採訪撰稿Interview& text／蔡佳珊Chia-shan Tsai
圖片提供Photo provided／林幸助
 
溪流匯聚了天降甘霖，滋養著這座島嶼上的萬物蒼生，孕育出傍河而居的文明記憶。然而現今人類的予取予求和恣意破壞，已讓許多溪流失去清麗原貌，更危及整個生態系統的存續與平衡。
 
溪流是台灣的血脈。這個地處亞熱帶的蕞爾小島，季風與颱風定期帶來豐沛雨水，4百多條大大小小的溪流以中央山脈為分水嶺，自山巔潺潺而下，雕塑出台灣凹凸有致的地貌，向四周奔流入海。

 
台灣的溪流是典型的熱帶亞熱帶島嶼溪流，「坡陡流急」是最主要的特徵，但四百多條溪流中，主流長於4公里而流域面積大於10平方公里的只有105條，而且大多數溪流的長度都只有數十公里。而由於中央山脈山脊偏東的緣故，東部溪流又比西部溪流更為短小，地形也更為陡峭。
   
受到季風氣候影響，台灣的乾濕季十分明顯。對溪流而言，每年的5到10月是豐水期，水流量大且流速快，颱風暴雨來臨時經常導致溪水暴漲，釀成災害。11月到四月則是枯水期，水流量少且速度緩慢，河床乾涸裸露，有些溪流甚至流不到入海口，成為「沒口河」。整體而言，台灣的溪流豐枯變異十分懸殊，這種情況在中南部與東部的溪流又比北部溪流更為明顯。

 
逆中求存的溪流生態
 
「對於生物來說，台灣的溪流是非常嚴酷的環境，」多年來專門研究水域生態的林幸助教授表示，台灣溪流環境的變化實在太大，夏天時溪水湍急，水中生物不論藻類昆蟲魚蝦蟹統統被沖走了，冬天則進入缺水的乾旱期，生物也不易存活。
 
是故，台灣溪流的生物多樣性並不高。整個溪流生態系的組成，植物方面包括藻類、水草與沿岸植被，動物方面則有水棲昆蟲、螺貝、蝦蟹、魚類、兩生爬蟲類和鳥類等等。為了深入了解溪流生態體系的組成與功能，以及人為因素對溪流生態的影響，近幾年林幸助教授和諸多水文、地理、土壤各領域的環境專家，和研究各種動植物的生物學者，共同從事水域生態整合型研究計畫，以宏觀的方式來建構生態與環境模式，探討生物與環境因子的交互作用，並從食物網的角度來觀察不同生物彼此之間的關聯性。
 
「為了要適應這樣艱困的環境，許多溪流生物已經演化出一套特殊的生存機制。」林幸助教授指出，歐美溫帶地區許多溪流魚類都在春夏繁殖，但是台灣的溪魚則選擇在秋天產卵，冬天孵化，到了春天，藻類生長、水棲昆蟲也多，小魚就有足夠食物可吃，等到夏天，才有足夠力量抵禦強勁水流。

 
台灣溪流兩生類的生殖季也不在萬物勃發的春天，而是秋末冬初的時節。根據中興大學生命科學系吳聲海教授在七家灣溪所作的研究，這裡的盤古蟾蜍和梭德氏赤蛙，蝌蚪都在秋冬孵化，一出生就得面對山區寒冷的水溫。但儘管如此，還是比在春夏時被洪水沖走要好得多。此外，牠們的習性甚至外型也都和在池塘繁衍的種類有所不同，譬如為了適應流水環境，溪流兩生類的蛙卵會沉在水底而非浮在水中，蝌蚪的身體也變得較扁平，低溫也致使牠們成長速度較慢，變態後的小蛙體型較大。而且海拔越高，蛙類越長壽，七家灣溪的蛙齡甚至可達8歲！
 
位於雪霸國家公園的七家灣溪，同時也是台灣的國寶魚──櫻花鉤吻鮭的唯一棲地。這種冰河時期孑遺物種屬於寒帶鮭魚，卻在亞熱帶與熱帶交界的台灣發現，成為眾所矚目的生物地理奇蹟。只能生長在水溫攝氏16度以下的櫻花鉤吻鮭，原本洄游在大海與河流之間，但冰河期過後氣溫上升，櫻花鉤吻鮭只好逐漸遷往高海拔的上游，最後竟然不再降海，變成陸封型的鮭魚，進而演化成台灣特有亞種。
 
這些活躍在高山溪流生態系中的生物，通過了天候的嚴峻考驗，發展出獨特的生活史，不僅讓我們見識到生命的奧妙與靈巧，也展現出自然環境的改變對於生物存活方式的巨大影響力。

 
人為開發，溪流缺氧
 
溪流生態是如此迷人，但可悲的是，目前台灣稱得上乾淨的溪流已經所剩無幾。溪邊戲水的美好畫面早已成為一去不復返的童年回憶，現在的孩子只能在充滿消毒水味的游泳池裡玩水。形形色色的廢水直接灌入河中，垃圾隨波載浮載沉，溪流變成了污物的天然輸送帶。更不用說水裡的魚蝦驟減，就算捕到了，大家也不大敢吃。
 
儘管生物們為了適應環境慢慢改變自己的生活習性，卻仍不敵人類過度利用溪流所造成的劇烈變遷。根據林幸助教授多年來在台灣各地溪流的上中下游所作的研究，他認為台灣的溪流生態可說是「自然環境先天不良，人為開發雪上加霜。」
 
目前台灣溪流的中上游面臨的主要問題，就是農業開發。當我們享受著甜美的高山蔬菜和水果時，可曾想到這代價竟是由溪流償付。首先，人們截取了大多數的水用來灌溉，導致水源枯竭。接著，農墾殘餘的肥料滲入土中，流進溪裡，這些過剩的營養鹽將導致藻類大量增生，形成所謂的「優養化」現象──為了分解這些藻類死亡後的有機物質，溪流耗盡氧氣，水中生物因此窒息而死。
 
帶有臭味的藻類會讓水質惡化加劇，某些藻類甚至有毒，不僅會危害水中其他動植物的生命，也會污染人類飲用水，引發諸多疾病。譬如惡名昭彰的微囊藻，就有「水庫殺手」之稱。此外，農藥也是毒化水質的禍首之一。

 
再繼續深究，為了開墾農地，就必須先把沿岸植株砍掉。然而樹木具有涵養水源的功能，大雨來時，樹木的根系可以先包藏水分，之後再慢慢釋放，除可穩定土壤的溼度，也能防止溪水暴漲。樹木也能過濾水質，譬如農墾肥料流入水中之前，樹木會幫助吸收這些多餘的營養。再者，沿岸植物還可以擋住陽光，使水溫變化不會那麼劇烈，對於某些對水溫特別敏感的物種如櫻花鉤吻鮭而言，這一點格外重要。
 
一旦沿岸植株被砍伐殆盡，便喪失了調節水量、水質和水溫的功能，洪水、污染和生態失衡等問題隨之而來。林幸助教授的研究團隊曾經作過武陵地區三條溪流的比較，其中有勝溪沿岸為無植被的重度農耕地，高山溪沿岸為原始林，七家灣溪的農耕狀況則介於中間。結果顯示，有勝溪的營養鹽含量和水溫最高，因此藻類豐度也最高，水質明顯地劣於其他兩條溪流。
 
林幸助教授也提到，七家灣溪的水質這幾年來有明顯的改善，都要歸功於雪霸國家公園與武陵農場共同努力將附近農地陸續收回，改種原生樹種的緣故。
 
而農業僅僅是水污染當中的一環而已。畜牧業也將大量的動物排洩物傾入河中，「一頭豬產生的污水量相當於六個人，」林幸助教授說。工業廢水的污染更是多樣化，各種重金屬與化學物質讓河川為之變色，魚蝦為之喪命。進到人口繁盛的下游平原地帶，五花八門的民生污水也加入污染行列。
 
林幸助教授曾經到淡水河下游進行調查，「從華江橋到關渡這一段，水中的溶氧量時常幾乎是零。」這也表示鮮少生物能夠存活其間，腳步遲滯的廣闊大河，實際上已變成一彎死水。

 
河川整治的迷思
 
曾經，台灣的溪流是充滿野性的，它從陡峭高山上疾衝而下，彷彿急著回歸大海的懷抱。但是人類卻總想著要馴服它們，要「整治」它們。水庫、攔沙壩、堤防，都是「人定勝天」思維下的水泥產物。
 
然而，溪流並不只屬於人類。這些水泥建物或許暫時對人們有所幫助，卻是其他生物畢生難以跨越的障礙，甚至成為牠們的囚籠。水庫和攔沙壩對生態系的影響最為巨大，這些厚重高聳的水泥牆將溪流的上下游分隔開來，將流水生態系變成了靜水生態系，導致需要洄游的生物再也找不到回家的路，上下游物種的基因交流也完全被阻絕。
 
林幸助教授的研究團隊曾經在武陵地區的高山溪，研究攔沙壩拆除對於櫻花鉤吻鮭的影響。結果發現拆壩之後，溪中的櫻花鉤尾鮭數量明顯增加。這是因為拆壩後泥沙慢慢流掉，露出底下的大石頭，而鮭魚很喜歡住在大石頭附近，尤其當夏天颱風季節水流湍急，大石頭底下就成為鮭魚的避難所，因而提高了它們的存活率。
 
其實台灣的攔沙壩功能很有限，壽命也很短。許多攔沙壩僅在一個颱風過後，一夕之間就被填滿。而破碎棄置的攔沙壩，已經變成台灣山林中最令人不忍卒睹的景觀。「現在國外流行把攔沙壩拆掉，尤其是已經不具功能的攔沙壩。」林幸助教授認為，台灣這些失效的攔沙壩應早日改善拆除，還給溪流生物一個健康的生存環境。
 
河川整治工程中常見的溪岸與溪床水泥化，也對水中生物造成極大威脅。許多水生生物都居住在溪床的石礫孔隙中，但鋼筋混凝土則毫無縫隙可讓這些生物居住，讓溪流徹頭徹尾變成了排水溝。而水泥的比熱小，吸熱散熱快速，使得水溫變化更為劇烈，也深深影響溪流生態環境的穩定性。
 
林幸助教授提到「洪水脈衝理論」，這個理論認為河川下游原本就有一些該氾濫的地方，這些區塊其實也是生產力最旺盛的地方。定期的洪水氾濫帶來了有機物，分解成為土地的養分，因而更加生機蓬勃。但人類偏偏要與水爭地，想盡辦法圍堵控制水的路線，卻從未能真正擺脫洪水的夢魘。

 
讓溪流「淨一淨」
 
如何才能還給後代子孫美麗清澈的溪流？林幸助教授認為，當務之急就是污水處理，即加速污水下水道建設，先把污水截掉，處理得乾淨一點再排進河川，減少後續傷害。另外，土地利用方式的再檢討，溪流沿岸的植被復育，也都是恢復溪流生命力的首要之務。
 
「治水時要以宏觀角度看整個流域，不能頭痛醫頭、腳痛醫腳，」林幸助教授舉例，下游淹水就加建堤防，也許根本於事無補，因為問題可能出在上游森林砍伐太嚴重，真正該做的是復育上游植被。
 
其實溪流有所謂的「自淨作用」，只要我們能給予溪流充裕的時間和空間，不再繼續污染干擾，經過一段時間的休養生息後，溪水會自動變得澄清，生態也會慢慢恢復平衡。林幸助教授認為，如何讓溪流的自淨功能發揮到極致，將是未來生態工程研究的重點。
 
溪流是上天的賜予，是所有生物共同的資產。人類不該獨占這項寶貴的水資源，而應該把其他生物看作共享資源的夥伴，尊重牠們的生存權利。否則一旦溪流的生命力不再，人類的生活與文明也將難以為繼。 

林幸助教授授小檔案
 
美國羅德島大學海洋學博士，現任國立中興大學生命科學系教授。曾榮獲國科會甲等研究獎、國立中興大學青年教師研究獎、中國生物學會研究成就獎。主要研究範疇為溪流、沿岸與海洋系統生態學，近年來致力於整合性的溪流沿岸生態系模式建構與分析，強調以宏觀角度和科學方式探討水域生態與環境因子的互動機制，進而達到生物復育與環境保護的目標。