行政院國家科學委員會補助專題研究計畫成果報告
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※基隆河及景美溪水棲昆蟲生態及水棲甲蟲之分類研究※
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計畫類別：
þ
個別型計畫
□整合型計畫
計畫編號：NSC89－2313－B－002－225－
執行期間：89 年 08 月 01 日至 90 年 07 月 31 日
計畫主持人：楊平世
共同主持人：
本成果報告包括以下應繳交之附件：
□赴國外出差或研習心得報告一份
□赴大陸地區出差或研習心得報告一份
□出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份
□國際合作研究計畫國外研究報告書一份
執行單位：國立臺灣大學 昆蟲學系
中
華
民
國
90 年
10 月
30 日
基隆河及景美溪水棲昆蟲生態及水棲甲蟲之分類研究
Aquatic Insect Ecology of the Keelung River and Ching-Mei
Stream and Taxonomic Research of Water Beetles
計畫編號：NSC 89-2313-B-002-225
執行期限：89 年 08 月 01 日至 90 年 07 月 31 日
主持人：楊平世 臺灣大學 昆蟲學系
一、中文摘要 由 於 在 溪 流 生 態 群 聚 結 構 的 研 究 上，涉及大量的分類群資料，經常需借助 排序支術(ordination)來進行，以明確評量 群聚結構在時間及空間上的變異，並探討 環亄因子與物種分佈間之關係。本研究以 2000 年 8 月至 2001 年 7 月間基隆河五個 採樣站，就環境因子及水棲昆蟲的調查結 果 ， 應 用 多 維 空 間 尺 度 分 析 方 法 (multi-dimensional scaling, MDS)取代以住 之 主 成 份 分 析 (principal component analysis, PCA)，探討水棲昆蟲群聚與環境 因 子 梯 度 間 之 關 係 。 由 單 向 變 方 分 析 (one-way ANOVA)之結果顯示，水棲昆蟲 各群聚參數在各採樣站之間具有顯著之差 異，在季節之間則無顯著差異存在，各參 數間具有高的相關性；環境因子中以電導 度、濁度、磷酸鹽及氨氮含量與水棲昆蟲 種類數及歧異度變化具有較高的相關性行 (p<0.05)。生物指標亦顯示自上游往下游環 境明顯的劣化趨勢。由本年度的分析結 果，以水棲昆蟲不同分類層級(種屬、科、 目)所構成群聚結構資料，皆能展現各樣本 在二維空間尺度上的分佈，而基隆河之水 棲昆蟲群聚的關鍵物種，包含 4 目 8 科中 的 10 個分類群(r=0.951)。藉各樣站在時間 序列上的變化，可以瞭解全年群聚變動情 形，將再結合往年的研究資料，以做為未 來在洪峰與施工影響群聚變動及恢復的基 礎。水棲甲蟲分類研究方面以螢科與扁泥 蟲科方面的研究為主。螢科部分目前共完 成三篇論文，包含水生螢火蟲的綱要、一 新種發表、台灣產 Diaphanes 屬、全世界 Lamprigera 屬 及 雲 南 扁 螢 (Lamprigera yunnana)的分類研究，分別在不同的國外 期 刊 與 專 書 中 ， 扁 泥 蟲 科 則 包 含 Microeubriai 屬的修訂及新種發表。 關鍵詞：水棲昆蟲、多維空間尺度分析、 群聚結構、生物指標、螢科、扁泥蟲科、 分 類 、 新 種 、 Luciola 、 Diaphanes 、 Lamprigera、Microeubria。 AbstractOrdination technique is always needed in community structure studies of stream ecology, which contain large amount data of taxa, in order to evaluate the temporal and spatial variations of community structures. This study present the results of aquatic insects fauna and related ecological studies conducted at 5 sampling sites in the upper Keelung River, Taiwan, from Aug., 2000 to Jul., 2001. The environmental factors and the aquatic insect composition were investigated to define the relationship between aquatic insect community structure and environmental parameters by using multi-dimensional scaling (MDS) instead of principal component analysis (PCA) ordination technique. The analysis of one-way ANOVA indicated that most of aquatic insect parameters and environmental parameters were significant affected by site, but not by season. Several environmental variables, included conductivity, turbidity, and the concentrations of phosphate and ammonia, were significantly correlated with the aquatic insect taxa richness and diversity index(p<0.05). Biotic indices showed that the environmental situations were significantly worsen from upstream sampling sites to downstream sites. The results also indicated that shows difference
between 2-D dimensional scaling distributions from different identification levels (genus-species level, family level, and order level) was slight evident. Ten taxa of 8 families, belonging to 4 orders, were identified to be the key species constitute the profile of aqatic insect community structures of the Keelung River. Time serial changes of aquatic insect community structures within each sampling site were also presented as a base of .future researches on the effects of spates and engineering work alongside the river on the communities and their recovery progresses. As to the taxonomic study on aquatic water beetles, three papers were completed and published or submitted on foreign journals and book, which including a synopsis of aquatic fireflies with a description of a new species, revision of the Genus Diaphanes of Taiwan,
and notes on the taxonomy of Lamprigera yunnana and the genus Lamprigera.
Keywords: Aquqtic insects, Multidimen-sional scaling, Community structure, Biotic indices, Lampyridae, Psephenidae, Taxonomy, new species,
Luciola, Diaphanes, Lamprigera, Microeubria. 二、計畫緣由及目的 基隆河長達 80 餘公里，發源於台北縣 平溪鄉之菁桐村，至注入淡水河共流經台 北縣市及基隆等 26 個鄉鎮區，流域面積廣 達 500 平方公里。受到都會區發展不斷擴 張的影響，在上游地區亦逐漸受到人口、 交通、產業、自然資源開發利用及污染排 放等的問題。河川環境的優劣，除了直接 影響了人類對於河川的利用之外，由生態 的角度而言，對於各種水生動、植物及濱 水的生物的生存，亦是重要的關鍵。水棲 昆蟲是溪流及湖泊等淡水水域環境中重要 的初級消費者，同時也是魚類、鳥類等食 物鏈高層生物的重要食物來源之一。水棲 昆蟲的分佈主要受到水質與底質環境，以 及昆蟲本身對於污染忍受力的影響。許多 國家目前已針對水棲昆蟲的此一特性，發 展出各種藉著水棲昆蟲的群聚結構來監測 河川水質或環境品質的方法。然就台灣地 區而言，除了河川的理化特性之外，基隆 河上游河段更受到河川整治工程的影響， 基於在量化方面的困難，工程對於水棲昆 蟲所造成的干擾更是難以評估。這些就以 往的研究結果顯示，基隆河水棲昆蟲的分 佈主要在於最上游至實踐橋之間的河段， 本研究乃針對基隆河中上游河段之採樣 站，進行水棲昆蟲的調查，以探討此河域 水棲昆蟲的群聚組成，並藉用 Hilsenhoff 之科級生物指標與快速生物評估法，量化 水質與環境品質的變化，就生物與環境參 數間的關係，瞭解除了所監測的環境因子 之外，水棲昆蟲受到其他未量化的環境因 子的作用程度。 三、材料與方法 1.採樣站與採樣方法 基隆河採樣計畫自上游往下分別設 置自強橋、侯硐、瑞芳橋、暖江橋及實踐 橋共五個採樣站，其中並以自強橋為參考 站(reference site)以作為下游各樣站之評 估。各個採樣站(刮弧內為採樣站距源頭距 離與 GPS 之定位座標)分屬三個污染等 級 ： 未 受 污 染 水 域 — 自 強 橋 (0.91Km; 25º01’11”N, 120º42’51”E)、侯硐(18.11Km; 25º06’24”N, 121º49’37”) ； 中 度 污 染 水 域 — 瑞 芳 橋 (24.81Km; 25º06’25”N, 121º48’32”E) ； 重 度 污 染 水 域 — 實 踐 橋 (47.64Km; 25º04’40”N, 121º41’32”E)。 以蘇伯氏定面積水網(Surber‘s Net Sampler) (50 ㎝×50 ㎝)在上述各採樣站進 行水棲昆蟲之採集；採集範圍為以採樣站 為中心之五十公尺範圍內之河域，在河域 中央、兩測各採集一次；調查頻度為每月 採樣一次，並視各採樣站狀況於必要時得 增加採樣次數。將所採獲之標本置於 70％ 酒精內，攜回實驗室進行鑑定。分類鑑定 主要參酌 Merritt & Cummins (1984)、川合 (1985)、楊(1992)、Wiggins (1996)以分目 及科的層級；並參考何及徐(1977)、楊等 (1980, 1986, 1990a, 1990b)、張(1992)、康 (1993)及顏(1997)之報告，鑑定至屬或種的
層級。而採獲之標本則依目、科及屬或種 建立名錄。 2.資料分析 (1) 水棲昆蟲之群聚結構 a. 分類群豐度(種類數)(Taxa richness) 即各採樣站所採獲水棲昆蟲之種類 數。依據鑑定層級之不同，可分為科級、 屬級與種級三等。一般而言，樣站間之比 較應基於屬(或種)級之鑑定結果為主。 b. 密度 以各採樣站所採獲之水棲昆蟲總個 體數，除以定面積水網之採樣面積所得之 商數即是。以50cm×50cm之定面積水網為 例，其採樣面積為 0.5 × 0.5 = 0.75 (m2)， 故其密度計算為(個體數/平方公尺)： 密度(D) = 總個體數(N) / 0.25 c. 優勢種(Dominant species)比例 所謂優勢種即為各採樣中，所採獲個 體數最高之種類。以優勢種之個體數除以 水棲昆蟲之總個體數，計算所得之百分比 例即是。 d. 歧 異 度 (Diversity) (Hughes, 1978; Ludwig & Reynolds, 1988)
歧異度之大小受到採樣站中種類數與 各種之個體數的分佈情形所決定，種類數 多、各種個體數分佈愈均勻，其歧異度值 亦愈大，顯示群聚結構愈穩定。歧異度之 計算主要依據種和屬級的鑑定結果，以 Shannon’s diversity index為例，ni表代採樣
站中第i種所採獲的個體數，N代表該樣站 所採樣之水棲昆蟲總個體數，則
H’ = -∑ ( pi× log pi )
Pi = ni / N
e. 均 勻 度 (Evenness) (Ludwig & Reynolds, 1988)
均勻度代表各採樣中，樣本中水棲昆 蟲數量在各個分類群中分佈的均勻程度。 其計算方式以Pielou evenness index為例： Pielou evenness index: J’ = H’ / ln (S) 其中 S 表示採樣站所採獲之水棲昆蟲 的種類數。
f. EPT Index ：蜉 蝣 目 (Ephemeroptera, E) 、 積 翅 目 (Plecoptera, P) 及 毛 翅 目 (Trichoptera, T)三目的種類數之和。
g. EPT 豐度(EPT abundance)：指蜉蝣目 (E)、積翅目(P)及毛翅目(T)三目的個體數 之和。
h. 搖 蚊 科 豐 度 (Chironomidae abundance)：搖蚊科之個體數。
i. EPT 三目與搖蚊科個體數之比(ratio of EPT and Chironomid Abundances)：蜉蝣目 (E)、積翅目(P)及毛翅目(T)三目與搖蚊科 (Chironomidae)之相對豐度(Abundance)。
(2) 環境參數分析
a. 水 溫 (temperature) ： Delta OHM HD8705 Microprocessor Multiiuse pH/mv/ ℃ Meter; US PAT 5373346 StowAway XTI Internal / External Timperature Logger。
b. 酸 鹼 度 (pH) ： Delta OHM HD8705 Microprocessor Multiiuse pH/mv/ ℃ Meter; AQUA Micro pH-Pen。
d. 溶氧(dissolved oxygen)：PINPOINT™ , American Marine Inc., Dissolved Oxygen Meter
e. 總懸浮顆粒(total dissolved solid) / 導 電 度 (conductivity) ： HANNA HI9635 Portable Waterproof Multi-Range Conductivity / TDS Meter。
f. 濁 度 (burbidity) ： HANNA HI93703 Microprocessor Turbidity Meter。 h. 硬 度 (hardness) ： HANNA, HI3811,
HI3812, HI3815, HI3822, HI3834 泛用 水質測定組。
i. 氨氮含量(amonia)：HANNA HI93700 Microprocessor Amonia Meter。
j. 磷酸鹽(phosphate)：HANNA HI93713 Microprocessor Phospate Meter。
(3). 水質評估法
a. 科 級 生 物 指 標 (Family-level Biotic Index, FBI)：
Hilsenhoff (1988)之科級生物指 標 (FBI) 與 Hilsenhoff 生 物 指 標 (Hilsenhoff‘s Biotic Index, BI)一樣，主 要 用 於 評 估 水 質 之 有 機 污 染 (Hilsenhoff 1982, 1987)。
其中 ai : 第 i 科水棲昆蟲之污染忍受值 ni : 第 i 科水棲昆蟲之個體數 N : 各採樣站水棲昆蟲之總個體數 此兩種生物指標皆將水質依據 指標值劃分為七個水質等級，指標值 與相對之水質等級如附錄 1 。 b. 快 速 生 物 評 估 法 III (Rapid Bioassessment Protocol III, RBP III)：
Plafkin et al.(1989)所提之快速 生物評估法 III (RBP III)，是設置一參 考站，並利用七項指標評估河川之損 害程度。茲將此七項指標分別說明如 下： - Taxa Richness：分類群豐度，在採樣 站所採獲之生物的種類數。
- Hilsenhoff Biotic Index：Hilsenhoff 生 物指標(BI)，與科級生物指標(FBI)相 同，唯在分類鑑定上，必須至屬或種 之層級。
- Ratio of Scrapers/Fil. Collectors：樣本 中刮食者(Scraper)與濾食性採食者 (Filtering Collector)個體數之比例。 - Ratio of EPT and Chironomid
Abundances：蜉蝣目(Ephemeroptera, E)、 翅目(Plecoptera, P)及毛翅目 (Trichoptera, T) 三 目 與 搖 蚊 科 (Chironomidae) 之 相 對 豐 度 (Abundance)。
- % Contribution of Dominant Taxon：優 勢種所佔的百分比。
- EPT Index：蜉蝣目(E)、 翅目(P)及 毛翅目(T)三目水棲昆蟲的種類數之 和。
- Community Loss Index：群聚失落指 數，其計算公式如下： Community Loss = (d - a) e 其中 d: 在參考站所採獲之全部種類數 a: 在參考站與採樣站皆採獲之種 類數 e: 在採樣站所採獲之全部種類數 快速生物評估法 III 各項指標之權重 皆相等，其給分方式與水質等級、相對指 標值如附錄 2 及附錄 3。 各 項 水 棲 昆 蟲 群 聚 參 數 及 環 境 參 數，以 Pearson 相關係數計算相關性； 各參數在季節及採樣站間之變異，則以 單 向 變 方 分 析 (one-way ANOVA) 進 行 ； 並 應 用 多 維 空 間 尺 度 (multi-dimensional scaling, MDS) 的排 序技術 (ordination)，探討水 棲昆蟲群 聚與環境因子梯度間之關係。在分析之 前並進行資料的轉換，水棲昆蟲密度與 豐度的資料以 log(x+1)轉換；百分比資 料 則 以 開 根 號 取 反 正 弦 函 數 (accsin(p1/2)) 轉換 (Kleinbaum et a l., 1998; Zar, 1998)。單 向變方分析方法是 以 SAS 程式進行(Hatcher, 1994)，多維 空間尺度分析則以 PRIMER v5 套裝程 式分析(Clark & Warwick, 1994; Clarke & Gorley, 2001)。 四、結果 (一)水棲昆蟲生態 1.水棲昆蟲組成 計劃執行自 2000 月 8 月至 2001 年 7 月所得結果計有 40 科 61 種，與 1996 年 2 月以來之調查結果，總計基隆河所採獲之 水棲昆蟲總類數達到 9 目 46 科 75 種(表 1)。在這些分類群中尚有許多包含兩個以 上的物種，而難以幼蟲鑑定至種的層級， 如姬蜉科之 Caenis sp.、四節蜉科之 Baetis sp.、長鬚石蠶科之Stenopsyche sp.、網石 蠶 科 之 Hydropsyche sp. 、 流 石 蠶 科 之 Rhyacophila sp.及蚋科之 Simulium sp.等， 另搖蚊科之各亞科亦可發現多種不同的型 存在，總類數估計在 10 種以上，因為整個 基隆河之調查河段，水棲昆蟲之總類數估 計至少在 90 種以上。 各採樣站之生物參數如表 2 及圖 1 所 示。每次採樣水棲昆蟲平均種類數是以自 強橋為最高(25.4 種)，而往下游逐漸遞 減， 至暖 江橋 所採 獲種 類 數為 最低(6.0 種)，在實踐橋平均為 9.4 種；第 1、2 及 3 站與第 4、5 站有顯著之差異(p<0.05)。水 棲 昆 蟲 平 均 密 度 則 以 自 強 橋 為 最 高 (1873.5 隻/平方公尺)，瑞芳橋次之(1758.3 隻/平方公尺)，以暖江橋為最低(113.3 隻/ 平方公尺)，第 1、2、3 站之密度顯著高於 第 4 站(p<0.05)。在歧異度值之變化而言， 以自強橋為最高(1.86)，與瑞芳橋(1.39)有
顯著差異，最低為實驗橋(0.89)，與其他各 站有顯著差異(p<0.05)。在均勻度方面各站 的差異不大，以暖江橋為最高(0.74)，與第 2、3 站之間具有顯著之差異(p<0.05) (表 2)。 生物參數間之相關性如表 3 所示。顯 示除優勢種比例外，各項水棲昆蟲參數之 間多具有顯著之相關性(p<0.05)。 2.各站環境參數 採樣期間各站環境因子的變化如表 4 及圖 2 所示。各項參數中，水溫、酸鹼值 在各採樣站間沒有顯著之差異(p>0.05)。溶 氧在下游採樣站較低，第 5 站與第 1、2 站有顯差異；電導度以實踐橋為最高，與 其他上游各站呈現顯著之差異，以自強橋 為最低，與暖江橋、實踐橋有顯著差異 (p<0.05)；濁度亦以實踐橋為最高，與其他 各站有顯著差異；磷酸鹽則以實踐橋與暖 江橋顯著高於上游三個樣站；氨氮與鹼度 在實踐橋皆明顯高與其他各採樣站；硬度 亦以實踐橋最高，與自強橋、瑞芳橋及暖 江橋三站間有顯著差異。 環境參數間之相關性如表 5 所示。其 中酸鹼值與其他各參數之間沒有顯著之相 關性，電導度值與其他參數皆有顯著之相 關性高(p<0.05)。 3.生物參數與環境參數之相關性 表 6 為基隆河所得水棲昆蟲參數與各 項環境因子之相關性。由本年度所得的結 果，僅水棲昆蟲的分類群豐度及歧異度與 環境因子有較高的相關性，而密度及均勻 度的變化則無。在環境因子中，與水棲昆 蟲參數變化相關者，包括電導度、濁度、 磷酸鹽、氨氮等參數(p<0.001)。 4.時間與空間上之變異 以本年度所測得之各項生物與環境因 子，以單向變方方析(one-way ANOVA)探 討這些因子在時間(季節)及空間(採樣站) 之間的變異，結果如表 7 所示。季節之劃 分乃參考所測得之溫度，3-5 月為春季， 6-8 月為夏季，9-11 月為秋季，12-2 月為冬 季。 在空間的變化上，水棲昆蟲的參數與 組成而言，除了均勻度、優勢種比例及碎 食者、濾食性採食者組成比例之外，在採 樣站之間均呈現顯著之差異(p<0.05)；兩項 生物指標也顯示在採樣站間有顯著差異 (p<0.001)。而所測得之環境因子在採樣站 間呈現顯著差異的，則包括了溶氧、電導 度、濁度、磷酸鹽、氨氮及鹼度等(p<0.05)。 各項參數在採樣站間的變化可參見表 2 及 表 4。 在季節的變化方面，由今年所採得的 結果顯示水棲昆蟲在季節上的變化均不顯 著(p>0.05)；環境因子在季節的變化上，則 有水溫、酸鹼值、電導度、鹼度及硬度等 項目有顯著之差異(p<0.05) (表 7)。水溫在 夏秋兩季明顯高於春冬兩季；酸鹼值在夏 季顯著高於冬春季；電導度亦以夏秋兩季 高於春冬季；鹼度亦以夏秋季高於冬春 季；硬度則以秋季高於夏及春季。 5.多維空間尺度分析 以 PRIMER 套裝程式進行多維空間尺 度分析基隆河各樣站的水棲昆蟲群聚結 構，各空間向量之特徵值如表 8 所示。所 得結果分以下各項說明： a. 各 樣 站 在 二 維 空 間 尺 度 (2D-dimensional scaling)上之分佈 由各月份樣本顯示水棲昆蟲群聚，在 二維空間分佈圖如圖 3 所示。除了自強橋 在五月份的樣本之外，其餘各樣本可分為 二大類群，第一群包含了所有第 1 站的樣 本及部分 2、3 站的樣本，第二群則以第 4、 5 站及其餘 2、3 站的樣本。以聚類分析方 法(cluster method)可以看出各樣本間水棲 昆 蟲 群 聚 結 構 的 相 似 性 ， 其 樹 狀 圖 (dendrogram)如圖 4 所示。 b. 分類層級的差異 利用水棲昆蟲不同的分類層級，可探 討在鑑定層級對於分析結果造成的影響。 將原始資料將水棲昆蟲以科級及目錄資料 表示，並同樣以二維空間尺度方法來表 示，所得結果如圖 5。與圖 3 所得之種級 與屬級的結果相較，自強橋五月份的樣本
仍舊位於大部分群聚類型之外，其餘樣本 仍分為兩大類群，而此分隔在目級的二維 空間圖上更為明顯(圖 5)。 c. 基隆河水棲昆蟲群聚的關鍵物種 由本年度採獲之 61 種水棲昆蟲所組 成之群聚結構，以 PRIMER 中之 BVSTEP 程式分析不同之種類之水棲昆蟲組合分析 並與原始資料所產生之二維空間分佈比 較，考慮由相關係數在 0.95 以上，包含的 分類群較少的組合中，其中一種組合為由 10 種水棲昆蟲所組成具有最高的相關性 (r=0.951)，而其之二維空間分佈圖如圖 6。 此 10 種水棲昆蟲分別標示於表 1 中，顯示 其為影響基隆河的水棲昆蟲群聚分佈主要 的關鍵物種。 d. 環境因子的影響 以水棲昆蟲二維空間尺度分佈，利用 BIO-EN 程式連結各環境參數在各樣本上 的作用，選擇電導度、濁度、磷酸鹽及氨 氮含量，在二維空間分佈圖上以氣泡圖表 示如圖 7 所示，氣泡的相對大小表示其在 該樣本的相對量，由圖可看出在電導度與 濁度方面在實踐橋皆有較高的參數值，而 在磷酸鹽及氨氮含量，除了實踐橋之外， 在瑞芳橋亦具有較大的數值。 e. 時間序列變化 依採樣時間將各樣站水棲昆蟲群聚結 構的改變，以圖 8 表示。自強橋樣站水棲 昆群聚結構除了在五月份的樣本之外，其 各站的群聚組成相當接近，因此將五月份 以外的樣本再重新分析作圖如圖 8-b 所 示。其餘各站群聚結構在二維空間分佈圖 上的變化，皆呈現一週期性的改變(圖 8)。 (二)水棲甲蟲分類研究 水棲甲蟲的分類研究，主要是在螢科 (Lampyridae) 及 扁 泥 蟲 科 (Psephenidae) 方 面。螢科部份在本年度已完成三篇論文報 告，包含已發表 15 種水生螢火蟲中 6 個種 幼 生 期 的 確 定 ， Luciola 屬 一 新 種 (L. hydrophila n.sp.)發表，並藉其外部形態推 論其在演化上可能之變化順序(Jeng et al., in submitting)；台灣產Diaphanes 屬的修訂
(Jeng et al., 2001)；以及全世界 Lamprigera
屬與雲南扁螢(Lamprigera yunnana)的分 類研究(Jeng et al., 2000)。在扁泥蟲科亦針 對 Microeubria 屬作了修訂及新種發表 (Lee & Yang, 2001)，並有部份研究論文 在投稿中。 五、討論 就各採樣站所採獲的水棲昆蟲種類數 數言，估計在整個採樣的河段之中水棲昆 蟲的種類數應在 90 種以上，各種類的分佈 與以往之紀錄相同(行政院環保署，1997， 1998，1999)。本年度僅增加一科的種類， 即鞘翅目隱翅蟲科(Staphylinidae)，部分種 類因多在於河岸濱水地區活動，在部分樣 本中偶會有檢視到的紀錄。由於許多科水 棲昆蟲幼蟲在臺灣並無分類上之分類的研 究資料，此乃由於致力於分類研究人力的 不足，在台灣的水棲昆蟲生態研究上仍是 一個問題。部分生態學者就所需的分類層 級亦仍有所爭議(Hilsenhoff, 1988; Lenat and Barbour, 1994; Thompson & Townsend, 2000)。 由整個的採樣結果可看出自強橋與侯 硐兩個採樣站為水棲昆蟲種類數最高的採 樣站，此結果與以往的成果皆相同，唯本 年度在自強橋五月份的樣本與其他各月份 有顯著的差別，而在自強橋河段底質多為 大型石板所組成，在採樣時受到極大的限 制，一旦由於外力的作用下，如洪水或施 工產生對此有限的水棲昆蟲棲地造成干 擾，即可能對該樣站的採樣造成很大的影 響。然就整體而言，自強橋至侯硐河段仍 為基隆河流域主要的水棲昆蟲分佈區域。 本次的研究結果以多維空間尺度分析 方法(multi-dimensional scaling, MDS)，取 代 往 年 利 用 主 成 份 成 析 方 法 (principal component analysis, PCA)，主要基於考慮 主成份分析的兩項重要的缺點，一是在界 定不相似性(dissimilarity)上缺乏彈性，二 是 保 存 樣 本 的 距 離 特 性 較 差 (Clarke & Warwick, 1994)。即是在利用主成份分析的 二維向量來表達各樣本在空間分佈的關係 上，會比多維空間尺度的分佈圖產生較大
的變形。由今年的採樣結果來看，基隆河 的水棲昆蟲在自強橋與暖江至實踐橋間是 明顯不同的兩種群聚結構，而侯硐至瑞芳 橋河段則屬於中間的分佈結構，介於前述 的兩者之間(圖 3)。由聚類分析所得之樹狀 圖亦可以看出這一趨勢(圖 4)。 分類鑑定層級在生態群聚上的影響亦 可由多維空間分佈圖看出，在以種(屬)級 的分類資料，以匯聚成科級與目級資料 (aggregation)，再以多維空間尺度分析方法 所得之二維分佈圖，顯示在分類上雖有鑑 定層級上的差異，但在各樣本之分佈圖 上，卻有著極大的相似性(圖 3、5)。表示 就基隆河生態群聚分析而言，水棲昆蟲在 不同層級的鑑定上，對於分析結果並無太 大的影響，即使完成目錄的鑑定仍可以得 到各樣站群聚結構的輪廓，此結果對於非 專業研究單位在進行相關的主題的研究 時，能夠藉較高分類層級，得到可靠的研 究成果，尤其在推廣教育上更具有較大的 應用價值。 在全部 61 種水棲昆蟲中，由原始資料 可以發現部分種類全年僅有少數個體被採 獲，部分種類在各樣站廣泛分佈，而有些 則僅為侷限分佈，而自程式篩選出來 10 個重要的分類群(表 1)，由此 10 個分類群 所 構 成 各 樣 本 在 二 維 空 間 的 分 佈 圖 (圖 6)，與原本 61 個分類群的分個圖相關係數 達 0.951，表示這些樣站在二維空間上的分 佈，主要取決定此 10 個分類群，包括蜉蝣 目扁蜉科、姬蜉科、四節蜉科，毛翅目指 石蛾科、囊翅石蛾科，蜻蛉目的幽蟌科， 雙翅目搖蚊科等共 8 個科。這些種類為基 隆河中重要的優勢種類，也涵蓋了各類的 食性，由這些物種的相對豐度足以代表各 樣站的群聚結構。在其他的組合中也能表 現出與原始的群聚結構高度相關的二維分 佈圖，唯所需涵蓋的分類群較多，而相關 係數亦不高於前述 10 個分類群之組合。 在水棲昆蟲群聚與所測量的環境因子 中，在電導度、濁度、磷酸鹽及氨氮含量 的變化與水棲昆蟲具有較高的相關性(表 6)，而這幾項因子在各樣本的影響力可由 圖 7 看出，電導度值在自強橋為最低，自 侯硐至實踐橋則具有較大的電導度值，濁 度則以實踐橋為最高，磷酸鹽主要自瑞芳 橋至實踐橋樣站，氨氮則以瑞芳橋與實踐 橋具有較高的含量。而這些環境參數對於 整體群聚變化的解釋能力並不足夠，顯示 有重要的參數未被包含於研究之中。但若 再以各分類群在樣站分佈，可以再瞭解各 分類群會受到這些環境因子的影響，唯此 部分需就各分類群分別繪圖及做更細部之 分析，故將在初步分析完成後，再另行整 理與分析。 由於多數水棲昆蟲並非整個世代皆於 水中完成，成蟲羽化後多數會飛離水中完 成交尾後，卵及幼蟲再回到水中生活，而 這樣的生活週期會配合四季的變化來完 成，因此即使在同一個不受到任何人為干 擾與破壞的樣站中，不同的時期水棲昆蟲 的群聚結構亦會有不同的變化，通常以一 年為一週期性之循環。在以各樣站時間序 列上的水蟲昆蟲群聚變化而言，若能夠得 知其整年的週期變化，則在當受到外力而 造成昆蟲群聚結構改變時，便可得知其影 響的大小及水棲昆蟲恢復所需的時間。在 圖 8 中分別代表第 1-5 站的水棲昆蟲群聚 在時間序列上的變化，唯由於本年度有部 分樣站及月份受到大雨及施工工程的影 響，無法完成所有的採樣作業，特別是在 暖江橋及實踐橋，就目前所得的結果已可 以看到各樣站在時間序列上的變化情形， 在二維空間的分佈圖上，除了自強橋及暖 江橋外，皆呈現一個順時間的變化，但在 缺少背景的對照下，尚未能肯定此是否為 其自然的群聚變動，或評估各項外力作用 下群聚結構的恢復能力，因此我們將再彙 整歷年的資料加入分析，期能獲得各樣站 的自然群聚變動，並作為未來在評估洪峰 影響及施工效益上的基礎。 六、計畫成果自評 本年度除了利用以往的分析方法，對 於基本的水棲昆蟲群聚參數的分析外，並 採取新的分析技術，就所得的資料，做更 有詳盡的分析，以期能對基隆河之水棲昆 蟲生態有進一步的瞭解與認識。就本年度 的採樣結果分析，基隆河上游仍為水棲昆
蟲資源最為豐富的河段，但若與去年所的 成果對照，可以發現在種類數上已有呈現 減少的趨勢，由於部分分析方法的不同， 在本結果中並未就兩年間的結果作一比 較。就目前的採樣方式而言，對某些特殊 的棲地並無法完整的採獲，而可能需借助 其他的採樣方式才能夠廣泛而詳盡的調查 到所有的水棲昆蟲種類，然而這些方法亦 受到研究人力的限制。而由所測的環境參 數來探討水棲昆蟲的群聚結構而言，對於 水棲昆蟲群聚的變異仍有大半無法解釋， 而這些即可能是受到未度量的環境因子， 如流量、底質變化，以及更重要的樣站內 各項工程的影響所致。這些環境因子部分 是受限於專業的技術與儀器的限制，若能 以整合各領域的學者共同研究，將有助於 更清楚瞭解水棲昆蟲與環境間之交互關 係。由本年度的結果分析可以獲致許多以 往未能確定的推論，一為找出基隆河重要 的關鍵物種，包含了 8 個科中之 10 個分類 群；同時就不同的鑑定層級，在科級與目 級能夠得到與屬(種)級相似的二維空間聚 群分佈。而時間序列的分析則是要找到基 隆河之水棲昆蟲群聚結構的自然變動，期 以結合以往數年在基隆河的研究成果，加 入分析之中，作為一個背景的基礎，在未 來陸續的工作重點中，評估洪峰的影響及 河道上的施工效益，能夠獲得更清晰的結 果。水棲昆蟲的分類為所有相關生態研究 的基礎，在物種分類地位的確定，物種的 生態方能有更清晰的輪廓，故唯有持續分 類研究工作，生態的研究方能做更深入細 部的探討。 七、參考文獻 川合禎次，1985。日本產水生昆蟲檢索圖 說，日本東海大學出版會， 409 頁。 何鎧光、徐世傑，1977。台北區新店溪水 生昆蟲之研究，省立博物館科學年 刊，12: 1-50。 行政院環保署，1996。淡水河底泥及生物 相 監 測 ： 基 隆 河 之 監 測 PA-85-G03-03-20，中國生物學會。 行政院環保署，1997。 淡水河下游生物相 併 聚 之 動 態 稠 查 PA-86-G106-09-14、淡水河污染整治 對 生 態 影 響 之 研 究 EPA-86-E3Gl-09-13、基隆河污染源 與 底 悽 生 物 採 樣 分 析 調 查 EPA-86-G103-03-20 聯合期中報告， 中央研究院動物研究所。 行政院環保署，1998。淡水河污染整治對 生 物 相 群 聚 動 態 影 響 之 研 究 EPA-87-G106-03-05，中央研究院動 物研究所。 津田松苗，1956。Saprobien system 表，淡 水生物，4: 1-9。 津田松苗，1974。污水生物學。日本北隆 館， 268 頁。 康世昌，1993。台灣的蜉蝣目(四節蜉蝣科 除外)，國立中興大學昆蟲學研究所 博士論文，246 頁。 張先正，1992。台灣的細蜉科(蜉蝣目：細 蜉總科)，國立中興大學昆蟲學研究 所碩士論文，111 頁。 黃國靖，1994。景美溪水棲昆蟲生態及生 物指標研究。國立台灣大學植物病蟲 害研究所博士論文，150 頁。 楊平世，1992。水棲昆蟲生態入門，台灣 省教育廳發行，152 頁。 楊平世、洪正中、何鎧光，1980。淡水河 流域蜉蝣目稚蟲之初步研究，台大植 病學刊，7: 79-78。 楊平世、林曜松、黃國靖、梁世雄、謝森 和、曾晴賢，1986。武陵農場河域之 水棲昆蟲相和生態調查，農委會 75 年生態研究第 001 號，32 頁。 楊平世、黃國靖、謝森和，1990a。北勢溪 之水棲昆蟲資源及生態研究 I.水棲 昆蟲相及其相關生態，中華昆蟲，10: 209-224。 楊平世、謝森和、黃國靖，1990b。北勢溪 之水棲昆蟲資源及生態研究 II.水文 因子及水棲昆蟲之群聚結構，中華昆 蟲，10: 249-269。 顏聖紘，1997。水螟亞科與凹翅螟亞科(鱗 翅目：螟蛾科)主要支系之系統發育 分析以及臺灣產種類之分類檢討。國 立中山大學生命科學研究所碩士論
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表 1 基隆河各採樣站所採獲之水棲昆蟲名錄及各分類群之縮寫
TAXA Common name Abbr. TAXA Common name Abbr. EPHEMEROPTERA 蜉蝣目 蜉蝣 Eph TRICHOPTERA 毛翅目 石蠶蛾 Tri Heptageniidae 扁蜉科 扁蜉蝣 Hepta Stenopsychidae 角石蛾科 角石蛾 Steno *(a)Afronurussp.(b) *Stenopsyche sp.
*Epeorus erratus Hydropsychidae 網石蛾科 網石蛾 Hydro Nixe (Nixe) sp. *Cheumatopsyche sp.
Leptophlebiidae 褐蜉科 褐蜉蝣 Lepph *Hydropsyche sp.
*Choroterpes sp. Philopotamidae 指石蛾科 指石蛾 Philo *Habrophlebiodes prominens *Chimarrasp.
*Thraulus sp. Hydrobiosidae 囊翅石蛾科 Hydbi Ephemeridae 蜉蝣科 蜉蝣 Ephem *Apsilochoremasp.
*Ephemera formosana Rhyacophilidae 流石蛾科 流石蛾 Rhyac Ephemerellidae 小蜉科 小蜉蝣 Ephml *Rhyacophila sp.
*Ephemerella sp. Leptoceridae 長角石蛾科 長角石蛾 Lepce *Torleya glareosa *Ceraclea sp.
Caenidae 姬蜉科 姬蜉蝣 Caeni Mystacides sp.
*Caenissp. Goeridae 瘤石蛾科 瘤石蛾 Goeri Baetidae 四節蜉科 四節蜉蝣 Baeti *Goera sp.
*Baetissp. Brachycentridae 短尾石蛾科 短尾石蛾 Brach *Baetiella bispinosa *Micrasema sp.
*Pseudocloeon sp. Hydroptilidae 姬石蛾科 姬石蛾 Hydpt *Cloeon sp. *Hydroptila sp.
*Ecnomidae 長角石蛾科 長角石蛾 Ecnom ODONATA 蜻蛉目 蜻蜓; 豆娘 Odo
Euphaeidae 幽蟌科 幽蟌 Eupha PLECOPTERA 積翅目 石蠅 Ple *Euphaea formosa 短腹幽蟌 Nemouridae 短尾石蠅科 短尾石蠅 Nemou Gomphidae 春蜓科 春蜓 Gomph *Amphinemura sp.
*Stylogomphus shirozui 台灣尖尾春蜓 *Nemoura sp. *Onychogomphus formosanus 台灣勾尾春蜓 *Protonemura sp.
*Heliogomphus retroflexus 連氏曲尾春蜓 Perlidae 石蠅科 石蠅 Perli Sieboldius deflexus 台灣巨型春蜓 *Neoperla sp.
(續表 1)
TAXA Common name Abbr. TAXA Common name Abbr.
ODONATA 蜻蛉目 COLEOPTERA 鞘翅目 甲蟲 Col
Libellulidae 蜻蜓科 Libel Psephenidae 扁泥蟲科 扁泥蟲; 水錢 Pseph *Zygonx takasago 高砂蜻蜓 *Psephenoides sp. 軟鞘扁泥蟲屬 Orthetrum sp. *Eubrianax sp. 四鰓扁泥蟲屬 Cordulegasteridae 勾蜓科 勾蜓; 鬼蜓 Cordu Mataeopsephus sp. 扁泥蟲屬 Chlorogomophus risi 南方勾蜓 Ectopria sp. 鋸扁泥蟲屬
Calopterygidae 色蟌科 Calop Elmidae 長腳泥甲科 長腳泥甲蟲 Elmid Matrona basalis basalis 白痣珈蟌 *Stenelmis formosana 蓬萊曲脛泥蟲
*Stenelmis wongi 方胸曲脛泥蟲 DIPTERA 雙翅目 蚊; 蠅; 虻; 蚋 Dip *Grouvellinus sp.
Chironomidae 搖蚊科 搖蚊 Chiro *Zaitzevia sp. 細身泥蟲屬
*Chironomini 紅搖蚊 Chir Dryopidae 泥蟲科 Dryop *Orthocladiinae Orth *Elmomorphus sp.
*Tanytarsini Ttar *Hydrophilidae 牙蟲科 牙蟲 Hydph *Tanypodinae Tpod Pelthydrus sp.
Simuliidae 蚋科 蚋 Simul Agraphydrus sp.
*Simulium sp. Ptilodactylidae 長花蚤科 長花蚤 Ptilo Tipulidae 大蚊科 大蚊 Tipul *Scirtide 圓花蚤科 圓花蚤 Scirt *Antocha sp. *Staphylinidae 隱翅蟲科 隱翅蟲 Staph *Hexatoma (Eriocera) sp.
*Tipula sp. MEGALOPTERA 廣翅目 石蛉; 魚蛉 Meg Athericidae 鷸虻科 鷸虻 Ather Corydalidae 石蛉科 石蛉; 水蜈蚣 Coryd *Atherix sp. *Protohermes costalis 黃石蛉
Empididae 舞蠅科 舞蠅 Empid *Neochauliodes sinensis 縞石蛉 *Hemerodromia sp.
Psychodidae 蛾蚋科 Psych LEPIDOPTERA 鱗翅目 蝶; 蛾 Lepid *Psychoda sp. Pyralidae 螟蛾科 螟蛾 Pyral *Ceratopogonidae 糠蚊科 糠蚊 Cerat Eoophyla sp. 斑水螟
Syrphidae 食蚜蠅科 食蚜蠅 Syrph
Blepharoceridae 網蚊科 網蚊 Bleph HEMIPTERA 半翅目 Hem *Culicidae 蚊科 蚊 Culic Gerridae 水黽科 水黽 Gerri
*Gerris sp.
Hydrometridae 絲黽科 絲黽 Hydme Veliidae 闊黽春科 闊黽 Velii (a)本年度採獲種類(*)共計 40 科 61 種，歷年累計 9 目 46 科 75 種。
表 2 基隆河採樣站之各項水棲昆蟲參數(mean ± S.E.) 自強橋 (Site 1) 侯硐 (Site 2) 瑞芳橋 (Site 3) 暖江橋 (Site 4) 實踐橋 (Site 5) Taxa richness 25.4±9.8a 21.1±6.3 ab 13.8±6.0 b 6.0±1.4 c 9.4±11.8 c Density (no./m2) 1873.5 ±2212.7 a 1758.3 ±1528.5 a 1201.0 ±1074.9 ab 113.3 ±48.9 c 1193.2 ±2614.8 bc Diversity 1.86±0.35a 1.56±0.48 ab 1.39±0.24 b 0.1.31±0.34 b 1.09±0.55 c Evenness 0.62±0.15 ab 0.53±0.17 b 0.55±0.10 b 0.74±0.12 a 0.62±0.20 ab *Mean±S.E. in a row followed by same letter are not significantly different at p <
0.05, by Duncan’s new multiple range test (n=8). 表 3 基隆河各採樣站水棲昆蟲群聚參數之相關係數 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Community parameter 1. Taxa richness 1.00 2. Density .80 1.00 3. Diversity .63 .28 1.00 4. Evenness -.35 -.67 .43 1.00 5. EPT index .98 .79 .59 -.38 1.00 6. EPT abundance .83 .89 .46 -.49 .83 1.00 7. EPT/Chironomidae ratio .45 .49 -.02 -.53 .47 .58 1.00 8. Dominant taxa ratio -.26 -.01 -.85 -.66 -.22 -.17 .32 1.00 Index
9. Family-level biotic index -.65 -.50 -.34 .36 -.66 -.77 -.69 .00 1.00 10. Rapid bioassessment protocol .79 .56 .68 -.08 .76 .66 .25 -.41 -.52 1.00 *Values of coefficients in bold are significant (p<0.05).
表 4 基隆河採樣站之各項環境參數(mean ± S.E.) 自強橋 (Site 1) 侯硐 (Site 2) 瑞芳橋 (Site 3) 暖江橋 (Site 4) 實踐橋 (Site 5) Water temperature (°C) 19.7±4.8a 22.0±5.7a 23.4±5.7 a 23.8±5.4 a 25.0±5.7 a Dessolved oxygen (ppm) 8.85 ±1.31 a 9.36 ±1.14 a 7.64 ±1.75 ab 7.42 ±2.10ab 7.22 ±1.76 b pH 7.59±0.16 a 7.77±0.35 a 7.67±0.48 a 7.63±0.39 a 7.98±0.33 a Conductivity (µs/cm) 134.1±40.6 c 210.7±97.0 bc 202.1±119.9 bc 250.2±113.9 b 491.9±126.4 a Turbidity (FTU) 0.96±0.62 b 15.38±16.82 b 13.81±22.51 b 20.31±22.31 b 70.72±71.57a Phosphate (ppm) 0.12±0.04 b 0.11±0.09 b 0.39±0.26 a 0.36±0.15 a 0.74±0.45 a NH(ppm) 0.15±0.24b 0.10±0.07b 1.11±1.07 b 0.81±0.53 b 3.52±2.06 a Alkalinity (ppm) 44.3±14.4 b 47.7±22.6 b 46.3±24.5 b 50.3±22.5 b 104.3±45.1 a Hardness (ppm) 55.8±25.1 b 66.9±30.7 ab 58.3±32.7b 65.0±25.5 b 116.0±20.5 a *Mean±S.E. in a row followed by same letter are not significantly different at p <
表 5 基隆河各採樣站各項環境參數之相關係數 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1.Water temperature 1.00 2.Dessolved oxygen -.45 1.00 3.pH .35 26 1.00 4.Conductivity .72 -.48 .43 1.00 5.Turbidity -.08 -.14 -.03 .33 1.00 6.Phosphate .39 -.48 .13 .55 .42 1.00 7.NH .44 -.45 .14 .77 .43 .77 1.00 8.Alkalinity .66 -.38 .45 .81 .08 .36 .52 1.00 9.Hardness .70 -.43 .31 .80 .35 .39 .46 .58 1.00 *Values of coefficients in bold are significant (p<0.05).
表 6 基隆河水棲昆蟲參數與各項環境參數之相關係數
Taxa richness Density Diversity Evenness 1.Water temperature -0.17 n.s. -0.05 n.s. 0.05 n.s. 0.15 n.s. 2.Dessolved oxygen 0.27 n.s. 0.16 n.s. 0.15 n.s. -0.03 n.s. 3.pH -0.15 n.s. 0.01 n.s. -0.14 n.s. -0.02 n.s. 4.Conductivity -0.36 * -0.19 n.s. -0.33 n.s. 0.03 n.s. 5.Turbidity -0.36 * -0.29 n.s. -0.39 * 0.02 n.s. 6.Phosphate -0.52 ** -0.26 n.s. -0.46 ** -0.01 n.s. 7.Amonia -0.46 ** -0.25 n.s. -0.46 ** 0.01 n.s. 8.Alkalinity -0.19 n.s. -0.14 n.s. -0.14 n.s. 0.07 n.s. 9.Hardness -0.13 n.s. -0.13 n.s. 0.11 n.s. 0.27 n.s. *: p<0.05; **: p<0.01; ***: p<0.001; n.s.: not significant.
表 7 基隆河各水棲昆蟲及環境參數在季節與採樣站之單向變方分析 (one-way ANOVA)之 F 值
Site Season
F value p F value p
Aquatic insect parameters
1.Taxa richness 12.47 0.0001 0.44 0.7236 2.Density 3.47 0.0196 1.92 0.1472 3.Diversity 7.14 0.0004 0.46 0.7147 4.Evenness 1.63 0.1930 1.18 0.3332 5.Dominant species % 2.29 0.0835 1.73 0.1812 6.EPT index 10.26 0.0001 0.47 0.7052 7.EPT abundance 10.72 0.0001 1.08 0.3739 8.Shredders 2.53 0.0617 1.45 0.2482 9.Filtering Collectors 1.98 0.1247 2.32 0.0953 10.Gathering Collectors 4.19 0.0084 0.76 0.5255 11.Scrapers 2.80 0.0444 0.73 0.5424 12.Predators 6.57 0.0007 0.20 0.8948 Biolotical index 1.Family-level index 15.05 0.0001 2.45 0.0825 2.RBP 10.48 0.0001 1.20 0.3279 Environmental parameters 1.Water temperature 0.89 0.4827 32.68 0.0001 2.Dessolved oxygen 2.89 0.0361 2.00 0.1311 3.pH 0.83 0.5174 4.40 0.0098 4.Conductivity 10.67 0.0001 6.29 0.0015 5.Turbidity 5.07 0.0025 0.73 0.5402 6.Phosphate 7.42 0.0003 0.36 0.7850 7.NH 10.65 0.0001 0.87 0.4651 8.Alkalinity 3.06 0.0320 7.63 0.0026 9.Hardness 2.14 0.1130 9.05 0.0014
16 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Density Sampling site 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Diversity Sampling site 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Family-level biotc index
Sampling site 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
Rapid bioassessment protocol
Sampling site
0 10 20 30 40
Water temperature Sampling site 0
5 10 15 Dissolved oxygen Sampling site 0 2 4 6 8 10 pH Sampling site 0 200 400 600 800 Conductivity Sampling site 0 50 100 150 200 Turbidity Sampling site 0 0.5 1 1.5 Phosphate Sampling site 0 2 4 6 8 Amonia Sampling site 0 50 100 150 200 Alkalinity Sampling site 0 50 100 150 Hardness Sampling site 圖 2 基隆河各採樣站水溫、溶氧、酸鹼度、電導度、濁度、磷酸鹽、氨氮、鹼度及硬 度的變化。
1 2 3 4 5 1 2 3 5 1 2 3 4 5 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 5 1 2 3 5 4 1 2 3 5 Stress: 0.09 圖 3 基隆河各樣站水棲昆蟲群聚結構，以多維空間尺度(multi-dimensional scaling)分析 方法所得之二維空間分佈圖，其中標號代表不同的樣站，各群為聚類分析中取 40% 相似性為標準。 S1May S1Jun S1Oct S1Jul S3Jul S2Jul S2Oct S3Oct S1Dec S1Jan S1Feb S1Mar S2Feb S2Mar S2Jun S2May S3May S5Oct S5Jul S2Jan S3Jan S3Jun S3Feb S3Mar S2Dec S3Dec S5Dec S5Jan S4Mar S4Jan S5May S5Jun S4Oct S4Jun 0 20 40 60 80 100 Similarity 圖 4 基隆河各樣站水棲昆蟲群聚，以 Bray-Curtis 相似性係數進行聚類分析(cluster analysis)所得樹狀圖。
1 2 3 4 5 1 2 3 5 1 2 3 4 5 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 5 1 2 3 4 5 1 2 3 5 Stress: 0.1 (A) 1 2 3 4 5 1 2 3 5 1 2 3 4 5 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 5 1 2 3 4 5 1 2 3 5 Stress: 0.07 (B) 圖 5 基隆河各樣站水棲昆蟲群聚結構，以不同的分類層級在二維空間上的分佈圖。(A) 科級鑑定(family-level)；(B)目級分類(order-level)。
1 2 3 4 5 1 2 3 5 1 2 43 5 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 5 1 2 3 4 5 1 2 3 5 Stress: 0.09 圖 6 以 PRIMER 中 BVSTEP 程式選擇 10 個關鍵物種所構成之群聚結構，基隆河各樣 站在二維空間上的分佈圖。
21 1 Stress: 0.09 1 2 3 4 5 1 2 3 5 1 2 3 4 5 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 5 1 2 3 4 5 1 2 3 5 Stress: 0.09 (A) (B) 1 Stress: 0.09 1 2 3 4 5 1 2 3 5 1 2 3 4 5 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 5 1 2 3 4 5 1 2 3 5 Stress: 0.09 (C) (D) 圖 7 四種環境因子在各樣站水棲昆蟲群聚結構的二維空間分佈圖上的變化。(A)電導度；(B)濁度；(C)磷酸鹽；(D)氨氮。
22 Stress: 0.01 A B C D E F G Stress: 0.01 A B C D E F G H Stress: 0.03 (A) (B) (C) Stress: 0.01 A B C D Stress: 0 A B C D E F Stress: 0.01 (D) (E) (F) 圖 8 基隆河各樣站之水棲昆蟲群聚組成，在二維空間分佈圖上之時間的序列變化。(A)自強橋；(B)自強橋(除 2001 年五月的樣本外)；(C)候 硐；(D)瑞芳橋；(E)暖江橋；(F)實踐橋。
附錄 1 Hilsenhoff 生物指標(Biotic Index)與科級生物指標(Family-level Biotic Index)劃分之水質等級與相對之指標值(Hilsenhoff 1987, 1988)
Water Quality BioticIindex Range Family-level BI Range
Excellent 0.00-3.50 0.00-3.75 Very Good 3.51-4.50 3.76-4.25 Good 4.51-5.50 4.26-5.00 Fair 5.51-6.50 5.01-5.75 Fairly Poor 6.51-7.50 5.76-6.50 Poor 7.51-8.50 6.51-7.25 Very Poor 8.51-10.00 7.26-10.00
附錄 2 快速生物評估法 III(Rapid Bioassessment Protocol III)中，各項指標之評分標準 (Plafkin et al. 1989)
Biological Condition Scor ing Cr iter ia
Metr ics 6 4 2 0
1. Taxa richness(a) >80% 60-80% 40-60% <40%
2. Hilsenhoff biotic index(b) >85% 70-85% 50-70% <50%
3. Ratio of scrapers/fil. collectors(a,c) >50% 35-50% 20-35% <20%
4. Ratio of EPT and Chironomid abundances(a) >75% 50-75% 25-50% <25%
5. % contribution of donimant taxon(d) <20% 20-30% 30-40% >40%
6. EPT index(a) >90% 80-90% 70-80% <70%
7. Community loss index(e) <0.5 0.5-1.5 1.5-4.0 >4.0
(a) Score is a ratio of study site to reference site ×100. (b) Score is a ratio of reference site to study site ×100.
(c) Determination of Functional Feeding Group is independent of taxonomic grouping. (d) Scoring criteria evaluate actual percent contribution.
(e) Range of values abtained.
附錄 3 快速生物評估法 III(Rapid Bioassessment Protocol III)所劃分之水 質等級與相對之百分比值(Plafkin et al. 1989)
Biological condition Category % Comp. to Ref. Score
Non-impaired > 83%
Slightly impaired 54-79%
Moderately impaired 21-50%
