新竹海岸消波塊之生態特性研究

中 華 大 學

碩 士 論 文

新竹海岸消波塊之生態特性研究

A study of ecological property for armored blocks on Hsin-chu coast

系 所 別：土 木 工 程 學 系 碩 士 班 學號姓名：M09004043 葉 明 典 指導教授：郭 一 羽 博 士

朱 達 仁 博 士

中華民國 九十二年 六月

誌謝

本文承蒙師恩 郭一羽博士及 朱達仁博士之耐心指導與悉心教 誨，讓學生於研究期間對治學精神與處世態度有所啟發，並養成獨立 思考之能力，使本文得以順利完成，在此由衷之謝枕及敬意。同時並 感謝 張憲國博士、 張瑞欣總經理於百忙之中撥空審閱本文，不吝指 正論文疏漏之處及惠賜寶貴之意見。

本論文能順利完成還要感謝 岱宜學長的啟發與協助；也感謝秀 娟同學、 君翰學弟、 信安學弟、 欣哲學弟在生態採樣期間的協助 與幫忙。同時亦感謝同學 芳如 、 曉萍、 政鑫於論文口試時的幫忙。

以及亦要感謝我的好友們 明蒼、 其享 、 碩廷 、 弦毅 、人鳳在 生活上的照顧及鼓勵。

最後，僅以本文獻給偉大的父母、家人及季旻，感謝他們細心照 顧及不斷的鼓勵與支持，讓我得以從容穩定之心情度過許多瓶頸並盡 心研究，謝謝你們。

葉明典

於中華大學土木工程研究所 水資源實驗室 中華民國九十二年八月

中文摘要

為探討消波塊上之生態效果，本研究自 2002 年 6 月至 2003 年 5 月於新竹港南海岸之 8 處不同放置地點的消波塊作為研究對象，調查 當地水質、消波塊的位置、消波塊表面的生態，利用相似度及各項歧 異度指數分析，藉以了解當地之生態特性，以作為本土性海岸日後整 建之參考資料。由相似度分析結果，顯示本研究區域內的 8 個測站可 呈現 3 個空間分佈類群，亦即不同堤岸設施條件具有不同的生態特 性。而藉由岐異度分析結果，發現水質狀況不佳或消波塊曝曬時間較 長之地點，其歧異度指數較低，亦即生態多樣性較差，且較易耐受性 強的優勢種產生（如黑齒牡蠣等）。而經由皮爾森相關係數分析結果 得知 8 個測站受到不同的水質因子所影響，如面海之測站（測站 4、

5、6 及 7）均受溫度、鹽度、pH 及電導度所影響。

為了解浸水時間對於附著生物之影響，顯示在每日平均浸水時間 0.96~16.52 小時的感潮區，其生態效果較為豐富；而接近地面之區 段，雖浸水時間較長，但因海中漂沙及覆沙影響，生物種類單純，個 體數亦較少。另探討堤前水深對於消波塊生態效果之影響，發現堤前 水深較大處，可提供附著生物較廣的棲息空間，其所反映的生物多樣 性也較佳。

關鍵詞：新竹港南海岸、消波塊、歧異度指數、浸水時間、堤前水深

Abstract

The purpose of this study is to discuss the ecological effect of armored blocks. This research is conducted by using the blocks located at eight different locations with different conditions around the coast of Kang-nan, Hsin-chu. Time of the study is from June 2002 to May 2003. In order to find out the ecological property of the study region, we investigate the water quality and the biological performance around the 8 target locations and analyze the data of organisms using the similarity and the indices of diversity. The results of these analyses can be the informative to the construction of local coast. From the results of similarity, we conclude that different coastal devices results to different ecological properties and the region of study can be divided into 3 spatial distribution groups. The results also show that dominant species emerges at places with lower indices of diversity such as places with bad water quality or solarized. The resultsof the analyze of Pearson Correlation show that the 8 stations were influenced of different water qualities, for example station 4、5、6、7 were influenced of water temperature、Salt、pH、Conductivity.

The study of the influences of the time of sedentary marine organisms soaked under water shows that the time of soak in water is 0.96 ~ 16.52 hours per day have better ecological effect；Even though the organisms in the cells that are closer to ground have a longer time of soak under water, but due to the influence of sand drift or sand sediment, the species of sedentary marine organisms and the amount of individual are very poor. Another topic of discussion is the influence of water depth in front of the levee with regard to the ecological effect for armored blocks, we found that places with deeper water depth in front of the levee, have greater ecological effects.

Keywords：Coast of Kang-nan Hsin-chu、Armored blocks、Indices of diversity、Time of soak in water、Water depth in front of the levee

目錄

中文摘要………I 英文摘要………II 目錄………...III 表目錄………V 圖照片目錄………V

第一章 緒論

1-1 研究動機...1

1-2 研究目的...3

1-3 研究內容...3

第二章 文獻回顧

2-1 消波塊於海岸生態工法上之應用...5

2-2 附著生物...7

2-3 生物多樣性...9

第三章 生物生態調查

3-1 測站之地理位置及相關環境敘述...12

3-2 調查及採樣方法...17 3-3 各測站生物種類組成與分布及其平均豐度

第四章 生物與環境的關係

4-1、生物相似性及多樣性分析...39

4-2、水質及水位調查...49

4-3、生物多樣性與環境間之關係...55

第五章 消波塊群之生態效果探討

5-1 消波塊個體之生物生態效果...70

5-2 消波塊堆置之生態效果...79

5-3 生物間之競合關係...81

5-4 附著生物與棲息環境之探討...83

5-5 類礁岩環境生態...85

第六章 結論與建議

6-1 結論...87

6-2 建議...89

附錄表

附錄圖

參考文獻

表目錄

表 3-1、八個測站附著生物種類組成之全年平均豐富度百分比……..38

表 4-1、2002 年 5 月~ 2003 年 5 月新竹氣象站各月總雨量資料…….51

表 4-2、各測站歧異度與各項水質因子之相關係數……….61

表 5-1、各測站消波塊八個側面的種類數統計表……….70

圖照片目錄

照片 3-1、測站一………13

照片 3-2、測站二………14

照片 3-3、測站三………14

照片 3-4、測站四………15

照片 3-5、測站五………15

照片 3-6、測站六………16

照片 3-7、測站七………16

照片 3-8、測站八………17

照片 3-9………18

照片 3-10………..18

照片 3-11………..18

照片 3-12………..19

照片 3-13、藤壺分布於消波塊上之情形……….20

照片 3-14、貽貝大量分布於消波塊中下部及前面石頭上………….20

照片 3-15、貽貝大量分布於消波塊前面石頭上……….21

照片 3-16、退潮後形成小潮池，有海葵分布期間……….21

照片 3-17、拋石塊有明顯之覆沙影響生物生存空間……….21

照片 3-18、貽貝附著在死掉的牡蠣殼上之情形……….22

照片 3-19、藤壺分布於消波塊之頂部及側部……….22

照片 3-20、消波塊之頂端生物種類豐富，有貽貝、黑齒牡蠣、牡丹菜、 笠螺及小螃蟹生長期間………..23

照片 3-21、消波塊頂部上有明顯之覆沙影響生物之生存空間……..23

照片 3-22、黑齒牡蠣分布情形………..24

照片 3-23、岩螺、笠螺及蜑螺分布於牡蠣殼隙之間或殼上………..24

照片 3-24、黑齒牡蠣殼於九月份時被當地民挖食………..24

照片 3-25、貽貝分布生長得特別豐富，常以群聚的方式生長……..25

照片 3-26、消波塊上整個側面佈滿貽貝………..25

照片 3-27、縱胞藻生長在消波塊底部背陽面，岩螺分布期間……..26

照片 3-28、大管蛇螺分布於低潮區之情形………..26

照片 3-29、牡丹菜及滸苔之分布情形，常見於陽光充足的面位…..26

照片 3-30、貽貝、牡丹菜及滸苔之分布情形………..27

照片 3-31、黑齒牡蠣佈滿整個消波塊………..28

照片 3-32、黑齒牡蠣佈滿整個消波塊………..28

照片 3-33、牡丹菜、貽貝、藤壺、笠螺及小螃蟹生長期間………..28

照片 3-34………..29

照片 3-35、岩螺常生長在不易受浪花拍擊或水流大的地方………..29

照片 3-36、牡丹菜、滸苔、貽貝分布情形………..30

照片 3-37、牡丹菜、滸苔、貽貝分布情形………..30

照片 3-38、上潮帶有黑齒牡蠣、藤壺之分布………..30

照片 3-39、黑齒牡蠣、藤壺之分布………..31

照片 3-40、縱胞藻分布於中下潮帶消波塊底部倒凹之下面………..31

照片 3-41、縱胞藻分布於中下潮帶消波塊底部倒凹之下面………...31

照片 3-42、低潮帶有石花菜、異枝菜、扇形叉枝藻之出現………...32

照片 3-43、低潮帶有石花菜、異枝菜、扇形叉枝藻之出現………...32

照片 3-44、大管蛇螺分布於低潮帶消波塊的側面底部………..32

照片 3-45、海鞘出現分布於低潮帶消波塊的側面或內凹側………..33

照片 3-46、牡丹菜、滸苔之分布情形………..33

照片 3-47………..34

照片 3-48………..34

照片 3-49、岩螺與海鞘分布在消波塊下層………..34

照片 3-50、岩螺大都分佈在下層………..35

照片 3-51、縱胞藻分布於中下潮帶消波塊底部倒凹之下面………..35

照片 3-52、縱胞藻分布於中下潮帶消波塊底部倒凹之下面………..35

照片 3-53、本區黑齒牡蠣生長最為豐富巨大………..36

照片 3-54………..36

圖 4-1a、8 個測站之共有種率示意圖……….42

圖 4-1b、8 個測站之 CZ 相似度係數示意圖……….42

圖 4-2、八個測站優勢度指數之月別變化……….43

圖 4-3、八個測站種歧異度指數之月別變化……….44

圖 4-4、八個測站均勻度指數之月別變化……….45

圖 4-5、八個測站豐富度指數之月別變化……….46

圖 4-6、八個測站各項歧異度指數之夏季變化圖……….47

圖 4-7、八個測站各項歧異度指數之秋季變化圖……….48

圖 4-8、八個測站各項歧異度指數之冬季變化圖……….48

圖 4-9、八個測站各項歧異度指數之春季變化圖……….49

圖 4-10、八個測站水溫之月別變化圖………...50

圖 4-11、八個測站鹽度之月別變化圖………51

圖 4-12、八個測站溶氧之月別變化圖………..52

圖 4-13、八個測站 pH 值之月別變化圖………53

圖 4-14、八個測站電導度之月別變化圖………..53

照片 4-1、水位之標定………55

圖 4-15、八個測站種類數之月別變化圖………..55

圖 4-16、各測站水溫與歧異度指數之季節變化相關圖………..56

圖 4-17、各測站鹽度與歧異度指數之季節變化相關圖………..57

圖 4-18、各測站溶氧與歧異度指數之季節變化相關圖………..58

圖 4-19、各測站 pH 值與歧異度指數之季節變化相關圖………59

圖 4-20、各測站電導度與歧異度指數之季節變化相關圖…………...60

圖 4-21、8 測站之各感潮區與生物種類數相關圖………65

圖 4-22、3 類群測站之各感潮區與生物種類數之相關圖………66

圖 4-23、各測站之堤前水深與夏季岐異度之相關圖…………..……..66

圖 4-24、2003 年 5 月測站 4 各編號之浸水時間與種類數之相關圖..69

圖 5-1………71

圖 5-2………72

圖 5-3………74

圖 5-4………74

圖 5-5………75

圖 5-6………76

圖 5-7………76

圖 5-8………77

圖 5-9………78

圖 5-10………..78

圖 5-11………..80

圖 5-12………..80

圖 5-13………..81

圖 5-14………..…………81

圖 5-15、測站 8 一月份………83

圖 5-16、測站 8 二月份覆沙情形………83

圖 5-17、類礁岩海岸穿越區示意圖………86

第一章 緒論

1-1 研究動機

早期台灣在治理海岸方面，是以防災、築港及填築新生地為主，

然而由於人類過度的開發，嚴重地影響沿岸動、植物的棲息環境並使 其瀕臨滅絕的窘境。再加上目前台灣海岸又有築堤後造成突堤效應所 帶來的侵淤以及築堤、置放消波塊快速水泥化的問題，造成環境景觀 上的破壞。因此近年來提倡所謂的 Mitigation 的自然環境保護觀念，

首先是要求盡量減少環境被破壞，若有不可避免的破壞或對以開發而 惡化的環境，則需要儘快研發復育技術，在同樣地區或替代地區進行 生態復育來給於補償（郭，2001）。而隨著自然環境保全意識的提升 及地球環境問題亦受重視，為了使海岸工程能與自然環境共生共存已 成為現今社會的發展趨勢；未來在開發海岸時不能只考慮安全性、經 濟性、功能性等層面，同時須兼顧自然環境之保護（張等，2002）。

所以今後海岸工程需兼顧自然生態，達到與自然環境共生共存，且基 於永續利用的理念之下，海岸工程之生態工法漸受到重視。

台灣的海岸直接面臨大海，海況相當嚴苛，築堤保護海岸需要 利用消波塊才能充分達到防災的功效，而消波塊為台灣目前用以保護 海岸重要設施之一，所以當談到海岸結構物的生態工法，探討其生態

岸（礁岩海岸）豐富，但由浸泡於水中的消波塊其所構築而成的水岸 環境相當類似於礁岩海岸，且我們可從以往的案例當中發現，海中防 波堤的消波塊，如妥善利用不僅不會破壞海洋生態，反而更可繁榮其 水產資源，只要加以人工方法，譬如搭配應用設置生態礁如魚礁、藻 礁、產卵礁等於海底，即可豐富海洋生態。而且為了消減波浪能量，

消波塊本身具有的不規則形狀，其群體構造形成大大小小的孔洞，可 供魚蝦在其中棲息、繁殖及躲避敵害等，比起有些單調的礁石海岸甚 至具有更好的生態效果，且張（2001）也曾指出消波塊堆置所造成的 空間長成為海生生物躲藏或生育的場所。

在國外如日本海岸的生態工法已不乏甚多成功的案例，例如 1984 年琉球那霸外港防波堤的深水消波塊上，發現大量的珊瑚繁殖 於此，這是海岸工程上同時兼顧消波與生態最好的例子。再如日本土 木工程界中也曾將花崗岩、安山岩、砂岩以及混凝土試體一起做長期 的實驗，其結果發現以混凝土做成的試體，因其表面較粗糙，所附著 的生物，比其他的天然石材更為豐富。由於附著生物的種類非常繁 多，個體或群體間的生長又很迅速，因此附著生物的群聚組成往往有 特殊的消長現象（succession）（Surtherland & Karlson，1977），

而有關附著生物的生存策略與競爭機制，在生態學上亦成為有趣的研 究（Jackson，1977；Dean，1981；Field，1982）。

1-2 研究目的

新竹港南海岸近幾年由於漁港防波堤的攔阻砂源減少，高潮時 及颱風期間，近岸沙灘被搬離，砂源無法補充而產生嚴重侵蝕。雖然 目前已有拋放消波塊予以保護，但漁業署及水利署對於南寮漁港港口 淤砂及南側港南海岸侵蝕現象，正研擬更適當之整體性海岸保護對 策，希望在保全海岸之時能同時能兼顧景觀和生態。而且，許（2002）

指出海岸與近岸海域，各種基本資料，普遍相當缺乏，尤以生態方面 之基本資料更是難得。故本研究之目的，即在探討新竹港南海岸附近 不同放置條件之八處地點之消波塊其附著生物的種類、發生季節及其 分佈狀況等，期望藉由現地觀察以及相似度分析和歧異度分析結果，

瞭解不同環境下設置的消波塊的生態效果有何不同，其結果可作為日 後整建海岸時之參考。

1-3 研究內容

本研究共分為六個章節，其細節如下所述：

第一章：緒論，闡述本研究的動機、目的及方法。

第二章：文獻回顧，將過去前人所作之研究作一完整的描述與整理，

期望從中獲取所需之概念及相關資訊，以使整個研究之方向 更為確立。

查採樣方法及各測站之種類組成等。

第四章：生物與環境的關係，利用相似度分析、歧異度分析等，藉由 分析結果俾以了解本研究區域內生物之季節變化，且與各項 水質因子作分析，以了解附著生物與水質間之關係。另本研 究在此章節更進一步探討附著生物與水位間之關係，藉以了 解浸水時間的長短對於生物著生狀況之影響。

第五章：消波塊上生態效果之探討，本章節及在探討消波塊上之生態 效果，並對生物與環境因子加以討論。

第六章：結論與建議，對本研究結果歸納總結並對未來研究提出建議。

第二章 文獻回顧

2-1 消波塊於海岸生態工法上之應用 2-1-1「生態學」及「 生態工法」之涵義

生態學（Ecology）這名詞最早是由國外學者 Ernst Haeckel 所提 出，他認為生態學是在研究生物與其週遭環境相互關係的學問，它包 括了生物與生物間、環境與生物間的交互作用（郭，2001）。生態工 法（Ecotechnology）係指人類對生態系統的深切認知，為落實生物多 樣性保育及永續發展，採取以生態為基礎、安全為導向，減少對生態 系統造成傷害的永續系統工程設計皆稱之（郭，2002）。

2-1-2 海岸工程之生態效益

早期台灣在治理海岸方面，主要以防災、築港及填築新生地等多 項目的為主；但隨著自然環境保全意識的逐漸提高，謀求工程建設與 自然環境共生共存之理念已為時代發展趨勢，未來在開發海岸時不能 只考慮安全性、經濟性、功能性等層面，同時須兼顧自然環境之保護。

且許（2002）曾提及海岸與近岸海域各種基本資料普遍相當缺乏，尤 以生態方面之基本資料更是難得。因此為了使海岸工程在建設時能同 時兼顧到自然生態的機能，故海岸的生態工法漸受到重視。

谷野賢二（1993）指出由防波堤等這類的人工構造物會創造出新

功能之外，更可豐富週邊的生態環境，如 1984 年琉球那霸外港防波 堤的深水消波塊上，發現大量的珊瑚繁殖於此。張等（2002）曾於 2002 年 4 月針對本省西南海岸主要海岸結構物（北自台南市鹽溪口，

南迄高雄縣典寶溪口，沿岸約 33 公里之主要防波堤、離岸堤、突堤 等 10 處海岸結構物）之潮間帶進行藻類著生調查，結果共發現有四 種藻類（石蓴、裂片石蓴、腸滸苔、指枝藻等）的著生，並提出海岸 結構物除了保有原來消波及防災的功能之外，更可兼具生態之機能，

藉由此類的海岸結構物所形成的礁岩性環境，提供海中的生物棲息的 場所，並創造豐富的生態系環境。

2-1-3 消波塊作為生態礁之效益

郭（2001）指出人工礁石可用拋石或混凝土塊，以生態功能為目 的的統稱生態礁。郭（2002）曾提出混凝土塊或消波塊堆積成的潛礁，

經過一段時間自然力的作用，週遭環境一樣也可形成一種接近自然的 生態，而一般消波塊堆積而成的潛礁，具有很多孔洞，較石頭堆積而 成的潛礁可能更具有魚礁的功能，尤其是把混凝土塊做成具有各種生 態礁的功能，其生態復育的意義更大。而張（2001）也曾提及消波塊 堆置所造成的空間常成為海生生物躲藏或生育的場所。

一般以海洋生態的觀點言之，礁岩海岸比沙灘海岸有更豐富的生 態環境，無論是生物的種類或數量都相當多，而浸渍於水中的消波塊

其所構築而成的水岸環境相當接近礁岩海岸。谷野賢二等（1993）指 出防波堤等的人工礁岩，在剛置放時通常以單一生物種為優勢，在堆 置一段時間過後，所構成的豐富度、多樣性、均勻度變高，相當於天 然礁岩。

2-2 附著生物

2-2-1 附著生物於海岸結構物之生態效果

郭（2002）指出當談到海岸結構物的生態工法時，探討消波塊的 生態效果為首要之務。如武內智行等（1991）曾提出在港灣域的防波 堤及其消波塊，可提供海藻類及海膽類等的岩礁性生物附著之基盤及 生息場所，也因為這樣，港灣設施在保全原本的機能（防災、消減波 能）外，更可提供魚礁效果的機能。而李等（1997）曾針對高雄港工 結構建材進行附著生物附著情形進行研究，分別以鋼材試片及混凝土 材質所製成的試片進行研究，結果發現混凝土材質有利於海生物著 生。郭（2001）指出一般海岸結構物材料以混凝土居多，其實混凝土 結構物作為海洋生物著生基質，已有非常類似礁岩的功能，尤其只要 表面經過特殊處理往往具有比天然岩礁更好的生態效果；例如：將混 凝土表面預留溝紋或凸起物，在置放於海中後，其週邊所形成的渦流 域容易使胞子或卵捲入著生，而在粗糙或隅角部位容易使海藻著生，

若有較大的起伏或較深的溝穴其生態效果也較佳，而溝紋的生態效果

2-2-2 消波塊的應用與附著生物著生之效益

Jensen 等（1998）提出結構物表面光滑不利藻類生存，而粗糙 及堅固的結構物表面對於藻類及附著性動物是最佳的。因此，日本工 程界曾試驗設置不同結構物於海中兩年後，結果發現表面經過凹凸處 理的混凝土試體，其附著的海藻現存量較高於附著於安山岩的海藻存 量，且若使用硫酸一鐵這化學試劑對混凝土表面做處理，其海藻著生 的情形比起沒做處理的消波塊還來得佳（郭等，2002）。谷野賢二等

（1997）曾指出運用空隙較大的消波塊，可促進海洋生物附著及群聚 於此。而在受到海浪作用較強的地方，當海岸設置一些孔隙較大之消 波塊時，其周遭漁場生態系會較穩定（吉澤ら，1992）。

2-2-3 附著生物及其棲息場所

小世博昭等（1995）提出在堤前波高 1.5 公尺~2.0 公尺的範圍 內，是附著生物棲息的良好場所；並指出在堤前波高 0.5 公尺以下，

因環境惡劣，只有耐受性較大的附著生物生存，在這區域的生物多樣 性低或生物體型較矮小。

武內智行等（1990）曾於北海道瀨棚港港灣區域內的防波堤附近 及其岩礁域，針對主要經濟性水產生物（昆布、海膽等）進行其分布 狀況的調查，其結果發現在天然礁岩及防波堤外側因為日照、波浪、

海水流動大的關係，且因具有較強的波浪作用造成昆布生存的環境。

郭（2001）曾提及根據一些研究報告，在同樣的底質水深條件下，

設置防波堤的地區比不設置防波堤的地區魚貝類的產量比較豐富，而 且防波堤內側比外側水產物較為豐富，這可能因為防波堤內側波浪小 適於海中動物棲息的緣故。

村上和男（1997）指出海藻生長與波浪的關係，海藻適合生長於 波高 2~3 公尺的地方，附著性動物適合於 1~1.5 公尺的地方，但波高 1.5~2 公尺的地方動物多樣性最高。在波高 0.5 公尺以下不論何種形 式的構造物，附著性動物出現量都急減，主要因海水交換不良及泥沙 堆積造成動物死亡，但波高大有時會造成附著性動物從基盤上剝落或 不易攝食。

2-3 生物多樣性

2-3-1 生物多樣性與環境間之關係

豐富的生態系並非單指生物的數量多寡而已，同時要求生物的種 類相也要多，藉以表現該生態系統的豐富程度，亦即所謂的生物多樣 性（郭，2001）。而生物的多樣性通常以生物群聚的歧異度變化來了 解，由歧異度的變化可反應棲息環境的狀況。如小世博昭等（1995）

曾於日本御前崎港進行附著生物之相關研究，以多樣性指數（Simpson 類似度指數、Fisher 對數級數等）進行分析，結果發現多樣性指數

井上雅夫等（1996）曾針對人工礁岩及天然礁岩進行附著生物 的相關研究，其結果發現以下幾個結果：

1越靠近外海側的測點，其生物多樣性指數越高。

2標高越高的地方其多樣性指數越低，其原因為標高越高的位置，在 退潮時暴露在大氣中的時間較長，水窪中的水分會蒸發，且伴隨著 水溫上升，生物生存的環境受到相當大的挑戰。

井上雅夫等（1998）指出以季節性來看生物棲息的界限高，發現 冬季的生息界限會提高，究其原因為冬季波流大（冬季海水流動值：

32 cm/s；夏季海水流動值：22 cm/s），波浪拍打造成更好的濕潤狀 態。海水流動值大的場所，因波浪拍打所產生的飛沫，可散落在更高 的地方，以保持較好的濕潤狀態，亦即提高了附著生物生息的環境，

而在海水流動值較小的地方，其多樣性指數、繁榮度指數、均衡性指 數的值都較小，在海水流動值較大的地方，其指數值相對也較大；另 外以海岸結構物的各地方來看，位於突堤的隅角部，其多樣性指數、

均衡性指數較大，而繁榮度指數較小；而位於突堤的直線部位卻有相 反的情形。

端谷研治等（2001）指出從海面高度來看，高度較低的地方，其 繁榮度指數較大，但多樣性指數卻較小，在低潮線附近，較容易有優 勢種的發生，在波浪作用較弱的地方，如人工礁岩突堤的岸側或離岸

堤的背後部，較低的地方（以海面高度來看），附著動物多樣性高；

可是，在波浪作用較強的地方，較看不出有多樣性高的傾向。

第三章 生物生態調查

3-1 測站之地理位置及相關環境敘述

新竹港南海岸為侵蝕性海岸，目前有消波塊置放於岸邊以防止海 岸遭受到侵蝕，但此為暫時性措施，尚待更進一步的完善規劃。故本 研究係利用新竹港南海岸附近不同放置條件之八處地點的消波塊作 為研究對象。

本研究依港南海岸的整治計劃資料，及現場勘查分析瞭解，港 南海岸有以下之特性：

1、潮差大、海岸線平直、因砂源減少而侵蝕。

2、高潮位以上砂灘寬度減少

3、潮間帶大，低潮時部份砂灘露出。

4、後側為港南濱海遊憩區

故本研究依照南寮漁港及周遭環境之特性，設置八個觀測測站，

藉以採樣及觀測不同地點的生物分布及其與環境間之關係。各測站位 置如圖 3-1 所示，並說明如下：

6 7 4

3

5

1 2 掩埋場 環保局 港南海岸

8

圖 3-1 各測站之地理位置示意圖

測站一：本測站位於南寮漁港南側，緊鄰新建焚化爐附近，面臨開闊 的海洋，再往南走是港南青年休閒育樂中心，在測站的後方是垃圾掩 埋的場所，堆置高度約有六公尺，並已進行埋土及綠化。原海岸為沙 岸地形，因受潮汐作用，岸邊受到嚴重侵蝕，故於岸邊丟置消波塊及 在消波塊的下側排放著數排的石塊以作為護岸防護（如照片 3-1 所 示）。此為護岸性質的消波塊群，藉以保護海岸（垃圾掩埋場）不被 海浪侵蝕，而此消波塊放置時間約已十年。每當朔望之際，大潮潮位 退的距離相當大，從消波塊至水際線的距離大約有 30 公尺左右。此 處海水交換良好，海水及堤前沙灘都是非常的乾淨。

照片 3-1 測站一

測站二：如照片 3-2 所示，該測站位在新竹市環保局左下方（面向海 面），位置比較接近漁港南防波堤，約有一公里遠，如第一測站本區 亦於岸邊丟置消波塊及石塊以作為護岸防護。由於該處覆砂相當嚴 重，目前已看不見第一列之拋石塊，且有些消波塊已被覆砂掩埋。而 本測站與第一測站緊鄰，其地理環境特性大致上相同。以東北季風風 浪而言，其受到南防波堤的遮蔽程度較第一測站大。

照片 3-2 測站二

測站三：如照片 3-3 所示，該測站的地點是位於南防沙堤的陸側，退 潮時堤前沙灘露出水面一直連到岸邊成為一片沙灘地。由於此處是屬 於背波面，而且成半封閉型，所以在該測站可得知其水流應相當平 穩，並且因海水迴流之故堤前消波塊的底部的泥沙相當污濁。堤前污 泥灘地有不少的底棲生物存在，有許多民眾在此捕食魚類、貝類及螃 蟹等具有經濟性價值的生物。

照片 3-3、測站三

測站四：如照片 3-4 所示，該測站位於南防沙堤的海側，該防沙堤 與南防波堤相連接形成了一個 V 字型。該測站與第三測站的共同點，

同樣都是位於迎波面，但受到南防波堤的遮蔽（東北季風時）遭受的 風浪可能較小。但海水中所夾帶的泥沙會在此沉澱有淤積的現象。然 因面臨外海，海水交換良好，海水和沙灘都很乾淨。

照片 3-4 測站四

測站五：如照片 3-5 所示，該測站之位置位於南防波堤的堤頭海側，

由於此測站位於南防波堤前端的地方，所承受的波浪水流較大，堤頭 的消波塊有些幾乎終年沒於水下，由這些消波塊來說，其功能上相當 類似於魚礁，有許多螺貝類、藻類因此附著於此，無形中造就了一個 岩礁性的生長環境，由於北防波堤、北防沙堤以及南防沙堤的阻擋，

頭前溪的輸沙（漂沙），對此堤頭的影響比較小。

照片 3-5、測站五

測站六：如照片 3-6 所示，該測站位於北防波堤主堤靠近堤頭的外側

（海側），該測站面臨外海，受東北季風海浪直接侵襲，而且主堤與 北離岸防沙堤中間有一個缺口，待漲潮時海浪經過此缺口水流流速加 快，造成該交接處的侵蝕，此處波浪、水流、漂沙作用激烈顯著，堤 前沙灘也很不穩定。

照片 3-6 測站六

測站七：如照片 3-7 所示，該測站位於北離岸防波堤海側，地理環境 條件與第六測站類似，但應該較面臨外海。此處海水交換良好、沙灘 海水都很乾淨，受頭前溪輸沙影響沙灘有逐漸淤積的現象，向北防波 堤的方向淤積漸增，很多消波塊因而被覆砂掩埋。向海的方向水深較 深水流、水質狀況都很好。

照片 3-7 測站七

測站八：如照片 3-8 所示，該測站位於北離岸堤防沙堤陸側，該測站 是全部測站中唯一較靠近頭前溪出海口的測站，之所以選擇這地方為 測站的原因，是因為該測站靠近頭前溪出海口，並且位於海堤背波 面，相較起來可能受河水的影響比海水大，並可比較其水質及生態相 與其他各站不同之處，以作為日後參考之資料；因受遮蔽之故，該測 站的水流十分平穩。在該測站可聞到異常的惡臭，推判其原因為該處 因為位於出海口附近，河水迴流污水聚集於此，再加上此處不受波浪 作用水流相當平穩，所以水流所夾帶的有機物質將會在此沉澱，且也

可發現消波塊底部的泥沙異常污濁。當朔望之際，可發現此處附近一 直到岸邊露出大片沙灘，可見此處的淤沙相當嚴重。

照片 3-8 測站八

3-2 調查及採樣方法

本研究現地生物之調查自2002年6月起至2003年5月止，前往新竹 南寮漁港勘查各測站消波塊上及其附近之生物分布情形，其中包含從 上潮帶至低潮帶上的藻類、貝類及螺類等生物之種類調查。

每次調查之進行，係參考交通部中央氣象局所頒定之潮汐表，選 定於大退潮時（約月底）前往各測站，選定數個消波塊，觀察其結構 物上之附著生物分布情形，觀測時由高潮位向低潮位方向，逐一記錄 各生物種類的數量、出現位置及附著之基質，並於消波塊上、中、下 各部位隨機選取10cm×10cm之方框大小採集數份樣本，經過刮取、裝 袋及冷藏，將採樣之標本攜回實驗室鑑別其種類，鑑定時乃依據各類 圖鑑及有關報告予以鑑定（江等，1990；游及符，1991；沈等，1993；

邵等，1993；邵等，1996；賴，1999；黃，2000；鄭，2000；陳，2000；

賴，2001；陳，2001）。

照片 3-9

照片 3-10

照片 3-11

照片 3-12

3-3 各測站生物種類組成與分布及其平均豐度

3-3-1 各測站生物種類組成與分布

本研究經由12個月之調查結果，顯示各測站隨地理位置不同，所 觀察到的生物不盡相同，有一些差異。八個測站主要的生物種類以藻 類 及 貝 類 為 主 ， 藻 類 中 以 綠 藻 門 之 石 蓴 （

Ulva conglobata Kjellman

Centroceras clavulatum

Grateloupia filicina

Pterocladia capillacea

Mytilus edulis

Saccostrea mordax

Balanidae

蚵岩螺（

Thais clavigera

Actiniidae

海鞘（

Polycarpa sp.

測站一：由現場觀測顯示紫貽貝、藤壺及黑齒牡蠣為主要之生物種 類，藤壺於消波塊之頂部及側部皆可發現其分布，生長情形相當豐富

（如照片 3-13 所示）。另紫貽貝及黑齒牡蠣是本測站數量最多的生 物，分佈也相當地廣（如照片 3-14、3-15 所示），在本測站所發現的 紫貽貝大都附著在黑齒牡蠣殼上，或黑齒牡蠣間所凹空的空間，似乎

貽貝大都分佈在中、下層，可發現紫貽貝與黑齒牡蠣之間有某種共存 的關係。由於第一測站潮位退得相當地大，各潮汐間形成了較長的乾 水期，環境的變化較大，所以在此測站調查到的生物種類相當稀少及 單純，主要以黑齒牡蠣、紫貽貝及藤壺為主，因此可知道上述的三種 生物較能耐受乾濕變化大的環境。另外於本測站亦觀測到少數之笠 螺、海蟑螂、螃蟹、滸苔等。在退潮後，有部份消波塊之底部形成小 型之潮池，內有少數之海葵、螃蟹（如照片 3-16）。在消波塊前石塊 上之生物有明顯覆沙情形，不利生物生長（如照片 3-17 所示）。從九 月後海葵、滸苔就消失不見，顯示入秋後氣候轉涼，水溫也轉低，部 分生物有季節出現及消失之情形，而受到季節變化影響。直到一月開 始，陸續有藻類（如石蓴）的著生。

照片 3-13 藤壺分布於消波塊上之情形

照片 3-14 貽貝大量分布於消波塊中下部及前面石頭上

照片 3-15 貽貝大量分布於消波塊前面石頭上

照片 3-16 退潮後形成小潮池，有海葵分布其間

照片 3-17 拋石塊上有明顯之覆沙影響生物生存空間

測站二：在本測站所發現的生物和第一站相似，經由觀察的結果（如 表 3-2），我們發現在本測站的生物相有貽貝、黑齒牡蠣、笠螺、牡丹 菜、滸苔、藤壺等等。主要仍以貽貝、藤壺及黑齒牡蠣為主要之生物 種類（如照片 3-18 所示）。藤壺於消波塊之頂部及側部皆可發現其分

布，生長情形亦相當豐富（如照片 3-19 所示）。而貽貝附著的情形大 致上也和第一站相同，貽貝大量附著在死掉的牡蠣殼上，而在該測站 所發現的滸苔都生長在消波塊前的石塊上，海葵亦發現在消波塊與石 塊底部所形成之小潮池的地方，部份消波塊之頂端附著之貽貝與黑齒 牡蠣間亦有牡丹菜、笠螺及小螃蟹生長其間（如照片 3-20 所示）。而 某些消波塊的頂部發現因為覆沙的關係，使得牡丹菜的生長空間被剝 奪，受到相當大的影響（如照片 3-21 所示）。從九月後海葵、滸苔、

牡丹菜就逐漸消失不見，與測站一相同，顯示部分生物受到季節變化 影響。

照片 3-18 貽貝附著在死掉的牡蠣殼上之情形

照片 3-19 藤壺分布於消波塊之頂部及側部

照片 3-20 消波塊之頂端生物種類豐富，有貽貝、黑齒 牡蠣、牡丹菜、笠螺及小螃蟹生長其間

照片 3-21 消波塊頂部上有明顯之覆沙影響生物之生存空間

測站三：本測站由於位於海堤之內側，海水流動性較差，有黑齒牡蠣、

岩螺、笠螺、蜑螺、縱胞藻等之出現。尤其以黑齒牡蠣生長最為茂密 且巨大，在前二、三排的消波塊（由沙灘地往上起算）幾乎全部遍滿

（如照片 3-22 所示）。在觀測及採樣過程中發現黑齒牡蠣的肉質呈現 綠色，推判該測站的水質疑遭重金屬污染。其他之生物如岩螺、笠螺 及蜑螺分布於牡蠣殼隙之間（如照片 3-23 所示）。另外於九月時黑齒 牡蠣已至採收期，許多附近民眾皆以小刀或湯匙挖取，造成消坡塊上 只剩牡蠣殼，本站與第八站最受影響，形成非常不美的景觀（如照片 3-24 所示）。

照片 3-22 黑齒牡蠣分布情形

照片 3-23 岩螺、笠螺及蜑螺分布於牡蠣殼隙之間或殼上

照片 3-24 黑齒牡蠣殼於九月份時被當地民挖食

測站四：本測站的生物分別有貽貝、黑齒牡蠣、笠螺、岩螺、玉黍螺、

孔雀蛤、藤壺、海葵、大管蛇螺、縱胞藻、牡丹菜及滸苔等（如表

3-1 所示）。在觀測調查的過程中，發現貽貝在中、下層部分生長得特 別豐富，都是以群聚的方式生長，甚至是在消波塊上幾乎遍滿了整個 側面（如照片 3-25、3-26 所示）。而另一個觀測是縱胞藻都只生長在 背陽面，幾乎位於消波塊底部倒凹之下面，此區亦可觀測到岩螺及孔 雀蛤（如照片 3-27 所示）。岩螺、孔雀蛤及大管蛇螺則分布於低潮帶 較多（如照片 3-28 所示）。藻類之分布如前測站三牡丹菜及滸苔則分 布在中下潮帶且陽光充足的面位（如照片 3-29、3-30 所示）。縱胞藻、

石花菜亦觀測分布於中下潮帶。與前幾測站相同，九月份後附著生物 以綠藻門之牡丹菜及滸苔逐漸消失。另外於本站及第五及第八測站，

九月黑齒牡蠣已至採收期，許多附近民眾皆以小刀或湯匙挖取，造成 消波塊上只剩牡蠣殼，形成非常不美的景觀。

照片 3-25 貽貝分布生長得特別豐富，常以群聚的方式生長

照片 3-26 消波塊上整個側面佈滿貽貝

照片 3-27 縱胞藻生長在消波塊底部背陽面，岩螺分布其間

照片 3-28 大管蛇螺分布於低潮區之情形

照片 3-29 牡丹菜及滸苔之分布情形，常見於陽光充足的面位

照片 3-30 貽貝、牡丹菜及滸苔之分布情形

測站五：由於本測站位於堤頭，海水交換良好，提供了附著生物生長 所需的豐富養分，故在本測站所觀測採集到的生物相當豐富，有貽 貝、黑齒牡蠣、岩螺、玉黍螺、孔雀蛤、藤壺、海鞘、牡丹菜、縱胞 藻、安曼司石花菜、蜈蚣藻、異枝菜等。其中黑齒牡蠣在此站相當優 勢，由所調查的上、中、下三個區域，幾乎都可看見而且生長得十分 茂密且巨大（如照片 3-31、3-32 所示）。在本測站所觀之消波塊上無 論頂端或側面藻類之附著及生長都相當好，同第一、二測站黑齒牡蠣 間亦有牡丹菜、貽貝、藤壺、笠螺及小螃蟹生長其間（如照片 3-33、

3-34 所示）。岩螺則生長在不易受浪花拍擊或水流大的地方（如照片 3-35 所示）。六至八月夏天而藻類中牡丹菜及滸苔則分布在中下潮帶 且陽光充足的面位，縱胞藻、石花菜亦觀測分布於中下潮帶，海鞘則 觀測分布於低潮帶消波塊側面底部。至九月後東北季風開始，氣溫明 顯下降，綠藻門的牡丹菜及滸苔則紛紛死亡而逐漸消失，受到季節影 響，使得整個消坡塊顯得顏色單調。

照片 3-31 黑齒牡蠣佈滿整個消波塊

照片 3-32 黑齒牡蠣佈滿整個消波塊

照片 3-33 牡丹菜、貽貝、藤壺、笠螺及小螃蟹生長其間

照片 3-34

照片 3-35 蚵岩螺常生長在不易受浪花拍擊或水流大的地方

測站六：本測站位於港口之北堤堤頂之外側，同樣面向大洋，海水交 換良好，生物相當豐富，有貽貝、黑齒牡蠣、岩螺、笠螺、玉黍螺、

孔雀蛤、藤壺、海鞘、太平洋長臂蝦、大管蛇螺、螃蟹、牡丹菜、滸 苔、縱胞藻、異枝菜、石花菜、扇形叉枝藻等。其中以牡丹菜、滸苔、

貽貝位於中低潮帶消波塊之頂端及側面分布最為廣泛，（如照片 3-36、3-37 所示）。上潮帶有黑齒牡蠣、藤壺之分布（如照片 3-38、

3-39 所示）。縱胞藻則分布於於中下潮帶消波塊底部倒凹之下面（如 照片 3-40、3-41 所示）。本區中出現較多石花菜、異枝菜、扇形叉枝 藻（如照片 3-42、3-43 所示）。大管蛇螺則分布於低潮帶消波塊的側 面底部（如照片 3-44 所示）。本區中亦觀測到一些海鞘分布於低潮帶 消波塊的側面（如照片 3-45 所示）。與前幾測站相同，九月份後附著 生物以綠藻門之牡丹菜及滸苔逐漸消失，同時並沒有新發現任何新的

生物種類。

照片 3-36 牡丹菜、滸苔、貽貝分布情形

照片 3-37 牡丹菜、滸苔、貽貝分布情形

照片 3-38 上潮帶有黑齒牡蠣、藤壺之分布

照片 3-39 黑齒牡蠣、藤壺之分布

照片 3-40 縱胞藻分布於中下潮帶消波塊底部倒凹之下面

照片 3-41 縱胞藻分布於中下潮帶消波塊底部倒凹之下面

照片 3-42 低潮帶有石花菜、異枝菜、扇形叉枝藻之出現

照片 3-43 低潮帶有石花菜、異枝菜、扇形叉枝藻之出現

照片 3-44 大管蛇螺分布於低潮帶消波塊的側面底部

照片 3-45 海鞘出現分布於低潮帶消波塊的側面或內凹側

測站七：在本測站所調查到的生物包含了有貽貝、黑齒牡蠣、岩螺、

藤壺、海鞘、大管蛇螺、螃蟹、海葵、牡丹菜、縱胞藻、異枝菜、滸 苔等。由調查結果，得知牡丹菜、滸苔、藤壺、黑齒牡蠣、藤壺以及 岩螺在測站分布相當地廣，其分佈由中至下層幾乎都可看見（如照片 3-46、3-47、3-48 所示），而大管蛇螺、海鞘、岩螺大都分佈在下層

（如照片 3-49、3-50 所示）。縱胞藻同前面測站亦分布於於中下潮帶 消波塊底部倒凹之下面（如照片 3-51、3-52）。九月份後附著生物以 綠藻門之牡丹菜及滸苔逐漸消失。

照片 3-46 牡丹菜、滸苔之分布情形

照片 3-47

照片 3-48

照片 3-49 岩螺與海鞘分佈在消波塊下層

照片 3-50 岩螺大都分佈在下層

照片 3-51 縱胞藻分布於中下潮帶消波塊底部倒凹之下面

照片 3-52 縱胞藻分布於中下潮帶消波塊底部倒凹之下面

測站八：本測站位於頭前溪口的南側，為北堤右側之離岸堤之內側，

由於此處有河水及海水之交換，在研究期間，發現該測站的生物相相

當單純，同測站五僅有貽貝、黑齒牡蠣、藤壺、蜑螺、螃蟹等，在這 些生物中尤其以黑齒牡蠣生長最為豐富巨大（如照片 3-53、3-54）。

由照片顯示我們可得知黑齒牡蠣佈滿於消波塊任何面位。而藤壺大都 分佈在上層，其他之生物如岩螺、笠螺及蜑螺分布於牡蠣殼隙之間，

數量相當少。與前幾測站相同，九月份後本站及第五站，黑齒牡蠣已 至採收期，許多附近民眾皆以小刀或湯匙挖取，造成消坡塊上只剩牡 蠣殼，造成景觀視覺上的破壞。

照片 3-53 本區黑齒牡蠣生長最為豐富巨大

照片 3-54

3-3-2 各測站生物之種類平均豐度

各測站附著生物之種類組成平均豐度百分率詳如表3-1。由表中 可看出各測站間其各種附著生物之平均豐度各不相同，以下就針對測 站1、4、7、8為例作簡單的說明。

測 站 1 以 紫 貽 貝 （

Mytilus edulis

（0.726），其次是花邊笠螺（

Lottia luchuana

測站4，由表中可得知在該站其種類組成相當豐富，亦即生態多 樣性較佳，其中以紫貽貝為該站最為優勢之物種（其全年平均豐度為 0.672），其次為細粒玉黍螺（其全年平均豐度為0.6497）。測站7，

由表中也可看出其種類組成也是相當豐富（共計有30種），而在該站 中以花松笠螺最為優勢，其全年平均豐度為0.6599，其次為細粒玉黍 螺（其全年平均豐度為0.4549）。

測站8，全年水質狀況較不穩定，因而造成種類相相當稀少，其 中以花邊笠螺（

Lottia luchuana

Nodilittorina radiata

Saccostrea mordax

若以季節變化對於附著生物之影響作討論，經由現地觀察中可得 知各測站在入秋後，因氣候及水溫的驟降，各測站間皆以藻類（如牡 丹菜、滸苔等）的影響最為明顯，有季節性消長情形。而另一種影響 的生物為黑齒牡蠣，在九月後陸續有許多民名眾或漁民會到這些堤岸 來採捕挖食牡蠣，而造成黑齒牡蠣大量減少。同時在挖掘的過程，亦 造成其他共生其間的生物影響，破壞了原有的棲地基質。這些生物及 牡蠣殼被任意丟置於地面，形成底部形成高的有機質情形。

表 3-1、八個測站附著生物種類組成之全年平均豐富度百分率（2002 年 6 月至 2003 年 5 月）

SPECIES / STATION ST1 ST2 ST3 ST4 ST5 ST6 ST7 ST8

Abnfeltiopsis flabelliformis — — — 0.0018 — — 0.0068 —

Actinian SPA 0.0002 0.0005 — 0.0002 0.0004 0.0004 — —

Cellana grata 0.0367 0.0475 0.0386 0.316 0.3512 0.2723 0.6599 0.0386

Cellana toreuma － 0.003 － 0.0062 0.0051 0.0378 0.0084 －

Centroceras clavulatum — — 0.0177 0.0066 0.0145 0.0319 0.003 —

Chondrus ocellatus — — — 0.0013 — 0.0028 0.0059 —

Enteromorpha prolifera 0.0022 0.0034 — 0.0162 0.0019 0.0244 0.0184 —

Gelidium amansii — — — 0.0221 0.0388 0.0235 0.0284 —

Grateloupia filicina — — — 0.0021 0.0009 0.0051 0.003 —

Ligia exotica 0.0012 0.0013 0.0022 0.0012 0.0013 0.0016 0.0011 —

Littorina undulata 0.1371 0.0824 0.6467 0.0053 0.0685 0.2074 0.1588 0.2018

Lottia luchuana 0.6568 0.6769 0.5788 0.3284 0.336 0.358 0.1838 0.5788

Lottia sp. 0.0597 0.003 － 0.0124 0.0204 0.0403 0.0251 －

Mytilus edulis 0.7258 0.4816 0.0212 0.672 0.3976 0.1314 0.3683 0.3518

Neritidae — — 0.0009 0.0002 0.0004 0.001 — 0.0014

Nipponacmea schrenckii 0.0078 0.1447 0.0353 0.0514 0.0464 0.0187 0.0457 0.0353

Nodilittorina radiata 0.4922 0.2689 0.0367 0.6497 0.1798 0.3917 0.4549 0.5333

Nodilittorina trochoides 0.2171 0.4182 0.2467 0.1571 0.7493 0.0302 0.1011 0.0667

Nodilittorina vidua 0.1536 0.2305 0.07 0.1879 0.0024 0.3706 0.2852 0.1982

Patelloida striata 0.0047 0.0002 － 0.0067 0.0017 0.0056 0.002 －

Perna viridis — — — 0.0021 0.0004 0.0006 0.0004 —

Pterocladia capillacea — — — 0.0142 0.0004 0.0238 0.0077 —

Rock barnacle 0.1024 0.278 0.6925 0.094 0.2775 0.3343 0.234 0.0844

Saccostrea mordax 0.0498 0.1657 0.1521 0.0652 0.1331 0.2403 0.1779 0.3996

Sarcodia montagneana — — — — — 0.0005 0.0016 —

Sea-squirt SPA — — — 0.0069 0.0103 0.0063 0.0124 —

Sea-squirt SPB — — — 0.0028 0.0071 0.0027 0.0048 —

Serpulorbis imbricatus — — — — — — — —

Siphonaria laciniosa 0.2342 0.1247 0.3473 0.2788 0.2392 0.2673 0.0752 0.3473

Stalk-eyed 0.0003 0.0002 0.005 0.0006 0.0011 0.0016 0.0023 0.0086

Thais clavigera — — 0.0054 0.0016 0.0024 0.0018 0.0021 0.0107

Ulva conglobata 0.001 0.0026 — 0.0301 0.0461 0.0398 0.0343 —

Valoniopsis pachynema — — — 0.0019 0.0073 0.0024 0.0014 —

第四章 生物與環境的關係

豐富的生態系並非單指生物的數量多寡而已，同時要求生物的種 類相也要多，藉以表現該生態系統的豐富程度，亦即所謂的生物多樣 性（郭，2001）。而生物多樣性簡單來說就是「全部的生命型態所呈 現出來的複雜性」（Williams，1998）。臺灣四面環海，具有廣闊的沿 岸水域，兼具熱帶和亞熱帶氣候特徵，因此沿岸海洋生物種類繁多，

數量也很豐富，而且，由於沿岸各區生態環境之不同，生物群聚也有 相當大的岐異（戴，1989）。因此，本研究希望藉由附著生物的多樣 性分析，來了解新竹漁港消波塊的環境生物豐富度情形，並進一步以 環境因子的探討，來分析生物多樣性與環境間之相關。

4-1、生物相似性及多樣性分析

4-1-1 分析方法 A.相似度分析

本研究為探討兩測站間生物群聚之相似度（Similarity），分別 以共有種率（Percentage of species shared）（Rosenberg, 1973）

及 Czeknowski 相似度係數（Odum, 1971）進行分析，計算方式如下：

a. 共有種率

PS ＝ C×100 /（A+B－C）﹪

b. Czekanowski 相似係數 CZ＝2C /（A+B）

上兩項指數

A：表示第一個測站之種類數目

C：表示第一個與第二個測站間所共有之種類數目

B. 多樣性分析

生物的多樣性通常以生物群聚的歧異度（Species diversity）

變化來了解，而歧異度是以生物種類組成的結構關係，可用來表示自 然集合群聚的變化情形。且小世博昭等（1995）也指出多樣性指數高 的場所，反映出良好的棲息環境。故本研究使用下列之多樣性指數

（Pielou，1975；Pielou， 1977 ；Pielou，1984；Ludwing and Reynolds， 1988）：分別為優勢度指數（Dominace Index，C）、Shannon 種歧異度指數（Shannon diversity，H’）、均勻度指數（Evenness index，J’）及種數的豐富指數（species richness index，SR）

來進行分析。各種指數之計算表示如下：

a. 優勢度指數（C）

C ＝Σ（ni / N）²

b. Shannon 種歧異度指數（H’）

本指數可綜合反映一群聚內生物種類之豐富程度（species richness）及個體數在種間分配是否均勻。

H’ ＝ －Σ（ni / N） ln（ni / N）

c. 均勻度指數（J’）（Hurlbert, 1971）

J’值表示群聚內種間分配之均勻度，J’值愈大，則表示個體 數在種間分配愈均勻。

J’ ＝ H’ / H^max H^max ＝ ln S

d. 種類的豐度指數（SR）（Margalef, 1958）

SR 值表示群聚內種類數的豐富情形，指數值愈大則群聚內生

物種類數愈多。

SR=（S-1）/ ln N 上列各項指數

ni：表示為該測站第 i 種生物之個體數 N：表示為該測站所有生物種類之總個體數 S：表示為該測站所出現生物之種數

4-1-2 分析結果

A、各測站間之相似度變化

為探討兩測站間附著生物群聚之相似度（Similarity），本研究 分別求得共有種率（PS）及Czeknowski相似度係數（CZ），其結果如 圖4-1a、圖4-1b所示。由圖4-1a顯示，測站1與測站2間有86.43﹪共 有種率，測站1與其它測站間共有種率在39.33~63.77﹪間；測站2對 其它測站間，共有種率均在42.69~58.41%之間；測站4與測站5、測站 6、測站7彼此間共有種率在77﹪以上，表示四個測站較為相似；測站 3對測站8彼此間（82.22%）比對其測站有較高之共有種率。

另外圖4-1b所表示為以Czekanowski相似係數得到之結果，各測 站間之相似度介於53.48~92.40﹪間，相似度分析結果與前述一致。

其中，測站1與測站2有高達92.40%的相似，而測站1與其它測站間的 Czekanowski相似率介於56.25~73.76%之間；測站4與測站5、測站6、

測站7彼此的相似係數皆在87﹪以上，而測站3對測站8有高達91.20%

的相似率。

綜合以上兩種相似度分析，可歸納成三個相似類群，其中測站1 與測站2為一群，測站4與測站5、測站6、測站7四個測站為一群，測 站3與測站8為一群。

St1 St2 St3 St4 St5 St6 St7 St8 St1 － St2 86.43 － St3 63.77 58.41 － St4 39.91 44.78 46.35 － St5 47.90 48.69 52.76 78.14 － St6 42.35 47.16 49.64 85.16 83.70 － St7 39.33 42.69 43.04 83.59 77.30 80.54 － St8 58.64 53.18 82.22 38.31 44.20 42.19 36.78 －

﹪ ＞8 0 60-80 40-60 20-40 ＜20

圖 4-1a、8 個測站之共有種率示意圖（方格數字代表兩測站間共有種百分率，從 2002 年 6 月至 2003 年 5 月之全年平均）

St1 St2 St3 St4 St5 St6 St7 St8 St1 － St2 92.40 － St3 77.71 73.59 － St4 56.86 61.76 63.19 － St5 64.42 65.14 69.00 87.62 － St6 59.20 63.99 66.13 91.95 91.01 － St7 56.25 59.63 60.00 90.87 87.01 89.14 － St8 73.76 69.36 91.20 55.21 61.22 58.99 53.48 －

﹪ ＞80 60-80 40-60 20-40 ＜20

圖 4-1b、8 個測站之 CZ 相似度係數示意圖（方格數字代表兩測站 CZ 值，從 2002 年 6 月至 2003 年 5 月之全年平均）

B、各測站間之岐異度變化

2002年6月至2003年5月各測站間之四項指數岐異度變化詳如附 表1及圖4-2~圖4-6所示。首先，由優勢度指數（Dominace Index, C）

所得到之結果，若其數值愈大顯示該測站有明顯優勢種出現；如圖4-2 所示，其數值隨季節變化及各測站間的不同而有差異，其中以測站1

及測站3之12個月數值變化為較高，測站2、測站4與測站8其數值也相 對於測站5、測站6、測站7高，顯示測站1、測站2、測站3、測站4與 測站8五個測站較其他三站有明顯優勢種出現；而以季節性來看（如 圖4-2），測站3、測站4、測站5、測站6及測站7從九月入秋後其指數 值有較明顯升高之情形，表示生物間群聚情形的改變，此結果主要由 於入秋後氣候的驟降，造成某些附著生物（如藻類等）因無法生存而 消失；從2003年3月開始，其數值有逐漸下降之趨勢，此乃因季節正 式進入春季，氣候逐漸回暖，許多附著生物（如海葵、滸苔、指枝藻、

蜈蚣藻等）逐漸於消波塊上著生。由圖4-2中可看出測站8在2月至3 月間其數值有很明顯的下降現象，除上述的原因之外，另根據本研究 現地觀察發現該測站因為覆沙問題致使消波塊上附著生物死亡，導致 指數值降低。

6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 MONTH

0.2 0.4 0.6

0.1 0.3 0.5 0.7

INDEX

ST 1 ST 2 ST 3 ST 4 ST 5 ST 6 ST 7 ST 8

圖 4-2、八個測站優勢度指數之月別變化（從 2002 年 6 月至 2003 年 5 月）

種歧異度指數（Shannon diversity, H’）之結果隨季節變化及 各測站亦有不同之差異，其結果如附表1及圖4-3所示，本指數數值愈

高顯示該測站有較豐富的生物相，亦表示該測站具有較高的生物多樣 性。各測站間之比較情形如下所述，位於迎波面海水交換良好的測站

（測站4、測站5、測站6及測站7）均有較高的指數值出現，但以測站 1及測站2來說，雖同樣屬於迎波面，但其數值普遍不高，其原因為該 兩測站在漲退潮期間有較長時間暴露於空氣中，因而形成較長的乾水 期，造成附著生物不易生存的棲息環境。而測站3與測站8其數值也同 樣普遍不高，此乃因該二測站位於背波面，海水交換不良，無法提供 附著生物較佳的棲息環境，只有耐受性較高的生物（如黑齒牡蠣等）

在此大量著生，而造成該處生物多樣性較低。另探究八個測站之季節 變化情形，如圖4-3所示，其中測站3、測站4、測站5、測站6及測站7 於九月入秋後有較明顯之下降變化，亦即表示生物多樣性降低。此結 果顯示這些測站的附著生物受到季節變化影響而消失或減少，造成生 物群聚改變，因而導致指數下降，直至1、2月份開始，因氣候逐漸回 暖，其數值有逐漸上升的趨勢；而經本研究現地觀察發現有些附著生 物（如石蓴、海葵等）於1、2月份開始逐漸於消波塊上著生。

6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 MONTH

0.8 1.2 1.6 2 2.4

INDEX

ST 1 ST 2 ST 3 ST 4 ST 5 ST 6 ST 7 ST 8

圖 4-3、八個測站種歧異度指數之月別變化（從 2002 年 6 月至 2003 年 5 月）

均勻度指數（Evenness index, J’） 表示群聚內種間分配之 均勻度，其值與C值趨勢相反，J’值愈大則表示個體數在種間分配愈 均勻。其結果如附表1及圖4-4所示，而由圖中可看出測站1與測站5其 數值相對於測站4、測站5、測站6、測站7低，此結果與優勢度的趨勢 相反，但其所呈現的結果一致。由圖4-4中顯示各測站之均勻度指數 季節變化情形，其中測站3、測站4、測站5、測站6及測站7在九月皆 有明顯下降情形，顯示這些測站之附著生物有部分受到季節環境影響 而消失或減少，因而導致指數下降，此下降情形亦即表示生物群聚改 變，生物群聚的均勻度下降，更顯得環境的變化對於生物生存的不 利；直至1、2月份開始，其數值有逐漸上升的趨勢，其中上升最明顯 的為測站2，在1月份時其數值高達0.6018，但於2月份時卻下降至 0.5733，經由本研究現地觀察發現在2月份時有明顯覆沙現象，因而 造成數值下降；而測站8也有相同的情形，從1月份0.6653下降至2月 份0.6556，推判其原因，可能與覆沙問題有關因而致使附著生物的滅 絕。

6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 MONTH

0.2 0.4 0.6 0.8

INDEX

ST 1 ST 2 ST 3 ST 4 ST 5 ST 6 ST 7 ST 8

圖 4-4、八個測站均勻度指數之月別變化（從 2002 年 6 月至 2003 年 5 月）

最後，種類數的豐富指數（species richness index. SR）表示 群聚內種類數的豐富情形，SR值愈大則群聚內生物種類數愈多。由圖 中顯示測站1、測站2、測站3與測站8其數值都相對於測站4、測站5、

測站6與測站7低，換言之，測站4、測站5、測站6與測站7群聚內的種 類數較為豐富，其原因為這4個測站皆位於堤頭附近，其海水流動性 相當良好可提供生物較佳的棲息環境。由圖4-5中顯示八個測站種類 數的豐富指數之季節變化情形，其中測站1在6月至8月間有很明顯的 下降情形，推判其原因可能該測站在漲退潮間因附著生物暴露於大氣 中的時間較長且因夏季氣候嚴酷對於生物的生存造成相當不利的棲 息環境；而測站4、測站5、測站6及測站7自九月後有明顯下降變化，

其中以1、2月份為最低，此結果與前述各項指數的季節變化一致，表 示在入秋後附著生物可能因氣候的轉變與海水溫度的驟降而影響其 生存環境；直至3月份開始，其數值有逐漸上升的趨勢，亦顯示出本 研究區域的生物多樣性有逐漸豐富的傾向。

6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 MONTH

0.8 1.2 1.6 2 2.4

INDEX

ST 1 ST 2 ST 3 ST 4 ST 5 ST 6 ST 7 ST 8

圖 4-5、八個測站豐富度指數之月別變化（從 2002 年 6 月至 2003 年 5 月）

另外，如圖4-6至圖4-9顯示各測站從2002年6月至2003年5月各測 站間四項指數之季節變化情形。以岐異度而言，在各季節中均以面海 的測站（測站4、5、6及7）較其他測站高，亦即顯示出環境良好其所 反映出的生態多樣性也較佳。而探討種豐富度及均勻度之各測站間變 動趨勢，其結果也與上述歧異度結果相同。另外，由優勢度來看，可 得知測站1、2、3及8在四季的變化趨勢均較其他四個面海的測站較 高；然而，測站4在進入秋、冬之際時，其指數值有較明顯升高的情 形，亦即顯示該測站在季節交替中，生物的群聚有相當的變化。

綜合上述所言，顯示測站間因環境條件的差異而有不同的生態效 果產生，位於海水流動性較佳的場所（測站4、5、6及7）其生物多樣 性較為豐富，而位於水質不佳（測站3、8）或曝曬時間過長（測站1、

2）的地方，其多樣性較差且較易有優勢種的產生。另外，由各項歧 異度指數結果所顯示各測站間的附著生物亦會受到季節的影響而有 消長的情形。

1 2 3 4 5 6 7 8

STATION 0

0.5 1 1.5 2 2.5

INDEX

● ：均勻度

╳ ：歧異度

▲ ：優勢度

◆ ：種豐富度

圖 4-6、八個測站各項歧異度指數之夏季變化圖（從 2002 年 6 月至 2002 年 8 月）

1 2 3 4 5 6 7 8 STATION

0 0.5 1 1.5 2 2.5

INDEX

● ：均勻度

╳ ：歧異度

▲ ：優勢度

◆ ：種豐富度

圖 4-7、八個測站各項歧異度指數之秋季變化圖（從 2002 年 9 月至 2002 年 11 月）

1 2 3 4 5 6 7 8

STATION 0

0.5 1 1.5 2 2.5

INDEX

● ：均勻度

╳ ：歧異度

▲ ：優勢度

◆ ：種豐富度

圖 4-8、八個測站各項歧異度指數之冬季變化圖（從 2002 年 12 月至 2003 年 2 月）

1 2 3 4 5 6 7 8 STATION

0 0.5 1 1.5 2 2.5

INDEX

● ：均勻度

╳ ：歧異度

▲：優勢度

◆ ：種豐富度

圖 4-9、八個測站各項歧異度指數之春季變化圖（從 2003 年 3 月至 2003 年 5 月）

4-2、水質及水位調查

4-2-1 水質調查

為了解各測站水質環境對附著生物的影響，本研究進行水溫、鹽 度、溶氧、酸鹼度、電導度及降雨量等項目之測定，其中降雨量資料 係參考中央氣象局網站所頒定之新竹地區月別降雨量（如表 4-1 所 示）。

以下對水質量測之採樣方法及所使用之材料作簡略的介紹，溫 度：以電子溫度計測量；鹽度：以 WTW Cond315i 量測所採集之水 樣，並讀取其數值。pH 值：以 HOTEC HTC-201U pH Meter 測量所 採集的水樣，並讀取其 pH 值。溶氧量：利用”水中溶氧—疊氮化物 修正法”，以 300ml 之 BOD 瓶於現場採集水樣並先後加入 1ml 硫酸 亞錳及 1ml 鹼性碘化物-疊氮化物試劑作其溶氧固定，並攜回實驗室

Cond315i 量測所採集之水樣，並讀取其數值。

本研究從 2002 年 6 月份起即進行環境的水質測量，所得到之結 果如附表 2 及圖 4-10 至圖 4-14 所示。其中水溫的全年變化如附表 2 及圖 4-10 所示，由圖中可看出各測站間其全年趨勢一致相同，從六 月起八個測站平均水溫為 29.11℃，隨著月份的增加而逐漸升高，至 八月平均水溫 30.76℃達到最高，爾後由於季節的轉變，水溫也逐漸 下降，以 1 月的平均水溫為最低（15.13℃），而從 2 月份開始其水溫 有逐漸上升的趨勢。

6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 MONTH

10 15 20 25 30 35

TEMP (OC)

ST 1 ST 2 ST 3 ST 4 ST 5 ST 6 ST 7 ST 8

圖 4-10、八個測站水溫之月別變化圖（從 2002 年 6 月至 2003 年 5 月）

鹽度的全年變化趨勢如圖 4-11 所示，各測站之全年數值介於 27.4~34.5％o 之間，由圖中可發現各測站於 2002 年 10 月份及 2003 年 3 月份時其鹽度值均普遍偏低，其原因與該地區降雨量的多寡較有 關，如表 4-1 所示在 10 月份時雖然降雨量只有 32.0mm，但導致鹽度 降低之原因與 9 月份的降雨量（150.9mm）有關，而在 2003 年 3 月份