中華大學 碩士論文

中華大學

碩士論文

河川水文、水理與棲地生態相關之研究

系所別：土木與工程資訊學系碩士班 學號姓名﹕M09404044 陳伊昱

指導教授﹕ 周文杰 博士 莊明德 博士

中華民國 九十六 年 八 月

摘 要

本研究於 2006 年 2 月至 2007 年 3 月，在南投縣中寮鄉平林溪河 段進行水文、水理與棲地因子收集調查，並收集赤蘭溪與筏仔溪既有 資料加以分析。研究中使用相關分析與空間分布序列法進行流量、福 祿數、通水面積、魚類歧異度、流況歧異度、河川污染指標（RPI）、

生物整合指標（IBI）、水生昆蟲科級生物指標（FBI）、快速生物評估 法（RBP III）及定性棲地評價指標（QHEI）等指標之間的關係分析。

結果發現三條河川都有各自的相關性，赤蘭溪案例中，流量(水 文因子)、通水面積(水理因子)、QHEI(棲地環境因子)等，對於生物 因子的 IBI、FBI、RBP 有較高的相關性。筏子溪案例中，為水文因子 的流量與生物因子的 IBI、FBI、RBP 等關係較高。平林溪案例之結果，

水文因子、水理因子、棲地環境因子都與魚類歧異度有較高之關係，

以棲地環境因子之 QHEI 最為強烈。在加入流況指數之後，結果為流 況指數與水文因子之流量、水理因子之福祿數與通水面積都有較高的 關係。平林溪案例中，針對河川流況型態與魚類分析結果顯示，粗首 、高身小鰾鮈、明潭吻 虎以及鯽魚所需之河川流況型態不盡相 同，但深潭對於其中粗首 、高身小鰾鮈、明潭吻 虎而言是都是較 為重要的。

關鍵字：相關係數、空間分佈序列、河川棲地、水文、水理

致 謝

在實驗方面，感謝農委會特有生物保育中心的美洙、佩宜兩位研 究助理大力的幫忙在資料收集與調查方面，特別感謝美洙在我研究期 間提供給我休息的場所，也感謝君瑋同學開車的辛苦。

感謝店長淑蘭、敏鎰給予我很大的空間讓我可以工作賺取生活費 時能完全配合研究時間，感謝同事們昱卉、家瑋、宛靈給予我的協助 與支持，也感謝摯友敬迪、守庸的關心。

最後感謝我的家人，爸、媽、妹、弟、爺爺、奶奶、外公、外婆 對我的所有支持與鼓勵，當我最大的後盾，讓我可以在外地無後顧之 憂的進行我的學業。

目錄

第一章、緒論...8

1.1 研究緣起...8

1.2 研究目的...9

1.3 本文架構...10

第二章、文獻回顧... 11

2.1 河川棲地評估指標相關文獻... 11

2.2.1 棲地環境類... 11

2.2.2 生物類...18

2.2 河川棲地生態相關研究...24

第三章、研究方法與流程...28

3.1 研究流程...28

3.2 研究步驟...29

3.2.1 河川棲地生態資料蒐集與現地調查...29

3.2.2 河川棲地評估指標計算...31

3.2.3 河川流況歧異度計算...31

3.2.4 水文、水理因子與生物因子相關分析...32

第四章、案例分析...33

4.1 赤蘭溪...33

4.1.1 生態環境資料...33

4.1.2 生物類因子資料...37

4.1.3 水文、水理類因子資料...37

4.1.4 棲地類因子資料...37

4.1.5 資料分析成果與討論...38

4.2 筏仔溪...40

4.2.1 生態環境資料...40

4.2.2 生物類因子資料...43

4.2.3 水文、水理類因子資料...43

4.2.4 棲地類因子資料...43

4.2.5 資料分析成果與討論...44

4.3 平林溪...47

4.3.1 生態環境資料...47

4.3.2 生物類因子調查成果...48

4.3.3 水文、水理類因子調查成果...49

4.3.4 棲地類因子調查結果...50

4.3.5 資料分析成果與討論...51

第五章、結論與建議...59

5.1 結論...59

5.2 建議...61

參考文獻...62

附錄...66

表目錄

表 2-1 流水型態生態群落分類表...12

表 2-2 功能性棲地分類表...13

表 2-3 QHEI 評分表（市民版）...16

表 2-4 棲地潭瀨判斷方式...17

表 2-5 Hilsenhoff 科級生物指標劃分之生態水質等級與相對指標值...18

表 2-6 RBP 積分等級表...20

表 2-7 次指標矩陣表...21

表 2-8 IBI 次指標評分項目...22

表 2-9 IBI 評分標準...22

表 2-10 IBI 生物整合指標分數值範圍相對水質等級對照表...23

表 3-1 棲地潭瀨類型表...31

表 4-1 赤蘭溪各項水文、水理、生態參數一覽表...35

表 4-2 赤蘭溪相關係數表...38

表 4-3 筏子溪各項水文、水理、生態參數一覽表...41

表 4-4 筏仔溪相關係數表...44

表 4-5 平林溪各項水文、水理、生態參數一覽表...48

表 4-6 平林溪相關係數表...52

表 4-7 平林溪相關係數表 2...53

表 4-8 平林溪魚類捕獲數量表...55

圖目錄

圖 2-1 功能性棲地與福祿數關聯圖...14

圖 3-1 棲地劃分形態圖...15

圖 4-1 赤蘭溪 QHEI 得分圖...38

圖 4-2 赤蘭溪 MDS 圖...39

圖 4-3 筏子溪 QHEI 得分圖...44

圖 4-4 筏仔溪 MDS 圖...45

圖 4-5 平林溪研究地區空照示意圖 圖 4-6 平林溪研究地區地圖...47

圖 4-7 平林溪 QHEI 得分圖...50

圖 4-8 平林溪 95 年 9 月潭瀨分佈圖...51

圖 4-9 平林溪 96 年 3 月潭瀨分佈圖...51

圖 4-10 平林溪 MDS 圖...52

圖 4-11 粗首 與流況指數關係圖...55

圖 4-12 高身小鰾鮈與流況指數關係圖...56

圖 4-13 明潭吻 虎與流況指數關係圖...56

圖 4-14 鯽魚與流況指數關係圖...57

附錄圖 1 95 年 7 月份平林溪流況棲地潭瀨分佈圖...66

附錄圖 2 95 年 8 月份平林溪流況棲地潭瀨分佈圖...66

附錄圖 3 95 年 9 月份平林溪流況棲地潭瀨分佈圖...66

附錄圖 4 95 年 11 月份平林溪流況棲地潭瀨分佈圖...67

附錄圖 5 95 年 12 月份平林溪流況棲地潭瀨分佈圖...67

附錄圖 6 96 年 1 月份平林溪流況棲地潭瀨分佈圖...67

附錄圖 7 96 年 3 月份平林溪流況棲地潭瀨分佈圖...67

附錄圖 8 筏子溪研究河段照片...68

附錄圖 9 平林溪研究河段照片(陳伊昱,95 年 12 月攝)...68

第一章、緒論

1.1 研究緣起

“水＂是所有生命的起源，水資源的管理則是我們的一大課題，

而河川更是與我們生活息息相關，河川治理包涵了：給水、灌溉、防 洪及觀光等重要功能，但是河川的自然洪氾、人為不當使用或是工程 設施所造成的環境破壞，都給予了河川相當大的衝擊，所以我們應建 立因應對策來減低環境生態的損失，進而進行棲地的改善或復育計 畫。除了考量工程施作時對生態環境所造成的影響之外，更需要藉評 估指標來對施工前後棲地環境改變之監控。

台灣是個多河溪多山林的地方，河川不僅是提供人類用水的需 求，對於生態結構及功能上更是一個高度複雜、多樣性及動態的生態 系統，河川中孕育了各種生物，形成豐富的生態環境，水域內不同種 的水生動物與棲地環境所發展出千變萬化的互動關係，且在不同的時 間、不同季節也有不一樣的結果，瞭解河川棲地變化是如何變化，才 能規劃出最適合此河川的生態環境。

美國曾訂定出一些指標來做為生態評估之用，其中如以水生昆蟲 污染耐受程度所發展出來的科級生物指標(Family-level Biotic Index, FBI) (Hilsenhoff, 1988)、以使用 7 項生物指標評估河川之 水質環境程度的快速生物評估法(Rapid Bioassessment Protocol,

RBP) (Plafkin et al., 1989；Barbour et al., 1999)、考量魚類 為指標生物的生物整合指標(Index of Biotic Integrity, IBI) (Karr 1981, 1991)、以水中藻類群眾組成的變化來反映水質之狀況 和 受污染 嚴重性的 藻屬指 標 (Generic Index, GI) 及 腐 水度指 標 (Saprobity Index, SI) 數(Zelinka and Marvan, 1962)，與考量到 棲 地 溪 流 棲 地 狀 態 的 定 性 棲 地 評 估 指 標 (Qualitative Habitat Evaluation Index, QHEI) (Rankin, 1989)等,但以上評估技術皆為 單一評估項目，未能顧及其他因數所帶來的影響，導致在判斷設計上 造成瑕疵，或是在有限經費、人力時避免過度浪費，為考量其完整性，

應該將各指標之間之相關性找出，以便日後做為生態評估時更能夠完 整的評估。

1.2 研究目的

河川生態工法是近年來的趨勢，為了探討人為設施必需建立時，

如何有效的對該地區生態環境的保護與復育，藉由整合生物類因素、

水文水理類因素與棲地環境因素等三方面重要變數，以探討出在不同 河川時，各因素之間的關係以瞭解因素與棲地生態間何種較有相關 性，且較能反映出河川之特性與生物與棲地環境之間的關係。

1.3 本文架構

本文共分為五個章節，

第一章為序論：包括研究的緣起、研究目的。

第二章為文獻回顧：包括各種水文、水理類的指標評估、生物類的指 標評估、生物與棲地歧異度、棲地類的指標評估 等相關文獻回顧。

第三章為研究方法與流程：介紹本研究所使用的研究分析方法、研究 步驟與研究流程。

第四章為案例研究：介紹研究區域，與水理、生態、以及棲地多樣性 相關性分析結果，研究此區域的棲地型態與區域 內的棲地變化，並探討棲地與水文、水理因素之 關聯性。

第五章為結論及建議：提出結論並對後續相關研究提出建議。

第二章、文獻回顧

2.1 河川棲地評估指標相關文獻 2.2.1 棲地環境類

(1) 福祿數（Froude Number）

Seip（2004）指出福祿數（Froude Number）為一無因次流體力 學因數，可用於描述河川生態系統的流體特性，福祿數的定義為：流 體 慣 性 力 與 重 力 之 比 值 （ inertial forces to gravitational forces）。為一無因次參數。當流體運動受重力影響時，福祿數常以 獨立變數群姿態出現，並影響流體之運動，可表示為：

gD Fr V

式中，V：水流流速 D：水力深度

當福祿數 Fr＜1，稱之為亞臨界流(Subcritical Flow)或緩流(Tranquil Flow)，流速較低；當 Fr＝1 時，V＝

gD

亦有研究中指出福祿數為一極重要之水理參數，其具有三大棲 地構成特性：（1）流動深度與速度之交互關係（例：河岸間流動或巨 礫間流動）（2）整體流動特性及表面波動特性（3）可預測物理性或

植生性的功能性棲地（functional habitat）是否發生。（Gordon et al., 1992；Jowett, 1993；Kemp et al., 2000）。

在 Kemp 等人（2000）的研究中亦利用福祿數來建立功能性棲地

（生物性定義的棲地單元）與流水生態群落（flow biotope）（水利性 定義的棲地單元）的關聯性，其認為福祿數是所有水理參數中，具能 闡述流水生態群落特性的代表值。為進一步解釋功能性棲地與流水生 態群落，2-1 表 2-2 及為各主題分類項目之說明。

表 2-1 流水型態生態群落分類表

生態群落（流水型態） 流動特徵

自由落下 瀑布

陡槽 緩瀑

波浪破碎 急流

波浪未破碎 急瀨

亂流 多種流動型態混合

漣漪 深流

湧流 起泡

渦流邊界平緩 滑動

流動無法辨識 深潭

（修改自 Environment Agency, 1997）

表 2-2 功能性棲地分類表

棲地 備註

無機性 岩石 包括巨礫及母岩>256mm 大礫石 >64mm

礫石 >2mm 砂粒 >0.125mm 坋粒

植物性 根系 蔓生植物 植物邊緣 枯枝落葉 木質沈滓

大型水生植物-挺水性 水生植物-浮水性

水生植物-沈水性(窄葉) 包括裂葉 水生植物-沈水性(寬葉) 包括帶狀葉 苔蘚

大型藻類

（修改自 Haper and Smith, 1995）

Kemp 等人（2000）利用 32 處河段共 100 功能性棲地的樣點，進 行現地測量後整理數據並進行分析得到圖 2-1，除木質沈滓構成的功 能性棲地與福祿數不具有顯著相關外，其餘各類功能性棲地皆具有與 福祿數顯著相關之特性。雖福祿數與功能性棲地具有各類的顯著相關 性，惟其相關區間並不集中，故在利用本關聯圖仍有限制，尤其在自 然河川中多種功能性棲地的單元組合極為常見，而其綜合之福祿數常 無如此獨立單元之相關性（周文杰，2006; Chou et al., 2007）。

圖 2-1 功能性棲地與福祿數關聯圖

（整理自 Kemp et al., 2000）

(2) 定性棲地評估指標(QHEI)

美國俄亥俄州環保署所發展之「定性棲地評估指標(Qualitative Habitat Evaluation Index, QHEI)」是自 1972 年開始為了因應美國聯邦 水污染控制計畫(Federal Water Pollution Control Act)，由俄亥俄州環保 署所發展，能針對河川物理環境特性做評估的方法。透過 6 大類屬性 值的評估，便可以看出一個河段能否符合水生生物的需求，得分愈高 代表棲地環境品質愈良好(Gordon, 2001)。

0 0. 05 0. 1 0. 15 0. 2 0. 25 0. 3 0. 35 0. 4 0.4 5 0. 5 0.5 5 0. 6 0.6 5 0. 7 0.7 5 0. 8 0. 85

岩石 大礫石 礫石 砂粒 坋粒 根系 蔓生植物 植物邊緣 枯枝落葉 木質沈滓

大型水生植物 -挺水性

大型藻類 苔蘚

水生植物 -浮水性 水生植物 -沈水性(窄葉) 水生植物 -沈水性(寬葉)

正相關

負相關

無顯著 相關

福祿數

QHEI 將河川棲地劃分如下圖之四種主要型態，包括：深潭

（Pool）、淺瀨（Riffle）、深流（Run）、淺流（Glide）等。

圖 3-1 棲地劃分形態圖

QHEI 評估方式極為複雜，為了方便非專業工程人員在評估時，

更能有效且快速評估之目的，Hoosier Riverwatch (2000) 提出市民版 的 QHEI 評 估 法 (Citizens Qualitative Habitat Evaluation Index, CQHEI)，將其評估項目簡化為現地可快速評估之六大項目為 a.底 質、b.魚類遮蔽度、c.河道形狀及人為影響、d.河畔林、濱水區、沖 蝕、e. 深度、速度、d. 淺瀨、深流所觀察各項目之特徵如表，依據 項目判斷標準，再予以給分。

表 2-3 QHEI 評分表（市民版）

市民版定性棲地評估指數CQHEI

CQHEI總分：

時間： 樣區座標： 河川與集水區名稱：

a) 大小

大部份為大顆粒 (比拳頭大) 14分

大部份為小顆粒 (比指頭小、但仍粗糙) 6分

b) 固定度

比拳頭大顆粒是否 被坋粒/粘粒緊密固定 否

5分

c) 淤塞度

坋粒與粘粒於 全河段皆分佈 否

5分 大部份為中顆粒

(介於拳頭與指頭 10分 之間)

大部份為細顆粒 (不粗糙、有時感覺細 6分 緻黏稠)

大顆粒難以移動 底部常呈黑色且有水 生昆蟲附著 是

0分

I. 底質 (底質型態) 分數小計：

II. 魚類遮蔽度 (躲避處所)(每出現一項加2分) 分數小計：

輕踢河床會導致 1-2分鐘的顆粒霧翳 是

0分

大型水下樹根 2分

小型水下根系 2分

巨礫 2分

回水、牛軛彎、

次河道 2分

倒伏木、樹幹、

枝條 2分

小魚可利用之 淺流、緩流區 2分

水生植物 2分

深水區(及胸深度) 2分

河岸沖蝕 2分

灌木、小樹垂掛 近岸邊 2分

III. 河道形狀及人為影響 分數小計：

a) 河道彎曲度或蜿蜒度 b) 樣區自然程度

2個或以上彎折 8分

1或2個彎折 6分

大致平直 稍有擺動 3分

非常平直 0分

大部份為自然 12分

有稍微人為改變 (例：橋樑、河岸 9分 改變)

許多人為改變、但仍保 留部份自然條件(例：

樹、曲流) 6分

嚴重人為改變 (例：堤岸、渠道化) 0分

IV. 河畔林、濕地(濱水區)、沖蝕 分數小計：

a) 河畔林/濕地寬度 b) 主要土地利用型態 c) 典型河岸沖蝕 d) 河川遮蔽程度

寬

(無法投擲石塊 8分 通過)

窄

(可投擲石塊通過) 5分

無 0分

森林/

濕地 8分

灌木 5分

生長旺盛 開闊地 3分

圍籬草地 2分

公園 (草地) 2分

保育型耕地 2分

郊區/

條耕地 1分

開放牧地 0分

都會或工業區 0分

穩定硬質或植生 4分 良好河岸

穩定與沖蝕河岸 2分 共同組成

崩塌河岸 0分

大部份 3分

部份 2分

無 0分

IV. 深度及速度 分數小計：

a) 最深深潭的最小深度 b) 勾選所有出現的流速型態

高度及胸 8分

高度及腰 6分

高度及膝 4分

高度到腳踝 0分

非常快速(不易站穩) 2分

快速

(將漂浮物快速 3分 帶下)

中等速度 (將漂浮物慢速 1分 帶下)

慢速 (接近不流動) 1分

無流動 0分

IV. 淺瀨/深流 (水流快速、擾動且可能激起浪花的區域) 分數小計：

a) 淺瀨/深流是： b) 淺瀨/深流的底質是：

高度及膝或更深 且快速 8分

高度至小腿或腳踝 且快速

6分

高度至腳踝 且慢速 4分

不存在 0分

拳頭大小或更大 7分

小於拳頭但大於指頭 6分

小於指頭 0分

(3) 流況歧異度

棲地型態亦即河流地形學所稱河段型態，亦可稱魚類棲地，為 反映河流穩定性與水生棲地環境之多樣性。河川棲地型態根據坡度分 為 陡 坡 型 之 梯 級 潭 (step-pool) 與 緩 坡 型 之 潭 瀨 類 型 (pool-riffle)，其分界點約為河道坡度 S=2%(Petts,1992)。一般而 言潭瀨種類可分為 3~5 種，可依其需求而選擇之，其判斷方式主要以 流速(V)、水深(D)為主，公式如下：

'

1 1

2 2

) ' / ' ( '

'

' 1 '

S

i

S

i i

i

n N

P D

式中

P'

n'

N

S

表 2-4 棲地潭瀨判斷方式

潭瀨類型 三種 四種 說明

深潭(Pool)

m s

V

D

m

m s

V

D

m

m s

V

D

m

m s

V

D

m

可能突出水面 深流(Run)

m s

V

D

m

介於深潭與淺瀨間 (合併考慮)

m s

V

D

m

為淺瀨與深潭之間的轉 換段，水面略有波動，流

速中等

(資料來源-汪靜明，2000)

2.2.2 生物類

(1) 科級指標生物法(Family-level Biotic Index, FBI)

Hilsenhoff 之種級指標生物法(BI)( Hilsenhoff, 1982；1987)，是以 各分類群之個體數乘以各分類群之忍受值，總合之數值來評定水質等 級。1988 年 Hilsenhoff 又提出科級指標生物法(FBI)，本法將水質等 級細分為七級如(表 2-4)，鑑定層級以科級取代過去所慣用的屬、種 級，簡化後的評估方法可達到快速評估水質的目的

表 2-5 Hilsenhoff 科級生物指標劃分之生態水質等級與相對指標值

水生昆蟲之所以可用來評估水質優劣，是因為不同的水棲昆蟲棲 息於不同環境與不同水質，擁有不同污染耐受係數。且水昆屬水棲大 型無脊椎動物，具有體型大、易鑑定、數量與種類豐富，可反映棲地 類型的優點，因此適合作為指標生物。

水質等級 相對指標值

優良(Excellent) 0.00-3.75 非常好(Very good) 3.76-4.25

好(Good) 4.26-5.00

尚可(Fair) 5.01-5.75

稍差(Fairly poor) 5.76-6.50

差(Poor) 6.51-7.25

非常差(Very poor) 7.26-10.00

(2) 快速生物評估法(Rapid Bioassessment Protocols, RBP) 美國環保署整合了以生物性指標為主（附著藻類、底棲無脊椎動 物、魚類），等發展了快速生物評估法(RBP）(Plafkin et al. 1989) ， RBP 使用 7 項生物指標評估河川之水質環境程度，各項指標如下：

i. Taxa richness：分類群豐富度，在採樣站所採獲之生物的種類 數。

ii. 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。

iii. Ratio of scrapers/fil. collectors：樣本中刮食者（scraper）與濾食 性採食者（filtering collector）個體數佔總個體數之比例。其中 刮食者與濾食性採食者係依據水生昆蟲之功能攝食群之分類。

iv. 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）之相對豐富度

（abundance）。

v. % Contribution of dominant taxon：優勢種所佔的百分比。

vi. EPT Index：蜉蝣目（E）、 翅目（P）及毛翅目（T）三目水 生昆蟲的種類數之和。

vii. Community Loss Index：群聚失落指標，

其計算公式如下：

Community Loss = (

d a

d

其中 d: 在參考站所採獲之全部種類數 a: 在採樣站採獲之種類數

表 2-6 RBP 積分等級表

Biological condition Category Score Range Non-impaired 無污染 4.6-6.0 Slightly impaired 輕度污染 3.1-4.5 Moderately impaired 中度污染 1.6-3.0 Severely impaired 嚴重污染 0.0-1.5

（資料來源：李訓煌等，2006）

(3) 生物整合指標(Index of Biotic Integrity, IBI)

利用魚類群聚的生物整合指標 IBI 最初由 Dr. James Karr(1981)發 展，在美國曾被許多生物學家及生態學者廣泛應用於中西部許多河流 中生物之監測。生物整合指標出發展 12 個表現生物種類豐富度、多 樣性、生物移動性及營養攝食特性等之次指標矩陣如下表 2-7：

表 2-7 次指標矩陣表

Species Richness and Composition Metrics(魚種豐富度與組成分佈) Total Number of Fish Species (total taxa)(魚種數)

Number of Catostomidae Species (suckers) (Catostomida 魚種數量) Number of Darter Species

Number of Sunfish Species(太陽魚物種數) Indicator Species Metrics(指標魚種)

Number of Intolerant or Sensitive Species(低耐受度魚種) Percent of Individuals that Are Lepomis cyanellus (Centrarchidae)

(Centrarchidae 數量比例)

Trophic Function Metrics(魚類營養階層組成分佈) Percent of Individuals that Are Omnivores(雜食魚類數量比例) Percent of Individuals that Are Insectivorous Cyprinidae(蟲食魚類數量比例) Percent of Individuals that Are Top Carnivores or Piscivores(肉食魚類數量比例)

Reproductive Function Metrics(繁殖)

Percent of Individuals that Are Hybrids(雜交個體比例) Abundance and Condition Metrics(魚類豐富度)

Abundance or Catch per Effort of Fish(單位捕捉努力量（no./分鐘）

Percent of Individuals that are Diseased, Deformed, or Have Eroded Fins, Lesions, or Tumors (DELTs)

(具有外傷、疾病、腫瘤個體之數量比例) (資料來源-U.S. Environment Protection Agency,

http://www.epa.gov/bioindicators/html/ibi-hist.html)

由於國外魚種之屬性與臺灣地區並不全然相同，因此選其中 9 個 次指標矩陣作為 IBI 評分標準。可歸納為 4 大項目如表 2-8：

表 2-8 IBI 次指標評分項目

項目 內容

一 魚種豐富度與組成分佈，若魚類種數減少或增加，可顯示水環境的惡

化或優化。

1.魚種數、2.棲息上、中水層魚種數、3.棲息在潭區或平流的底棲性魚 種數、4.棲息在瀨區的底棲性魚種數。

二 對環境變化易起反應的魚種數，對於水環境敏感的物種存在，表示環

境品質高。

5.不耐污染魚種數

三 魚類營養階層組成分佈

6.雜食性魚類所佔總數比例、7.蟲食性魚類所佔總數比例

四 魚類數量與歧異度值，魚類豐富度及歧異度愈高，表示環境品質愈高。

8.魚類總數、9.歧異度指標

(資料來源-李訓煌等, 2006）

表 2-9 IBI 評分標準

(Scoring Criteria)

Metrics

5 3 1 1.魚類種數

(Total number of fish species) ≧10 4-9 0-3

2.棲息上、中水層魚種數

(Number of sunfish species) ≧3 1-2 0

3.棲息在潭區或平流的底棲性魚種數

( Number of sucker species) ≧2 1 0

4.棲息在瀨區的底棲性魚種數

(Number of darter species) ≧2 1 0

5.不耐污染魚種數

(Number of individuals species) ≧3 1-2 0

6.雜食性魚類所佔總數比例

(％ of individuals as omnivores) ＜60％ 60-80％ ＞80％

7.蟲食性魚類所佔總數比例

(％ of individuals as insectivores ) ＞45％ 20-45％ ＜20％

8.魚類總數

(Number of individuals in sample) ≧101 51-100 0-50 9. Shannon 歧異度指標

(Shannon diversity，H’) ≧1.8 1.4-1.8 ≦1.4

(資料來源-李訓煌等, 2006）

表 2-10 IBI 生物整合指標分數值範圍相對水質等級對照表

Biological Condition Category Score Range

Non-impaired 無污染 30-45

Slightly impaired 輕度污染 21-29 Moderately impaired 中度污染 11-20 Severely impaired 嚴重污染 0-10

(資料來源-李訓煌等，2006）

2.2 河川棲地生態相關研究

何宗翰(2004)於建立以棲地評估方法於野溪治理生態工法之架 構與準則一文中提及河川生物與棲息環境間有長時間的演化關係，因 而形成生物與棲地共存之複雜互動關係。而棲地狀態則具體表現於河 川之水文、水質、植被及河床形態等控制因數之變化。

莊明德(2006)以國內外相關學術單位及機關所建立之臺灣地區 生態資料庫為基礎，進行「河川棲地評估指標因數分析」、「河川棲地 評估指標關聯分析」、「河川棲地評估指標權重分析」及「建立河川棲 地評估系統」之系列研究，其結果發現 QHEI 最能夠反應 IBI、FBI 及 RBP 等生態指標之簡易評估指標，並指出現有之生物類指標大多 為歐美國家所建立，其物種種類與台灣地區並不全然相同，其分析方 法並不宜直接引用。

郭一羽、陳賜賢(2005)，將目前常應用於判斷河川水域棲地品質 的定性棲地評估指標(QHEI)，與對一些判斷生態品質的生物整合指標 (IBI)、科級生物指標(FBI)、快速生物評估法 III (RBP III）、藻屬指數

（GI）等評估指標，使用相關分析探討棲地評估指標與各生物指標間 的相互關係，結果表顯示，棲地 QHEI 與 IBI、RBP 呈現顯著正相關，

其係數為 0.561、0.794，與 FBI 呈現顯著負相關，其係數為-0.714，

與 GI 呈現無顯著負相關，RBP 指標與棲地 QHEI 相關係數為 0.63

較高以外，其餘的生物指標 IBI、FBI、GI 均為偏低，此表示棲地評 估指標 QHEI 未能充分反應生物的豐富性。

徐笑情(2005)從河川污染指標（RPI）、生物整合指標（IBI）、水 生昆蟲科級生物指標（FBI）、快速生物評估法（RBP III）、藻屬指數

（GI）、腐水度指數（SI）及定性棲地評價指標（QHEI）等指標，藉 以評估石門水庫上游集水區之生態環境，研究結果顯示 IBI、FBI、

RBP、GI、SI、QHEI 的評估結果與 RPI、及部份物理化學因數呈顯 著相關，且與水質有良好一致性；而石門水庫上游集水區內水生昆蟲 相較於藻類及魚類更能客觀的反應水質環境水體，另外，水生昆蟲之 FBI 及 RBP 對環境變化較敏感。

呂宗儒(2005)，以複合式之概念整合溪流環境評估所需之生物、

水質以及環境三大項目，並利用 IBI、RPI 與 QHEI 為主要因數進行 研究，結果顯示 IBI、RPI 與 QHEI 能夠有效反映環境之變化

周文杰(2006) 以筏仔溪、赤蘭溪、中港溪、東港溪與秀姑鑾溪 綜合各項水文、水理因數進行分析，結果顯示其水文、水理因數與棲 地品質仍不具顯著關係，但仍具有一定之趨勢。

李信孝(2003)以大溪溝進行魚類棲地水理分析，試找出常流量下 福祿數分佈與魚類棲地出現機率相關之信賴區間，其結果發現竹竿頭 出現於福祿數較低的流況，福祿數範圍為 0.3 至 0.4；黃鱔出現於福

祿數較高的流況，福祿數範圍為 0.8 至 1.05；溪哥、石魚賓、 虎、

馬口魚則在福祿數 0.3 至 1 之間皆可發現其生存的跡象，其分佈流況 廣泛，其中福祿數範圍為 0.8 至 1.1 的流況 虎與馬口魚出現機率為 最高。

莊健源、吳瑞賢(2005) 以碎形維度與 FRAGSTAT 計算景觀生態 指數探討河川棲地分佈特性，以烏溪中上游河道為研究樣區，模擬流 量在 2CMS-400CMS 間棲地的變化情形。結果顯示小嵌塊體維度值差 異極大，隨面積增加維度值趨於定值，介於 1.5-1.6 間。深潭維度值 為最高表示其具複雜邊界。以整體河川棲地而言，棲地面積、平均嵌 塊體面積、嵌塊體總邊長、面積標準差與流量呈正相關。平均碎形維 度、面積權重平均碎形維度值顯示棲地趨於規則。

Jowett(1993)利用流速與水深比(V/D)可以做為辨識淺瀨、深 流、深潭流況的參數；之後 Wadeson 與 Rowntree(1988)又將福祿數 應用在描述流況的變化，此參數可以明確的區分出淺瀨、深潭、深流 等八種流況。

翁宇能(1998) 針對台中大坑地區之橫坑溪評估，得知在低水流 量下是屬於山地溪流型，且棲地的分類多是緩流和深潭交互出現。

汪靜明(2000) 研究濁水溪流域上游支流，結果發現該河川擁有 彎流型、直流型、交織型等不同的河道型態，該溪流魚類的微棲地的

品質與數量，明顯受到河道特性影響。

廖復山(2004) 以新武呂溪保護區棲地為例，從自然生態系構 建，探討森林與水的關係，分析魚類保護區相關之深潭、急瀨和穩定 流等各種不同水域，以及巨石、卵石、礫石與泥沙等底質環境的影響。

結果顯示，保護區內水質清澈及優良之程度，以及符合水體分類中的 乙類水體(pH 8.0-8.5)，是影響各類水生動植物及魚類數量增減的重要 因素。

第三章、研究方法與流程

3.1 研究流程

本研究以既有與現地調查為研究資料來源，經整理彙整資料後進

行生物、環境等指標計算並利用相關分析與多變量統計分析來尋找其 中各指標與河川棲地生態之關係，最後討論結果並給予建議，研究流 程圖如下：

河川棲地生態資料蒐集 與

現地調查

既有河川棲地生態資料蒐 集

河川棲地生態資料現地調 查

水文、水理、福祿數及 河川棲地評估指標計算

水文、水理、福祿數、流況歧異度及 河川棲地評估指標計算

水文、水理與棲地生態之 相關分析

(1)水文、水理與棲地生態 之相關分析

(2)流況歧異度與生物因子 相關分析

3.2 研究步驟

3.2.1 河川棲地生態資料蒐集與現地調查

本研究資料來源有二：(I.)既有河川生態資料、(II.)現地調查資料 (I.) 既有河川生態資料蒐集

本研究案例分析採用之研究樣區為赤蘭溪、筏仔溪，其數據係引 用農委會特有生物保育研究中心所執行的「台灣地區河川棲地評估技 術之研究報告書」。赤蘭溪與筏子溪之資料時間較長且完整，且赤蘭 溪為一鄉村型河川，筏子溪為一都市型河川，兩條溪流之屬性不同，

故選用此兩條河川為分析案例。赤蘭溪資料為 89 年 3 月至 93 年 12 月，筏子溪為 89 年 3 月至 95 年 11 月，調查項目可分為生物因子(魚 類、蟹類、蝦類、水昆、鳥類、兩棲類)、水理因子(水深、底質、流 速、河寬)、水質因子(氣溫、NTU、水溫、SS、pH)。

(II.) 現地調查資料

研究配合農委會特有生物保育中心所執行之平林溪生態調查研 究，於 95 年 2 月至 96 年 3 月進行棲地環境因子與生物因子調查，調 查項目如下：

(1.) 魚類：

在選定的河段之水域，自下游向上游以減少因人為干擾下游流況 而造成魚類的擾動，以電氣採集為主，沿”Z”字型路 線由下而上進行

採集，並儘量降低對魚體之傷害，以瞭解樣區之魚類分佈與組成，採 集完後當場鑑定魚種、計算數量、並量測體長與體重，立即將捕獲的 魚放回溪中。魚類調查鑑定部分以國立海洋生物博物館出版之「台灣 淡水及河口魚類誌」為主要分類參考依據(陳義雄等，1998)。並建立 於樣區各種魚類之相對族群數量與基本生物資料，如表 4-8。

(2.) 水生昆蟲

以蘇伯氏定面積網(Sube’s Net Sample, 50cm*50cm)在研究河段 進行水生昆蟲採集，在河中的各種流況下採集共採 3 網，將所採獲之 樣本置於 70%之酒精內保存，帶回研究室進行鑑定。

(3.) 水文調查

利用穿越線法於河斷面每隔 1 公尺以皮尺、流速計量測研究河段 之水面寬、流速、水深，並計算瞬時流量如表 4-1。

(4.) 棲地環境因數調查

以市民版之 QHEI 評分表依現地環境給予評分，6 大項評估後，

最後將 6 項評估分數加總，得到評價總分如表 4-1。

3.2.2 河川棲地評估指標計算

待資料蒐集完成，將資料彙整並計算出 FBI、IBI、RBP、福祿數 與 QHEI 等指標因子，統計整理做為之後相關分析時使用如表 4-1。

3.2.3 河川流況歧異度計算

於平林溪研究河段進行網格式流速、水深量測，將調查資料統計 整理，再將各網格之流速、水深依照表 3-1 之分類標準計算同類型之 網格數，再利用流況歧異度公式計算流況指數。

表 3-1 棲地潭瀨類型表

潭瀨類型(二) 顏色

深潭(Pool)

V ≦0.2 m/s、D ＞0. 2 m

淺瀨(Riffle)

V ＞0. 2 m/s、D ≦0. 2 m

深流(Run)

V ＞0. 2 m/s、D ＞0. 2 m

淺流(Glide)

V ≦0. 2 m/s、D ≦0. 2 m

3.2.4 水文、水理因子與生物因子相關分析

本研究嘗試以相關分析與多變量統計方法來找尋其各項因子之 間的相關性。以多變量統計分析將水文水理因子、生物因子與環境因 子資料在相對距離軸上呈現，並探討其間關係。在相對空間中，相似 的因數之間的相對距離較為集中，分析軟體為英國 Plymouth Marine Laboratory 所發展之 Primer 5.2 多變量分析統計軟體(Clarke and Warwick, 2001)。

第四章、案例分析

4.1.1 生態環境資料

既有資料河段位於嘉義縣是為一鄉村型河川，上游有支流澐水 溪、石弄溪匯入，是八掌溪上游支流之一，東與曾文溪為鄰，南接急 水溪流域，西於水上鄉忠和村的中莊附近注入八掌溪。流域面積 111.01 平方公里，長 21.50 公里。研究為 89 年 3 月至 92 年 5 月於赤 蘭溪自赤蘭溪橋至赤蘭溪與八掌溪匯合口間約 3 公里河段進行調查 研究。

赤蘭溪研究樣區航空照片（92 年 5 月）

(修改自李訓煌等, 2006）

赤蘭溪研究河段照片

(農委會特有生物保育中心提供)

表 4-1 赤蘭溪各項水文、水理、生態參數一覽表

赤蘭溪 調查時間 年/月

流速 m/s

流量 cms

水深 cm

水面寬

m 福祿數 棲地品質 QHEI

魚類 IBI

水生昆蟲 FBI

水生昆蟲 RBP

通水面積 m² 施工前 8903 0.11 0.05 6.93 7.30 0.13 81 13 * * 0.51 施工前 8904 * * 15.68 28.00 * 81 13 * * 4.39 施工前 8905 0.16 0.11 4.33 9.00 0.25 81 29 * * 0.39 施工前 8906 1.86 5.40 18.06 16.70 1.40 81 35 5.06 2.29 3.02 施工前 8907 0.90 1.63 21.14 7.80 0.63 76 25 3.91 3.71 1.65 施工前 8908 13.67 130.16 46.67 15.90 6.39 78 25 4.04 2.57 7.42 施工前 8909 0.33 1.31 23.87 15.70 0.21 82 37 4.63 2.00 3.75 施工前 8910 0.44 1.10 12.72 18.00 0.40 80 39 4.91 2.57 2.29 施工前 8911 0.31 0.56 15.90 10.60 0.24 80 35 4.47 2.57 1.69 施工前 8912 1.39 0.17 10.14 7.50 1.39 82 35 * * 0.76 施工前 9001 0.26 0.20 9.43 7.60 0.27 78 35 6.10 1.14 0.72 施工前 9002 0.14 0.09 4.30 8.20 0.21 77 27 6.00 0.86 0.35 施工前 9003 0.45 0.55 12.84 9.30 0.40 77 29 5.79 0.86 1.19 施工前 9004 0.13 0.12 11.92 7.50 0.12 78 35 5.92 1.43 0.89 施工前 9005 9.61 4.28 33.29 14.30 5.32 86 21 6.69 0.86 4.76 施工前 9006 0.83 4.98 28.90 20.40 0.49 82 23 6.00 1.71 5.90 施工前 9007 * * * * * 77 15 4.86 2.29 * 施工前 9008 * * * * * 77 13 4.41 2.86 * 施工中 9009 * * * * * 46 13 * * * 施工中 9010 * * * * * 46 13 6.00 0.86 * 施工中 9011 * * * * * 43 17 8.00 0.86 * 施工中 9012 * * * * * 45 13 5.76 1.14 * 施工中 9101 * * * * * 31 13 6.66 2.86 * 施工中 9102 * * * * * 39 13 6.95 1.14 * 施工中 9103 * * * * * 44 13 * * * 施工中 9104 * * * * * 40 13 6.71 1.14 * 施工後 9105 * * * * * 38 15 6.33 0.86 * 施工後 9106 * * * * * 44 11 * * * 施工後 9107 * * * * * 49 13 1.00 2.57 * 施工後 9108 0.23 1.58 29.16 19.00 0.14 38 21 5.40 2.00 5.54 施工後 9109 0.25 0.97 24.46 13.50 0.16 38 29 4.56 2.29 3.30 施工後 9110 0.12 0.39 23.82 11.10 0.08 27 19 6.40 0.86 2.64

(續) 表 4-1 赤蘭溪各項水文、水理、生態參數一覽表

赤蘭溪 調查時間 年/月

流速 m/s

流量 cms

水深 cm

水面寬

m 福祿數 棲地品質 QHEI

魚類 IBI

水生昆蟲 FBI

水生昆蟲 RBP

通水面積 m² 施工後 9111 0.18 0.16 11.50 7.90 0.17 38 31 6.47 2.29 0.91 施工後 9112 0.09 0.14 10.92 12.60 0.09 38 35 6.51 1.43 1.38 施工後 9201 0.08 0.15 12.85 13.30 0.07 42 29 6.51 1.71 1.71 施工後 9202 0.03 0.03 6.82 11.70 0.04 34 29 6.20 0.86 0.80 施工後 9203 0.05 0.06 6.88 13.10 0.06 34 25 6.72 0.86 0.90 施工後 9204 0.11 0.10 12.43 7.60 0.10 51 19 6.42 0.86 0.94 施工後 9205 0.07 0.03 10.90 5.40 0.07 57 13 6.88 0.86 0.59 施工後 9206 * * * * * 59 11 6.27 1.71 * 施工後 9207 0.40 0.90 25.06 8.75 0.26 48 21 4.67 2.00 2.19 施工後 9208 * * * * * 57 19 6.45 1.43 * 施工後 9209 * * * * * 55 21 4.45 2.00 * 施工後 9210 0.34 0.69 9.33 12.70 0.36 49 21 4.00 2.86 1.19 施工後 9211 0.08 0.19 20.10 10.10 0.06 59 21 7.05 0.86 2.03 施工後 9212 0.26 0.12 8.83 5.30 0.29 59 31 5.93 0.86 0.47 施工後 9301 0.06 0.24 22.86 15.00 0.04 57 25 7.24 1.14 3.43 施工後 9302 0.02 0.07 18.86 15.80 0.02 55 13 5.90 0.86 2.98 施工後 9303 0.01 0.02 21.94 18.20 0.00 57 19 6.29 0.86 3.99 施工後 9304 0.01 0.05 26.20 10.80 0.01 57 19 5.50 0.86 2.83 施工後 9305 0.14 0.60 41.00 10.70 0.07 57 23 5.33 1.43 4.39 施工後 9306 0.22 0.93 37.80 10.70 0.11 52 17 6.00 0.86 4.04 施工後 9307 0.39 3.41 49.43 16.80 0.18 57 13 6.00 0.86 8.31 施工後 9308 0.46 1.88 23.29 17.90 0.30 49 21 4.29 1.71 4.17 施工後 9309 0.57 5.59 41.35 20.30 0.28 50 25 4.14 1.71 8.39 施工後 9310 0.10 0.26 11.94 16.30 0.09 47 31 5.50 2.00 1.95 施工後 9311 0.04 0.30 51.92 12.30 0.02 51 27 6.00 0.86 6.39 施工後 9312 0.03 0.15 41.45 11.80 0.01 57 29 5.14 1.43 4.89

* 表示無資料 (資料修改自李訓煌等, 2006）

4.1.2 生物類因子資料

於研究區域共發現 22 種魚類，其中以吳郭魚、粗首 、明潭 虎與斑帶吻 虎數量較多。水生昆蟲共計發現 7 目 16 科，其中以搖 蚊科、姬蜉蝣科及石蠶科數量較多。

4.1.3 水文、水理類因子資料

資料蒐集區域之平均水面寬為 5.3m 至 28.0m 最大值發生在 89 年 4 月，而最小值為 92 年 12 月；平均流速介於 0.01m/s 至 13.67m/s 最大值發生於 89 年 8 月，最小值發生在 93 年 3、4 月；平均水深為 4.3cm 至 51.92cm 最大值發生於 93 年 11 月，最小值發生在 90 年 2 月；平均流量為 0.03cms~130cms 間，其最大值發生在 89 年 8 月，最 小值發生在 92 年 2 月。

4.1.4 棲地類因子資料

自 89 年 3 月至 93 年 12 月，其 QHEI 得分介於 27-86 分，其間為 施工前後，對生態外觀上的影響較大，也影響了分數之高低，如圖 4-1。

y = 0.0366x² - 2.7236x + 95.591 R² = 0.6236

0 20 40 60 80 100

89.03 89.06 89.09 89.12 90.03 90.06 90.09 90.12 91.03 91.06 91.09 91.12 92.03 92.06 92.09 92.12 93.03 93.06 93.09 93.12

時間

分數

QHEI

多項式 (QHEI)

圖 4-1 赤蘭溪 QHEI 得分圖

4.1.5 資料分析成果與討論

將資料進行指數計算後如表 4-2，挑選以下因子進行分析：1.水 文因子：平均流量、2.水理因子：福祿數、通水面積、3.棲地環境因 子：QHEI、4.生物因子：IBI、FBI、RBP，共 7 項指標進行相關係數 分析，其結果如下表 4-2：

表 4-2 赤蘭溪相關係數表

流量 福祿數 通水面積 QHEI IBI FBI RBP

流量 1

福祿數 0.77287 1

通水面積 0.37598 0.33813 1

QHEI 0.22079 0.41625 0.06220 1

IBI -0.02074 -0.02560 -0.30751 0.29634 1

FBI -0.32002 -0.18630 -0.29836 -0.24495 -0.22362 1

RBP 0.25836 0.18403 0.03842 0.21137 0.40033 -0.74441 1

施工前 施工後

由結果顯示流量與福祿數的相關程度較高，其原因應為兩項因素 計算所需要的基本元素都是使用流速(V)與水深(D)導致有較高的相 關係數；QHEI 河川棲地評估對於流量、IBI、FBI、RBP 的相關程度較 高， QHEI 是評分項目係從河川底質、河川型態與環境、流速水深等 對於魚類、水昆等生物之生存空間給予評分，故相關程度較高。

以下利用多變量統計方法針對以上 7 項因子進行空間序列分佈 (MDS)分析試找出其因子間之關係：

圖 4-2 赤蘭溪 MDS 圖

在 MDS 空間序列分佈圖中顯示，福祿數與流量較為相關，其次為 FBI 與 RBP；QHEI 部份，在空間分佈序列圖中，QHEI 與 IBI、FBI、

RBP、流量與福祿數之相對距離較近，表示其間較為相關，此結果與 相關係數分析結果略為相同。

4.2 筏仔溪

4.2.1 生態環境資料

筏子溪是烏溪的支流，發源於台中市西部的大肚臺地及台中縣潭 子、大雅兩鄉之高地，由台中縣大雅鄉林厝、四塊厝及潭子鄉流經台 中市西北邊之西屯區水崛頭、馬龍潭及西南邊的劉厝，在烏日與同為 烏溪的支流大裏溪會合後，注入烏溪經大肚、龍井，在麗水村附近出 海，注入台灣海峽。

筏子溪為一都市型平地河川，自大雅鄉大雅排水與十三寮排水合 流處至與烏溪匯流處止，全長約 12.79 公里，流域面積 132.5 平方公 里。研究區段為筏子溪橋下游段 500m 與東海橋上游段。

照片 4-1 筏子溪研究樣區航空照片(92 年 3 月)

表 4-3 筏子溪各項水文、水理、生態參數一覽表

筏仔溪 ^調查時間 年/月

流速 m/s

流量 cms

水深 cm

水面寬

m 福祿數 棲地品質 QHEI

魚類 IBI

水生昆蟲 FBI

水生昆蟲 RBP

通水面積 m² 施工前 8903 * * * * * * 27 5.92 1.71 * 施工前 8904 * * * * * * 0 4.64 2.29 * 施工前 8905 * * * * * * 15 4.32 4.29 * 施工前 8906 0.37 6.52 * * * * 0 0.00 * 施工前 8907 0.59 15.63 42.07 * 0.18 70 25 5.48 1.71 * 施工前 8908 0.29 4.65 43.54 * 0.29 * 25 5.35 1.71 * 施工前 8909 0.28 4.78 32.11 33.20 0.17 61 21 5.50 1.71 10.66 施工前 8910 0.34 7.04 38.33 32.70 0.15 70 25 4.43 3.43 12.54 施工前 8911 0.25 4.08 41.49 32.60 0.17 75 21 5.00 3.71 13.53 施工前 8912 0.34 7.35 31.62 30.70 0.14 70 25 5.21 2.86 9.71 施工前 9001 0.20 3.54 46.65 31.00 0.16 74 27 5.15 2.86 14.46 施工前 9002 0.27 5.96 35.56 30.70 0.11 70 23 6.00 2.57 10.92 施工前 9003 0.38 7.01 43.91 29.30 0.13 70 19 5.93 1.71 12.87 施工前 9004 0.50 10.86 36.76 30.90 0.20 64 21 5.71 1.71 11.36 施工前 9005 0.54 9.52 44.61 32.70 0.24 68 23 5.51 2.57 14.59 施工前 9006 * * 34.57 31.60 0.29 68 25 5.78 2.57 10.93 施工前 9007 0.54 10.88 * * * 65 21 5.18 2.57 * 施工前 9008 0.90 0.32 32.61 34.20 0.30 62 31 5.99 2.57 11.15 施工前 9009 * * 30.68 34.50 0.52 * 27 6.00 2.57 10.58 施工前 9010 0.19 0.53 * 33.00 * 67 23 5.70 1.71 * 施工前 9011 0.15 0.63 17.15 25.60 0.15 * 35 5.54 2.57 4.39 施工前 9012 0.10 0.26 22.44 26.50 0.10 57 25 4.28 3.14 5.95 施工前 9101 0.00 0.03 19.79 29.80 0.07 60 27 5.39 2.57 5.90 施工前 9102 0.07 0.12 18.64 21.80 0.00 63 31 5.15 2.57 4.06 施工前 9103 0.02 0.04 21.44 20.30 0.05 63 19 5.35 2.86 4.35 施工前 9104 0.28 1.83 15.45 17.50 0.02 63 23 5.02 2.86 2.70 施工前 9105 0.55 4.13 19.73 31.20 0.20 68 35 5.13 2.86 6.16 施工前 9106 0.86 6.77 25.22 33.80 0.35 71 29 5.93 2.57 8.52 施工中 9107 0.53 8.68 34.01 35.40 0.47 71 25 6.00 2.57 12.04 施工中 9108 0.77 2.44 30.69 28.90 0.31 75 27 5.97 2.00 8.87 施工中 9109 0.59 2.75 27.90 15.50 0.47 73 29 5.52 2.00 4.32 施工中 9110 0.40 2.90 35.00 12.80 0.32 46 21 5.05 2.00 4.48

(續)表 4-3 筏子溪各項水文、水理、生態參數一覽表

筏子溪 ^調查時間 年/月

流速 m/s

流量 cms

水深 cm

水面寬

m 福祿數 棲地品質 QHEI

魚類 IBI

水生昆蟲 FBI

水生昆蟲 RBP

通水面積 m² 施工中 9111 0.53 26.08 19.00 22.80 0.29 43 21 6.62 3.14 4.33 施工中 9112 0.35 2.87 5.02 31.80 0.76 35 29 5.98 2.00 1.60 施工後 9201 0.13 1.21 22.17 35.40 0.24 33 21 5.99 2.57 7.85 施工後 9202 0.25 3.05 20.15 24.30 0.09 31 23 5.74 2.57 4.90 施工後 9203 0.26 2.27 29.73 32.50 0.15 49 23 5.95 2.57 9.66 施工後 9204 0.19 1.43 24.86 20.10 0.17 44 19 5.95 2.57 5.00 施工後 9205 0.32 3.10 19.43 22.80 0.14 55 25 5.93 2.57 4.43 施工後 9206 0.52 4.22 25.50 25.70 0.20 51 19 5.84 2.57 6.55 施工後 9207 0.48 5.04 22.06 30.50 0.35 58 21 5.05 2.57 6.73 施工後 9208 0.31 3.91 19.08 23.60 0.35 67 17 5.96 2.00 4.50 施工後 9209 0.16 1.91 30.03 22.90 0.18 76 17 5.42 2.86 6.88 施工後 9210 0.62 3.28 12.27 17.00 0.15 70 19 5.84 2.29 2.09 施工後 9211 0.68 3.66 27.64 30.00 0.38 75 23 5.72 2.57 8.29 施工後 9212 0.67 2.82 37.83 14.80 0.35 79 27 5.82 2.57 5.60 施工後 9301 0.53 2.30 33.18 31.40 0.37 84 27 5.50 2.86 10.42 施工後 9302 0.51 3.56 21.81 27.70 0.36 78 21 5.68 2.86 6.04 施工後 9303 0.68 2.95 36.44 26.70 0.27 82 19 5.72 2.86 9.73 施工後 9304 0.75 3.71 21.50 32.20 0.47 84 21 5.86 2.57 6.92 施工後 9305 * * 41.82 32.60 0.37 71 23 5.52 2.86 13.63 施工後 9306 0.31 5.08 * 33.70 * * 19 6.00 2.57 * 施工後 9307 0.27 5.81 30.19 41.50 0.18 61 25 6.00 2.57 12.53 施工後 9308 0.24 4.72 30.83 42.90 0.16 * 23 5.79 2.57 13.23 施工後 9309 0.20 4.16 40.46 46.80 0.12 61 29 5.72 2.57 18.94 施工後 9310 * * 47.30 42.40 0.09 67 27 5.06 2.86 20.06 施工後 9311 0.35 3.03 * 45.80 * 79 29 5.07 2.86 * 施工後 9312 * * 45.29 47.00 0.17 75 25 5.91 2.57 21.29 施工後 9503 0.33 2.54 * * * * 17 6.00 2.57 * 施工後 9506 * * 19.64 33.00 0.24 * 21 6.00 2.57 6.48 施工後 9508 * * * * * * 31 6.00 1.71 * 施工後 9511 * * * * * * 25 4.05 3.43 *

(資料修改自李訓煌等, 2006） 註：*表無資料

4.2.2 生物類因子資料

筏仔溪研究河段自 89 年 3 月到 95 年 11 月共計捕獲魚類共 16 種，

其中以吳郭魚數量佔總漁穫比例最高，其次為明潭吻 虎、短吻紅斑 吻 虎與中華花鰍。

4.2.3 水文、水理類因子資料

筏仔溪研究河段河道平均水面寬介於 12.8M~47.0M 間，在記錄期 間發生最大寬在 93 年 12 月值為 470.m，最小水面寬出現在 91 年 10 月值為 12.8m。各月份水深平均介於 5cm~47.3cm 間，水深最高以 93 年 10 月測得數值為 47.3cm，最低為 91 年 12 月測得值為 5cm。各月 份平均流速介於 0.02m/s~0.9m/s，最大值發生在 90 年 9 月的 0.90m/s，最小值發生在 91 年 4 月測得 0.02m/s。各月份瞬時流量平 均值介於 0.03cms~26.08cms，計算瞬時流量其最大值出現在 91 年 12 月的 26.08cms，最小值出現在 91 年 2 月份的 0.03cms。

4.2.4 棲地類因子資料

資料蒐集時段為 89 年 3 月至 93 年 12 月，其 QHEI 得分介於 31-84 分之間，最大值發生於 93 年 1、4 月份的 84 分，最小值則是施工後 兩個月的 92 年 2 月份的 31 分，如下圖其中 91 年 7 月至 91 年 12 月 為施工中。

y = 0.0264x² - 1.602x + 82.976 R² = 0.2082

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

89年3月 89年6月

89年9月 89年12月

90年3月 90年6月

90年9月 90年12月

91年3月 91年6月

91年9月 91年12月

92年3月 92年6月

92年9月 92年12月

93年3月 93年6月

93年9月 93年12月

95年08月 時間

分數

QHEI 多項式 (QHEI)

圖 4-3 筏子溪 QHEI 得分圖

4.2.5 資料分析成果與討論

以資料挑選以下因子進行分析：1.水文因數：平均流量、2.水理 因數：福祿數、通水面積、3.棲地環境因數：QHEI、4.生物因數：IBI、

FBI、RBP，共 7 項指標進行相關分析，其結果如下表 4-4：

表 4-4 筏仔溪相關係數表

流量 福祿數 通水面積 QHEI IBI FBI RBP

流量 1

福祿數 0.58214 1

通水面積 0.14596 -0.13775 1

QHEI -0.11081 0.08375 0.28522 1

IBI 0.20225 0.10113 0.12877 0.06852 1

FBI 0.22469 0.35580 -0.09201 -0.17842 -0.15744 1

RBP -0.27081 -0.22962 0.23976 0.13152 0.05521 -0.37602 1

施工前 ^施工中 施工後

由結果顯示，福祿數與流量相關程度較高，原因應為兩項因素的 基本公式中所需要的基本元素都是流速(V)與水深(D)導致較高的相 關係數，其次為 FBI 與 RBP。

QHEI 在筏子溪案例中，唯有通水面積之相關係數達到 0.2 以上，

與其他因數之間相關程度較低。

以下利用以上 7 項因數進行空間序列分佈(MDS)分析如圖試找出 因數間之關係：

圖 4-4 筏仔溪 MDS 圖

由 MDS 圖中所示，福祿數與流量、通水面積較為相關，原因為基

本計算式是用相同的水理條件(流速、水深)進行計算，福祿數與生物 指標中的 FBI 較為相關，略高於 RBP 與 IBI。

QHEI 與物理因數(流量、福祿數、通水面積)相對距離都略高於 生物因數(FBI、IBI、RBP)，原因應為 QHEI 係以物理因數為主要評分 項目。

4.3 平林溪

4.3.1 生態環境資料

平林溪位於南投縣中寮鄉，是為貓羅溪一支流，貓羅溪為烏溪下 游左岸之一大支流，東北鄰烏溪本流，南與濁水流域為界，西背八卦 山脈，發源自南投縣境之中心山，流經南投縣之中寮、名間、南投、

草屯，台中縣之烏日鄉，以及彰化縣之芬園鄉等鄉鎮，於彰化市快官 附近匯入烏溪本流，長約 47 公里。本溪上游在千秋裏附近後漸趨平 緩，振興橋至平林橋段平均坡降約 0.0006，平林橋至出口匯流處平 均坡降約 0.004，可謂一緩流河川。

農委會特有生物研究中心自 92 年 3 月至今於永康國小旁仙峰橋 下約 70 公尺進行調查，本研究於 95 年 7 月至 96 年 3 月參與農委會 特有生物研究中心現地調查與資料彙整。

圖 4-5 平林溪研究地區空照示意圖 圖 4-6 平林溪研究地區地圖

*圖片來源-GoogleMaps

表 4-5 平林溪各項水文、水理、生態參數一覽表

平林溪 ^流速 m/s

流量 cms

水深 cm

水面寬

m 福祿數 棲地品質 QHEI

魚類 IBI

水生昆蟲 FBI

通水面積

m

流況 歧異度

魚類 歧異度 9203 0.16 0.06 10.00 3.80 0.16 56 21 7.14 0.38 * 1.16 9205 0.15 0.08 13.00 3.90 0.13 62 23 4.15 0.51 * 1.17 9208 0.13 0.09 17.00 3.90 0.10 62 31 5.42 0.66 * 1.44 9210 0.03 0.02 16.70 3.47 0.02 58. 21 5.55 0.62 * 1.17 9302 2.30 1.56 20.00 3.40 1.64 68 27 5.74 0.68 * 0.93 9305 2.70 1.50 15.00 3.70 2.22 68 23 6.28 0.56 * 1.12 9311 1.67 1.06 15.50 4.10 1.35 64 21 6.80 0.64 * 1.16 9402 0.07 0.01 5.00 3.60 0.10 48 29 5.93 0.18 * 0.85 9405 0.34 0.22 20.00 3.20 0.24 63 25 5.46 0.64 * 1.41 9408 0.30 0.16 13.25 4.00 0.26 63 * 5.60 0.53 * 0.00 9410 0.03 0.03 22.75 4.50 0.02 67 31 * 1.02 * 1.31 9502 0.16 0.12 15.00 5.00 0.13 68 31 7.00 0.75 0.32 1.05 9504 0.04 0.01 5.25 4.00 0.05 68 31 5.79 0.21 0.28 1.61 9507 0.04 0.04 8.10 11.00 0.04 68 29 7.56 0.89 0.48 1.07 9508 0.52 0.14 5.40 5.00 0.72 68 33 * 0.27 0.44 1.41 9509 0.29 0.10 17.50 2.00 0.23 71 33 4.16 0.35 0.61 1.42 9511 0.09 0.00 2.50 2.00 0.18 71 31 5.52 0.05 0.26 1.31 9512 0.15 0.04 9.30 3.00 0.16 71 31 5.63 0.28 0.33 1.52 9601 0.16 0.00 11.28 3.40 0.01 70 27 4.65 0.38 0.51 1.07 9603 0.02 0.01 8.29 3.05 0.01 70 31 5.74 0.25 0.16 1.25

註：*表無資料

4.3.2 生物類因子調查成果

調查時間自 92 年 3 月至 96 年 3 月各捕獲魚種共計 10 種。平林 溪一年來魚類調查資料顯示，粗首 佔總比例最高，其次為高身小鰾 鮈、明潭吻 虎。水生昆蟲共發現了 24 科，其中以搖蚊為最多，其 次為姬蜉蝣、四節蜉蝣。

4.3.3 水文、水理類因子調查成果

平林溪研究河段河道寬平均介於 13.2M~22.9M 間，平均水面寬介 於 2m~5m 間，在記錄期間發生最大寬在 95 年 8 月值為 5m，最小水面 寬出現在 95 年 11 月值為 2m。各月份水深平均介於 2.5cm~17.5cm 間，

水深最高以 95 年 9 月測得數值為 17.5cm，最低為 95 年 11 月測得值 為 2.5cm。各月份平均流速介於 0.02m/s~0.52m/s，最大值發生在 95 年 8 月 0.52m/s，最小值發生在 96 年 3 月測得 0.02m/s。各月份瞬時 流量平均值介於 0.003cms~0.140cms，計算瞬時流量其最大值出現在 95 年 8 月的 0.140cms，最小值出現在 96 年 1 月份的 0.003cms。