微粒、落塵或氣膠(aerosol))。雖然自然界中火山的活動 (Fujita, 1993)、
閃電或動植物分解釋的物質放都會造成雨水酸化，但近數十年來酸化 主因還是由人為活動所造成，如火力發電廠中的化石燃料燃燒、可燃 廢物(Gandhi et al.,2017)、汽車和飛機(EPA, 1990)，這些人類活動所排 放的硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)是造成近年來大氣沉降酸化的 主要物質，這些沉降中又以濕沉降中的降雨最常被討論及研究。
酸雨為酸鹼值達 5.0 以下的降雨，其有害影響被認為是近代全球 化世界中最嚴重的環境問題之一(Hara, 1998; Bouwman et al., 2002;
Singh and Agrawal, 2008)，酸雨主要發生在高度工業化的國家，但隨 著汙染物質經由大氣傳輸，成為全球性環境生態問題。例如來自中國 東部工業化程度較高的地區空氣污染物，經由遠距運輸也影響了台灣 (Lin et al., 1996; Chang et al., 2000)和東亞其他地區(Aikawa et al.,
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2010)的大氣沉降。從中國運輸和沈降到鄰國的 SOX和 NOX已經成為 一個重要的區域性環境問題(Fujita et al., 2000)，也造成了許多危害及 對生態造成影響(Singh and Agrawal, 2008)，例如營養枯竭(Kaiser, 1996)、森林衰退(Schulze, 1989)、土壤和地表水酸化及危害植物(Burns et al., 2016)、湖泊和沼澤生物的死亡以及紀念碑和其他歷史文物的破 壞(Livingston, 2016)。酸雨也會嚴重損害農作物，並從土壤和植物中 淋溶出離子，從而導致離子失衡(Van Breeman et al., 1984; Singh and Agrawal, 2008) 。
Duan et al. (2016)對亞洲酸沉降的研究發現，近年來硫的沉降減少 了，但是氮的沉降卻在增加。在馬來西亞，快速的工業化和非永續的 農業活動可能是造成酸雨的原因(Ayers et al., 2002)，亞洲氮的沉降增 加有部分可能是由於化學肥料的使用增加和動物糞便的大量使用 (Galloway and Cowling, 2002 )，農業上尿素和動物糞便的施用導致大 氣中氨的積累，長期的積累可能導致氮沉降增加，對土壤和植物產生 不利影響(Wang et al., 2004)。
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第二節、 霧水的重要性
霧為空氣中散布著許多液態水粒子的現象，霧滴的大小隨其液態 水含量(Liquid Water Content, LWC)多寡而有不同的數量分布
(Eldridge, 1971)，霧水離子組成與雨水類似，雖然也被廣泛研究，但 研究的數量仍遠低於雨水。主要是因為霧水的收集比雨水更困難、更 耗時(Weathers et al., 1998)。由於一般霧水水滴之粒徑太小，無法像降 雨(雪、冰雹)一樣藉由重力沉降進入地表，但霧滴仍可藉擴散以及撞 擊的過程附著於植被或其他物體表面形成小液滴，這些小液滴又會以 同樣的過程成長成較大的液滴(occult precipitation)，最後再進入地表 (Ritter et al., 2008)，這與一般認知的降水過程是不同的，因此無法用 傳統雨量筒或其他現有的雨量計來監測。雖然霧並非在所有地區都很 重要，但對於某些類型的生態系統霧和雲是重要的沉積途徑，如起霧 頻繁且長時間持續的地區的雲霧森林(cloud forest)。對於這些生態系，
霧可能是污染物和養分輸入的重要途徑(Liang et al., 2009)，現有研究 顯示，霧水往往具有高濃度污染物質，對於個別植物體甚至整個生態 系統有重大影響(Wrzesinsky and Klemm, 2000; Zimmermann and Zimmermann, 2002)。
雖然霧水中主要的化學物質組成與雨水中的無機化學物質非常 相似，但它們的濃度不同，霧水也比雨水更可能含有稀少的化合物或
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重金屬(Anderson et al.,1999)。霧水的 pH 值通常較雨水低(Waldman et al., 1982; Millet et al., 1995; Minami and Ishizaka, 1996)，且相較於雨水 霧水與大氣污染物的化學特徵關係更密切 (Yang et al., 2011)。霧的形 成通常發生於空氣汙染最嚴重的地表附近 (Herckes et al., 2002)，加上 霧水顆粒較雨水小( 5-100μm)，表面積相對大，在空中停留時間相對 於雨水要長，因此能攔截汙染與營養物質的能力也相對提高 (e.g.
Igawa et al., 1998 ; Thalmann et al., 2002; Burkard et al., 2003; Liang et al., 2009 )，故霧水中的所有化學成分的濃度幾乎均高於雨水中的化學 成分(Ali et al., 2004)，由於霧水中各種離子濃度常遠高於雨水，故即 使霧水量一般較雨量低甚多，但它對營養物質輸入的貢獻仍相當重要，
在部分地區甚至超過透過雨水輸入的貢獻，如美國東部阿帕拉契山脈 北部高山森林中來自雲霧的化學輸入量佔總降水量的 150%至 430%
(Lovett et al.,1982)，霧水對於某乾燥地區來說也是很重要的飲用水來 源(Oliver et al., 2002 ; Shanyengana et al.,2002 ; Oliver 2004)，並且可能 是許多營養元素的重要來源（Lovett et al., 1982 ; Dawson, 1998），故 是完整了解生態系統養分循環的研究中不可忽視的一環。
雖然霧水 pH 值通常低於降雨，但這種情形的一個例外是氨的濃 度很高的地區，因為霧水可以透過所攔截的大量氨氣而大幅提升 pH 值(Collett et al., 1999)，在農業區中施用的動物糞肥和化學氮肥，可能
5 湖，超過 50%的大氣離子輸入是通過霧沉降(Chang et al., 2002)，在台 灣中部溪頭，透過霧水輸入生態系的量也占部分離子大氣輸入量的 40% (Liang et al., 2009)，因此在台灣霧的化學性質值得更廣泛而深入 的研究。此外因為台灣許多山地森林被開墾為農田，山區有許多集約 農作，氮肥為農田中常用肥料，如果施用量太大，可能會影響原本的 營養循環，而對生態系統產生不利影響(Brady and Weil, 1996)。在營 養過剩的情況下，通過淋溶會使得大量硫和氮輸出，可能進而導致地
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離台北市區不到 10 公里，當地多處種植茶樹，有研究估計石碇附近 的翡翠水庫流域山區，茶園可以有高達 450 kg ha-1 yr-1的 NO3-輸入河 水，顯示山區農業活動，特別是過度施肥對山區流域生態系統養分的 循環具有一定程度影響(Lin et al., 2015)。也有研究指出山地農業密集 使用動物糞肥和氮肥可能促成了霧水與雨水中具有高濃度的 NH4+， 對周圍生態系統大氣氮沉降的有重要的影響(Liang et al., 2009)。但目 前台灣有關山區農業對營養元素透過霧及雨水輸入影響的研究仍相 當少，前人在溪頭的研究並非直接在農田進行研究，故目前有關農業 活動對當地營養元素透過雨水和霧水輸入影響的了解仍相當有限。為 此本研究直接在石碇地區的茶園對雨水和霧水進行收集，分析其主要 營養元素的濃度，主要的研究目標為：
(1) 比較茶園中雨水和霧水主要離子組成特性 (2) 初步估算營養元素透過雨水和霧水的輸入量
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