永續台灣的願景與策略研究─永續發展知識管理系統建立之整合成果呈現推動計畫

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

永續發展知識管理系統建立之整合成果呈現推動計畫

計畫類別： 整合型計畫 計畫編號： NSC93-2621-Z-002-031- 執行期間： 93 年 08 月 01 日至 94 年 09 月 30 日 執行單位： 國立臺灣大學環境工程學研究所 計畫主持人： 於幼華 共同主持人： 廖述良，張慶源，邱祈榮，朱子豪 計畫參與人員： 高正忠、李培芬、何瓊芳、童慶斌、張揚祺、李育明、闕蓓德、 張益誠、余瑞芳、商能洲、廖卿惠 報告類型： 完整報告 處理方式： 本計畫可公開查詢

中 華 民 國 94 年 11 月 30 日

永續台灣的願景與策略研究

永續發展知識管理系統建立之整合成果呈現推動計畫

執行單位：國立台灣大學環境工程學研究所 計畫編號：NSC 93-2621-Z-002-031 計畫主持人：於幼華 共同主持人：廖述良、邱祈榮、張慶源、朱子豪 研究參與人員：高正忠、李培芬、何瓊芳、童慶斌、張揚祺、李育明、闕蓓德、張益 誠、余瑞芳、商能洲、廖卿惠。 聯絡方式：台北市舟山路71 號 台灣大學環境工程學研究所

計畫摘要

永續發展資訊系統工作團隊在過去第一階段的三年計畫，已初步完成環境資料庫 （以詮釋資料庫之方式）之建置，並轉移給國科會科資中心，做為學術界使用之窗口。 第二階段的三年計畫，以『污染防治』、『自然保育』、『資能源善用』及『資訊工具』 四個工作分組方式來進行淡水河流域、高屏溪流域與濁水溪流域之『永續發展知識管 理系統』的建立。本年度之計畫執行，不拘泥於過去在四個工作分組之方式進行，改 以針對三大流域之環境知識庫所建立的成果，綜合整理而出，並預計集結出書（書名 暫訂：台灣三大流域居民之生活環境近況），以作為本年度工作成果呈現的重點，以 對『永續發展知識庫』之建立做出計畫之最後整理與總結。此出書計畫的內容包括應 用永續發展知識管理系統之建置資料，以及三大流域之環境資料整理分析，此參考書 籍，可以幫助使用者及一般讀者獲取三大流域之永續發展環境知識的淺入深出，並以 具系統性的整理，教導活用環境資料庫上的知識。 此出書計畫的主要方向為活用永續發展知識庫之建置資料，首先分別就三大流域 之人文與史地篇介紹，以軟性史地資訊為出發點，進而以生物多樣性GIS 資料庫的成 果，概覽流域生態，及就農林漁牧物質流情境分析與動態模擬，描述出各流域的產業 特色，並就各流域農業資源善用評估及以貿易史談論環境管理系統與經濟效益分析。 另外，運用各流域水體水質資料庫、各流域之水資源利用與廢棄物質量之特性研究， 討論該流域河川的水文與水質與居民生活用水所需及其型態，並針對各流域水資源系 統之累積性影響與承載力、水資源永續發展指標、氣候變遷之永續性等，用以評估該 流域之水資源利用之永續性；並設專章討論海域永續指標之發展及其沿海海域環境之 永續性。 關鍵詞：環境資料庫、永續發展指標、永續發展知識庫、知識管理系統、淡水河流域、

高屏溪流域、濁水溪流域。

一、 前言

為因應國家永續發展管理決策之需求而著手推動的永續台灣的願景與策略研究 之計畫，在永續發展知識管理系統建立的面向，本工作團隊在過去第一階段的三年計 畫，已初步完成環境資料庫（以詮釋資料庫之方式）之建置，並轉移給國科會科資中 心，做為學術界使用之窗口。第二階段的三年計畫，以『污染防治』、『自然保育』、『資 能源善用』及『資訊工具』四個工作分組方式來進行淡水河流域、高屏溪流域與濁水 溪流域之『永續發展知識管理系統』的建立。而這個龐大的系統建置工作，至今已累 積到了第七年的研究時間，在整體的架構上已有相當的規模。本計劃過去永續發展知 識庫的研究內容主要包含：(1) 永續發展知識管理系統之建置、(2)土地利用知識管理 系統、(3)自然資源資料庫之建置、(4)資能源資訊系統等，經由各組的協調與分工，已 陸續建置完成，使在提供未來在環境資料庫的擴充與永續發展知識庫的建構上更具系 統性與便利性。 本年度之計畫執行，不拘泥於過去在以『污染防治』、『資訊工具』、『自然保育』 及『資能源善用』四個工作分組之方式進行，改以針對三大流域之環境知識庫所建立 的成果，綜合整理而出，並預計集結出書（書名暫訂：台灣三大流域居民之生活環境 近況），以作為本年度工作成果呈現的重點，並對『永續發展知識庫』之建立做出計 畫之最後整理與總結。此出書計畫的主要方向為活用永續發展知識庫之建置資料，並 以三大流域（泱泱的淡水河流域、滔滔的濁水溪流域與綿綿的高屏溪流域）為範疇， 以「流域人文與史地篇」、「流域生態概覽」、「流域的產業特色」、「流域河川的水文與 水質」、「居民生活所需—以用水為例」、「居民生活對環境的影響—以污染物排放為例」 與「流域資訊之整理現況與未來」等主題，來作為此永續發展知識管理系統建立之整 合成果的呈現。以下除了就成果作摘要式的整理以外，將於附件中摘錄書籍中部份的 內容。

二、 三大流域人文與史地篇介紹

2.1. 淡水河流域人文與史地篇介紹 本研究用已經建立之淡水河農、林、漁、牧業物質流分析之資料庫系統。作為估算區

域農、林、漁、牧業物質使用密集度及其他環境相關密集度等指標的基線資料，反映 出1986 ~ 2000 年之間淡水河流域環境變遷、物質量變化、及發展狀況。提供永續發 展指標量化之依據參考。 經濟發展後，淡水河流域非農業部門就業機會增加，淡水河流域農業就業人口、 農戶率、及農戶人口數佔總人口數比例之減少，亦屬必然發生的現象，是經濟進步的 象徵，也是農業對其他部門貢獻之一。如果在經濟發展後，農業勞動力並未顯著減少， 則農業勞動生產力就無法提高，農民所得也就更為偏低。所以當農業勞動力減少時， 不必在如何維持農業勞動力上著力過多。政策重點應該在如何調整農業的生產及經營 方式。 淡水河流域之稻作面積比由1986 年的 34 %下降至 2000 年的 10 %。稻作產量比 之由1986 年之 1.43 %下降至 2000 年之 0.65 %。稻作產量面積由 1986 年之 3.71 公噸 /公頃上升至 2000 年之 5.06 公噸/公頃。前列各項所示都在在顯示淡水河流域已成為一 個高度開發的區域，已漸漸不發展稻作生產，係對台灣地區的稻作產量貢獻日趨減小 的地區。但由稻作產量面積指標也顯示出近年淡水河流域地區已漸漸提高農地資源的 有效利用。淡水河流域農林漁牧物質需求（MAFFiL）從 1989 年之 499,559 tons 隨時 間呈下降趨勢。但到1991 年（280,407 tons）之後逐年微幅上升，至 2000 年時淡水河 流域農林漁牧物質需求量約 442,436 tons，顯示淡水河流域農林漁牧物質需求日益增 加。 淡水河流域農林漁牧物質使用密集度由1989 年的 617.78 kg/106 NT$ of GDP 逐年 下降至2000 年的 304.1 kg/106 NT$ of GDP，減少約 54.78 %，其中又以 1998 年的 246.82 kg/106 NT$ of GDP 為最小值。另外，其每單位農業 GDP （GDPAFFiL）農林漁牧物

質需求量由1989 年 40.52 tons/106 NT$ of GDPAFFiL 降至 1993 年 21.81 tons/106 NT$

of GDPAFFiL，下降約 46.17 %。顯示淡水河流域之農林漁牧物質使用量並未隨著經濟 成長而比例增加，淡水河流域境內民眾的農林漁牧物質善用效率非常顯著。亦可表示 淡水河流域農業有朝著永續的理念前進、農業轉型成功，因為發展高附加價值的農產

品，以及重質不重量的觀念，皆會使MAFFiL/GDPAFFiL 減小。

本研究透過政府農業統計年報，建制「濁水溪流域農林漁牧物質流資料庫」，分 析濁水溪流域歷年來農林漁牧資源的變化情形，找出濁水溪流域農業資源總產量與其 變化範圍，並確認影響濁水溪流域農業資源變遷的關鍵性因素。主要採用的相關農業 產量資料主要係依據行政院農業委員會出版的農業統計年報，及濁水溪流域內各行政 區縣市政府出版的統計要覽，搜集並彙整 1987 年至 2002 年農、林、漁、牧物質資 料。 (1) 總農業物質生產情形 圖2.1 顯示濁水溪流域農業總物質產量之年變化趨勢。其值介於 3.65~4.33 百萬公 噸之間，整體而言，其變動幅度不大，總產量趨勢呈現略微上升，平均每年增加3 萬 4000 公噸之農業物質產量。 若分析農、林、漁、牧等四大生產類別之生產百分比可以發現，影響農業總產量 的關鍵因素為農作生產(如圖 2.2)。歷年之農作生產百分比介於 80~89%，但農作生產 百分比從1987 年開始逐年下降。另一方面，畜牧生產百分比從 1987 年以來有逐年上 升的趨勢，由1987 年的最低值 8.67%，上升到 1997 年的 15.87%。在 1997 年爆發猪 隻口蹄疫之後，畜牧百分比驟降，但目前有回升的趨勢。漁業生產百分比有逐年上升 的趨勢，但上升幅度較小，由1987 年的最低值 1.97%上升到 2001 年的最高值 2.33%。 林業生產百分比則呈逐年下降的趨勢，由1988 年的最高值為 0.53%，下降到 2002 年 的最低值為0.02%。 圖2.1 濁水溪流域農業總產量圖 ● 為 MAgri.農業總產量， 含農作、畜牧、林業、漁 業。 □ 為 MFa，農作產量， △ 為MLi，畜牧產量， ○ 為 MFi，漁業產量，﹡ 為MFo，林業產量。 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 Time (year) MAgr i , M Fa , M Li , M Fi , M Fo ( 10 6 to ns)

由生產百分比可知，濁水溪流域的農業活動雖然仍以農作生產為主，但畜牧生 產、漁業生產的百分比有逐年上升的趨勢，顯示未來在濁水溪流域的農業活動中，畜 牧、漁業生產將佔有更重要的角色。 圖2.2 濁水溪流域農業總產量百分比圖. □ 為 RFa，農作百分比， △為 RLi，畜牧百分比， ○ 為 RFi，漁業百分比，﹡為 RFo，林業百分比。 目前影響農作生產的關鍵因素為蔬菜產量；另外，濁水溪流域的稻米產量呈現長 期緩慢下降趨勢。影響畜牧生產的關鍵因素為猪隻產量，呈現穩定趨勢，趨近市場飽 和狀態；但在畜牧生產中的蛋類產量與家禽肉品產量有逐年上升之趨勢。由於蛋類產 量與家禽肉品產量都屬於「家禽飼養業」，表示濁水溪的畜牧產業在猪隻方面維持穩 定，在新增加的部分則是以家禽飼養為主。 (2) 農地與稻作 濁水溪流域之稻作面積比歷年最高值為1987 年 32.1%值，至 2001 年時為最低值 23.8%，平均值為 26.2%，整體呈現減少趨勢，顯示該流域漸漸不發展稻作生產。在 相同指標比較下，淡水河流域最高值為1986 年 34.3%，最低值為 2000 年 10.2%，平 均值為17.6%；高屏溪流域最高值為 1987 年 43.1%值，至 2001 年時為最低值 18.6%， 平均值為26.3%。故可知此三大流域的稻作面積都有日趨減小的趨勢。 就濁水溪流域的稻作產量面積比（圖 2.3）發現：濁水溪流域的稻作產量面積比 最高值為1995 年 17.23 公噸/公頃，最低值為 1987 年 12.05 公噸/公頃，平均值為 14.81 公噸/公頃。比較淡水河流域與高屏溪流域的稻作產量面積比可以發現：濁水溪流域流 域稻作產量面積遠高於淡水河流域與高屏溪流域，亦可顯示濁水溪流域歷年平均之稻 作生產力為最優，的確是台灣農業的穀倉。 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 Time (year) RFa , R Li , RFi , RFo (% )

圖2.3 濁水溪流域稻作產量面積比 圖2.4 濁水溪流域平均每人可使用之農業物質 (3) 濁水溪流域農林漁牧物質生產密集度 圖2.4 為濁水溪流域之每人平均可使用之農業物質之年變化趨勢。結果顯示並沒 有明顯地上升或下降趨勢。僅在2000~2002 年有較大的波動，表示濁水溪流域之民眾， 每人平均可使用之農業物質數量充足且穩定 2.3. 高屏溪流域人文與史地篇介紹 (1) 農地與稻作 由於相關資料僅涵蓋1986~2001 年間，故本研究主要就農戶耕地面積比作歷年趨 勢探討。歷年來每戶農家大都擁有1.1 公頃至 1.2 公頃不等之耕地面積，歷年變化趨 勢十分穩定。每戶農戶耕地面積比為1.3 公頃/農戶。至於，高屏溪流域農業人地比則 大都維持在每千名農業勞動人口就擁有400 公頃至 487 公頃之耕地面積。高屏溪流域 稻作種植面積比約介於 19%~43%間；稻作產量則介於 70,065 噸至 158,462 噸，且逐 年遞減。 (2) 其它農業活動 高屏溪流域林業造林活動近來逐漸活絡，平均每萬人造林面積數量多維持在 1.7 至6.4 公頃之間。另就漁業而言，高屏溪流域漁戶率皆維持在 1.7 ~ 2.6 %間波動。養 猪畜牧活動方面，若以一隻猪重量約為112 kg 計算。高屏溪流域猪隻總重由 1987 年 的93,067 tons，到 1996 年時竄升為 203,218 tons，之後因為爆發口蹄疫事件及環保署 推動「養猪離牧與依法禁養政策」，到2001 年猪隻的總重為 106,885 tons，較 1996 年 減少96,333tons。 12.05 12.4 7 12.48 13 .18 14.44 14.63 14.74 15.73 17.23 15.7915.53 1 6.44 15.42 15.6415.13 1 6.09 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 Time (year) P rod uc ti on p er ar ea (t on s/ ha ) 1.67 1.62 1.81 1.87 1.89 1.89 2.04 1.922.02 2.00 1.991.932.02_1.88 1.73 1.88 0 0.5 1 1.5 2 2.5 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 Time(year) (t ons / pe rs on )

(3) 高屏溪流域農林漁牧物質使用密集度 高屏溪流域農林漁牧物質需求從1987 年值較高為 1041,357 tons，至 1992 年時其 生產量值較低，多介於852,137～920,465 tons，變動幅度約在 10%區間。就農林漁牧 物質每人平均使用值而言，其值在1995 年最高為 1529 kg/person，而於 1992 年時為 最低為1082 kg/person。至於農林漁牧物質使用密集度趨勢方面，其值是介於 5,299～ 3,604 kg/106 NT$-GDP 不等，其中又以 2000 年之值最低，僅 2,912kg/106 NT$-GDP， 因此農林漁牧物質經濟效益提升，亦可顯示高屏溪流域只要投入較少的農林漁牧物質 生產量但卻可得到生產毛額提高之趨勢。

三、 三大流域生態概覽

3.1. 淡水河流域生態概覽 （1）鳥類資料庫 本研究彙整歷年的研究文獻及調查報告，以GIS 建立淡水河流域鳥類之分布資料 庫及多樣性資料庫。在淡水河本流下游、大漢溪及基隆河與淡水河匯流處一帶，鳥類 種類以冬候鳥為主，若依同功群屬性，則以水鳥為主。在前述調查區的鳥類相之區域 差異方面，華江橋、華中橋和中正橋較為類似，其次是關渡和立農，社淡和成子寮。 挖子尾和社尖則為較獨立的兩個調查站。前述調查區的鳥類相逐年變化似受到棲地變 化的影響。在基隆河流域與淡水河本流下游區域，鳥類以留鳥為主，冬候鳥其次，若 依同功群屬性，則以陸鳥為主。在前述調查區的鳥類相之區域差異方面，可發現各調 查站的候鳥之種類與數量，從上游至下游呈現梯度變化。位於基隆河上、中游的6 個 樣站，即自強橋至成美橋的候鳥之種類與數量較少；自成美橋站以降，候鳥的種類與 數量逐漸增加，尤其是中國海專至挖子尾間最高。水鳥的種類與數量之變化亦呈現此 一趨勢。 （2）魚類資料庫 由五年來所累積的資料中，可初步瞭解基隆河上、下游間曾採集到的魚種可能出 現的頻度與數量。結果顯示，從自強橋至社后橋間，是初級原生淡水魚類的主要分布 範圍。在基隆河的截彎取直河段，本土魚種受限於棲息環境遭到改變，加上沿岸匯入 的廢污水干擾，遂難以像耐污染力強的外來魚種，得以苟延殘喘於相對惡劣的環境 中。在大直橋採樣站以降，則逐漸出現隨潮水湧入的周緣性淡水魚類，其累計魚種在 淡水河口的挖子尾採樣站達到最高的36 種，惟多數魚種或僅在 5 年 12 次的採樣中偶

現身影，或僅有單一個體，因此恐難就此判定究為河道環境、洋流動態或氣候變遷的 影響。累積五年的資料，漸能呈現生物組成隨水體環境而漸次改變的趨勢。 3.2. 濁水溪流域生態概覽 本研究完成了濁水溪流域各類脊椎動物的分布資料庫。此資料庫共包含鳥類 308 種、哺乳類57 種、兩生類 28 種、爬蟲類 67 種、淡水魚類 38 種的 GIS 分布資料。將 各主要分類群的GIS 圖層套疊，計算每一個網格中所分布物種的豐富度，可瞭解各主 要分類群在整個流域分布的大致情形。 鳥類以中海拔山區，以及河口地區的物種豐富度最高(圖 4.2a)，最多於單一網格 中，包含122 種鳥類。中海拔分布鳥種較多的情形應該與此區域繁殖鳥類較豐富有關 （Lee et al., 2004）。而河口地區較高的種豐度，則反映出大城濕地確實是水鳥重要的 棲息環境。 哺乳動物(圖 3.1b)則以低海拔與部分較高海拔的地區種類最多，最多在同一網格 中有 36 種哺乳動物分布其間。由於哺乳類的調查因種類的不同而有不同的方式，例 如針對大型哺乳動物多利用排遺或其他活動痕跡進行調查，而中小型哺乳動物則以捕 捉方式進行，而針對不同種類的小型哺乳動物，所採用的捕捉方式也會有所不同，因 而此資料庫所顯示的物種豐富度，可能會因為各地點調查方式的不同而受到影響。 兩生類的物種豐富度以低海拔的山區較高(圖 3.1c)，最多於單一網格中有 22 種兩 生類的紀錄。爬蟲類的種豐度最高達到34 種(圖 3.1d)，但分布則由低海拔至較高海拔 的山區皆有，並未有明顯集中於某一海拔區段的情形。至於淡水魚類(圖 3.1e)的資料 則相對較為缺乏，單一網格中出現最多的魚種為 19 種，以河川的中游豐度較高，但 此結果很可能是受到下游地區調查資料較少的影響。

a.

Bird Species Richness

1 - 19 20 - 49 50 - 73 74 - 92 93 - 122 b.

Mammal Species Richness

1 - 5 6 - 11 12 - 18 19 - 27 28 - 36 c.

Amphibian Species Richness

1 - 3 4 - 7 8 - 11 12 - 16 17 - 22 d.

Reptile Species Richness

1 - 3 4 - 9 10 - 16 17 - 23 24 - 34 e.

Fish Species Richness

1 - 3 4 - 7 8 - 10 11 - 13 14 - 19 圖3.1 濁水溪流域 (a)鳥類 (b)哺乳類 (c)兩生類 (d)爬蟲類 (e)淡水魚類 物種豐富度的 分布圖

四、 三大流域產業特色與環境管理系統

第二次世界大戰戰後，發展了五十餘年台灣之淡水河、濁水溪和高屏溪三大流域 經多方努力開發後，各種主要產業之分布狀況列如表4.1 所示。 由表4.1 中可以約略看出淡水河流域的產業分布相對於其他各流域而言是比較平 均的，其中以紡織業、金屬製品業和機械業為大宗，各占該流域產業的五分之一左右。 因此該三大工業廢棄物和污水之處理得當，十分重要。此外，本流域亦為台灣造紙業 大本營，其總數超過其他二流域之總和。濁水溪流域之紡織業最為突出，幾乎占該流 域產業將近百分之四十左右。高屏溪流域為台灣之石化業重鎮，其廠商 35 家高於其 他二流域；本區之金屬基本工業、金屬製品業和機械業亦為重要產業，合占該流域產 業之百分之八十左右。 近十年來國際經貿版圖有了變化，大陸、印度和韓國經濟日益茁壯，配合國際間 經濟整合的風潮興起，加上台灣於2001 年加入了世界貿易組織，受到 WTO 會員國應 遵守的義務規範，使工商業者直接面對了來自世界各地之競爭，因此必須重視環境保 護之世界潮流，才能維持企業經營立於不敗之地、永續發展。由於ISO 14001 環境管 理系統之認證，目前世界各國泰半予以承認，逐漸成為未來商場競爭之主要利器之 一。本研究透過對台灣之三大流域廠商通過ISO 14001 環境認證進行問卷調查和實證

分析後，獲得以下結論： 表4.1.台灣三大主要流域產業分布情形 淡水河流域 濁水溪流域 高屏溪流域 廠商數 百分比 廠商數 百分比 廠商數 百分比 金屬基本 工業 355 15% 275 12% 320 20% 金屬製品 514 22% 495 20% 431 27% 造紙 364 15% 181 8% 146 9% 紡織 611 26% 851 37% 375 23% 石化 28 1% 18 1% 35 2% 機械 500 21% 507 22% 299 19% 總計 2372 100% 2327 100% 1606 100% 資料來源：台灣工業產品資訊網 網址：http://www.industry.net.tw/ (一) 淡水河流域主要推動ISO 14001 的產業為電機與電子二種產業；濁水溪 流域則主要在金屬業、紡織業和電子業三種產業；高屏溪流域則以化學業、金屬業及 塑化業為主。 (二) 廠商獲得 ISO 14001 者，其台資股東佔大多數而且內、外銷平均分佈，代表 國內廠商之環保意識提升，已由以往消極被動的態度轉變為積極主動地推行環境保護 系統。 (三) 推行 ISO 14001 對企業的管理、環保及營運績效上確實有顯著正面之助益， 財務績效之助益則稍弱。 (四) 在管理績效方面：三大流域廠商均因 ISO 14001 之實施而建立了良好的環保 內部稽核制度，使得環境更符合環保法規要求。此外，淡水河流域之廠商之管理績效 在「市場行銷」方面表現突出，例如市場佔有率之增加、顧客忠誠度提升、市場進入 障礙提高。濁水溪流域廠商在罰款之次數及金額方面降低，而高屏溪流域則對社區關 係之改善有所成效。 (五) 在環保績效方面：三大流域使用之毒性化學物質均因而減少、空氣及水污染 均經內部稽核管制面降低、廢棄物及噪音也都明顯減少。

(六) 在財務績效方面：三大流域廠商均因推行 ISO 14001 而更容易獲得國外廠商 之支持，節省了原料成本或者降低了廢棄物及污染物之處理成本。 (七) 在整體營運績效方面：三大流域廠商透過 ISO 14001 均因而提升了整體營運 績效，不但在原物料之回收再利用方面有改善，而且產品之品質或產品形象獲得提升。 ISO 14001 環境管理系統由公司或企業之內部主動建立其環境政策及目標，透過 國際驗證和稽核而逐年達成節能減廢之要求，符合台灣永續發展的前景。

五、 三大流域居民生活用水所需

5.1. 淡水河流域水資源系統 本研究應用 Vensim 系統動力模式建立淡水河流域之系統動力模式圖，主要將系 統分為供水系統與需水系統兩個部分，下面分別介紹此兩個水資源系統動力模式圖。 （ 1）新店溪供水系統 新店溪水資源系統動力模式包括了翡翠水庫、直潭壩、青潭堰、直潭淨水 場、長興淨水場、公館淨水場，目前供水的方式是，臺北市自來水事業處先以 南勢溪的天然流量為主，判定此量是否可以滿足下游的需水量，一旦南勢溪水 量不足時，便會通知翡翠水庫放水，而翡翠水庫放水又受到其放水規則限制， 直潭壩則負責攔蓄水量將原水輸送至直潭淨水場處理，較下游的青潭堰將攔蓄 水量送至長興淨水場，在長興淨水場有一分水井，將部分水量分送至公館淨水 場；模式中為了模擬真實情況，將翡翠水庫操作規線和放水規則納入考慮，而 直潭壩、青潭堰的取水量則根據下游大臺北自來水供水系統需水量所決定，新 店溪水資源系統動力模式如圖5.1所示。 （ 2）大漢溪系統 大漢溪流域中水工結構物包括了石門水庫、石門大圳、桃園大圳、後池堰、 鳶山堰、三峽堰，石門大圳進水口位於石門水庫上游左岸，除了提供灌溉用水 也提供民生用水，龍潭淨水場、平鎮淨水場、石門淨水場皆以石門大圳為取水 來源；在石門水庫下游約二公里處，有一建築長約600公尺之低壩「後池堰」， 在後池堰左端有一桃園大圳取水口，桃園大圳則提供了桃園大圳灌區及光復圳 灌區之灌溉用水，同時大湳淨水場也從桃園大圳獲取原水，另外大湳淨水場也 以鳶山堰為取水來源，其取水優先順序以桃園大圳為主，不足水量再從鳶山堰

取水補足；上述四座淨水場即為石門地區供水系統主要供水來源，而各淨水場 在模式中所需處理水量，是先求出石門地區總需水量，再依照各淨水湯之設備 設計容量比例，將總需水量乘上各淨水場所佔比例，求出各淨水場實際出水量。 另外板新淨水場目前取水來源有二，分別為鳶山堰、三峽堰，板新用水區除了 由板新淨水場負責供應自來水用水，另外臺北市自來水事業處也有支援板新地 區用水，首先先求出板新地區總需水量後，扣除臺北市自來水事業處支援板新 地區用水之水量後，即為板新淨水場所需處理水量，而取水的順序先以三峽河 為主，由三峽堰負責提供原水不足再由屬於鳶山堰取水。大漢溪水資源系統動 力模式如圖5.2所示。 圖5.1 新店溪系統動力模式 （ 3）臺北自來水供水系統 在新店溪水資源系統中，直潭壩、青潭堰攔蓄水量以供臺北地區之用水， 再此將整個臺北自來水供水系統納入考慮，臺北供水區不僅包含了臺北市，也 涵蓋了部分臺北縣地區，共可分為十一個分區，並針對各供水分區總人口數、 普及率、售水率、每人每日用水量求出該供水分區之總需水量，進而得到各淨 水場所需處理水量，此水量即為直潭壩、青潭堰至新店溪中取水之根據。圖5.3 即為臺北自來水供水系統動力模式。 FeiCui Reservoir ZhiTan Dam QinTan Weir BeiShi river 1 B point 1 NanShi river

FeiCui Rule Flow

XinDian river 1 ZhiTan Supply XinDian river 2 QinTan Supply FeiCui Rule A FeiCui Rule B FeiCui Rule C FeiCui Power Station FeiCui Volume Depth <ZhiTan Total Supply> <QinTan Total Supply> ZhiTan Dam Volume Depth QinTan Weir volume depth ZhiTan Dam Overflow QinTan Weir Overflow

ZhiTan Dam Max Volume

QinTan Weir Max Volume FeiCui Overflow FeiCui Reservoir

Operation Rules Flow FeiCui Reservoir

Volume Max ZhiTan Aqueduct Max Capacity ZhiTan WTP Max Capacity QinTan Aqueduct

Max Capacity QinTan WTP MaxCapacity

B point 2

XinDian river 3QinTan Weir_{Side flow} <the tendays of year> <BeiShi river 1> <NanShi river> FeiCui Reservoir flow

圖5.2 大漢溪供水系統動力模式示意圖 5.2. 濁水溪流域水資源系統 濁水溪之供水系統，在上游段主要以發電為主，中游及下游段則以供應南投、彰 化、雲林等地之農田灌溉為主。在上游段的發電供水部分，以日月潭水庫為主要發電 的中心樞紐，而在下游段的灌溉水部分，則以集集攔河堰為主要的控制中心。根據經 濟部水利署中區水資源局 2001 年的「濁水溪水資源整體開發計畫」中所提，濁水溪 流域的電力供應，可以分為四個子系統：第一系統為利用蓄於霧社水庫的水源及從奧 萬大壩導入的水源進行發電的「萬大發電廠」系統，霧社水庫的最大發電放流量為 24cms。第二系統以日月潭水庫-大觀第一發電廠-鉅工發電廠為主，鉅工發電廠的發電 放流量與日月潭的取水量大致相同。鉅工發電廠發電後的尾水排入水里溪。第三系統 以日月潭水庫-大觀第二下池壩為主，利用興建於日月潭（上池）與水里溪的大觀第二 下池壩，進行抽蓄發電，對濁水溪之流量幾乎不產生影響。第四系統，以日月潭水庫 -明潭下池壩為主。與第三系統相似，在灌溉用水的部分，目前則以「集集共同引水計 畫」，為主要的指導原則。其中包含：大型攔河壩一座（集集攔河堰），弧形排洪閘門 18 座，排沙閘門 4 座。大型共同引水口兩座，北岸計畫取水量 70cms，南岸計畫取水 量90cms，引水底檻標高 201.5 公尺大型沈沙池兩座，南北各一座。工業用水專用設 施，專用管路長42 公里，工業區內並設面積 20 公頃尾水池一座（蘇炳勳，王希夫， 2001）。濁水溪流域之水資源系統圖，如圖 5.4 所示。 ShiMen Reservoir YuanShan Weir SanXia Weir TaHan river 1 ShiMen reservoirRule Flow

T point 0.1 T point 0.2 T point 0.3 ShiMen Channel 2 ShiMen Channel 3 T point 2 T point 1.1 T point1.2

TaoYuan

Channel 1 Channel 2TaoYuan T point 3

TaHan Upperstream Irrigate Area

LongTan WTP PingZhen WTP ShiMen WTP ShiMen Irrigation Water DaNan WTP a TaHan river 3 TaHan river 4 SanXia river 1 BanXin supply from SanXia S point 1 _{DaNan WTP b} BanXin WTP a T point 5 TanHan river 6 TaHan Downstream Irrigate Area TaHan river 7 ShiMen Rule A ShiMen Rule B

ShiMen Rule C _{ShiMen Overflow} ShiMen Power

Station ShiMen Volume

Depth Power contract Power Energy

the needed flow for Power contract

ShiMen Reservoir Operation Rules Flow

<Total ShiMen Agri Water Demand> <Total Water Demand

of ShihMen Area>

SanXia river 2

<Total Water Demand of PanHsin Adjust for ShiMen

Reservoir>

BanXin WTP

ShiMen Reservoir Volume Max T point 1

TaHan river 2 ShiMen Channel 1

ShiMen Channel Agri Rule

<ShiMen Rule C> <ShiMen Channel Agri_{Plan Water Demand>} <ShiMen Volume

Depth>

ShiMen Channel Max Capacity

<Proportion of LungTan

WTP Responsibility> <Proportion of PingZhenWTP Responsibility> <Proportion of ShihMenWTP Responsibility> <LungTan WTP

Max Capacity> <PingZhen WTPMax Capacity>

<ShihMen WTP Max Capacity> DaNan point DaNan WTP TaoYuan Irrigation Water TaoYuan Channel Agri Rule

<TaoYuan Channel Agri Plan Water Demand> <ShiMen Volume

Depth> <ShiMen Rule C>

TaoYuan Channel Max Capacity

<Proportion of DaNan

WTP Responsibility> TaoYuao to DaNan

Max Capacity

<TaHan River Upstream Agri Plan Water Demand>

TaHan Upstream Agri Rule TaHan Donwstream Agri Rule <ShiMen Rule C> <ShiMen Volume Depth> <ShiMen Rule C> <ShiMen Volume Depth> <TaHan River Downstream Agri Plan

Water Demand>

T point 4 TaHan River 5YuanShan WeirSide flow

YuanShan To DaNan Max Capacity <DaNan WTP Max Capacity> SanXia river YuanShan To BanXin Max Capacity SanXia To BanXin Max Capacity <Total Water Demand of BanXsin> <Support BanXin Supply>

<Total Water Demand of PanHsin Adjust for ShiMen

Reservoir> <the tendays of year> <TaHan river 1> ShiMen Reservoir flow

藉由系統動力學理論將濁水溪水資源系統轉換成水資源動力模式，並以此為基 礎，透過系統動力學應用軟體Vensim，對濁水溪水資源系統作一個模式的建立，濁水 溪之水資源系統動力模式如圖5.5 所示。 圖5.3 臺北自來水供水系統動力模式示意圖 集集攔河堰 清水溪 陳有蘭溪 丹大溪 武界水庫 霧社水庫 台灣海峽 北岸聯絡渠道 南岸聯絡渠道 奧萬大壩 鉅工發電廠 大觀第一發電廠 大觀第二下池壩 明潭下池壩 日月潭水庫 萬大發電廠 集集堰上游幹圳 斗六大圳 圖5.4. 濁水溪水資源系統圖 ZhiTan WTP ZT pt 1.1 ZT pt 1.2 ZT pt 1.3 ZT pt 2.1 ZT pt 2.2 ZT pt 2.3 ZT pt 2.4 GongGuan Pond DaTong Pond AnKang P ZhongHe P GongGuan P DaTong P SongShan P SongShan Pond ZT 2.1 ZT 2.2 ZT 1.1 ZT 1.2 ZT 1.3 ZT 2.3 ZT 2.4 ZT 1.4 ZT 2.5 AK 2.1 AK 1.1 AK S. ZH 2.1 ZH 1.1 ZH S. ZhongHE line GG 2.1 GG 1.1 GG 1 ZH S. XinDian line GG S. SanChong line DT 1 SS 1.4 SS 1 SS S. Urban line SS S. NeiHu line ZhangXing WTP GongGuan WTP ZhangXingPond GongGuan WTP Pond GG WTP S. GG WTP 1 ZX 1 _{ZX WTP S.} GG 2 DT S. OldUrbad line DT S. NewUrbad line DT S. ShiBei lineDT S. NeiHu line

<AnKang Supply Area> <XinDian Supply Area> <ZhongHe YongHe Supply Area> <Taipei West Supply Area> <SanChong Supply Area> <Taipei North Supply Area> <ShiLin BeiTou Supply Area> <NeiHu Supply Area> <Taipei East Supply Area> <NanGang Supply Area> <Taipei South Supply Area> QinTan Supply b QinTan Supply c ZX to GongGuan SanChong Support Province ZhongHe Support Province <SanChong Support Total Supply>

<ZhongHe Support Total Supply> <Support XiZhi Supply> <Support ShenKeng Supply> <1Qing 2Qing Pipe Ratio> <2Qing 1Qing Pipe Ratio> <Taipei West Supply

Ratio From GongGuan WTP>

<SanChong Supply Ratio From DaTong>

<XinDian Supply Ratio from GongGuan>

<NagGan Supply Ratio from ZhangXing> <ZhiTan Supply> <QinTan Supply> ZH point ZhongHe Support BanXin ZhongHe Support TuCheng <Support BanXin Supply> GG point GongGuan Support ShenKeng GongGuan S. ZX point ZhangXing Support XiZhi ZX S.

5.3. 高屏溪流域水資源系統 高屏溪流域水資源系統整個系統動力模式包含甲仙攔河堰、高屏溪攔河堰及各個 引水位置，為了方便計算，將各個引水位置分為十個分區且將模式精簡化。模擬的期 距為旬，模擬時間為民國80 年至民國 87 年。藉由系統動力學理論，本研究將高屏溪 水資源系統轉換成水資源動力模式，並以此為基礎，透過系統動力學應用軟體 Vensim，對高屏溪水資源系統作一個模式的建立，高屏溪之水資源系統動力模式如圖 5.6 所示。透過系統動力學理論，將河川系統、結構物與水資源需求者都加以單元化， 並以線段標示單元間的相互關係，再賦予每個元件適當的定義，即可將高屏溪水資源 系統轉換成系統動力模式。 圖5.5 濁水溪流域系統動力模式示意圖

圖5.6 高屏溪水資源系統動力模式示意圖

六、 高屏溪河口附近海域環境之永續性分析

海域環境不僅受到海洋的污染外，接受來自陸域人為的活動影響更是嚴重。故本 研究將對高屏溪流域之陸域環境與海域環境分別介紹，陸域環境以高屏溪流域為主， 說明台灣西部海域可能污染來源加以說明。由於台灣西南沿岸的人口密度高且工商業 發達，因此所產生的污染物多且對環境所造成衝擊較大。再加上台灣海峽水域比東部 海域水淺，洋流較弱，因此對於污染物之混合、稀釋及傳輸的能力較不如開放式海域， 相對自淨能力也較弱。目前西南沿海附近家庭廢水、垃圾、工業廢水、甚至農田中使 用之農藥及殺蟲劑等都可藉種種管道排入海洋，導致沿海海域水質污染，破壞沿海海 域生態平衡以及漁業生物資源。而海象會影響海域流場的變化，進而影響污染的傳播。 本研究以高屏出海口附近海域環境為例，利用多變量分析的因素分析作為指標合 成方法，計算出因素值與權重，再合成為一永續指標值，再配合GIS 與空間內插的 IDW 法，繪製永續指標之時間序列圖(圖 7.1)與時空變化圖(圖 7.2)，以評估高屏出海口附近 海域的永續趨勢變化。結果得知，雖然永續指標呈現震盪的現象(每年 3～9 月逐漸變 差，9 月至隔年 3 月又會逐漸轉好)，但是趨勢逐漸向上，代表高屏溪出海口附近的海 域環境是逐漸朝向永續的狀態，這顯示高屏溪流域污染源控制與管理已經有初步的成 效。 JiaXian Weir GaoPing River Weir QiShan River PointNine NineZone TenZone JXtoNH WS GP Max Pipe JXtoNH

WR JX WEC JX Max Flow JX rule JX Drawn Water JX WR GP WEC GP rule GP

Max GP Drawn Water Max Flow GP Drawn Water GP PointTen PointElevenB PointFourteenB PointSixteen PointSeventeen PointEighteen PointFour PointTwelve PointFive PointThirteen FourToTwelve TwelveToFive FiveToThirteen InflowFour InflowFive OutflowTwelve InflowSix Thirteen_To Fourteen OutFlowNine OutflowTen MeiNong InflowMeiNong MeiNongToEleven ElevenToFourteen FourteenTo GaoPing GaoPingToSixteen SixteenTo Seventeen Seventeen ToEighteen ToSea OutflowSixteen OutflowSeventeen OutFlowEighteen DrawTwelve DrawNine DrawTen DrawSixteen DrawSeventeen DrawEighteen DrawFourteen DrawThirteen InflowDataFive InflowDataSix InflowDataFour OutflowThirteen PointFourteenA FouteenAtoB OutflowFourteen PointElevenA OutFlowEleven TenToEleven ElevenAtoB DrawEleven PointFiveteen FiveteenToSixteen OutflowFiveteen DrawFiveteen

利用指標來呈現海域水質環境的整體表現，可清楚地描述海域水質的變化趨勢是 否朝向永續，且透過指標的協助，使決策人員或一般民眾均易於瞭解海域水質環境的 狀況與趨勢，顯示利用因素分析法所找出的個別指標項目具代表性，可確實掌握水質 資料的大部分訊息。再者，利用時序列圖及時空變化圖等視覺化的協助，呈現海域水 質的時空變化，可讓使用者更易於瞭解海域環境的變化趨勢。 然而有鑑於監測資料的限制，建議環境部門未來增加監測地點，而且監測地點必 須分佈均勻，本單元所分析的資料只包含5 個測站，因此能推估範圍受限，而且推估 之精確度有限。此外，建議環境監測的頻率應該縮小，此次報告所使用資料的時間間 隔長達數個月，因此無法有效預估未監測時間的環境狀態，綜合來說，環境部門有必 要進一步研究合適的資料蒐集範圍與合理之監測站數，如此可增加合成指標之準確 性。最後由於本單元只是單純的使用 IDW 法做為空間內插的方式，因此未來相關研 究若能夠測試其他空間內插法，將可相互比較何種內插法更符合實際狀況，更適合來 推估海域環境的永續趨勢。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2002 / 0 3 2002 / 0 7 2002 / 1 1 200 3 / 0 3 2003 / 0 7 2003 / 1 1 2004 / 0 3 2004 / 0 7 2004 / 1 1

年(西元)

永續指標數值

圖6.1 高屏海域水質狀態之時序列趨勢圖

圖6.2 高屏海域水質狀態之時空變化圖

七、 結語

國內三大流域之環境永續發展知識庫的內涵可以視為一種追求台灣整體環境永 續發展資料庫建置之嘗試。以三大流域所有環境相關的資料、資訊為根本，經由有效 的管理與整合，成為有系統的知識工具--資料庫，並透過資訊的詮釋與相關技術平台， 而呈現出具有環境監測能力與評估永續指標的完善系統-資訊系統。藉由三大流域環境 資料庫的建立與綜合內容的整合成籍，能有效地、系統化地整合所蒐集與環境相關的 大量資料與資訊，既可加速國內各環境相關資料庫之整合，配合全國性行政資訊之發 展，亦可藉此項系統化資訊與國際間環境資料之傳佈與交換，提昇國際環保形象。此 外，除了將資訊系統結合www 的知識管理平台而提供的知識庫搜尋系統之外，更以 傳統的書籍方式向大眾傳遞訊息，務求可以滿足各種程度上知識需求，使未來在永續 發展知識的生產、管理及使用上，奠定了基礎，有效的提昇研究與決策之品質與效率。 整合以上之探討，本年度的研究除了使得永續發展知識庫的建構目標向前邁進一 步之外，更期能以整合內容成書之構想，將永續發展知識庫推廣給更多的一般大眾得 以運用。希望藉此運用更多管道讓環境資料庫的資訊與知識更為普及化，並在與其他 各種資訊系統的整合以及虛擬圖書館的建置下，必將更加多元豐富。而如何使各系統 之間在橫向的資源分享與縱向的系統整合，以及如何應用在未來的永續環境管理與決 策，都將是需要未來各領域之間更密切的合作與努力的目標。

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附件一：由滄海桑田論台灣農林漁牧物質之善用

—張慶源，何瓊芳

一、前言 台灣島北起富貴角、南達鵝鑾鼻，東自三貂角、西迄曾文溪入海口，全島面積約 三萬五千七百六十平方公里，其地形、地貌在十九世紀以前變遷相當大，到二十世紀 之後，已漸趨安定。台灣地形景觀豐富，最大特色是島上有許多高山，最初由於歐亞 大陸板塊及菲律賓海板塊之互相推擠，使海中沉積物被擠出海面；而這種板塊運動使 台灣地表高山雲集，海拔超過三千公尺以上的山脈有玉山、雪山、秀姑巒山、南湖大 山和北大武山等，而以玉山高達三千九百五十二公尺拔得頭籌，傲視東亞。除了板塊 及造山運動外，岩石地表及其間之河川受侵蝕及堆積之作用，加上台灣四周環海的海 洋性氣候影響，山間植被種類豐富，風景秀麗。無怪乎西元十七世紀初葡萄牙人初見 台灣時，在碧海藍天之中，見到山勢峻偉、林木蔥鬱、層巒疊翠，不禁直覺反應，稱 之為美麗之島(Formosa)。台灣之地理位置優越，北濱東海，東臨太平洋，西傍台灣海 峽，南迄巴士海峽，自古成為歐亞航運之必經之地。台灣海峽有兩條不同水溫及流向 之海流交會：一為黑潮暖流，俗稱黑水溝，其主流由台灣南方海域向北流經台灣之東 部和北部，而黑潮支流則由西向北流，經澎湖群島而北上。另一條洋流則是循著大陸 沿海南下的寒流，與黑潮交會於台灣海峽中部地帶，兩種海流之交會，帶來豐富之漁 業資源，自是不在話下。 台灣多樣化地形之形成，根據陳冠學(2003)所述，地質學家推測約於距今五千四 百多年前，台灣才與大陸分離，由桑田變成滄海，之後由於自然力之長期變動，板塊 推擠使地殼隆起，造就了上節所述之高山地形外，亦有因風化作用及河川雨水沖積， 成就了現今台地、丘陵、平原和盆地等四大類型多樣化之地形風貌。其中台地地形原 為沖積扇之地盤隆起，經河川侵蝕後，分割形成頂部平坦之台地，分布在台灣之中部 以北地區，例如林口、桃園、大肚及八卦均為台地。台灣丘陵地多半分布在山地的邊 緣，高度起伏小，而以雙溪丘陵、關西丘陵和苗栗丘陵為顯著；平原地形則低平寬廣， 多半由河川沖積而成，土質肥沃，適宜農作，例如台灣西部的彰化平原、嘉南平原和 屏東平原外，東部尚有蘭陽平原和花東縱谷，均為台灣農業的主要生產中心；此外， 台灣尚有一種四周環山、中間低平的盆地地形，散布在山地、丘陵、台地與平原之間， 這種盆地地形適宜人居，尤以西部的台北盆地及台中盆地人口稠密，而埔里盆地和位 於台東的泰源盆地人口則較為稀疏。 至於台灣河川之數量多，大大小小共計有一百二十九條，其中淡水河全長約 159 公里，早年極具行船之利，促進了台北盆地之繁榮；濁水溪溪流最長，其主流全長186

公里，可惜每年輸沙量 6300 萬噸，以致水色混濁，不具行船之便，但有利於灌溉； 而高屏溪全長171 公里，其流域面積涵蓋最廣，為南部主要公共供水來源。此外，台 灣其他長度在100 公里以上之河川尚有：中部之大甲溪(全長 140 公里)和大肚溪(全長 117 公里)、以及南部之曾文溪(全長 138 公里)，提供各地民生及工業用水來源。由於 淡水河早年具有行船之便利，因此，台北盆地之開發，全賴淡水河，而淡水河之三大 支流，包括基隆河、大嵙崁溪及新店溪，均因以前民船可以航行較長的距離，使得台 產甚多經濟作物，如茶、糖、樟腦等均可順流而下，使沿岸商務繁榮，造就了台北盆 地之興盛。台灣中部之大甲溪流域則以水力發電聞名，建有德基、青山、谷關、天輪、 馬鞍、石岡等六大發電廠。而南部之高雄港是在十八世紀中葉後，受風潮之影響，漸 次發生淺洲而形成今日之高雄灣，和北部之基隆港合為台灣的兩大國際港，對台灣進 出口貿易，貢獻良多。 二、產業活動對生態環境之衝擊 自古以來，為了謀求生活中食、衣、住、行、育、樂之各種需要，人類不斷地從 事各項經濟活動，如漁獵、拓荒、墾植，利用自然資源謀求生計或互通有無而經商營 利，目的是要求得生存之必需品及生活上之享受。 有關人類經濟活動所形成之社會類型，根據何瓊芳(2005)所述，早先由德國經濟 學家李斯特(Friderich List)於 1844 年提出政治經濟學的國民體系(Das Nationale System der Politischen Qkonmie)，認為人類總體經濟體系(economy)是以「社會」作為研究對 象，而以「國界」為範圍，依照人類經濟活動之主要型態可將各國之經濟活動發展分 為五個階段，分別為野蠻時期、漁獵時期、農業時期、農工業時期和農工商業時期。 美國經濟學家羅斯托(W. W. Rostow)則從動態變化程度之不同，將人類活動帶來 之經濟成長區分為傳統社會、過渡階段、起飛階段、邁向成熟階段及大量消費階段等 五時期，而各國處於不同之經濟階段。他強調在經濟成長之低階段時，經濟體系泰半 生產並出口初級產品及簡單之工業品；等到社會進入經濟成長之高階段時，經濟體系 會擴大製造產能，使產品多樣化，並逐步增加生產耐久消費財及資本密集財。由於各 國經濟發展之程度不同，開發中之國家多生產並出口初級產品及簡單之工業品，以交 換已開發國家所生產及出口之耐久消費財及資本密集財等，使得這種生產及國際貿易 行為是由處於不同階段的國家彼此互相分工生產並跨國交換所需商品而互惠互利。 不論各國處於上述何種經濟成長階段，傳統上，依據劉鴻喜、李薰楓(2004)及姜 善鑫等(2004)學者之看法，人類複雜之產銷經濟活動可分為以下三大類： 第一級產業(Primary production)為人類直接向自然界支取資源 以及利用自然而繁殖生產的產業，例如農、林、漁、牧、礦等產業之生產活動，

直接取之於大自然或利用自然資源繁殖生產。 第二級產業(Second production)為製造業，泛稱為工業，係將已有之物質或原 料經過加工改造後，增加其價值，成為新產品。有關製造業之種類非常廣泛，包括紡 織、食品、化學、藥品、電氣、機械、造紙、建材…等等，其生產活動之原料和物質 所需，十分依賴第一級產業之供應。 第三級產業(Tertiary production)為服務業，其範圍涵蓋一切勞務，諸如商業 活動、政府服務、運輸、倉諸、通訊、資訊、金融、保險、 醫療、教育、會計、法 律…等，其產業行為不需要物品之生產，只需要更多之勞務。 由於上述三種產業均直接或間接使用到自然資源，而在生產、製造消費或服 務過程中或多或少會產生資源和能源之損耗，以及對生態環境之衝擊。而依據簡又新 (1990)提出相關產業對環境污染之主要問題，包括毒物之擴散、廢棄物污染、優養化 或酸化等問題，請參見表1。 由表1 中可以看出各種產業對環境所造成之污染問題，包括毒物擴散、廢棄物污 染、優養化及酸化等且嚴重程度不一，需要政府和全民共同投入污染防制而加以改 善，才能兼顧經濟發展和環境保護。 另外，若能針對各級產業進行節用資源和能源，加強資源使用之效率，增加 生產力，並使用無毒材料等，亦不失為由投入面進行環境保護之好方法。本文即由農、 林、漁、牧產品之物質善用進行分析。因此，為了瞭解現今台灣農業物質善用與否之 全貌，進而減輕其對環境之衝擊，我們可以先由日據時代以及二次大戰戰後台灣之農 業墾植情況談起。 三、日據時期台灣農業概況 西元 1895 年，滿清政府與日本發生甲午戰爭，清軍戰敗而將台灣及澎湖群 島割讓給日本；之後日本治台五十年，採取「工業日本、農業台灣」的政策，主要著 重於增加台灣之農產，以提供日本國內之農產品和工業原料所需。依據劉鴻嘉、李薰 楓(2004)所述，日人治台採取統制經濟，農業生產規劃受日本中央控制，施行糖業保 護政策、稻米增殖事業、製糖會社彌補政策以及農業調整政策等，促進了台灣農業的 發展。 由於農業生產受到地形、氣候、土質、日照、水分供應等自然環境之影響， 而台灣南部和北部之氣候差異頗大，而氣候之差異就形成日據時代台灣農業計劃生產 之基礎條件。

因此，日據時代初期，北部地區包括台北縣、新竹縣和桃園縣均為台灣茶葉 之主產地。此外，台北、新竹亦產柑橘，北部丘陵地區亦盛產樟腦。 中部地區之主要經濟作物是稻米，以台中縣為核心，南達雲林縣、北迄苗粟縣， 產量豐富。除了稻米以外，香蕉、黃麻、鳳梨、西瓜、木材之產量亦豐。 台灣南部當時成為甘蔗的主要產地，日人著手改良品種使蔗作增加，並使該 區成為供給日本本國砂糖的主要來源地。濁水溪兩岸，糖廠林立，蔚為奇觀。此外， 南部尚產文旦、樟腦、香蕉和黃麻等經濟作物，農產豐碩。 東部地區在日據時代亦生產稻米和甘蔗；也生產甘藷和落花生等作物。 除了上述之經濟作物外，台灣之太平山、八仙山與阿里山出產杉、柏和檜木 等重要珍貴之木材，提供居民修建房舍、橋樑、辦公處所等用途，為民生必需之建材。 四、戰後台灣產業發展概況 台灣光復之初，農業占產業部門之最大比重，政府著重於「以農業培養工業， 以工業發展農業」。故自 1949 年起，陸續實施土地改革政策，包括三七五減租、公地 放領、耕者有其田等措施，並設法降低農業生產成本和提高農民收入，推廣綜合技術 改革，設置價格平準基金等，使農民生活普遍獲得改善，而農村地區也逐漸邁向現代 化。 農業改革政策成功之後，不僅提供了建設台灣所需之原料和勞力，更使得部 分原為地主身份者紛紛將資金投入其他產業，配合政府適度之鼓勵進口替代性產業、 發展外銷產業及策略性工業等措施，使企業家資本累積，工廠日益增加、技術創新而 市場擴大到世界各國，而台灣之進出口貿易在 1970 年以後，工業產品如電子、紡織、 運動器材、機械設備等之出口量大增，而農產品外銷占出口之比重相對減少，由於工 業產品出口之單價高於農產品，因此台灣在 1970 年以後，對外貿易一直呈現出超的 局面。根據劉鴻喜、李薰楓(2004)之說法，自台灣光復迄今，由農業社會轉變成工業 社會共分下列五個階段： (一)重建時期(1945 年~1952 年) 戰後工業百廢待興，政府全力加強電力、肥料和糖業之製造，積極扶持民營工業。 (二)進口替代時期(1953 年~1960 年) 政府因外匯短絀，因此鼓勵台灣民間工業積極生產以替代民生必需的進口產 業，例如紡織業和食品業等，使得輕工業大有進步。 (三)出口擴張時期(1961 年~1970 年)

為了擴大市場規模，增加產業利潤，政府積極鼓勵出口產業之發展，輕工業 之生產大幅增加，對外貿易暢旺，台灣經濟開始起飛。 (四)資本、技術密集工業時期(1971 年~1980 年) 本時期著重於重工業之發展，包括電子業、石化業、精密機械、造船和電機 工業等，使得工業技術大幅升級，尤以十大建設中之煉鋼廠、核能電廠、造船廠及煉 油廠等四大項均屬資本、技術密集之重工業。 (五)策略性工業(1981 年迄今) 由於經濟自由化、新台幣升值，以及環境保護和勞資問題浮上檯面，政府開 始推動生產高附加價值產品的策略性工業，如電子業、資訊業、機械業和生物科技等 工業。 由於上述五階段之發展，使台灣由戰後之農業國轉變成新興之工業國家，而 各不同時期之主要政策性產業類別列如表 2 所示。 表 2. 台灣經濟發展策略性產業類別 污染性工業 發展策略 主要策略性產業 甲類 乙類 重建時期 恢復農工生產設 施 紡織、電力、肥料 肥料 1950 進口替代的工業 發展 紡織、食品、水 泥、電氣用品、化 學品、味精 水泥、化學品 食品、味精 1960 出口替代的工業 發展 紡織、機械、電 子、塑膠 紡織、塑膠 1970 重化工業 鋼鐵、造船、汽 車、石油化學原 料、機械、電子、 煉銅、煉鋁 鋼鐵、石油化學原 料、煉銅、煉鋁 1980 策略性工業 能源、生物科技、 資訊、自動化、食 品科技 能源 1990 產業升級、亞太營 運中心計畫 航太工業、軟體工 業、機械、生物科 技、自動化 能源 註：甲、乙類污染性工業類別，依據 1988 年經濟部公布「新工廠污染防治審核作業要點」中甲、乙類 工業的分類。資料來源：劉鴻喜、李薰楓，「經濟地理」，大中國圖書公司，台北市 (2004)

。

由表 1 和表 2 可以得知台灣戰後已由農業社會轉變成工業社會並成為新興工業化 國家，並可得知各種產業污染之主要來源及問題所在，而相關污染問題之解決，有賴 政府及全民共同努力。由污染防治層面進行減廢和整治的工作。 在另一方面，如果能由生產層面善加改進，使每單位人力投入或資源投入之 效率增加，減少資能源之浪費，節用原料，使每單位勞動投入量之產出增加，亦不失 為由生產層面相對減緩對環境衝擊之方法。 本文擬解析台灣之淡水河、濁水溪和高屏溪三大流域之農、林、漁、牧物質 的使用情況並加以評估比較。據以供作降低或消除農業之環境負荷之參考。 五、台灣三大流域農林漁牧物質善用之比較 如前面各節所述，農、林、漁、牧為人類直接向自然界支取資源及利用自然 而繁殖生產之產業，是屬於第一級產業，因此其相關產銷量之變化亦直接反應在物質 流之帳面上。 由於淡水河、高屏溪和濁水溪三大流域涵蓋了台灣大部分之農、林、漁、牧 產業，因此本文參考並彙整筆者及國科會「永續台灣的願景與策略」整合計畫之「永 續發展知識管理系統之建立」主軸計畫研究同仁之成果（如：李宜欣，2002；盧曉玲， 2003；黃屏綸，2005；Chang et al., 2004 a and b, 2005）將三大流域之農業物質資料及 農業物質善用情形加以比較後，繪出相關之圖形，列於圖 1~圖 15。

1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002

0

100

200

300

400

E

B

(10

3

persons)

0

5

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20

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E

B

/

P

T

(%)

圖1. 濁水溪(○)、高屏溪(△)及淡水河(□)各流域歷年農業(含農、 林、漁、牧)從業人口數(EB )之變化與濁水溪(●)、高屏溪(▲)及淡水河(▓)

各流域歷年之農業從業人口占總人口數比例(EB/PT )之變化。

1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002

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0

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8

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16

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/

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(t

ons/person)

圖15. 濁水溪(○)、高屏溪(△)及淡水河(□)各流域歷年每單位農業從業人口之農 業（含農、林、漁、牧）物質生產量(MPB/EB)之比較。 由圖 1~圖 15 中，可以將三大流域歷年農、林、漁、牧之物質使用情形作比較如 下： (1) 高屏流域農業(含農、林、漁、牧)從業人數歷年均比其他流域多，濁水溪次之。淡 水河則人數相當少。若以農戶戶數作比較則濁水溪之農家最多。 (2) 若以耕地面積來比較，高屏溪和濁水溪流域之總耕地面積十分接近，淡水河附近 之耕地較少，且有日益縮減之趨勢。但就每單位農戶所使用之耕地面積而言，則 淡水河流域之農戶略勝一籌。 (3) 若就歷年每單位耕地之實際種植面積來比較，則濁水溪流域之農戶表現遠高於其 他二流域。但三流域之實際種植面積均普遍緩慢縮減。 (4) 濁水溪流域歷年生產之稻米總產量遠高於其他二流域，顯見濁水溪流域是台灣的 米倉。若就每單位實際收獲面積之稻米產量，亦以濁文溪居冠。 (5) 論及每人造林面積及植株數目時，淡水河流域之表現則遠勝過其他二流域。於 1989 年達到最高峰後下降，之後緩緩攀升，於 1997 年再創高峰，1998 年後則少到與其 他二流域相去不多之局面，值得有關單位注意加強。 (6) 濁水溪流域之漁戶數目占總戶數之比例最高，其次為高屏溪，而淡水河流域則漁 戶數占總戶數之比例非常小。但其每單位漁戶之水產養殖面積卻最大，顯示出淡 水河之人口多，而漁戶十分努力地養殖。 (7) 論及歷年流域水產養殖產量占總漁獲量之比例，則濁水溪流域之比值遠高於其他 二地區，但高屏溪流域自 1995 年以來，也逐年上升。 (8) 猪隻總產量及畜牧業總產量均以高屏溪最高，是否影響該流域之環境，值得注意。

若由猪隻產量與該流域畜牧業之總產量之比例看來，高屏溪流域則最低，顯見高 屏溪流域除了養猪以外，其他家畜之養殖亦盛。 (9) 濁水溪流域在 1993 年以前所生產之農、林、漁、牧物質總量(MPB )為各區之冠；1993 年後被高屏溪趕上，然 1996 年後濁水溪之產量再度略勝一籌。 (10) 若以每人農、林、漁、牧物質生產量來比較，則濁水溪流域亦為最高，顯見該流 域之居民在農業方面之生產效率高。對每位\農業從業人員而言，濁水溪流域之農、 林、漁、牧物質生產量亦為最高，自是不在話下。 六、結論 台灣經過先民們拓荒墾殖、荷蘭人、鄭氏父子及日本人之經營後，已然成為農產 豐饒之地。戰後國民政府之經貿政策使台灣由農業社會轉變為新興工業國家。但「民 以食為天」，民生所需物質在日常生活中極為重要；如何將農、林、漁、牧物質及其 生產時所使用之物質有效率地使用，將是永續經營必須注意的趨勢。 整體而言，濁水溪流域之農業從業人員在農作和漁業生產方面之表現具有高效 率，該流域之稻米、漁獲產量之表現居於三流域之首位。淡水河流域則以每人造林面 積及植株數目取勝，森林植被有助於環境保獲，惟原生物種及優良植株之選擇，應能 加乘其對自然環境之復育和保護。高屏溪流域猪隻總產量和畜牧業總產量居三大流域 之冠，惟猪隻等之圈養數目過多時，是否造成環境污染過重，值得注意觀察。畜牧業 在高屏溪流域之發展，應是大有可為。

附件二、綿綿的高屏溪流域

張揚棋

一、

背景介紹

本單元主要探討高屏溪河口附近海域環境之永續狀態，若是從整體性的自然環境 來思考，海域環境不僅受到海洋的污染外，接受來自陸域人為的活動影響更是嚴重， 故本單元將對高屏溪流域之陸域環境與海域環境分別介紹，陸域環境以高屏溪流域為 主，說明流域的自然環境與流域內的產業結構，而海域環境則針對台灣西部海域的海 象及可能污染海域的來源作說明。 1.1 高屏溪流域的簡介 高屏溪發源於中央山脈玉山附近，自旗山到林園工業區出海，因正好分隔高雄縣 與屏東縣而得名，以下為高屏溪之流域環境與產業概況之說明。 1.1.1 流域環境 高屏溪全長171 公里，流經高屏縣市 24 鄉鎮，流域面積約為 3257 平方公里，是 台灣流域面積最大的河川。其主要支流包含荖濃溪、楠梓仙溪，濁口溪，隘寮溪等(洪 田浚，1994)，以下對各支流作簡單介紹。 z 荖濃溪：為高屏溪主要支流，發源於玉山東山東坡和秀姑山西南坡，與楠梓仙溪 隔山平行流至大津匯入濁口溪，流經美濃鎮進入廣闊的屏東平原，流長137 公里， 流域面積約為 1373 平方公里。於屏東縣高樹鄉再匯入隘寮溪，與南下的楠梓仙 溪於高雄縣旗山鎮嶺口匯集成高屏溪。荖濃溪水量豐沛，提供農作物灌溉用水， 中上游清澈的水質是大高雄地區飲用水主要來源之一。 z 楠梓仙溪：又稱旗山溪，發源自高雄縣東北端的玉山山麓，流經高雄縣三民鄉、 小林、甲仙鄉、月眉、杉林鄉到旗山鎮嶺口與荖濃溪匯集成高屏溪，流長117 公 里，流域面積約為802 平方公里。中上游不是高山就是丘陵台地，由於溪水的切 割侵蝕，很多地方可看見兩岸峭壁千仞，氣勢宏偉。河流湍急而富變化，造成許 多瀑布、縱谷、平灘、激流等景觀。

z 濁口溪：為荖濃溪之分支，發源於卑南主山西坡。河川走向在上游部份呈縱谷， 稱為巴里桑，在曼塔雲以下為橫谷走向，稱為濁口溪。流長 59 公里，流域面積 約為375 平方公里，主流流域涵蓋高雄縣茂林鄉、桃源鄉，在大津附近加入荖濃 溪河系。濁口溪河谷最顯著的地形特性為「成育曲流」，各曲流間相互伸出尖銳 山腳，常常發生切斷曲流，而將尖銳山腳之基部截斷形成環丘，且環丘比高在100 公尺以上，這種高峻環丘不但台灣罕見，在全世界亦不多見。 z 隘寮溪：主要由南北兩大支流匯合而成，北隘寮溪發源於知本主山附近的巴尤泡 池，源流稱為巴尤溪；南隘寮溪發源於北太武山；南北兩溪蜿蜒向西流(順向谷) 至三地門附近會合，出山谷沿西北像流到屏東縣里港鄉磚子附近匯入荖濃溪，流 長約68.5 公里，流域面積約 642 平方公里，涵蓋屏東縣霧台鄉、三地鄉、鹽埔鄉、 高樹鄉、里港鄉及內埔鄉(少數)。本溪北與濁口溪，南與林邊溪支流庫瓦魯斯溪、 萊社溪為鄰。(林朝棨，1957) 高屏溪流域之平均雨量甚高，每年約達3150 公厘，因此平均年逕流量高達 87 億 立方公尺。此外，高屏溪及東港溪是台灣地區地下水蘊藏量最豐富的地區，地下水區 面積廣達 1210 平方公里，然每年超抽水量遠超過天然補充量，而導致平原地下水位 劇降，水質惡化及地層下陷等問題。 由於高屏溪流域內之雨量豐沛，因此水源充足，可提供民生與工業用水。從上游 到下游共有十五個取水口，每年供給10 億立方公尺，灌溉面積 1518 平方公里。除了 供給小型農田灌溉區外，主要供給九個大灌溉區，包括旗山、屏東縣萬丹及越堤二仁 溪等灌溉區。 1.1.2 產業概況 由於高屏溪流域水源豐富，利於農工業的發展，因此流域內的產業以農業與工業 為大宗，其次為畜牧、砂石等行業，以下為流域內主要產業之說明。 z 工業：近年來台灣經濟快速發展，使高屏溪流域內之經濟結構由農業為主，逐漸 轉為以工業為中心。流域所涵蓋鄉鎮共 24 個，流域內的各類別工廠共計 2,105 家，其分佈主要集中在高雄縣大寮鄉及屏東縣屏東市。而以類別分，則以金屬類

工業535 家，佔 25.42%最多；其次為食品業工廠 279 家，佔總數 13.25%(屏東縣 統計要覽，1999；高雄縣統計要覽，1999)。 z 農業：高屏溪流域內氣溫高、雨量充沛、天然土地肥沃，適宜農耕經營。農產品 以稻米、大豆、甘蔗、香蕉、鳳梨為主。耕地面積約 70,229.84 公頃，佔土地面 積之 20.01%，農業戶口 103,195 戶，佔流域內總戶數 15.67%。然近年來工商業 快速發展，農村勞動力外流，農民所得偏低，農業經營面臨困難，致使耕地面積 和農業人口逐漸減少，預料未來人口及耕地面積將持續減少。 z 漁業：高屏溪流域內養殖漁業相當發達，沿海鄉鎮漁池遍佈，其中從事漁撈只有 屏東市，其餘均為養殖戶。養殖漁業以飼養蝦、鰻、吳郭魚、虱目魚等為主，大 多集中於高屏兩縣內。高屏兩縣各類水產養殖面積最多，計 4965 公頃。而近年 來高屏溪沿海污染嚴重，漁撈業之漁民數逐漸減少，相對養殖業則大量增加。由 於養殖業者大多抽取地下水使用，因此產生地層下陷、地下水鹽化等問題。此外， 有部分養殖業者將漁場建於河床上，對河川亦有不良之影響。 z 畜牧：高屏溪沿岸猪隻多達129 萬頭，近年受口啼疫影響，畜養有減少趨勢。養 雞數量以九如鄉、里港鄉、鹽埔鄉及高樹鄉最多，約佔總數之60%；流域內鴨隻 飼養量主要分布於萬丹鄉、鹽埔鄉、高樹鄉及新園鄉，約佔全部之70%。養鴨業 者多將鴨飼養魚河床上，因此對水質影響甚大。以各鄉鎮流域內養鴨隻數，其中 以高樹鄉660,525(佔總數 24.29%)為最多。 z 砂石業：高屏溪為本省南部主要砂石供應區，年產量 2700 百萬立方公尺，約佔 全省產量的四分之一，銷售範圍涵蓋台南、高雄、屏東等地。(大河戀，2000)。 高屏溪中下游段，里嶺大橋、高美大橋、高屏大橋、里港大橋，處處可見砂石場 林立，砂石場又利用河床靠近堤防的地方堆放待出售的砂石，堆積如山的砂石， 使得河道變窄，水流加快、加速河道中央的沖刷，另外砂石業者藉由溪水沖洗砂 石，導致溪水混濁。 1.2 台灣西部海域環境的說明 由於台灣西南沿岸的人口密度高且工商業發達，因此所產生的污染物多且對環境 所造成衝擊較大。再加上台灣海峽水域比東部海域水淺，洋流較弱，因此對於污染物

之混合、稀釋及傳輸的能力較不如開放式海域，相對自淨能力也較弱。目前西南沿海 附近家庭廢水、垃圾、工業廢水、甚至農田中使用之農藥及殺蟲劑等都可藉種種管道 排入海洋，導致沿海海域水質污染，破壞沿海海域生態平衡以及漁業生物資源。而海 象會影響海域流場的變化，進而影響污染的傳播，因此說明海域環境前，必須先針對 西部海域之海象作說明，以下說明海域環境。 1.2.1 海域海象 海象是指潮汐、海流與波浪等物理現象，是影響海域流場的重要機制，甚至會影 響污染的傳輸與擴散，因此研究海域環境時須先瞭解海象的情況。以下針對潮汐、海 流、波浪等現象進行說明。 z 潮汐：台灣東岸水域較深，因此潮差變化較小，而西岸臨台灣海峽，水域也較淺 又受地形的影響，故潮差變化大。出海口處因沿岸週期海流之影響，故對河川帶 來的污水或廢水具有混合稀釋之作用。一般而言，外海的潮差較小，而海岸河口 附近的潮差可達數公尺。 z 海流：海流會影響海岸地形的變遷及污染物的擴散，依照波浪破碎作用會產生沿 岸流及離岸流，而破碎帶外則有恆流(黑潮)、潮流及風驅流。圖 1.1 為台灣附近 海域，東北、西南兩季風所造成的海流流向圖。以下說明數種海流的作用與形成。 圖1.1 臺灣附近海域東北、西南兩季風海流流向型態(台灣大學海洋研究所，1998) (1) 黑潮：台灣所屬之黑潮乃是由北赤道之洋流在菲律賓東方海域轉向北行 而形成，整年流經台灣東岸北上，且有支流流經巴士海峽，部份左旋流入中國南

海，部份則沿台灣西岸北上，流過台灣海峽，再至中國東海與主流相會合(范光龍 及余金源，1981；Chuang，1986)。夏季時，海域因受西南季風影響，黑潮支流 會被中國南海方向來的海流取代；而冬季因吹東北季風，台灣海峽北端之海流會 往南流並在澎湖附近與往北流之黑潮支流相遇。圖1.2 為夏季與冬季時的黑潮海 流流向。 圖1.2 臺灣附近海域黑潮海流之大小與方向(范光龍及余金源，1981) (2)潮流：潮流為潮位升降時所形成之水體流動，潮流與其它海流的相異處在 於潮流具週期性且可預測。台灣西海岸潮流在漲潮時，南部潮流向北，北部之潮 流往南，而在中部附近會合；在退潮時則以相反方向流動。圖1.3 表示台灣西部 沿岸之潮流流向。 (3)近岸流：近岸流依流動方向可分為沿岸流及離岸流，沿岸流是與海岸平 行方向流動之水流，而因海岸之突出部分或海溝處所產生向外海方向流動之水流 則為離岸流。沿岸流及離岸流皆為受波浪影響而同時發生，因地形與人為構造物 之影響，使得近岸水域流況複雜。台灣海峽北部之沿岸流為向南流動，南部沿岸 流則為向北流動。 (4)湧昇流：湧昇流會將溫度高的海水自底層帶到表層，因此湧昇流發生時，