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臺灣櫻花鉤吻鮭與牠的鄰居:溪流中的藻類
藻類是溪流生態系食物鏈中的初級生產者,也是許多水生昆蟲和魚類的食物。不同藻類適應環境的能力不同,且對於水環境非常敏感,適宜用來評估河川的水質標準。
 
 
 
近年來夏季一年比一年熱,大家最常用的避暑方法就是到山上去,不然就是到溪邊戲水。若是能到山上又能享受冰涼溪水,那真是再好不過了。

在清涼的溪水中嬉戲時,常會不小心踩到滑溜溜的石頭而滑一跤,原來是石頭上長了藻類。若石頭呈現綠色就是長了綠藻,藍綠色是藍綠藻,而褐色的最有可能就是矽藻啦!

一般來說,藻類依生長形式可分為浮游藻類及附生藻類。顧名思義,浮游藻類就是漂浮在水體中的藻類,通常存在於流速較低的湖泊中。附生藻類則是附著在某種基質上,例如長在石頭上的藻類稱為石附生藻類,多生於溪流中的石頭上或是有滲流水的岩壁上;若是附在砂上的則稱為砂附生藻類,像海邊或溪邊的淺灘細砂上;在植物上的則稱為植附生藻類。只要有水,藻類可是無所不在的呦!

影響藻類生長的因子很多,例如水溫、水流速、水流量、日照、營養鹽等。農業活動常把沿岸植被砍光,日光直接射入溪水中使水溫上升,高的水溫導致藻類豐度增加。在林相鬱閉且較小的上游溪流,日光常是影響附生藻類豐度的首要限制因子,藻類群集也有可能跟著改變。

農耕地經過大雨後,肥料和農藥常被沖至溪水中,使得水中營養鹽增加。溪流藻類接收到大量的營養鹽便迅速增生,嚴重時會覆蓋整個河道,產生所謂的藻華現象。這時過多藻類大量的呼吸作用,會耗盡溪流內的氧氣,甚至使得溪流中的動物缺氧死亡,這就是優養化現象。

不同藻類適應環境的能力不同,且對於水環境非常敏感,因此最適宜用來評估河川的水質標準。一般來說,在無污染的水體中,藻類歧異度非常高,但每種藻數量不多。反之,在污染的水體中,藻類歧異度低,但每種藻數量龐大。

利用藻類做為水質指標有多種分析方式,如選擇特定藻類指標,除可顯示採樣當時水域的水質狀況外,也能看出潛在的所有影響因子的變動性。目前最常用作水質指標的是矽藻,因為矽藻較易鑑定,且對水中的污染異常敏感,除可用來探測各種農藥肥料的施用程度外,更可由污染程度不同所造成的種類及相對豐富度,來建立水質分析標準。此外,有些藻種的出現頻度,與氨氮、生化溶氧量、總磷量、溶氧量、酸鹼度等有密切相關性,因此可利用矽藻配合理化因子深入探討水質的改變。

武陵地區位於臺中縣和平鄉,海拔約1,800公尺,政府於民國52年為輔導退役軍人就業,設立武陵農場,開墾七家灣溪河谷地種植蔬菜、蘋果、水蜜桃及茶。本地夏季的平均氣溫是攝氏20度,區內的七家灣溪及高山溪是國寶魚臺灣櫻花鉤吻鮭的故鄉,來到武陵除了可以看到國寶魚外又可以避暑。但七家灣溪可是禁止下水的呦!因為臺灣櫻花鉤吻鮭對水溫及水質要求較高,為了預防遊憩活動污染水質,禁止遊客下溪戲水。

武陵地區共有七家灣溪、桃山西溪、桃山北溪、高山溪和有勝溪5條溪流。桃山北溪沿岸是林務局人工造林地,每年會砍草兩次。桃山西溪和高山溪沿岸則是原始森林,無人為干擾。七家灣溪東岸是原始森林和人工林的混合植被,但西岸距岸5公尺以上的土地,都種植了水果及蔬菜。有勝溪兩岸則都種植蔬菜,是重度農耕的地區。

雖然武陵地區部分溪流有農業活動,但是除了有勝溪外,各溪流的營養鹽都不高,都是屬於寡營養鹽的溪流。且每條溪流都是清澈見底,溪流內的石頭看起來大部分是褐色,只有在岸邊水流速較緩的地方,偶爾可看到綠色絲狀的綠藻。

溪岸鬱閉度愈低的溪流,由於光線充足,藻類會生長得較好,生物量也會提高。在有勝溪畔,因為高度開墾種植蔬菜,使得兩岸非常開闊,僅在西岸距溪約50公尺左右有臺灣二葉松林,東岸則是臺七甲線,因此有勝溪的鬱閉度僅52%,明顯比七家灣溪的61%及高山溪的94%低。有勝溪溪畔土壤保肥力最差,且含有較高的可溶性氮肥。經降雨或灌溉後,營養鹽就沖入溪流中,使得溪中無機氮鹽濃度明顯較其他溪流高,因而藻類生物量也明顯比高山溪及七家灣溪多,是後者的 1~3倍。

由於臺灣屬於季風氣候區,夏季常有颱風及暴雨,因此武陵地區各溪流水量在夏季時會暴漲到最高點,且因水流速度增加,使得許多藻類被沖走,所以藻類的生物量在夏季是最少的。而且在大水過後,多是體型較小或殼狀,可抵抗強烈水流的種類。

但是在冬季,由於雨量小且頻率不高,溪水流量小得多了,當然流速也比較低,因此鏈狀及絲狀的藻得以有機會生長並增加數量。在3月前的冬季,有勝溪溪內石頭上布滿綠色或黃褐色絲狀藻,這些絲狀藻都是屬於綠藻的剛毛藻,而黃褐色則是在剛毛藻上蓋滿了矽藻所造成的。

雖然在冬季的有勝溪會有很多的絲狀綠藻,但是以豐富度來說,在武陵地區的所有溪流中最優勢的藻類還是矽藻,其中又以殼狀的曲殼藻最占優勢。各溪流的藻類群集也不太一樣,且不同季節會出現不同的藻類群集。

七家灣溪的優勢藻種以矽藻類的曲殼藻和卵形藻,以及藍綠藻為主。高山溪的優勢藻種全是矽藻,其中光是曲殼藻屬就占了65%。有勝溪優勢的藻種較不明顯,但還是以矽藻為主,約占全部藻量的85%。而曲殼藻不管在那個季節都是最占優勢的,但是在夏、秋季則與卵形藻並列為最優勢藻種。冬天則由藍綠藻及綠藻占據溪流。

比較各溪流的藻類歧異度,有勝溪在冬季、夏季颱風後,歧異度都比七家灣溪及高山溪低,顯示有勝溪比其餘兩溪更為優養化。各溪流歧異度最低的季節都在冬天,夏天則最高。各溪流會有不同的藻類群集,主要原因是各溪流的環境因子不同,其中以水溫、酸鹼度、導電度、無機氮鹽及矽酸鹽最重要。而在不同季節呈現不同藻群集的原因,是因為矽酸鹽及流速的不同。

由於櫻花鉤吻鮭的生存有賴良好的水質,因此溪流水質是本區監測的重點。水質的監測除了包括溪水中營養鹽、水溫等因子外,也利用各種藻類指數來探討水質的狀況。最常用的藻類指數是優養矽藻指數(TDI),這是依據不同矽藻對於營養鹽敏感性的不同,設定一個特定的敏感指數及重要值,再依據該敏感指數及重要值來計算水質指數,TDI值愈低水質愈佳。武陵地區各溪流的TDI值在冬季最差,夏季最好,但是颱風過後當水量變少時水質又變差。有勝溪的水質是最差的,高山溪的水質則最好。

另一常用的藻類指數是矽藻群集指數(DAIpo),這是利用淨水性矽藻種類和耐污種矽藻的比例所計算出的指數,DAIpo值愈高則水質愈佳。武陵地區各溪流都是夏季水質最佳,冬季水質最差。在夏季,高山溪、七家灣溪等溪流是未(稍)受污染,有勝溪則是輕度污染。在冬季,七家灣溪水質變成輕度污染,有勝溪則變為中度污染,高山溪則不受冬、夏季的影響,水質都是未(稍)受污染。

由TDI及DAIpo兩種矽藻指數探討武陵地區溪流水質,發現結果是一致的。即冬季水質較夏季差,且有勝溪是武陵地區溪流中水質最差的溪流,高山溪的水質則是最好的。

藻類在水域環境中除了是生產者、主要氧氣供應者外,又能夠做為水質指標,尤其溪流中有重要的瀕危魚類的武陵地區,藻類可是支持臺灣櫻花鉤吻鮭存活的重要植物呢!因為臺灣櫻花鉤吻鮭的主要食物是水生昆蟲,而很多水生昆蟲吃藻類,彼此是環環相扣的食物鏈關係。若藻類生長得不好,水生昆蟲就會變少,則鮭魚找不到蟲吃可是會餓肚子的。下次到溪邊嬉戲的時候,可不要嫌棄石頭上滑膩的藻類噢!
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