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模式架構與分析流程

本研究所建構的「河岸紅樹林擴張之生態水利模式」,屬於生態 水利模式(ecohydraulic model)的範疇。此類模式需同時涵蓋水理 分析模組與生態分析模組,並且利用不同的水理變數(hydraulic variable),描述特定物種或生態系統的棲地需求(Kemp et al., 2000;

Bockelmann et al., 2004)。由於生態學者普遍缺乏力學分析能力,而 工程人員的生態知識又不足,導致相關的整合研究相當稀少,目前大 多應用於魚類及大型無脊椎動物(Macroinvertebrate)(施上粟,

2005)。

模式中的水理模組包括:水理與鹽分模擬、淤積泥灘地形成機制、

浸淹機率計算與河川流態分析;生態模組則包括:縱向變化(由河口 往上游)、橫向變化(由河道往高灘地)與歷年變化。空間上,藉由 水理模組的鹽分、淤積泥灘地生成與浸淹機率三項參數,搭配生態模 組的分布資訊(縱向與橫向變化),進而瞭解紅樹林的生育地需求。

時間上,根據河川流態的分析成果與紅樹林的歷年變化,可以探究紅 樹林擴張速率是否受到過往水文事件的影響,以及區域的水資源管理 策略是否已經對紅樹林生態系統產生功能性的干擾(圖3.1)。

紅樹林生育地分析時,先利用鹽分將感潮河段區分為:紅樹林有 競爭優勢與無競爭優勢兩河段。然後,找出紅樹林具有競爭優勢河段 中容易形成大面積淤積泥灘地的位置,根據淡水河經驗,淤積泥灘地 的形成與二次流現象息息相關,r/w(曲率半徑/河寬)可以作為二

次流現象是否形成的簡易指標(詳見3.2.2 節)。最後,透過浸淹機率 界定適合紅樹林生長的區域。倘若現地並無紅樹林成林,表示該區域 的紅樹林生長受到其他環境因子的限制,例如:坡度、局部地形、流 速、營養鹽濃度、底質粒徑、或是硫化氫等環境毒素的累積(Lugo, 1998;Lewis, 2005;Chen et al., 2006),歸類為潛勢紅樹林生育地,

分析流程如圖3.2 所示。

圖3.1 模式架構圖

圖3.2 紅樹林生育地分析流程圖

由於環境條件的限制,不同屬性的生育地應輔以不同的管理策略,

以免耗費大量人力與經費,但無法達到預期成果,甚至全盤失敗:

(1) 紅樹林生育地(mangrove area):由於該環境適合紅樹林生 長,且具有高度擴張性,不宜過度保護,反而是需要引入適 當的管理經營策略。

(2) 潛勢紅樹林生育地(potential mangrove area):自然條件有

利於紅樹林生長,但現況受到其他因子限制的區域。未來如 果有需要的話,可以選擇為紅樹林重建或造林的場址,找出 並移除限制紅樹林分布的環境因子,倘若鄰近區域有紅樹林 成林,甚至不需人為種植,自然補充即可恢復紅樹林成林。

(3) 非紅樹林生育地(non-mangrove area):自然環境的條件不 足,以致紅樹林生長與擴張受限,則不宜貿然進行紅樹林重 建或造林。