceae:紫金牛科
- Ardisia elliptica Thunb.:蘭嶼紫金牛(蘭嶼樹杞)(原,灌)
- Myrtaceae:桃金孃科
- Syzygium kusukusense (Hayata) Mori:高士佛赤楠(原,喬)特
- Pittosporaceae:海桐科
- Pittosporum pentandrum (Blanco) Merr.:七里香(臺灣海桐) (原,喬)
- Rutaceae:芸香科
- Murraya paniculata (L.) Jack. var. omphalocarpa (Hayata) Swingle:長果月橘(原,灌)特
- Sapindaceae:無患子科
- Koelreuteria henryi Dummer:臺灣欒樹(原,喬)
- Sapotaceae:山欖科
- Palaquium formosanum Hayata:臺灣膠木(大葉山欖)(原,喬)
- Saxifragaceae:虎耳草科
- Hydrangea chinensis Maxim.:華八仙(原,灌)
- Itea parviflora Hemsl.:小花鼠刺(原,灌)
- Sterculiaceae:梧桐科
- Sterculia ceramica R. Brown:蘭嶼蘋婆(原,喬)
- Symplocaceae:灰木科
- Symplocos sasakii Hayata:佐佐木灰木(原,灌)特
- Theaceae:茶科
- Schima superba Gard. & Champ. var. kankoensis (Hayata) H. Keng:港口木荷(原,喬)
- Verbenaceae:馬鞭草科
- Premna serratifolia Linn.:臭娘子(原,喬)
Monocotyledon:單子葉植物
- Poaceae:禾本科
- Zoysia matrella:台北草(外,草)
符號說明
- 原(原生種):*人工栽種移入未自行繁殖
- 外(外來種):+人工栽種移入且可自行繁殖
- 特(特有種):
- #自行移入生長或來源不清
- x已死亡或在演替中消失的植物
附錄二:生態園區植物名錄
Pteridophyte:蕨類植物
- Aspleniaceae:鐵角蕨科:
- *Asplenium australasicum (J. Sm.) Hook.:南洋山蘇花(原,草)
- Azollaceae:滿江紅科
- +Azolla pinnata R. Brown:滿江紅(原,草)
- +Azolla japonica Fr. & Sav.:日本滿江紅(外,草)
- Equisetaceae:木賊科
- +Equisetum ramosissimum Desf.:木賊(原,草)
- Marsileaceae:蘋科
- +Marsilea minuta L.:田字草(原,草)
- Nephrolepidaceae:腎蕨科
- +Nephrolepis cordifolia (L.) C. Presl:腎蕨(原,草)
- *Nephrolepis multiflora (Roxburgh) Jarrett & Morton:毛葉腎蕨(原,草)
- Pteridaceae:鳳尾蕨科
- *Adiantum caudatum L.:鞭葉鐵線蕨(原,草)
- +Ceratopteris thalictroides (L.) Brongn.:水蕨(原,草)
- *Pteris vittata L.:鱗蓋鳳尾蕨(原,草)
- %Pteris wallichiana Ag.:瓦氏鳳尾蕨(原,草)
- Salviniaceae:槐葉蘋科
- +Salvinia natans (L.) All.:槐葉蘋(原,草)
- Schizaeaceae:海金沙科
- #Lygodium japonicum (Thunb.) Sw.:海金沙(原,草)
- Selaginellaceae:卷柏科
- %Selaginella repanda (Desv. ex Poir) Spring:高雄卷柏(原,草)
- %Selaginella tamariscina (P. Beauv.) Spring:萬年松(原,草)
- Thelypteridaceae:金星蕨科
- *Cyclosorus proliferus (Retz.) Tardieu:星毛蕨(原,草)
- *Cyclosorus dentatus (Forssk.) Ching:野小毛蕨(原,草)
Gymnosperm:裸子植物
- Cupressaceae:柏科
- *Calocedrus formosana (Florin) Florin:臺灣肖楠(原,喬)特
- Cycadaceae:蘇鐵科
- *Cycas revoluta Thunb.:蘇鐵(外,灌)
- Podocarpaceae :羅漢松科
- *Nageia nagi (Thunb.) O. Ktze.:竹柏(原,喬)
- *Podocarpus costalis Presl:蘭嶼羅漢松(原,喬)
- *Podocarpus fasciculus de Laub.:叢花百日青(原,喬)特
- *Podocarpus macrophyllus (Thunb.) Sweet:大葉羅漢松(原,喬)
- *Podocarpus nakaii Hayata:桃實百日青(原,喬)
- Taxodiaceae:杉科
- *Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook.:杉木(福州杉)(外,喬)
Dicotyledon:雙子葉植物
- Acanthaceae:爵床科
- #Dicliptera chinensis Juss.:華九頭獅子草(原,草)
- *Hygrophlia polysperma (Roxb.) T. Anders.:小獅子草(原,草)
- *Hemigraphis primulifolia (Nees) F.-Vill.:恆春半插花(原,草)
- +Hygrophila pogonocalyx Hayata:大安水蓑衣(原,草)
- +Hygrophila salicifolia (Vahl) Nees:柳葉水蓑衣(原,草)
- +Justicia procumbens L. var. hayatae (Yamamoto) Ohwi:早田氏爵床(原,草)特
- #Lepidagathis inaequalis Clarke ex Elmer:卵葉鱗球花(原,草)
- #Ruellia brittoniana:翠蘆莉(外,草)
- Amaranthaceae :莧科
- *Achyranthes bidentata Bl. :牛膝(原,草)
- +Alternanthera bettzickiana (Regel) Nicholson:毛蓮子草(外,草)
- #Amaranthus spinosus L.:刺莧(原,草)
- #Amaranthus viridis L.:野莧菜(原,草)
- Anacardiaceae :漆樹科
- *Pistacia chinensis Bunge:黃連木(原,喬)
- +Rhus chinensis Mill. var. roxburghiana (DC.) Rehd.:羅氏鹽膚木(原,喬)
- *Rhus succedanea L.:山漆(原,喬)
- Apiaceae :繖形科
- +Centella asiatica (L.) Urban:雷公根(原,草)
- +Hydrocotyle batrachium Hance:臺灣天胡荽(原,草)
- +Hydrocotyle sibthorpioides Lam.:天胡荽(原,草)
- Apocynaceae :夾竹桃科
- +Asclepias curassavica L. 馬利筋(原,草)
- *Rauvolfia verticillata (Lour.) Baillon:蘿芙木(原,灌)
- *Tabernaemontana subglobosa Merr.:蘭嶼馬蹄花(蘭嶼山馬茶)(原,灌)
- #Vinca rosea L.:日日春(外,灌)
- Aquifoliaceae :冬青科
- *Ilex asprella (Hook. & Arn.) Champ.:燈稱花(原,灌)
- Araliaceae :五加科
- *Schefflera octophylla (Lour.) Harms:鵝掌柴(原,喬)
- *Schefflera odorata (Blanco) Merr. & Rolfe:鵝掌藤(原,藤)
- Aristolochiaceae :馬兜鈴科
- *Aristolochia zollingeriana Miq.:港口馬兜鈴(原,藤)
- Asteraceae :菊科
- #Ageratum conyzoides L.:白花霍香薊(外,草)
- #Ageratum houstonianum Mill.:紫花霍香薊(外,草)
- #Aster subulatus Michaux:帚馬蘭(掃帚菊)(外,草)
- #Bidens piposa L. var. radiata Sch.:大花咸豐草(外,草)
- #Chromolaena odorata (L.) R. M. King & H. Rob. 香澤蘭(外,草)
- #Conyza canadensis (L.) cronq.:加拿大蓬(外,草)
- #Conyza sumatrensis (Retz.) Walker:野茼蒿(外,草)
- #Crassocephalum crepidioides (Benth.) S. Moore:昭和草(外,草)
- *Crossostemphium chinense (L.) Makino:蘄艾(原,草)
- #Eclipta prostrata (L.) L.:鱧腸(原,草)
- #Emilia sonchifolia (L.) DC.:紫背草(原,草)
- #Gnaphalium purpureum L.:鼠麴舅(外,草)
- #Ixeris chinensis (Thunb.) Nakai:兔仔菜(原,草)
- #Mikania cordata (Burm. f.) B. L. Rob.:蔓澤蘭(原,藤)
- #:.Mikania micrantha H.B.K.:小花蔓澤蘭(外,藤)
- #Parthenium hysterophorus L.:銀膠菊(外,草)
- #Pluchea carolinensis (Jacq.) G. Don 美洲闊苞菊(外,灌)
- *Pluchea indica (L.) Less.:鯽魚膽(原,灌)
- #Pseudelephantopus spicatus (Juss.) C. F. Baker:假地膽草(原,草)
- #Sonchus arvensis L.:苦苣菜(原,草)
- #Tagetes erecta L.:萬壽菊(外,草)
- #Tridax procumbens L.:長柄菊(外,草)
- #Vernonia cinerea (L.) Less.:一枝香(原,草)
- #Wedelia trilobata (L.) Hitchc.:南美蟛蜞菊(外,藤)
- #Youngia japonica (L.) DC.:黃鵪菜(原,草)
- Balsaminaceae :鳳仙花科
- #Impatiens walleriana Hook. f.:非洲鳳仙花(外,草)
- Boraginaceae :紫草科
- *Cordia dichotoma Forst. f.:破布子(原,喬)
- #Heliotropium procumbens Mill var. depressum (Cham.) H. Y. Liu: 伏毛天芹菜(原,草)
- *Tournefortia argentea L. f.:白水木(原,喬)
- Campanulaceae :桔梗科
- *Hippobroma longiflora (L.) G. Don:許氏草(馬醉草)(原,草)
- +Lobelia chinensis Lour.:半邊蓮(原,草)
- +Lobelia nummularia Lam.:普剌特草(原,草)
- Capparaceae :山柑科
- *Crateva adansonii DC. subsp. formosensis Jacobs:魚木(原,喬)特
- Caprifoliaceae :忍冬科
- :%Sambucus chinensis Lindl.:冇骨消(原,灌)
- *Viburnum odoratissimum Ker:珊瑚樹(原,喬)
- Caryophyllaceae :石竹科
- *Drymaria diandra Blume:菁芳草(原,草)
- Casuarinaceae :木麻黃科
- #Casuarina equisetfolia L.:木麻黃(外,喬)
- Celastraceae :衛矛科
- *Euonymus japonicus Thunb.:日本衛矛(原,灌)
- Ceratophyllaceae :金魚藻科
- +Ceratophyllum demersum L.:金魚藻(原,草)
- Chloranthaceae :金粟蘭科
- *Chloranthus spicatus (Thunb.) Makino:金粟蘭(外,灌)
- *Sarcandra glabra (Thunb.) Nakai:紅果金粟蘭(接骨木)(原,灌)
- Clusiaceae :金絲桃科
- +Calophyllum inophyllum L.:瓊崖海棠(原,喬)
- Convolvulaceae :旋花科
- *Erycibe henryi Prain:亨利氏伊立基藤(原,灌)
- #Ipomoea aquatica Forsk.:空心菜(外,藤)
- #Ipomoea batatas (L.) Lam.:番薯(外,藤)
- #Ipomoea indica (Burm. f.) Merr.:銳葉牽牛(原,藤)
- +Ipomoea pes-caprae (L.) R. Brown subsp. brasiliensis (L.) Oostst.: 馬鞍藤(原,藤)
- #Ipomoea quamoclit L. :鳥蘿(外,藤)
- #Ipomoea triloba L.:紅花野牽牛(原,藤)
- #Ipomoea obscura (L.) Ker-Gawl.:野牽牛(原,藤)
- Ebenaceae :柿樹科
- *Diospyros philippensis (Desr.) Gurke:毛柿(原,喬)
- *Diospyros egbert-walkeri Kosterm.:象牙樹(原,喬)
- *Diospyros kotoensis Yamazaki:蘭嶼柿(原,喬)
- *Diospyros vaccinioides Lindl.:楓港柿(原,喬)
- Elaeagnaceae :胡頹子科
- *Elaeagnus oldhamii Maxim.:梧(原,喬)
- Elaeocarpaceae :杜英科
- *Elaeocarpus spp.:(,喬)
- *Elaeocarpus sylvestris (Lour.) Poir.:杜英(原,喬)
- Euphorbiaceae :大戟科
- #Acalypha australis L.:鐵莧菜(原,草)
- #Acalypha indica L.:印度鐵莧(原,草)
- *Antidesma pentandrum Merr. var. barbatum (Presl) Merr.:枯里珍(原,灌)
- *Bischofia javanica Blume:茄苳(原,喬)
- #Chamaesyce hirta (L.) Millsp.:大飛揚草(原,草)
- # .Chamaesyce serpens (H.B. & K.) Small 匍根大戟(外,草)
- #Chamaesyce thymifolia (L.) Millsp.:小飛揚草(原,草)
- *Drypetes littoralis (C. B. Rob.) Merr.:鐵色(原,喬)
- *Excoecaria agallocha L.:土沉香(原,喬)
- #Flueggea virosa (Roxb. ex Willd.) Voigt 密花白飯樹(原,灌)
- *Glochidion spp.:(原,喬)
- #Macaranga tanarius (L.) Muell.-Arg.:血桐(原,喬)
- *Mallotus paniculatus (Lam.) Muell.-Arg.:白匏子(原,喬)
- *Melanolepis multiglandulosa (Reinw.) Reich. f. & Zoll.:蟲屎(原,喬)
- #Phyllanthus amarus Schum. & Thonn.:小返魂(外,草)
- #Ricinus communis L.:蓖麻(外,灌)
- *Sapium discolor Muell.-Arg.:白&#;(原,喬)
- *Sapium sebiferum (L.) Roxb.:烏(原,喬)
- Fabaceae :豆科
- #Acacia confusa Merr.:相思樹(原,喬)
- +Canavalia lineata (Thunb. ex Murray) DC.:肥豬豆(原,藤)
- *Cassia fistula L.:阿勃勒(外,喬)
- #Desmodium triflorum (L.) DC.:蠅翼草(原,草)
- #Glycine max (L.) Merr. subsp. formosana (Hosokawa) Tateishi & Ohashi:臺灣大豆(原,草)特
- +Indigofera spicata Forsk.:穗花木藍(原,草)
- *Millettia pulchra Kurz var. microphylla Dunn:小葉魚藤(原,喬)特
- #Mimosa diplotricha C. Wright ex Sauvalle:美洲含羞草(外,灌)
- #Mimosa pudica L. 含羞草(外,灌)
- #Sesbania cannabiana (Retz.) Poir:田菁(外,草)
- *Uraria crinita (L.) Desv. ex DC.:兔尾草(原,灌)
- #Vigna minima (Roxb.) Ohwi & Ohashi var. minor (Matsum.) Tateishi: 小葉豇豆(原,藤)
- Fagaceae :殼斗科
- *Castanopsis indica A. DC.:印度栲(原,喬)
- *Quercus glanca Thunb. ex Murray:青剛櫟(原,喬)
- *Quercus variabilis Blume:栓皮櫟(原,喬)
- Flacourtiaceae :大風子科
- *Scolopia oldhamii Hance:魯花樹(原,喬)
- Goodeniaceae :草海桐科
- *Scaevola sericea Vahl.:草海桐(原,灌)
- Haloragaceae :小二仙草科
- +Myriophyllum propinquum Cum:烏蘇里聚藻(原,草)
- Hamamelidaceae :金縷梅科
- *Distylium racemosum Sieb. & Zucc.:蚊母樹(原,喬)
- Hernandiaceae :蓮葉桐科
- *Hernandia nymphiifolia (C. Presl) Kubitzki:蓮葉桐(原,喬)
- Hydrophyllaceae :田亞麻科
- *Hydrolea zeylanica (L.) Vahl.:探芹草(原,草)
- Juglandaceae :胡桃科
- *Engelhardia roxburghiana Wall.:黃杞(原,喬)
- Lamiaceae :唇形科
- *Pogostemon stellatus (Lour.) Kuntze:水虎尾(原,草)
- *Lycopus lucidus Turcz. 地筍(原,草):
- #Ocimum basilicum L.:九層塔(外,灌)
- +Pogostemon cablin (Blanco) Benth.:到手香(外,草)
- Lauraceae :樟科
- #Cinnamomum camphora (L.) Presl.:樟(原,喬)
- *Cinnamomum kanehirae Hayata:牛樟(原,喬)特
- *Cinnamomum kotoense Kanehira & Sasaki:蘭嶼肉桂(原,喬)特
- %Cinnamomum subavenium Miq.:香桂(原,喬)
- *Cinnamomum reticulatum Hayata:土樟(原,喬)特
- *Lindera akoensis Hayata:內苳子(原,喬)特
- *Machilus kusanoi Hayata:大葉楠(原,喬)特
- *Machilus zuihoensis Hayata:香楠(原,喬)特
- *Neolitsea konishii (Hayata) Kanehira & Sasaki:五掌楠(原,喬)
- Lecythidaceae :玉蕊科
- *Barringtonia asiatica (L.) Kurz:棋盤腳(原,喬)
- *Barringtonia racemosa (L.) Blume ex DC.:水茄苳(穗花棋盤腳)(原,喬)
- Lentibulariaceae:狸藻科
- *Utricularia aurea Lour.:黃花狸藻(原,草)
- Loganiaceae :馬錢科
- #Buddleja asiatica Lour.:駁骨丹(揚波)(原,灌)
- Lythraceae :千屈菜科
- *Ammannia baccifera L.:水莧菜(原,草)
- #Cuphea carthagenensis (Jacq.) J. F. Macbr.:克非亞草(原,草):
- *Lagerstroemia subcostata Koehne:九芎(原,喬)
- *Rotala hippuris Makino:水杉菜(杉葉節節菜)(原,草)
- *Rotala indica (Willd.) Koehne:印度水豬母乳(原,草)
- *Rotala rotundifolia (Wall. ex Roxb.) Koehne:水豬母乳(原,草)
- *Rotala wallichii (Hook. f.) Koehne:瓦氏水豬母乳(原,草)
- Magnoliaceae :木蘭科
- *Michelia compressa (Maxim.) Sargent:烏心石(原,喬)特
- Malvaceae :錦葵科
- *Hibiscus mutabilis L.:木芙蓉(原,喬)
- *Hibiscus tiliaceus L.:黃槿(原,喬)
- #Malvastrum coromandelianum (L.) Garcke:賽葵(外,草)
- #Sida rhombifolia L.:金午時花(原,灌)
- *Thespesia populnea (L.) Solad. ex Correa:繖楊(原,喬)
- Melastomataceae :野牡丹科
- *Melastoma septemnervium Lour:野牡丹(原,灌)
- Meliaceae :楝科
- *Aglaia elaeagnoidea (A. Juss.) Benth.:紅柴(臺灣樹蘭)(原,喬)
- *Toona sinensis (Juss.) M. Roem.:香椿(外,喬)
- Menyanthaceae 睡菜科
- *Nymphoides aurantiaca (Dalz.) O. Kuntze:黃花莕菜(,草)
- *Nymphoides coreana (Lev.) Hara:小莕菜(原,草)
- *Nymphoides cristata (Roxb.) O. Kuntze:捲瓣莕菜(銀蓮花)(原,草)
- *Nymphoides indica (L.) O. Kuntze:印度莕菜(原,草)
- Moraceae :桑科
- #Broussonetia papyrifera (L.) L'Herit. ex Vent.:構樹(原,喬)
- #Ficus microcarpa L. f.:正榕(原,喬)
- *Ficus pumila L.:薜荔(原,藤)
- #Ficus religiosa L.:菩提樹(外,喬)
- *Ficus septica Burm. f.:稜果榕(原,喬)
- *Ficus variegata Blume var. garciae (Elmer) Corner:幹花榕(原,喬)
- *Ficus virgata Reinw. ex Blume:島榕(白肉榕)(原,喬)
- #Ficus superba (Miq.) Miq. var. japonica Miq.:雀榕(原,喬)
- Myoporaceae :苦檻藍科
- *Myoporum bontioides (Siebold & Zucc.) A. Gray:苦檻藍(原,灌)
- Myricaceae :楊梅科
- *Myrica adenophora Hance var. Kusanoi Hayata:恆春楊梅(原,喬)
- Myristicaceae :肉豆蔻科
- *Myristica ceylanica A. DC. var. cagayanensis (Merr.) J. Sinclain: 蘭嶼肉豆蔻(原,喬)
- Myrsinaceae :紫金牛科
- *Ardisia crenata Sims:硃砂根(原,灌)
- *Ardisia elliptica Thunb.:蘭嶼紫金牛(蘭嶼樹杞)(原,灌)
- *Ardisia squamulosa Presl:春不老(原,灌)
- *Maesa perlaria (Lour.) Merr. var. formosana (Mez) Yuen P. Yang 臺灣山桂花(原,灌)
- Myrtaceae :桃金孃科
- *Rhodomyrtus tomentosa (Ait.) Hassk.:桃金孃(原,喬)
- *Syzygium formosanum (Hayata) Mori:臺灣赤楠(原,喬)特
- *Syzygium kusukusense (Hayata) Mori:高士佛赤楠(原,喬)特
- Nymphaeaceae:睡蓮科
- *Nuphar shimadae Hayata:臺灣萍蓬草(原,草)特
- *Nuphar japonicum DC.:日本萍蓬草(外,草)
- *Cotus spp.:(外,草)
- Nyssaceae :珙桐科
- *Camptotheca acuminata Decne.:喜樹(外,喬)
- Oleaceae :木犀科
- *Fraxinus griffithii C. B. Clarke:白雞油(原,喬)
- *Ligustrum liukiuense Koidz.:日本女貞(原,灌)
- Onagraceae :柳葉菜科
- #Ludwigia octovalvis (Jacq.) Raven:水丁香(原,草)
- %Ludwigia ovalis Miq.:卵葉水丁香(原,草)
- Oxalidaceae :酢醬草科
- #Oxalis corniculata L.:酢醬草(原,草)
- #Oxalis corymbosa DC.:紫花酢醬草(原,草)
- Passifloraceae :西番蓮科
- #Passiflora foetida L. 毛西番蓮(外,藤)
- #Passiflora suberosa Linn.:三角葉西番蓮(外,藤)
- Pittosporaceae :海桐科
- *Pittosporum pentandrum (Blanco) Merr.:七里香(臺灣海桐) (原,喬)
- *Pittosporum tobira (Thunb.) Ait.:海桐(原,灌)
- Plantaginaceae :車前科
- #Plantago major L.:大車前草(原,草)
- Polygonaceae :蓼科
- *Polygonum chinense L.:火炭母草(原,草)
- *Polygonum dichotomum Blume:水紅骨蛇(原,草)
- *Polygonum hydropiper L.:水蓼(原,草)
- *Polygonum kawagoeanum Makino:盤腺蓼(原,草)
- *Polygonum persicaria L.:春蓼(原,草)
- *Polygonum plebeium R. Br.:節花路蓼(原,草)
- *Polygonum tomentosum Willd.:絨毛蓼(原,草)
- Portulacaceae :馬齒莧科
- #Portulaca oleracea L.:馬齒莧(原,草)
- Rhamnaceae :鼠李科
- *Colubrina asiatica (L.) Brongn.:亞洲濱棗(原,灌)
- Rosaceae :薔薇科
- +Duchesnea indica (Andr.) Focke:蛇莓(原,草)
- *Eriobotrya deflexa (Hemsl.) Nakai forma buisanensis (Hayata) Nakai: 武威山枇杷(原,喬)
- *Photinia spp.:(原,喬)
- *Prunus campanulata Maxim.:山櫻花(原,喬)
- *Pyracantha koidzumii (Hayata) Rehder:臺灣火刺木(原,灌)特
- *Rhaphiolepis indica (L.) Lindl. ex Ker var. umbellata (Thunb. ex Murray) H. Ohashi:厚葉石斑木(原,喬)
- Rubiaceae :茜草科
- *Cephalanthus naucleoides DC.:風箱樹(原,灌)
- *Dentella repens (L.) J. R. Forst. & G. Forst.:小牙草(原,草)
- *Gardenia jasminoides Ellis:山黃梔(原,喬)
- #Paederia foetida L.:雞屎藤(原,藤)
- *Randia wallichii Hook. f.:大果玉心花(原,喬)
- Rutaceae:芸香科
- *Murraya paniculata (L.) Jack. var. omphalocarpa (Hayata) Swingle長果月橘(原,灌)特
- *Toddalia asiatica (L.) Lam.:飛龍掌血(原,藤)
- #Zanthoxylum ailanthoides Sieb. & Zucc.:食茱萸(原,喬)
- *Evodia meliaefolia (Hance) Benth.:臭辣樹(原,喬)
- Sapindaceae :無患子科
- *Allophylus cobbe (L.) Raeuschel:止宮樹(原,灌)
- +Koelreuteria henryi Dummer:臺灣欒樹(原,喬)
- *Sapindus saponaria Lam.:無患子(原,喬)
- Sapotaceae :山欖科
- *Palaquium formosanum Hayata:臺灣膠木(大葉山欖)(原,喬)
- Saururaceae :三白草科
- +Houttuynia cordata Thunb.:蕺菜(魚腥草)(原,草)
- Saxifragaceae :虎耳草科
- *Hydrangea chinensis Maxim.:華八仙(原,灌)
- *Itea parviflora Hemsl.:小花鼠刺(原,灌)
- Scrophulariaceae :玄參科
- +Bacopa monnieri (L.) Wettst.:過長沙(原,草)
- *Limnophila aromatica (Lam.) Merr.:紫蘇草(原,草)
- *Limnophila aromaticoides Yuen P. Yang & S. H. Yen: 擬紫蘇草(原,草)
- *Limnophila rugosa (Roth) Merr.:田香草(原,草)
- *Limnophila sessiliflora (Vahl) Bl.:無柄花石龍尾(原,草)
- *Limnophila stipitataa Hayata:長柄石龍尾(原,草)
- *Limnophila taoyuanensis Yang & Yen:桃園石龍尾(原,草)特
- *Lindernia anagallis (Burm. f.) Pennell:定經草(原,草)
- *Lindernia crustacea (L.) F. Muell:藍豬耳(原,草)
- *Lindernia procumbens (Krock.) Borbas:陌上草(原,草)
- *Lindernia pusilla (Willd.) Boldingh:見風紅(原,草)
- *Torenia concolor Lindl.:倒地蜈蚣(原,草)
- Solanaceae :茄科
- #Solanum americanum Miller:光果龍葵(原,草)
- #Solanum diphyllum L.:瑪瑙珠(外,灌)
- Sterculiaceae :梧桐科
- *Sterculia ceramica R. Brown:蘭嶼蘋婆(原,喬)
- Symplocaceae :灰木科
- *Symplocos sasakii Hayata:佐佐木灰木(原,灌)特
- Theaceae :茶科
- *Cleyera japonica Thunb. var. morii (Yamam.) Masam.: 森氏紅淡比(原,喬)特
- *Schima superba Gard. & Champ. var. kankoensis (Hayata) H. Keng 港口木荷(原,喬)
- Tiliaceae :田麻科
- #Corchorus aestuans L.:繩黃麻(原,灌)
- #Muntingia calabura L.:西印度櫻桃(外,喬)
- Ulmaceae :榆科
- *Ulmus parvifolia Jacq.:榔榆(紅雞油)(原,喬)
- *Zelkova serrata (Thunb.) Makino:櫸(雞油)(原,喬)
- Urticaceae :蕁麻科
- #Pilea microphylla (L.) Leibm.:小葉冷水麻(外,草)
- Verbenaceae :馬鞭草科
- *Callicarpa formosana Rolfe:杜虹花(原,灌)
- *Clerodendrum inerme (L.) Gaertn.:苦林盤(原,灌)
- *Lantana camara L.:馬櫻丹(外,灌)
- *Premna serratifolia Linn.:臭娘子(原,喬)
- #Stachytarpheta jamaicensis (L.) Vahl.:長穗木(外,草)
- *Vitex negundo L.:黃荊(原,喬)
- *Vitex trifolia L.:三葉蔓荊(原,灌)
- Vitaceae :葡萄科
- #Ampelopsis brevipedunculata (Maxim.) Traut. var. hancei (Planch.) Rehder:漢氏山葡萄(原,藤)
Monocotyledon:單子葉植物
- Agavaceae :龍舌蘭科
- *Agave sisalana Perr. ex Enghlm.:瓊麻(外,草)
- Alismataceae :澤瀉科
- *Sagittaria trifolia L.:野慈姑(三腳剪)(原,草)
- *Echirodorus spp.:(外,草)
- Aponogetonaceae :水蕹科
- *Aponogeton taiwanensis Masamune:水蕹(原,草)
- Araceae :天南星科
- *Alocasia odora (Lodd.) Spach.:姑婆芋(原,草)
- *Colocasia esculenta (L.) Schott:芋(外,草)
- #Scindapsus aureum:黃金葛(外,藤)
- Arecaceae :棕櫚科
- *Arenga engleri Becc.:山棕(原,灌)
- *Calamus quiquesetinervius Burret:黃藤(原,藤)
- *Phoenix hanceana Naudin:臺灣海棗(原,喬)
- Commelinaceae :鴨跖草科
- *Belosynapsis kawakamii (Hayata) C. I Peng & Y. J. Chen: 川上氏鴨舌疝(原,草)特
- *Commelina communis L.:鴨跖草(原,草)
- *Floscopa scandens Lour.:蔓蘘荷(原,草)
- *Rhoeo spathacea (Sw.) Stearn:紫背萬年青(外,草)
- Cyperaceae :莎草科
- #Cyperus alternifolius L. subsp. flabelliformis (Rottb.) Kuk.: 風車草(外,草)
- #Cyperus rotundus L.:香附子(原,草)
- *Eleocharis acutangula (Roxb.) Schult.:桃園藺(原,草)
- *Eleocharis dulcis (Burm. f.) Trin. ex Hensch.:荸薺(原,草)
- *Kyllinga spp.:(原,草)
- *Schoenoplectus mucronatus (L.) Palla subsp. robustus (Miq.) T. Koyama:水毛花(原,草)
- *Schoenoplectus wallichii (Nees) T. Koyama:豬毛草:(原,草)
- Flagellariaceae :鞭藤科
- *Flagellaria indica L.:印度鞭藤(原,藤)
- Hydrocharitaceae :水虌科
- +Egeria densa Planch.:水蘊草(外,草)
- +Hydrilla verticillata (L. f.) Royle:水王孫(原,草)
- +Vallisneria gigantea Graebn.:大苦草(原,草)
- Juncaceae :燈心草科
- +Juncus effusus L.:燈心草(原,草)
- Lemnaceae :浮萍科
- +Lemna aequinoctialis Welw.:青萍(原,草)
- +Spirodela polyrhiza (L.) Schleid.:水萍(原,草)
- +Spirodela punctata (G. Mey.) G. Mey.:紫萍(原,草)
- Liliaceae :百合科
- *Dianella ensifolia (L.) DC.:桔梗蘭(原,草)
- *Lilium longiflorum Thunb. var. scabrum Masam: 粗莖麝香百合(鐵炮百合)(原,草)
- *Ophiopogon reversus C. C. Huang:高節沿階草(原,草)
- *Tricyrtis formosana Baker:臺灣油點草(原,草)特
- Najadaceae :茨藻科
- +Najas spp.:(原,草)
- Pandanaceae :露兜樹科
- *Pandanus odoratissimus L. f.:林投(原,灌)
- Philydraceae :田蔥科
- *Philydrum lanuginosum Banks & Sol.:田蔥(原,草)
- Poaceae :禾本科
- #Cenchrus echinatus L.:蒺藜草(原,草)
- #Chloris gayana Kunth:蓋氏虎尾草(原,草)
- #Cynodon dactylon (L.) Pers.:狗牙根(原,草)
- #Dactyloctenium aegyptium (L.) Willd.:龍爪茅(原,草)
- #Eleusine indica (L.) Gaertn.:牛筋草(原,草)
- #Eragrostis spp. (,草)
- #Miscanthus floridulus (Labill.) Warb. ex K. Schum. & Lauterb.: 五節芒(原,草)
- #Paspalum conjugatum Bergius:兩耳草(原,草)
- #Rhynchelytrum repens (Willd.) C. E. Hubb.:紅毛草(原,草)
- *Zoysia matrella:台北草(外,草)
- Pontederiaceae :雨久花科
- *Monochoria vaginalis (Burm. f.) Presl:鴨舌草(原,草)
- Potamogetonaceae :眼子菜科
- *Potamogeton crispus L.:馬藻(原,草)
- *Potamogeton malaianus Miq.:匙葉眼子菜(原,草)
- *Potamogeton pusillus L.:柳絲藻(原,草)
- Smilacaceae :菝科
- *Smilax odoratissma Blume:糙莖菝(原,藤)
- Sparganiaceae :黑三稜科
- *Sparganium fallax Graebn.:東亞黑三稜(原,草)
- Typhaceae :香蒲科
- #Typha angustifolia L.:水燭(原,草)
- xyridaceae:草科
- *xyris formosana Hayata:臺灣草(原,草)特
- Zingiberaceae :薑科
- *Alpinia zerumbet (Pers.) B. L. Burtt & R. M. Smith:月桃(原,草)
- *Hedychium coronarium Koenig:野薑花(外,草)
符號說明
- 原(原生種):*人工栽種移入未自行繁殖
- 外(外來種):+人工栽種移入且可自行繁殖
- 特(特有種):
- #自行移入生長或來源不清
- x已死亡或在演替中消失的植物
《幾種具綠美化潛能之原生地被植物簡介》心得報告
讀—《幾種具綠美化潛能之原生地被植物簡介》. 張弘毅何謂地被植物?
一般來說,生態系中,同時生活於特定空間中的所有生物族群組合稱為「群集」,若以空間的結構為生物空間做分布,可分為垂直結構與水平結構,通常群集垂直分布的變化較大,就稱「分層現象」。
以植物群集垂直分布可分為地下層、地面層、草本層、灌木層、喬木層。而所謂的「地被植物」指的就是草本層,也就是指高度約一公尺左右的草本植物。
何謂草本植物?
1?植物體具有根、莖、葉、花及果實等器官。體型多矮小。
2?莖質地柔軟,不會產生木材。
草本植物的莖部質地較為柔軟,通常不會木質化,或是僅有部分會木質化,因此植株受到限制,無法長得很高大,極少超過二公尺以上,且壽命也較木本植物來的短,依生存時間的長短,通常可分為一年生草本,二年生草本及多年生草本等。
草本植物的種類繁多,有的生長在陰暗的森林底下,成為森林地被植物;也有的可以忍耐新破壞地的乾旱、強日照及不安定的土壤等困苦環境因子,而成為征服土地的先驅者。因此草本植物的分布較廣泛,能適應各式各樣的生態環境。
所以,以公共空間的居住環境而言,例如:分隔島、行道樹下、人行道、停車場(連鎖磚、植草磚、砌石版)、路邊、庭園造景、公園綠地、綠籬、河堤岸及邊坡穩定工程…等,都需要草本植物作為綠美化的地被植物,除了提倡綠色生態、淨化空氣品質、降低都市熱化效應,另一方面作好土地保水能力,並提供小動物棲息庇護的空間及蜜源食物,使其增加生態的多樣性與複雜性,生態界得以循環平衡。
為什麼要選擇原生植物?
1?外來種植物幾十年來,在人為無知的干預下大量引進,原生植物的棲地大量被破壞,造成台灣生態危機。
2?保存原生植物基因地,除了綠美化外,對於生態復育更是值得思考的途徑。
3?原生種因為在本地長期演化的結果,對病菌已產生較大的抗性,也不擔心外來的植物病變。
4?原生種由於適應性極高,所以不需化學農藥對抗蟲害及植物病害,不至污染土壤。
4?符合生態演替序列,若依據次生演替序列種植,在維持方面可亦省下重複種植的經費。
5?研究原生植物的繁衍機制,推廣發展原生植物成為基礎的園藝觀賞植物,並行銷國際。
建議選擇哪些原生地被植物?
除了張弘毅先生已找出一些適合且推廣性極高的原生地被植物外,學生也略為粗淺的列舉一些建議
學生建議有:
◢ 倒地蜈蚣 Torenia concolor Lindley var.formosana Yamazaki(玄參科)
◢ 長花九頭獅子草 Peristrophe roxburghiana (Schult.) Bremeck.(爵床科)
◢ 文珠蘭 Crinum asiaticum L.(石蒜科)
◢ 普刺特草 Pratia nummularia(Lam.) A.Br.et Asch.(桔梗科)
◢ 蠅子草 Silene fortunei Vis.(石竹科)
◢ 耳葉鴨拓草 Commelina auriculata Blume(鴨拓草科)
◢ 圓葉鴨拓草 Commelina benghalensis L.(鴨拓草科)
◢ 水鴨腳 Begonia formosana(Hay.) Masamune(秋海棠科)
◢ 輪葉沙參 Adenophora triphylla(Thunb.) A.(桔梗科)
◢ 台灣澤蘭 Eupatorium formosanum Hay.(菊科)
◢ 鵝鸞鼻燈籠草 Kalanchoe garambiensis Kudo(景天科)
◢ 鵝鸞鼻大戟 Euphorbia garanbiensis Hayata(大戟科)
◢ 台灣鳶尾 lris formosana (鳶尾科)
◢ 台灣蒲公英 Taraxacum formosanum (菊科)
◢ 台灣排香 Lysimachia ardisioides (報春花科)
◢ 蓬萊珍珠菜 Lysimachia formosana (報春花科)
◢ 馬齒莧 Portulaca oleracea (馬齒莧科)
◢ 疏花塔花 Clinopodium laxiflorum (唇形科)
◢ 野慈姑 Sagittaria trifolia (澤瀉科)
◢ 黃花鼠尾草 Salvia nipponica var. formosana (唇形科)
◢ 金花石蒜 Lycoris aurea (石蒜科)
◢ 台灣堇菜 Viola formosana (堇菜科)
◢ 岩大戟 Euphorbia jolkini (大戟科)
◢ 通泉草 Mazus pumilus (玄參科)
適合栽植於圍籬或棚架之植被
原文章列舉的原生地被植物有:猿尾藤、虎葛
學生建議有:
◢ 雞屎藤 Raederia scandensa(茜草科)
◢ 木虌子 Momordica cochinchinensis(瓜科)
◢ 台灣何首烏 Polygonum multiflorum var.hypoleucum(蓼科)
◢ 台灣肺形草 Tripterospermum taiwanense(龍膽科)
◢ 牛皮凍 Paederia scandens(Lour.) Merr (茜草科)
◢ 阿里山五味子 Schisandra arisanensis Hay. (五味子科)
◢ 三星果藤 Tristellateia australasiae A. Richard. (黃褥花科)
◢ 串鼻龍 Clematis gouriana Roxb. (毛莨科)
結語
以上列舉具綠美化潛能的原生地被植物,因某些物種已接近稀有甚至瀕臨絕種,若要實際大量推廣,除了了解物種天然分布的特性外,種原的取得、繁殖、育苗、植栽技術,及病蟲害防治的相關問題,都需要國內專家們進行研究及調查,還有全民及政府的關心。
《如何營造有生命力的生態水池》心得報告
高雄市新興社區大學環境污染與生態學員陳鈺婷讀—《如何營造有生命力的生態水池》. 彭國棟水域環境對活化都市生機及生物多樣性保育具有重大而直接的貢獻。可惜現在都市中所分布的大小水池都太人工化,方整、垂直、單一,並且都水泥化,如此便缺少生物生存所需要的多孔隙空間、深淺變化的池岸及水生植物,這就所謂的死水池,生態價值不高,所幸,現在全球對於保護地球環境,積極推動「生態工法」,所創造更多對野生動植物更友善,而且適應他們生活及生存的水池,就是製造豐富的生物多樣性(亦稱生物歧異度),生態系中生物歧異度愈大,食物網愈複雜,對環境適應力就愈強,生態系也就愈穩定。所以我們就需要為生態水池創造多樣性,讓更多生物都能在裡面互動,形成互助、競爭的種內關係及掠食、競爭、寄生、共生的種間關係。
設計生態水池時因先考慮保水性能,可採用「貯留」與「滲透」兩種方法來達成。所謂「貯留」就是讓雨水暫時留置於基地上,然後再以一定流速讓水循環於人地的方法。所謂「滲透」就是促進土壤的滲透能力,直接增加雨水滲入土壤的流量,並減少地表逕流量的方法。
生態水池規劃設計基本原則,彭國棟先生分為以下:
■水深建議池面池面水深約60公分,且要有深淺變化不同比例。
■形狀應求彎曲、多變化;避免平直、整齊的形狀。
■池底以粘土成分壓實成60?80公分,做為防漏,不建議使用水泥或磁磚材質。
在池底挖溝、堆石、堆木塊、放置多孔隙材料等,做成深淺不一的變化地形。
池邊預留1?2公尺斜坡,作為潮間帶及透水區。
■池內依不同水深來栽植原生的濕生、挺水、沈水及浮葉等植物,池邊則栽種親水的原生地被、灌木及喬木。
■水岸邊坡應平緩,以自然的土壤、木材或天然石塊砌成,營造出動物喜歡的緩和邊緣,注意邊坡要維持多孔隙性及多變化性,以利動物上下及棲息隱蔽。
■池中堆置物可放置枯木、石堆、枯竹,沈入水中或直立的棲木,便於水棲昆蟲及魚蝦生存,水陸兩棲動物的天然通路及水鳥貯足點。
■池中儘量設緩坡且彎曲的生態島,並混合密植多樣化植物。
■池面大部分面積每天應維持至少5小時的光照,以利動植物繁殖生長。
■如果水池和外界有平緩自然的進水或排水溝渠等自然廊道,最好讓野生動物自行進入建立族群,否則可以小規模放養蛙、魚、蜻蜓幼蟲等原生物種。設法防止福壽螺、巴西龜、琵琶鼠等外來物種。
■將水池分為利用區及保護區,一般保護區應佔水池三分之一以上,讓野生動植物有適當的生長及隱蔽處所。而親水區的利用通道應設於水池邊緣,切忌由中間切斷池面。
■水源及水量應維持清潔與穩定;池中及岸邊植物應視生長及競爭情形,做必要的整理。
■不要隔離
■多功能設計,製造多變化的視覺效果。
■儘量用當地可以永續的材料,以及簡單、耐久的建築技術,以便損壞時,就能自行修復及更換。



































