本研究從2007 年 4 月到 2008 年 5 月在第一樣站、第二樣站、第三樣站三個 調查樣站之水文及水質狀況,分述如下:
(一)第一樣站
緩流區水溫最高發生在六月27.4 ℃,最低溫於一月的 16.4 ℃,而急流區 水溫和緩流區一樣。緩流區pH 在 7.81~8.76 之間,DO 在 7.4~9.4 mg/l 內,
平均流速以8 月份達 1.6 m/sec 最快,2007 年 5 月份 0.3 m/sec 為最慢,導電度 介於396~479μs/cm,而急流區 pH 在 8.07~8.74 之間,DO 在 7.5~9.6 mg/l 內,平均流速8 月份達 4.9 m/sec 最快,2007 年 4 月份最慢 2.1 m/sec,導電度 介於396~481μs/cm。
(二)第二樣站
緩流區水溫最高發生在6 月 30 ℃,最低溫於 2 月的 16.3 ℃,而急流區水 溫最高溫發生於六月29.4 ℃,最低溫和緩流區一樣,緩流區 pH 在 8~8.78,
DO 在 7.44~9.5 mg/l 內,平均流速 8 月份達 1.3 m/sec 最快,7 月份 0.26 m/sec 為最慢,導電度介於397~477μs/cm,而急流區 pH 8.06~8.7 之間,DO 在 7.54
~9.62 mg/l 內,平均流速 8 月份達 3.9 m/sec 最快,2007 年 4 月份最慢 1.6 m/sec,
導電度介於396~479μs/cm。
(三)第三樣站
緩流區水溫最高發生在7 月 27.1 ℃,最低溫於 2 月的 16.3 ℃,而急流區 最高及最低溫和緩流區一樣。緩流區pH 在 8.23~8.7,DO 在 7.42~9.48 mg/l 內,平均流速8 月份達 1.2 m/sec 最快,2007 年 5 月份和 2008 年 3 月份 0.27 m/sec
為最慢,導電度介於397~480μs/cm。而急流區 pH 在 8.1~8.68 之間,DO 在 7.55~9.64 mg/l 內,平均流速 8 月份達 5.08 m/sec 最快,2007 年 4 月份最慢 1.4 m/sec,導電度介於 397~480μs/cm。
平均三個緩流區和急流區之水文及水質狀況如表1、2、3 所示,分述如下:
(四)緩流區
三個樣站之緩流區2008 年 1 至 4 月石面上均有大量綠色絲狀藻附生,其餘 時間大都是褐藻類附生,緩流區平均流速以2008 年 5 月最低為 0.3 m/sec,最 快為2007 年 8 月的 1.3 m/sec,水溫以六月的 28 ℃高,二月 16.3 ℃最低,導 電度2007 年 5 月之 478μs/cm 最高,2007 年 11 月之 396μs/cm 最低,此值是 在連續大雨後去調查。溶氧以6 月之 7.42 mg/l 最低,2 月之 9.46 mg/l 最高,冬 季高而夏季數值低,pH 範圍在 8.02~8.7 之間,水質屬微鹼性。
(五)急流區
三個樣站之急流區平均流速以2007 年 4 月最低 1.7 m/sec,最快為 2007 年 8 月4.6 m/sec。水溫以六月的 27.8 ℃高,二月 16.3 ℃最低。導電度 2007 年 5 月480μs/cm 最高,2007 年 11 月 396μs/cm 最低。溶氧 6 月 7.53 mg/l 最低,
2 月 9.62 mg/l 最高,平均只比緩流區高 0.13 mg/l。pH 範圍在 8.1~8.7 之間,
除2007 年 5 月比緩流區高外,其餘 13 個月均比緩流區低,每月的值均在 8 以 上,水質屬微鹼性 。
二、扁蜉蝣物種組成與群聚結構
(一)扁蜉蝣在三個樣站緩流區和急流區與月份之百分組成
2007 年 4 月至 2008 年 5 月三個樣站總共採集到 3453 隻扁蜉蝣,於 2008 年3 月三個樣站總共 508 隻為最多,2007 年 9 月則只有 47 隻數量最少;三個 樣站緩流區共採集到 1868 隻,急流區共採集到 1585 隻。扁蜉蝣密度變化如 圖六、七所示,三站的緩流區扁蜉蝣稚蟲量以2007 年 4 月的 288 隻最高,最 低為9 月的 15 隻,三站的急流區扁蜉蝣稚蟲量以 2008 年 3 月的 261 隻最高,
最低為2007 年 8 月的 10 隻。
物種百分比如圖八、九所示,Afronurus floreus 為整個扁蜉蝣的優勢物種,
在緩流區除11、12 月分別佔 36、41﹪較低外,其餘 12 個月皆佔緩流區的 73
﹪以上,在各站的急流區除 11、12 月除外,也有部分分布。Epeorus erratus 在急流區除 6、7 月沒出現,以及於 5、8 月百分比較 A. floreus 低,11 月比 Rithrogena parva 稍微低外,其餘 9 個月份均佔各月最高的百分比,最高為 10 月的88﹪,而其在緩流區除 2007 年 11 月和 2008 年 1 至 5 月零星發現幾隻 外,其餘8 個月份均沒發現。R. parva 在急流區各月份佔 35﹪以下,在緩流 區除4、11、12 月和 2008 年 2、4、5 月零星發現幾隻外,其於 8 個月份均沒 發現。A. chipenensis 個體數和百分比都是四物種最低的,和 A. floreus 一樣在 大部份月份的急流區有採集到,其在緩流區雖個體數和百分比較高,但除了 在12 月較高佔 50﹪外,其它月份只在 22﹪以下。
(二)三個樣區扁蜉蝣物種稚蟲組成 1.第一樣站
第一樣站調查期間共採得扁蜉蝣 3 屬 4 種,顯示扁蜉蝣稚蟲物種的百 分比。緩流區有二屬三種,A. floreus 佔第一樣站緩流區扁蜉蝣的 90﹪之多,
其次為 A. chipenensis 9﹪。急流區有 3 屬 4 種,E. erratus 佔 72﹪最高,其次
A. floreus 和 R. parva 各別均佔 14﹪(表 4)。
2.第二樣站
第二樣站調查期間共採得扁蜉蝣 3 屬 4 種,顯示緩流區有 3 屬 4 種,
A. floreus 佔第二樣區緩流區扁蜉蝣的 83﹪最高,其次為 A. chipenensis 13﹪。
表5 顯示急流區物種組成,有 3 屬 4 種,E. erratus 佔 38﹪最高,其次 A. floreus 佔37﹪,R. parva 佔 22﹪。
3.第三樣站
第三樣站調查期間共採得扁蜉蝣 3 屬 4 種,表 6 顯示緩流區有 3 屬 4 種,A. floreus 佔第三樣區緩流區扁蜉蝣的百分比高達 95﹪,其次為 A.
chipenensis 之 4﹪,R. parva 則只有 1 隻,表 6 顯示急流區物種組成,有 3 屬4 種,E. erratus 佔 58﹪最高,其次為 R. parva 佔 25﹪,A. floreus 佔 16
﹪。
從圖 10、11 可看出,總共三個樣站分別緩、急流區物種百分組成的調 查,可以明顯發現到 A. floreus 是三個樣站的優勢物種,綜合三個緩流區其佔 88﹪,在三樣站急流區佔 22﹪。E. erratus 是急流區的優勢物種,綜合三個 急流區其佔57﹪以上。E. erratus 和 R. parva 在緩流區和急流區的百分比均 有相當高的差異,在緩流區分別佔1.6﹪、0.7﹪,但在急流區分別佔 57﹪和 20﹪;A. floreus 雖在急流區可佔 22﹪以上,但和其在緩流區的 88﹪相比,
它在急、緩流區間也有相當高的差異;雖然 A. chipenensis 之分佈數量、百分 比在所有樣站是最低的物種,但它和 A. floreus 一樣,於急、緩流區均可見其 分佈,在急流區佔1.3﹪以下,和緩流區的高達 9.1﹪相比,其數量、百分比 在緩流區也高於急流區。
(三)月份緩、急流種個體數差異統計分析
對每月緩流區的四物種間個體數量是否有差異,用傅萊德曼檢定來檢 定,統計值 chi-square = 33.7934, p 值 <0.0001,顯示緩流區之四物種間的 數量頻度具有顯著差異。
對每月急流區的四物種間個體數量是否有差異,用傅萊德曼檢定來檢 定,統計值 chi-square =20.8913, p 值=0.0001,顯示急流區四物種間的數量 頻度具有顯著差異。
從緩、急流區每月的四物種間個體數量是有差異顯示出緩流區有較優勢 的物種,急流區雖也具顯著差異,但沒緩流區物種數量間的差異大。
(四)扁蜉蝣密度之消長 1.緩流區
調查期間雖緩流區總物種密度變化起伏很大,緩流區 14 個月的全部物 種平均密度為269 隻 m
-2
,2007 年 4 月達到最高密度 573 隻 m-2
,之後慢慢下 降到11 月,從 2007 年 11 月起則一直持續增加,到 2008 年 5 月一直保持高的 密度。其中 A. floreus 的密度消長趨勢和緩流區總物種密度變化一樣,因為其 所佔百分比相當高(圖 12 )。2.急流區
調查期間急流區總物種密度變化雖沒有緩流區高,但其起伏也頗大,
急流區14 個月的全部物種平均密度為 159 隻 m
-2
,2008 年 3 月達到最高密度 平均330 隻 m-2
,2007 年 7 月之後密度下降,8~11 月都維持在最低的密度 11~91 隻 m
-2
,11 月之後才又上升,一直維持高的密度到 2008 年 5 月。E. erratus的密度消長趨勢除6、7 月外,和緩流區總物種密度變化一樣(圖 13 )。
三、扁蜉蝣和環境因子的關係
(一)緩流區扁蜉蝣與其棲息石頭大小線性迴歸分析檢定
去除緩流區個體數稀少的8、9、11、12 月後,將緩流區每顆石頭大小與 棲息其上的優勢物種 A. floreus 和每顆石頭扁蜉蝣總個體數做線性迴歸分析檢 定,結果如圖 14、15 所示,與 A. floreus 之線性迴歸關係為:y=0.0221x+
3.031,R
2
=0.167,P<0.0001;與扁蜉蝣總個體數之線性迴歸關係為:y=0.0281x+2.1531,R
2
=0.219,P<0.0001。石頭大小範圍在 120~882cm2
,兩 種數量與石塊大小均呈顯著的線性關係。(二)急流區扁蜉蝣與其棲息石頭大小線性迴歸分析檢定
將急流區個體數稀少的6、7、8、9、11 月去除,將急流區每顆石頭大小 與棲息其上的優勢物種 E. erratus 和每顆石頭扁蜉蝣總個體數做線性迴歸分析 檢定,結果如圖16、17 所示。與 E. erratus 之線性迴歸關係為: y=0.0101x
+1.8278,R
2
=0.0837,P=0.0011;與扁蜉蝣總個體數之線性迴歸關係為:y=0.0094x+5.6302,R
2
=0.0647,P=0.0042。石頭大小範圍在 178~1209cm2
, 兩種之數量與石塊大小均呈顯著的線性關係。由於急流區石頭普遍較大,所以圖16、17 顯示斜線傾向 x 軸坐標,b
0
值 均較小。四、 大南溪扁蜉蝣稚蟲年齡結構組成
(一)扁蜉蝣各月份頭殼寬大小組成
1. Afronurus floreus
從圖18 可看出 0.9 mm 以下的稚蟲除 10、11 月外,其餘 12 個月 0.9 mm 以下的稚蟲和頭殼寬大於2.7 mm 的稚蟲幾乎每個月均存在,很難看出具明 顯的世代間隔,2007 年 8~11 月初齡稚蟲不斷減少,但是末齡稚蟲逐漸發育 形成,顯示夏天颱風豪雨季並非繁殖季,而是要到 12 月初齡稚蟲才又重新 增加,因此冬季初期,A. floreus 應該有一個明顯的繁殖產卵時期的開始,之 後一直到7 月都有初齡稚蟲存在,顯示都有繁殖產卵的進行。
2. A. chipenensis
從圖 19 可看出其數量很少,所以更無法瞭解其生活史的發展,2008 年 5 月其稚蟲的頭殼寬大小均大於 1.5 mm,代表其夏季成蟲開始羽化,2007 年 6 月有一隻頭殼寬大小介於 1.2-1.5 mm,可能是一隻落後者(laggard),其在 7、
8、9 月沒有發現個體數,10、11 月似乎是一個繁殖產卵季。12 月~1 月末 齡蟲出現且1~3 月初齡稚蟲可視為另一個繁殖產卵季,之後,一直到五月,
雖然其末齡蟲都有出現,但卻無初齡幼蟲出現,顯示它們似乎3 月之後就不 再產卵。
3. Epeorus erratus
從圖 20 可看出頭殼寬大小 0.4-0.8 mm 以下的稚蟲除 6、7 月除外,其餘 月份調查均有發現,顯示其不具明顯的世代間隔。但在6、7、8 月也許以卵 或成蟲的階段來渡過夏季。8 月 31 日調查時,開始有幼小稚蟲出現,經過約 4 個月時間,至 12 月才又有頭殼寬大於 3.6 mm 的老熟稚蟲出現,代表其需
經過這段時間完成其至幼蟲期。但隨後至5 月都有初齡稚蟲出現,顯示它們 似乎有相當長的繁殖產卵時期。
4. Rithrogena parva
從圖21 可看出其數量很少,特別是在 6~10 月,但全年大部份月份都 有出現初齡稚蟲,顯示其終年可以進行繁殖產卵。但是 10 月以末齡稚蟲為 多,而11 月以初齡稚蟲為多,顯示 11 月是一個繁殖產卵季的開始。
(二)緩、急流區扁蜉蝣頭殼寬大小組成比較 1. Afronurus floreus
選擇緩流區的優勢物種 A. floreus,比較其在緩流區和急流區的頭殼寬大 小組成差異。從圖22、23 所示,除 4 月外有較高比例頭殼寬較大個體出現 於急流區外,相對於緩流區個體之頭殼寬組成比例,大部份月份在急流區 出現個體之頭殼寬都偏較小尺寸。流速較強之7 月份出現於急流區個體之 頭殼寬大小比例相對的和緩流區之比例則較為相近。
2. Epeorus erratus
選擇急流區的優勢物種 Epeorus erratus,比較其在急流區和緩流區的頭 殼寬大小組成差異。從圖24、25 所示,其發現在緩流區的 5 個月中,共發 現31 隻在緩流區,24 隻均頭殼寬小於 1.2 mm,最大只有 2.0~2.4 mm 的一
選擇急流區的優勢物種 Epeorus erratus,比較其在急流區和緩流區的頭 殼寬大小組成差異。從圖24、25 所示,其發現在緩流區的 5 個月中,共發 現31 隻在緩流區,24 隻均頭殼寬小於 1.2 mm,最大只有 2.0~2.4 mm 的一