水質污染程度的評估，通常以溶氧、生化需氧量、化學需氧量、懸浮固體 與氨氮等傳統的物理化學分析方法來進行評估。然而，物理化學的污染物評估 法通常受到污染物間接排放或降雨影響，只能代表採樣瞬間或特定時間地點之 水質狀況，往往無法表現長時間的環境狀態。德國 Kolkwitz 與 Marsson (1908) 最早提出指標生物的概念。他們主要是利用水域生態系統的變化來評估水體狀 況，以彌補物理化學分析評估之方法不足。常用於偵測水域生態狀態指標者，
有藻類、浮游動物、水生昆蟲、軟體動物、環節動物與魚類等。其中藻類及浮 游動植物屬於微生物，分佈廣泛並能迅速反應環境改變。除魚類外，其餘種類 均歸屬於大型的底棲無脊椎動物，大多的物種均為肉眼可見之生物，採樣及觀 察均較方便，它們都是固定棲息於河床或沿岸，較能代表該點之河川水質，比 之物理化學分析方法更容易被大眾所了解與接受。
生物指標自德國 Kolkwitz 與 Marson 倡議後，經過 Beck(1955)、津田 (1964)、Cairns and Dickson(1973)與 Hilsenhoff (1988)等學者之發展，如今已發 展出多種水質生物指標法。目前常用於水質指標之生物評估有河川附著藻類之 腐水度指數（Saprobity Index, SI）、以水生昆蟲污染耐受程度所發展之科級生物 指標(Family-level Biotic Index, FBI; Hilsenhoff,1987)、大型無脊椎生物所發展之 快速生物評估法 III (Rapid Bioassessment Protocol III, RBP III; Plafkin, 1989)、污 染指數法(Pollution Index, PI; Chertoprud, 2002)及利用魚類為指標生物有魚類整 合指標模式(Index of biotic integrity, IBI)(Karr, 1981)等方式。除了上述指標方法 之外，由日本所發展出來的谷田氏水質生物指標量表及津田氏(津田松苗，
1964; 津田森下，1974)的生物指標(Biotic Index, BI)等方式是一簡單易用，不需 要繁複的計算也可快速評估水質優劣，適合一般民眾學習使用。
我國行政院環境檢驗所(1990，1994)亦於 1990 年及 1994 年出版「臺灣河川
污染生物指標—底棲動物類」與「臺灣河川污染生物指標─底棲小動物類」， 推動生物性指標觀念與方法。除此之外國內亦有不少相關的研究，如應用水棲 昆蟲做為水質生物指標(黃于玻與田志仁，2014)；以魚類群聚生態評估水體(邵 廣昭等，1993；王漢泉，2002)；以底棲生物當作本省河川污染生物指標之研究 (洪正中等，1986；趙大衛，2000；戴文堅等，2008)及藻類亦作為臺灣水庫優 養化及河川污染的依據(賴雪端，1997；吳俊宗，1997、1998、1999、2000、
2004)。
生態系統為一由藻類、浮游動物、水生昆蟲、軟體動物、甲殼類及魚類等 生物組成的複雜有機體系統。由於藻類、浮游動物、水生昆蟲、軟體動物、甲 殼類及魚類的生命週期不同，因此，當一個區域水質開始改變時，往往是短生 命週期的藻類先改變，其次是底棲生物(水生昆蟲、軟體動物及甲殼類)，然後 才是魚類。所以，水質化學檢測，所反應的是採樣當時的水質狀況；以藻類為 生物指標，所反應的是過去數小時到數天的平均水質狀況；以底棲昆蟲為生物 指標，所反應的是過去數天或數週到數月之平均水質狀況；以魚類為生物指 標，則反應的是過去數月到數年的平均水質狀況。再者，水環境中的任何一個 因子，都不能單獨影響水生生物，水質的評估，也是根據多個因子而予以評 定。因此，單一性的生物指標已經不足以用來評價完整的環境狀況，環境影響 評估進行時也需藉由許多生物指標來多面向的評估。然而，應用多項生物組成 作為水質指標，除了要有種類鑑定能力外，還需要有一定的專業訓練才有辦法 判讀其結果，這並非一般行外人可以做到。也因為如此，將繁雜及多面向的生 物指標整合為一淺顯易懂的綜合型指標已成為一個重要的趨勢。
生態系之物種多樣性甚高，欲在一條河川行水區及其可能影響範圍，對所 有的生物作全面性之瞭解與調查，顯然是不可能且欠缺經濟效益。此亦為國內 生態工法推動初期，利用環評期間所做之生態普查名錄式之資料，來作為生態 指標生物基準時失敗之主因。就務實面來看，由於生態系之物種多樣性極大，
針對所有動植物逐一進行監測，顯然也是不可行的。
優先使用容易測量且可立即反映環境現況的環境指標，並對該指標項目加 以量化。除了物化環境的指標外，亦可選定生物指標，但因為國內對於生物物 種生活史及生物分類基礎的資料相當缺乏，因此建議以物種族群數量的變化或 群聚指標為主，包括多樣性指標(diversity index)、相似性指標(similarity
index)、多變數分析(multivariate analysis)：多樣性指數是依據各個樣區的群聚 結構，如種類數與每一種的個體分佈，來辨別樣區的生態環境情形；相似性指 數是比較各樣區之間，群聚結構的相似性程度，據此辨別生態環境情形。
一般來說，生物指標需對於環境的適應性是狹適性的，才可反映出環境的 實際情形。例如官田菱角田的臺北赤蛙，對於水質污染的耐受性低，只要水質 出現污染狀況便無法存活，也會將影響反映到族群數量的改變。水域環境則如 河流底棲大型無脊椎動物(水棲昆蟲、貧毛類、螺貝類與蝦蟹類等)，由於具有 分佈廣、種類多、活動力不強、生活史夠長(相較於浮游動植物)、可與河床沈 澱物相互作用等特性，因此相當適合作為環境指標。
目前水域環境所使用的污染指標及指標生物大多是以淡水域的生物為主，而 Weisberg et al.則在 1997 年將 Karr(1981)使用在溪流棲地評估的方法加以修正後，
訂定出適用於海岸及河口「底棲生物整合指標法」（Benthic Index of Biotic Integrity, B-IBI）。此方法提供不同的海岸河口棲地類型所需要的矩陣及生物特性表，藉由 積分的累加來區分出生態品質評估等級（Weisberg et al.，1997）。Llanso et al.（2002）
於切薩皮克灣(Chesapeake Bay)的研究中，依照棲地形態的不同，選擇不同的評 估項目及內容，並將棲地區分為七大類，在選擇棲地類型後，則是依不同的類型 選擇不同的矩陣及配分標準來進行生物環境評估（Llanso et al., 2002）。目前國內 已有不少的研究案例，如芳苑海岸潮間帶生態工法之研究(經濟部水利署第四河 川局，2007)、應用底棲生物整合指標法評估安平海岸淺灘之研究(朱達仁等，
2005)、應用底棲生物整合指標法評估在海岸淺灘之研究(朱達仁等，2005)，其他 還有應用底棲生物整合指標法評估海岸淺灘的生態效果之研究(郭一羽等，2004)、
漁港生態工法應用類別之探討(郭一羽與朱達仁，2004)、附著生物在海岸淺灘的 生態效果分析研究(張睿昇與朱達仁，2004)。孫伯賢利用彰化芳苑海岸、高美濕 地和台南安平漁港的現地資料來修訂 B-IBI 之評分區間與污染指標生物(孫伯賢，
2008)。本計畫除了計算各項多樣性指數外，將同時嘗試利用計算底棲生物整合 指標法（B-IBI）以評估台江國家公園的棲地狀態，並利用污染物變化與水域生 物組成的概念先行提出適用於台江國家公園的生物指標。
第三章 工作方法 3.1 計畫工作內容
（一） 水質監測(105 年度辦理 2 次) 監測項目：
水溫、pH、溶氧(DO)、氧化還原電位(ORP)、電導度(EC)、濁度、懸浮固 體物(SS)、生化需氧量(BOD)、化學需氧量(COD)、總有機碳(TOC)、硫酸 鹽、氨氮、硝酸氮、亞硝酸氮、總凱氏氮(TKN)、總氮、磷酸鹽、總磷(TP)、
葉綠素 a、水中重金屬(砷、鉛、汞、鎘、銅、鋅、鎳、總鉻)，採樣與監測 方法以環檢所公告之方法為主。
（二） 底泥監測(105 年度辦理 1 次) 監測項目：
溫度、pH、氧化還原電位(ORP)、有機物、重金屬(砷、鉛、汞、鎘、銅、
鋅、鎳、總鉻)等，採樣與監測方法以環檢所公告之方法為主。
（三） 指標生物調查評估(105 年度辦理 2 次) 1.水域生物調查：
參考「濕地生態系生物多樣性監測系統標準作業程序」。除了進行樣點周 圍水域生物的紀錄與監測，並且利用底棲生物調查了解當地生物組成，
再利用其組成探討環境水體狀況，期待可利用調查結果尋求可能利用監 測之生物指標。
2.陸域植物調查：
已採樣點鄰近植物組成、面積做調查與描述，以利比對水質、底泥調查 結果。
3.集相關指標生物資訊，評估對應於台江國家公園的可能性。
4.配合國家公園生物多樣性地理資訊系統料庫建置計畫登錄調查資料。