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河川環境的因子

在文檔中 第章河川環境調查目次 (頁 8-12)

<想 法>

應納入考量之河川環境因子繁多,包含下例項目。

1)河川流量(洪水流量、基流量、變化特性)

河川流量(類似概念為水位),乃是形成河川環境最重要因子之一。

洪水發生機率低,但越是大規模山洪暴發,越可能大規模改變河川形狀。此外,平均 年度最大流量大約相當於低水路滿流量,乃是河道形成相關檢討時的代表值,河川流量因 此也可視為形成河川地形重要因素。

基流流量狀況下,不僅形塑河畔植生與水生生物棲息地點特性,也因為會影響水温與 水質,因此對於生態系的影響相當大。

如上,河川流量形塑了河川環境的所有特性。然後,流量的變化特性會影響洪水後的 物理環境(形成砂洲等)穩定特性。物理環境穩定度則形塑了棲息生物之種類。比如,河 川環境中之流量變動變小,環境過於穩定化,會變成只有強烈適應該環境的物種增加,生 物多樣性因此受到減損,這便是所謂「中規模攪亂假説」理論。事實上,攪亂頻率與強度 減少,礫石河灘地就會減少,而這樣的現象在日本全國各地越來越明顯。要清楚說明攪亂

,不只需要流量,還需要以從與河道形狀關係來看的積水頻率與積水時攪亂強度之指標,

作為評估之根據。流量變動也是河川環境因子,更會形塑重要的攪亂,其所扮演的顯示攪 亂程度指標之角色,也是非常重要。河川流量調查的做法,則應依據第2章 水文・水理觀測

包含變動在內的河川流量特性(河川流況),會強烈形塑棲息河川的生物生長與棲息狀 況。Bunn and Arthington(2002)認為,流況會影響河川中水生生物多樣性,他提出以下4項原理

,可作為了解河況所具備環境上意義的參考。

第 11 章 第 1 節-6

原理1:河水流動會強烈形塑河川生物棲息地之物理特性,也會形塑其生物構成。生物 棲息地之物理性空間尺度,包含溪流尺度(stream scale,河道網尺度)、河段尺 度(reach scale,淺流與淵之分布)、區塊尺度(patch scale相對於個別河床質之水 理條件)。

原理2:水生生物直接反映於自然流況的形式,其生活史隨之策略改變與進化適應。

原理3:水域縱横斷方向之連結性,乃是以自然模式維持,這對於大多數棲息於河川的 物種而言,非常重要。

原理4:流況改變會促進外來種穩定入侵成長。

圖11-1-2 水生生物的多樣性與河川自然流況

資料來源:Bunn and Arthington(2002), A. H.: Basic principles and ecological consequences of altered flow regimes for aquatic biodiversity, Environmental Management, v. 30, n. 4, pp.492-507,2002.

2)河川形狀

河川形狀會明顯影響水深、流速、河床質、覆水頻率等影響河川棲息生物之重要河川物理 環境因子,也是掌握河川環境重要的基礎資料。從容易進行評估的觀點來看,河川環境調查之中 的河川形狀,類似淺流與深潭容易綜合整理單位,會比較容易加以評估與掌握。掌握河川形狀時

,須注意其空間構造之層級性。如圖 11-1-3 所示,河川環境有其層級性,不僅較大規模的層級環 境會形塑其以下規模的層級環境,下面規模層級環境累積起來,也會形成上面規模的層級環境,

該層級也因此會和河川空間構造層級,彼此產生關聯。

河川空間構造層級方面,如 第 4 章 河道特性調查 第 2 節 河道特性調查之際的基本要領 2.1 河道層級構造與類型區分 所述,流域的尺度→分支流之尺度→河川蜿蜒的尺度程度之規模

→急流與深潭尺度之區分,都能不同層級地實施尺度區分。此時,最好將河川環境調查與河道特 性調查所取得之資訊,進行有機連結,並將

第4章

河道特性調查 表 4-2-1 所說明層級構造納入 考量

自然流況會防止外來種侵入

第 11 章 第 1 節-7

,針對各層級之類型區分,也實施必要的共通化,將所累積資訊,運用一貫的方法予以表記。

本章第16節後面將會說明的河川環境資訊圖,也將河川環境整理成全流域圖、大區域圖、區段 圖等3種空間尺度,其中的全流域圖,乃是從流域尺度進行細分的尺度,大區域圖乃是從細分尺度 到蜿蜒區間之尺度,區段圖則是從蜿蜒區間尺度到淺流深潭的尺度,類似這樣區分重要河川環境因 子,有助於做好各該尺度的保育與管理工作。這是最好先建立的觀念。有關河川形狀的調查,可參 考第4章 河道特性調查,第 11 章 河川環境調查 第4節 河道形狀調查。

河川形狀之中,河道會受到河川流量,特別是洪水作用影響,也會因為土砂運移而產生變化,

如下節所示,這是河川環境時間變化的重要因素。低水河道寬與堤防所形塑河川寬等較上位層級的 空間構造,多半會形塑淺流深潭之規模,或者其下位之地形變化基本特性。因此,可用來控制較上 位空間構造規模等的治水等河道計畫,有時也會成為思考河川環境方面重要的因子。

圖11-1-3 河川環境的層級是掌握方法

資料來源:河川環境目標檢討委員會:思考河川的環境目標,p.15,技報堂出版,2008.

3)時間上的變化(水位暴漲所導致的變化與動態平衡)

現況存在的河川環境,會因為河水暴漲導致攪動而出現變化,之後的恢復過程之時間變化,

以及整治河川等人為改變所造成的河川環境時間性變化,都是長期累積的結果。因此,時序變動乃 是掌握河川環境重要因子。若是以較短期間變化作為對象,河川環境通常不斷在變動,但就整體來 看,卻是沒有明顯改變的動態平衡。最好抱持這樣的概念來進行河川環境評估。

4)河床質・土砂運移

河川所運移之土砂,會透過堆積與浸蝕過程而決定河川的形狀。就此而言,土砂運移可視為 型塑河川環境的因子。此外,河床質的特性(粒徑分布、間隙等)除了會在水域之中明顯影響附著 藻類、底棲生物、魚類棲息之外,陸域方面也會明顯影響植物生長。不僅如此,河水暴漲等所帶動 的土砂移動,也會在河川環境攪亂方面發揮重要功能。除此之外,細粒土砂也和河川中營養塩類等 物質的運送關係密切。由上述觀點看,河床質狀態與土砂運移狀況,可說是河川環境之中的重要因 子。

蜿蜒尺度 分支流尺度

單元尺度

的砂.泥

第 11 章 第 1 節-8 5)河川水質

河川水質不僅會影響生物與生態系,也是會明顯影響人類利用河川的環境因子。河川 水質與流域關係非常密切,不只會影響流域的自然環境,也經常反映人們的活動內涵。經 濟高度成長期期間,日本社會結構劇烈變化,特別是都市區域河川水質明顯悪化,但當時 造成有機物污染所導致的水質問題,已藉由下水道整治工作相當程度獲得改善。有害的化 學物質與環境賀爾蒙等新的污染形態,近年來受到高度關注,生活排水與農業所造成的營 養塩類濃度上升等問題,依然有待解決。

棲息在河川中的生物需要良好水質。除了水温會特別明顯影響生物之外,溶氧濃度與 氨態氮濃度,也會直接影響生物棲息的重要項目。河川水質調查的做法,請參照第12 章 水 質・底質調查。

6)連續性

河川係貫穿流域的連續性水域,不僅從生物棲息地的角度看,須確保其縱斷連續性,

横斷方面連續性也須予以確保。要確保其縱横斷連續性,得讓迴游魚類等擁有完整的生活 史。因此,河川横斷構造物上須設置魚道等設施,才能確保魚類等的移動路徑(維持其縱 斷方向連續性),以便河水暴漲等時,魚類能從河道往周邊濕地等地點移動,確保其必要 的横斷連續性。也因此之故,最好能在護岸形狀與水閘構造上,進行相關的配合措施。

河床下方存在滲流水的土砂層(低流帶,伏流水帶,伏流水區),英語稱為 Hyporheic zone

,乃是河川水與地下水相互作用之場所,其重要性近年來受到矚目。由於河川瀬淵景觀可 能會影響河床環境,因此,要重視河床環境,須注意滲透流與河川流之垂直連續性。

7)生物

河川棲息的動植物,會綜合性地受到時序變動的河川流量、形狀、水質狀況,以及空 間分布等河川環境的影響,其適應之後形成其分布區域。因此可說,這些動植物可直接顯 示該河川環境的綜合性指標。棲息河川生物之評估,除物種外,還包括族群群集狀況。同 樣是生物,和河川之關聯性有各種不同的模式;其評估也有不同的方法。如棲息水域的生 物以及棲息河川周邊的陸域生物,解析河川管理方法所造成之影響,不同單位之考量,有 很大的不同。此外,動物與植物在這方面所造成的差異也很大。有關生物調查的方法,請 參照本章

第 7節

植物調查~第13 節 陸地昆蟲類等調查。

8)生態系

生態系係由棲息在該區域的生物群體,以及支撐該生物群體之非生物因子所構成。必 須在多樣化環境,才可能孕育多樣化生物棲息地。因此,維護河川原有的環境複合體(環 境差異,Environmental distinction),也非常重要。河川濱水帶普查之中作為環境差異分類 的環境分區,也可說是廣義的景觀。一般而言,保全多樣化景觀,才能維護良好的生態系

若要掌握生態系,乃至於進行環境影響評估,須引入典型性與上位性概念。所謂典型性,

指只有該場所(景觀)常見,其他場所(景觀)則不太看得到的屬性(生物種)。河川生態 系的典型性從較大角度看,如河畔植物之中代表性例子就是柳樹。從個別

第 11 章 第 1 節-9

河川生態系保全的角度看,重點不只是保全瀕危特別物種,更重要的是保全該當河川的典型

河川生態系保全的角度看,重點不只是保全瀕危特別物種,更重要的是保全該當河川的典型

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