各水質參數與卡爾森優養指標之相關性分析

表4.3-5 石門水庫四季之氮磷比

2003~2005 2003~2005 2003~2005 2003~2005 單位：％

三年春季 三年夏季 三年秋季 三年冬季 以磷為 控制因子

以氮為

控制因子 皆不是氮磷 阿姆坪 底 46.4 27.4 39.9 25.5 100.0 0.0 0.0 阿姆坪 中 51.1 33.1 26.3 25.4 100.0 0.0 0.0 阿姆坪 表 38.3 23.2 46.1 25.1 100.0 0.0 0.0 龍珠灣 底 32.9 14.7 26.4 20.6 75.0 0.0 25.0 龍珠灣 中 28.7 32.8 43.8 33.9 100.0 0.0 0.0 龍珠灣 表 33.0 19.7 49.4 35.0 100.0 0.0 0.0 長興 底 20.3 33.3 21.5 28.5 100.0 0.0 0.0 長興 中 37.6 28.9 39.2 29.9 100.0 0.0 0.0 長興 表 40.0 46.7 56.7 25.0 100.0 0.0 0.0 仙島 底 39.1 18.5 23.2 14.2 75.0 0.0 25.0 仙島 中 51.2 36.9 78.3 34.1 100.0 0.0 0.0 仙島 表 38.7 14.3 29.6 30.7 75.0 0.0 25.0 壩頂 底 33.2 50.9 22.0 35.2 100.0 0.0 0.0 壩頂 中 53.6 71.0 58.5 50.6 100.0 0.0 0.0 壩頂 表 42.1 19.2 41.8 29.5 100.0 0.0 0.0

以磷為

控制因子 100.0 86.7 100.0 93.3 以氮為

控制因子 0.0 0.0 0.0 0.0 皆不是氮磷 0.0 13.3 0.0 6.7

為0.43~-0.80（附錄 1-4）；電導度以冬、夏季最佳，為0.42~-0.70（附 錄 1-5）；大腸桿菌各測點於底層及中層相關性，皆以春季最高，為 -0.43~0.74 之間（附錄 1-6）；藻類細胞數各測點分層之四季平均相關 性，平均為處於0.41~-0.78 之間（附錄 1-7）。

由結果得知石門水庫水質優養化程度受到透明度影響很大，而卡 爾森指標是根據透明度與葉綠素-a 之關係性所設計的，但深入分析 時，透明度與濁度之相關性於四季時各測點之平均相關性皆比透明度 與葉綠素-a 之平均相關性高，如圖 4.4-1 及圖 4.4-2 所示。其表示石門 水庫之透明度是受到濁度的影響較大，而不是葉綠素-a 之影響，此情 形會使計算卡爾森指標時容易誤判，因此應於濁度影響較大的季節 時，將透明度因子排除，針對總磷及葉綠素-a 作平均，以取得較合理 之卡爾森優養指標數值。

透明度與葉綠素-a及濁度相關係圖

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50

冬 春 夏 秋

平均各測點之四季

皮爾森相關係數

透明度與葉綠素-a 透明度與濁度

圖 4.4-1 5 個測平均透明度與葉綠素-a 及濁度相關性

透明度與葉綠素-a及濁度相關係圖

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80

冬 春 夏 秋 冬 春 夏 秋 冬 春 夏 秋 冬 春 夏 秋 冬 春 夏 秋 各測點各季

皮爾森相關係數

透明度與葉綠素-a 透明度與濁度

阿姆坪 龍珠灣 長興 仙島 壩頂

圖4.4-2 各測點透明度與葉綠素-a 及濁度相關性

另外在水溫與卡爾森指標之關係方面，其關係性以底層之冬、夏 季最高，其相關性皆處於-0.42~-0.76 之間為中度相關以上，其中冬季 時呈現為負相關，夏季則為正相關，其原因應為石門水庫屬特殊氣候 型態水體易受季風雨、颱風、暴雨影響而水庫底層因此造成冬季時水 溫越低水質反而越差之情形發生，因此卡爾森指標於冬季、夏季時容 易受到水溫影響。

而大腸桿菌與卡爾森指標，以季節分佈情形分析時發現，各測點 於底層及中層相關性，皆以春季最高，其相關性皆處於-0.43~0.74 之 間為中度相關以上，顯示石門水庫卡爾森指數於春季時會受到大腸桿 菌之影響；底層及中層平均於春季其相關係數在0.19< r²<0.57 之間。

藻類細胞數與卡爾森指標，各測點分層之四季平均相關性，各測 點之季節平均處於0.41~-0.93 之間為中度相關以上，顯示石門水庫卡 爾森指數會受到藻類細胞數增長之影響；各測點藻類細胞數與卡爾森 指數其相關係數平均在0.34< r²<0.87 之間。

雖然卡爾森指標與藻類細胞有關，但歧異度指數、矽藻群集指數 與卡爾森指標之皮爾森相關性，各測點之季節平均處於-0.09~-0.37 及 0.12~-0.38 之間（附錄 1-23、1-25）為低度相關以下，顯示當歧異度 指數、矽藻群集指數評估水質受到汙染時，並不能代表水庫水質也呈 現優養化之情形，而翡翠水庫之優養化也與歧異度指數、腐水度無明 顯的相關性。因此歧異度指數與矽藻群集指數不足以評估石門水庫水 質優養化之情形。

根據以上之結果與文獻對照發現，石門水庫於 85 年~87 年間主 要優養之影響因子為葉綠素-a、pH、水溫、硝酸鹽氮、懸浮固體，而 本研究指出除了卡爾森指標中的總磷、葉綠素-a 及透明度外，其他影 響因子為水溫、導電度、大腸桿菌、藻類細胞數。