復(fù)育水域的核心理論河川連續(xù)概念整治

1、復(fù)育水域的核心理論 (二)河川連續(xù)概念整治生態(tài)工程是基於對(duì)生態(tài)的瞭解，使工程的進(jìn)行與建造，結(jié)合對(duì)生態(tài)系 統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，使大自然的法則，揉合在工程中，使環(huán)境的改善，發(fā)揮最佳的 效益。這樣的看法不是一種烏托邦式的理想，或是對(duì)古代河川風(fēng)貌的懷 思，而是建立在科學(xué)性的探究與試驗(yàn)分析上。因此河川生態(tài)工程有其嚴(yán)謹(jǐn) 的理論作基石 ，其中最重要的理論就是 河川連續(xù)概念(rivercontinuum concept）。水中生物在河流自淨(jìng)作用的功能這個(gè)理論是美國(guó)國(guó)家司多爾水研究中心 (Stroud Water ResearchCenter)的研究員費(fèi)諾第(R.L. Vannote)等五位學(xué)者 提出的論點(diǎn)，認(rèn) 為河川長(zhǎng)

2、期處?kù)蹲儎?dòng)的情況：水深、流速、斷面、形狀，甚至懸浮顆粒的 濃度，經(jīng)常改變，但是大自然有奇妙的因應(yīng)，使河川上游流入的有機(jī)質(zhì)與 營(yíng)養(yǎng)份，經(jīng)由水中的無(wú)脊椎動(dòng)物，如水生昆蟲、貝類，與脊椎動(dòng)物如魚 類等的攝食 ，能夠達(dá)到最大的分解效率 ，使河川水質(zhì)長(zhǎng)期保持清潔的狀態(tài)。這觀點(diǎn)並不是一朝一夕，突然迸出在科學(xué)報(bào)告上，而是自二十世紀(jì)初 期，六、七十年來(lái)河川生態(tài)學(xué)者，諸多研究成果的累積，凝聚成一個(gè)重要 的理論。原來(lái)，河川的流動(dòng)不是無(wú)意義的行為，也不祇是水資源循環(huán)的管 道，而是與水中的生物相呼應(yīng)，水中生物不祇會(huì)選擇最適合自己生存的水 流區(qū)段，而且因?yàn)樗鞯某掷m(xù)改變，使生物在空間上的分佈有漸進(jìn)式的區(qū) 隔，進(jìn)而因不同水

3、生物的攝食方式，讓水中有機(jī)物能達(dá)到徹底分解的機(jī)會(huì)(2)。河川水流連續(xù)性變動(dòng)的重要反之，如果河川失去這種空間上連續(xù)性的變化，水流變成近似性的一 成不變，水生物就無(wú)法徹底分解有機(jī)物，造成營(yíng)養(yǎng)份在水域的累積，就減 少河川水流的淨(jìng)化機(jī)制。這個(gè)理論引人注意的是，任何河川污染的發(fā)生不祇是化學(xué)物質(zhì)輸入超過(guò)河川自然淨(jìng)化的負(fù)荷，而且物理性的改變水流，水 深、河道形狀，都可能改變水生物群落分佈，進(jìn)而致使物質(zhì)累積在河川， 對(duì)河川生態(tài)系統(tǒng)造成不利的影響。大部份的環(huán)境工程師， 認(rèn)為河川自淨(jìng)作用的機(jī)制是在營(yíng)養(yǎng)份最後的分 解者一細(xì)菌或微生物，但是河川生態(tài)的研究者卻提不同的觀點(diǎn)，河川自淨(jìng) 作用的機(jī)制是對(duì)流進(jìn)水域有機(jī)質(zhì)，進(jìn)行攝

4、食的初級(jí)消費(fèi)者與次級(jí)消費(fèi)者，先將較大的有機(jī)顆粒（coarse particulate organic material, CPOM顆粒徑長(zhǎng)度大於1mm藉由撕裂型（shredders）攝食型的水生昆蟲，分解為顆粒在小於0.5mm的細(xì)小有機(jī)顆粒 （fine particulateorganic matter,FPOM）。），水生昆蟲分解有機(jī)物這些細(xì)小有機(jī)顆粒再經(jīng)由蒐集攝食型 （collector）的水生生物吸收， 排出粒徑介於0.0005-0.5mm的超小型有機(jī)顆粒（ultra fine particulate organic matter,UPOM）。超小型有機(jī)顆粒由於表面積較大，較易為微生 物

5、分解。這些微生物 （大部份是藻類） 若吸附在水中顆粒與底部， 還會(huì)有表面 刮食型 （grazer）的水生昆蟲來(lái)攝食，使得微生物群落不易達(dá)到最大量。撕裂型、蒐集型、刮食型的水生昆蟲，都有魚類或其他較大型的水生昆蟲 來(lái)攝食，使?fàn)瓊兊娜郝洳恢鲁蔀樽畲罅俊Ｄ┝唆~類又被更高的消費(fèi)者，如 人類或鳥類攝食。不同河川區(qū)段的水生昆蟲分解特徵因此在河川上游，落葉較多，陽(yáng)光較小，水溫較低，流速較強(qiáng)。體型 扁平，緊貼在石頭上的撕裂型水生昆蟲，種類與數(shù)目較多，這些水生昆蟲進(jìn)行異營(yíng)常分解，河川的呼吸作用（respiration，以R表示）速率會(huì)大於藻類光合作用的速率（photosynthesis，以P表示），或簡(jiǎn)示為P/

6、R 1。魚類對(duì)於河川自然淨(jìng)化的功能河川愈到下游，水深較深，陽(yáng)光不易照到水底，附生型藻類消失，大 都被漂浮性藻類(phytoplankton)取而代之，這時(shí)刮食性水生昆蟲遽減， 大都以能在水底攝食的蒐集型水生昆蟲，與在水中攝食漂浮性藻類的浮游 性動(dòng)物(zooplankton)為主，於光合作用較小，異營(yíng)性生物分解作用旺 盛，P/R 64木頭、枝幹、樹皮撕裂型1664落葉堆撕裂型416落葉、樹皮碎片、果實(shí)、花、種蒐集型子蒐集型與過(guò)濾14洛葉碎片型細(xì)有機(jī)顆粒0.251植物、動(dòng)物碎片、大型水生昆蟲蒐集型與過(guò)濾糞便型0.0750.25大、小型水生昆蟲糞便蒐集型與過(guò)濾型0.00050.075超小有機(jī)碎屑與微

7、生物過(guò)濾型溶解性有機(jī)物 0.0005有機(jī)碎屑溶解物無(wú)或稀有資料來(lái)源：Cummi ns, K.W. 1974. Structure and Fu nction of streamecosystems. Bioscie nee. vol. 24, No.11. p. 631-641.表(二)河川有機(jī)顆粒生物攝食型態(tài)粒徑分類攝食型態(tài)活動(dòng)區(qū)域種類粗有機(jī)顆粒撕裂攝食型底床大蚊科(Tipulidae)石蠶科(Limnephilidae) 磷石蛾科(Lepidostomatidae) 短尾石蠅科(Nemouridae)扁石蠅科(Peltoperlidae)水生植物上石蛾科(Phryganeidae)蒐集攝食

8、型底床小突搖蚊亞科(Orthocladinae) 蜉蝣目 (Ephemeroptera)水中網(wǎng)石蠶科(Hydropsychidae)細(xì)有機(jī)顆粒蒐集攝食型底床蜉蝣目 (Ephemeroptera)水中蚋科(Simuliidae)表面刮食型底床舌石蠶蛾科(Glossosomatidae) 螺石蛾科(Helicopsychidae) 盤蜷科貝類(Ancylidae)資料來(lái)源：Cummins, K.W. 1974. Structure and Function of stream ecosystems. BioScienee.vol. 24, No.11. p. 631-641.參考文獻(xiàn)Vann ote, R L., GW. Min shall, K.W. Cummi ns, J.R. Sedell, and C.E. Cushi ng.1980. The river continue concept. Can. J. Fish. Aquat. Sci. ol. 37, p. 130-137.Cummi ns, K.W. 1974. Structure and fun cti on of stream ecos