浸淹機率上下界受環境鹽分控制

淡水河僅有水筆仔一種紅樹林分布，不同種紅樹林相互競爭的影 響可以被去除，並非定值的浸淹機率可能是受到河水鹽度不同的影響。

根據調查資料顯示：隨著河水的年平均鹽度減少，水筆仔各生育地的 浸淹機率上下界反而增加（圖 4.27）。圖中橫軸表示距河口距離；左 側的y 軸則是藉由 NETSTARS 模擬的年平均鹽度，圖中的實線係指淡 水河至大漢溪的鹽度分布情形，虛線則為淡水河至基隆河；右側的y 軸則為各主要生育地水筆仔生長下界所對應的浸淹超越機率。其中，

水筆仔生育地範圍表示：自然條件下，水筆仔可以生長並具有競爭優 勢的水文環境條件。根據呂宗信（1992）的調查，竹圍溼地蘆葦叢 於大潮時約浸沒深度約為 18 公分，關渡溼地卻達到 57 公分，顯示 蘆葦於竹圍溼地能浸淹的時間較短（林則桐與邱文良, 1989），也就是

水筆仔的浸淹機率上界較低。另一方面，淡水河主流的社子島溼地與 基隆河的關渡溼地，由於距河口的距離相近、河水鹽度相仿，即使位 於不同支流，水筆仔可生長的浸淹機率上下界亦相似，印證了本研究 所提出的看法。

密生的紅樹林會減緩區域流速，促使河道泥砂於其邊緣處沉降，

生育地範圍得以擴大，紅樹林可以進一步往河道中心或上游入侵，而 擴張的紅樹林又加速泥砂的淤積，此回饋機制會加劇紅樹林擴張對河

防安全的危害程度。根據本研究的分析成果，河水的年平均鹽度越低，

紅樹林生長下界的浸淹機率隨之增加，亦即紅樹林可以忍受越長的浸 淹時間，向河道中心擴張的潛力也就越強，倘若沒有適合的管理措施，

在紅樹林具擴張能力河段上游處的紅樹林衍生的河防問題，可能遠大 於位於下游河口處的紅樹林。

以關渡溼地為例，水筆仔擴張已經造成基隆河成美橋以下的洪水 位抬昇約4~8 公分，關渡防潮堤防洪標準因此由 5 年降低為 2 年（施 上粟, 2005; 施上粟等, 2005）。若淡水河未來持續淤積，關渡溼地與

社子島溼地所衍生的河防問題，也將高於竹圍溼地與挖子尾溼地。建 議未來不能只是保護水筆仔，需要搭配適當的管理手段，甚至疏伐紅 樹林降低泥砂的淤積問題（施上粟, 2005），藉以抑制水筆仔擴張對於 河防安全的危害。

另一方面，紅樹林在較淡的河水環境中，其生長上界亦會退縮。

從陸域植物的角度來看，其可忍受越久的浸淹時間，且紅樹林由於河 水鹽度下降無法取得競爭優勢，容易被陸域植物所取代。因此，越往 上游的河段，紅樹林生態系統靠河岸側演替成陸域森林的潛能也就越 高。關渡溼地與社子島溼地雖然目前尚未觀察到陸域植物入侵，但建 議需要設立固定樣站，持續監測其植群變化。

隨著河水鹽度降低，水筆仔可以生長的範圍也擴大。在挖子尾溼

地，水筆仔僅能生長於浸淹機率介於 0.5%至 23.2%的範圍內，可生 長的浸淹機率只涵蓋22.7%（23.2% - 0.5%）。竹圍溼地為 25.0%，

而較上游的社子島溼地與關渡溼地分別有30.9%與 31.7%。越大的涵 蓋範圍代表該灘地上，水筆仔可以生長且具有競爭優勢的立地高程範 圍越大，亦即生育地面積越廣。

說明：挖子尾與竹圍溼地的生長下界亦標示調查資料的 25 與 75 百分位數，而 社子島溼地由於生長下界的調查資料較為集中，為求圖表清晰，僅表示其平均值。

各灘地的生長上界因樣本數不足，75 與 25 百分位數並不具有統計上的意義，僅 表示其平均值。關渡溼地則是參考李建堂等人於2002 年的調查成果，並非直接 由本研究所進行的調查，特以三角形代表。

圖4.27 水筆仔生長範圍相對應的浸淹機率

雖然淡水河水筆仔目前的主要生育地僅能提供4 筆資料，統計上 尚嫌不足，但其變化趨勢仍有其參考的價值。根據迴歸分析的成果，

不管是浸淹機率上界或下界，皆與年平均鹽度呈現線性負相關（圖 4.28）。圖中的橫座標經過反向調整，由左至右呈現與其他圖資一致 的下游至上游，而最小值僅至5 ppt 係限定於水筆仔具有競爭優勢的 河段中。淡水河水筆仔分布上下界迴歸關係式如下：

y = −0.006 x 0.188 （式4-2）

R = 0.99

y = −0.011 x 0.557 （式4-3）

R = 0.96

又可以分別整理如下式4-4 與 4-5：

年平均鹽度/ 0.188 − 分布上界的浸淹機率 ＝166.67 （式4-4）

年平均鹽度/ 0.557 − 分布下界的浸淹機率 ＝90.91 （式4-5）

從上式4-4 與 4-5 可以發現，鹽度 s 與浸淹機率 Ps並非彼此獨立 的環境因子，其共同影響植物生長的標準關係式為：

s 1/ P_, − P_, ＝MLC （式4-6）

其中，P_, 為未受到鹽分影響下，植物生長可容忍的最大浸淹機率；

MLCs為植物生長最大可承載鹽分（maximum loading concentration of salinity, MLCs）；P_, 表示在鹽度 s 的條件下，植物生長下界的浸 淹機率。

在統計上，機率倒數為二項式分佈（the Binomial distribution）

的期望值。因此，式4-6 中鹽度乘上浸淹機率的倒數，其物理意義為 鹽度乘上該地點被潮汐浸淹的期望值，代表該地點累積的鹽分。由於 P_, 為定值（僅植物種類不同而改變），分母要 P_, − P_, 最小，

故P_, 為該鹽度s 條件下之最大值，也就是植物的可分布下界。

對紅樹林生長而言，將鹽分帶進紅樹林生育地的潮汐作用類似一 把雙面刃。當鹽分與浸淹機率的共同作用，超過紅樹林生長的最大承 載鹽分，紅樹林也無法生長，該處將呈現裸露泥灘地或是開放水域的 景觀；反之，若其共同作用不足時，小於陸域植物生長的最大承載鹽 分，紅樹林將喪失其競爭優勢，而被陸域植物所取代。

透過式 4-4 與式 4-5，搭配 NETSTARS 所模擬的淡水河年平均鹽 度分布，可以計算得到每一個斷面水筆仔分布的上下界，若於此範圍 內有泥灘地生成，則可能成為淡水河水筆仔的生育地（圖 4.29～圖 4.34）。

首先從淡水河主流談起，圖 4.29～圖 4.33 為淡水河 T000-T020 斷面套疊浸淹機率上下界所對應的高程，水筆仔現階段生長的區域皆 符合其所適合的生長範圍。圖4.29 中，T000 斷面左岸有因海岸飄砂 的緣故，有符合水筆仔浸淹機率上下界間的灘地形成，但現階段並沒 有水筆仔生長於其中，推測可能的原因有二：首先，該處會受到外海

潮流的影響，高流速可能不利於水筆仔的胎生苗著生；加上該處為外 海飄砂所形成的泥灘地，高含砂量亦不利於胎生苗的定植。T001 斷 面左岸為挖子尾溼地的尾端，目前水筆仔的生長範圍恰好介於適合其 生長的浸淹機率上下界之間。

圖 4.30 的 T005 與 T006 斷面右岸則代表竹圍溼地，有適合水筆 仔生長的區域存在，可以形成大面積純林，但T005 斷面的高程已接 近生長上界，若未來持續淤積，將會進一步演替為陸域植物。T005

至 T006 間靠河側的區域，可能是早期居民開闢農地或漁塭的區域，

灘地高程較高，加上 1979 年至 1980 年間遭人為破壞的廢棄土堤阻 擋潮水進出（呂光洋, 1982），由於浸淹時間短，水筆仔生長多半矮小，

並且與白茅（Imperata cylindrica），蘆葦、苦林盤（Clerodendrum inerme）、雙花蟛棋菊（Wedelia biflora）等植物混生（呂光洋, 1982;

黃元勳, 1983）。

關渡隘口下游側的T008-T011，兩岸有水筆仔的零星或帶狀分布

（圖 4.31），由於上游為淡水河主流、基隆河與二重疏洪道匯流處，

寬廣的河道至隘口處急遽窄縮，而後又突擴，流速減緩促使泥砂淤積，

灘地形成的機制無法僅從二次流來描述。兩岸所形成的淤積泥灘地有 適合水筆仔生長的區域（介於浸淹機率上下界之間），故水筆仔可以 分布於其上。

圖4.32 的 T013、T014 與 T015 斷面右岸則為社子島溼地，這三 處斷面皆有大面積適合水筆仔生長的泥灘地，故能形成水筆仔純林。

另，T015 斷面的左岸雖然有適合水筆仔生長的灘地形成，但該處為 基隆河的攻擊岸，並非淤積泥灘地，加上人為干擾（保護工程等），

使得水筆仔無法於該處生長，現階段亦沒有水筆仔的分布。

基隆河的資料亦顯示：介於浸淹機率上下界的範圍為水筆仔生長 的區域。圖4.34 的 K001 與 K002 斷面右岸為關渡溼地，不但水筆仔 生長的範圍可以藉由浸淹頻率上下界所描述，在 K002 斷面有部分區 域，其灘地高程已高於水筆仔可以生長的上界，根據現地觀察與航空 照片判釋，該處為蘆葦生長的區域，亦為近年來水筆仔與蘆葦相互競 爭的區域。

根據3.3.3 節的判釋結果，關渡溼地水筆仔生長面積自 2006 年起 便僅呈現小幅變動，是否會跟1995 年-1997 年、2001 年-2005 年一 樣，穩定後再度擴張？抑或是達到挖子尾與竹圍的景象，呈現林間隙 動態，成熟的植株逐漸死去，再由新生的胎生苗重新佔據該泥灘地？

雖然有學者提出本區的水筆仔族群為反J 型，也就是族群內多為年輕 與壯年期的植株，具有高度擴張性（李建堂等, 2002）。根據 K001 與 K002 兩個斷面判斷，關渡溼地的水筆仔經過多年擴張，已經佔據目 前其適合生長的區域，雖然該族群仍有很高的擴張潛能，但若沒有其

他的環境營力（如：颱風等）造成新生成的裸露泥灘地，關渡溼地已

圖4.29 以浸淹機率上下界判斷水筆仔生育地（T000-T003）

圖4.30 以浸淹機率上下界判斷水筆仔生育地（T004-T007）

圖4.31 以浸淹機率上下界判斷水筆仔生育地（T008-T011）

圖4.32 以浸淹機率上下界判斷水筆仔生育地（T012-T016）

圖4.33 以浸淹機率上下界判斷水筆仔生育地（T016-T020）

圖4.34 以浸淹機率上下界判斷水筆仔生育地（K001-K004）