2007年2月20日 星期二

生態水文之定義

吳亦凡:生態水文的最終目的是生態復育,應用生態原理修復被人為破壞的自然環境,因此,台灣應該加強水文特性與生態系間交互機制,並落實於生態復育工作。

地友55 廖學誠 中華民國九十一年四月二十日

生態水文學為近年來學術界新興的研究領域,它整合生態及水文知識,以瞭解生態系如何改變水文特性,而這些水文特性又如何影響生態系功能。Timchenko (1994)認為生態水文是研究在複雜的生態系中,所有有生命及無生命組成,它們之間交互關係中的水文過程、現象及特性。Post et al. (1998)則指出,生態水文是在研究水文、氣象及生態過程間之關係,包括兩個核心問題:(1)在不同時間下,水文過程(包括形式、速率、時機、路徑等)如何影響到生態過程;(2)生態系及地景又如何回饋或限制到水文過程,例如植生在水量收入、儲存及消耗上所扮演的角色。Rodriguez-Iturbe (2000)則定義生態水文為研究在不同生態形式及過程裏的水文機制之科學。生態水文定義眾說紛紜,此乃由於個人觀點及所學專長不同所致,但也正因為經由不同角度來探討這新興學門,所以生態水文研究是日益蓬勃。此外,環境保護及生態保育觀念漸受重視,如何與大自然和諧相處、互利共生,亦是從事生態及水文研究者所追求之境界。
水文特性
根據烏克蘭多年來的生態水文研究結果得知,影響水生生態系的主要水文特性分別為:外部水量交換、內部水文動態、水量及泥砂的水文物理特性(Timchenko, 1994)。外部水量交換可由水量交換係數及水量交換時段測知,它可應用於生態系特性之分析,例如「新水」與「舊水」的交換常用來評估氾濫平原湖泊中藻類的淨化能力,以及水庫水量的更新監測等。輸送及混合是水體中的重要動態現象,輸送造成不同水體間之交換,包括熱量、懸浮質及有機體等,混合則讓不同層次水體的物理化學性質達到平衡,故水文動態變化與水質良莠密切相關。重要的水文物理特性則包括溫度、懸浮質濃度及光學特性。水溫常受湖泊大小、深淺及風力等影響,懸浮質則會影響水體明亮度、吸收有毒物質、或形成污泥,光學特性則會影響水生生態系的能量收支。
自然干擾如洪水、颱風、泥砂等可能是影響濱水生態系的主要水文特性,因為它們會改變濱水生態系的發展與演進。能長期永續的濱水樹種及族群常與水文干擾特性如流量、頻率、延時、時機等密切相關,當這些水文特性被改變後,生態復育工作將較為棘手(Beschta and Kauffman, 2000)。颱風是自然干擾,也是影響森林生態系的主要水文特性之一,颱風夾帶豪雨常造成河水暴漲、溪流改道,水生動物需克服高度流速方能存活,此外,颱風也影響到水質變化或養分循環,枯枝落葉加速養分傳輸,風倒木則有利孔隙更新,而部份離子濃度則隨流量高低而改變。泥砂會影響水生生物的棲息環境,改變河川微細地貌,此外許多營養鹽附著於泥砂表面,隨泥砂往下游移動,滋潤溪流兩側土壤肥力。

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