主題文章 · 二
從魚的角度思考,台灣河川的守護者
編輯|張雅捷 · 張郁卿 攝影|彭佳筠
說到自然觀察,可能會想到一大片的草原、森林或是河川、沼澤,但對黃瀚嶢老師來說,咖啡廳裡的多肉植物、校園整理後的雜草堆,都是一處處可以被展開的生態地圖。背景專業為生態演化和遺傳的黃老師,除了站在教育的第一現場,也跨域結合到文學和藝術的創作上。黃瀚嶢老師擅長以多物種的視角去觀察環境生態和人文歷史之間的關係,就讓我們透過訪談,聽黃老師分享他眼中的臺灣「多樣性」,以及如何透過藝術帶動大家關注生態的多樣性!
曾晴賢老師與頭前溪的淵源 : 從守護溪流的生態開始
曾老師與頭前溪的淵源可以追溯到他大學時期(1976),暑假期間他曾在竹北的水產試驗所實習,當時頭前溪的景色非常漂亮,擁有著非常豐富的自然生態。他持續關心著頭前溪狀況,發現直到1995年,在台灣經濟發展繁榮下,大量河川整治工程開始執行,但在不知曉環境生態的概念下,破壞了頭前溪的自然景色。
當時河川管理單位想著要整治頭前溪,卻草率敷衍施作工程,為了通過驗收還硬生生地將河川推平;而新竹科學園區的發展也使得污水排放到頭前溪,原本1998年間可以看到相當壯觀的毛蟹景象,這些小毛蟹們也因此被毒死了。沒有了深潭與急流的頭前溪,雁鴨也都消失不見,動植物的棲息地被破壞殆盡,因緣際會之下,曾老師便展開了頭前溪的河川生態環境基礎調查。
如果不站在生態的角度思考 : 關於頭前溪的失敗工程
談到河川工程,曾老師分別對隆恩堰的「主副壩魚道」、「豆腐岩」,以及竹東的「中正大橋」提出了專業的見解與看法,並指出臺灣生態環境工程有一個通病:只以人的角度思考,為了快速看見效果,不對環境做深入的探查,而是草率執行工程。因為人造的工程而導致環境受到更嚴重的破壞,必須再執行另一項工程來彌補,陷入了為彌補而再執行工程的惡性循環。
50分的河川工程 ── 隆恩堰主、副壩魚道
隆恩堰興建時是以構築水壩的方式攔取頭前溪的水,高達2.5公尺的堤堰雖有效攔截河水,但最初始的、位於副壩下的古老魚道明顯是失敗的設計。魚道的設計因為是從人的角度去思考,魚兒們不但發生集體撞牆的情形,堰底也擠滿大量無法上溯、「回不了家」的魚兒。 乾旱期間,頭前溪中段經常出現乾涸情況,魚兒們根本無法生存,隆恩堰便成了魚類生態的「殺手」。
魚道種類介紹:舟通式、斜隔壁式、管狀魚道
頭前溪隆恩堰舟通式魚道
2004年艾利颱風打壞了隆恩堰,後來在曾老師的建議之下,趁著颱風的災修、復建工程,在主壩增設了第一座舟通式魚道。然而當時工程執行團隊沒能掌握魚道的關鍵核心,用一般水利工程角度思考,設置了閘門、攔污柵,反而使水的通行受阻。另外,在魚道的入口設計類似人走的樓梯,並沒有平順的銜接。縱使這座魚道設計的並不是很完美,魚還是可以使用。而在舟通式魚道旁設置給毛蟹攀爬的側牆倒是做得很成功,因此主壩魚道的興建算是一半成功、一半不是很理想的案例。
隨後2009年隆恩堰整建時,在副壩的兩岸各增建了一座半錐形的魚道,這是曾老師與日本教授共同設計、指導的,而且與執行工程的團隊溝通良好,還算是蠻成功的案例。相較於主壩的舟通式魚道,副壩的半錐形魚道是為了因應頭前溪不定時的洪水衝擊,要能夠耐得住颱風、豪雨,再加上要讓各種類型的魚都可以使用,而採取有別於主壩的魚道結構設計。
可惜的是,雖然在左、右兩旁都有設置魚道,但位於右岸的魚道,因為不是河川主流經過之處,時常造成淤積,而且管理單位也無意願清理,所以右岸魚道的功效就沒有左岸來得好,要打分數的話只能給50分。
曾老師和日本中村俊六教授共同指導設計的半錐形魚道
河川工程美麗的謬誤 ── 豆腐岩
其實豆腐岩理論上是不需要做的,然而因為砂石的利益非常大,砂石業者就把原來保護河床的砂石給挖掉,挖掉以後再用水泥保護。在當時,河川相關單位的說詞是因為河床被刷深了,所以只好去做保護工程,但以曾老師的觀察,實際上的原因是為了彌補砂石業者過度開採砂石所造成的破壞,才要去做「保護」工程的。
在臺灣,很多工程單位都會強調做河床保護工程對河川的安全是很重要的。可是事實上,真正對大自然好的,是儘量減少人為的干擾,豆腐岩的狀況就是一個明顯的例子。因為先有砂石過度開採的情況,才造成河床被刷深。爾後很多相對地產生橋樑或河川工程保護不足的問題,導致要進行河川的固床工程。
違反自然的結果 ── 中正大橋
曾老師也提到,最誇張的河川工程是位於頭前溪上游的中正大橋。曾老師到清華大學教書的30年間,當地的環境連續變化非常大。起因是當時在建造這座橋時,工程單位對河川的基礎情況一無所知,便貿然定下橋樑的位置。然而,在竹東鎮頭前溪的底下有「新城斷層」,當橋樑被建在斷層帶時 , 橋墩應該蓋在下盤*註1 , 但中正大橋的橋墩卻被蓋在上盤。蓋在上盤的橋墩會容易因為斷層的向源侵蝕關係,整個橋墩的基礎就很容易受到破壞(如「圖一」 所示),因此,被蓋在斷層上盤處的中正大橋,基礎是相當不穩的,當颱風一來便只能封橋,深怕橋會因颱風而垮掉 。
圖一:中正大橋的橋墩遭到破壞(2007年)
圖二:甫完工的中正大橋(2003年)
因橋墩錯誤的選位變得不夠安全,負起保護河防安全責任的管理單位被要求開始進行各式各樣的補救工程,像是蓋防砂壩、固床工,甚至是將橋下用鋼筋混凝土直接全面的封起來 (如上頁「 圖二」 )。從一開始選錯橋樑位置,到後續的補救措施,這些工程都是違反自然的做法,不僅白白浪費公帑,最後也都以失敗收場,這應該是台灣河川工程最誇張的案例之一。
如何從生態的角度思考:系統性設計
曾老師與我們分享到,過去許多關心生態保育的人士會單方面地指責工程單位造成了環境的破壞,應當有責將其復原。然而工程單位也非常無奈,他們沒有足夠的資源去了解,也不知道該如何處理,在各方的壓力之下只能選擇草率地完成工程。因此,為了避免更多的錯誤工程造成環境破壞,生態保育學者與工程單位的溝通、討論就變得很重要了。
對於河川生態所受到的威脅,本來也束手無策的曾老師,受到日本中村俊六教授的啟發:「與其去指責施工者沒有把事情做好,何不如教他怎麼樣把事情做好?」。中村教授鼓勵曾老師要將河川生態的知識分享給工程人員,同時也要學習工程的基本知識,因此曾老師也慢慢地學會了跨領域的工作要領。
曾老師說,他的專業是魚類生態學,熟知生態的基礎知識,也可以稱之為「生物學的參數」。舉例來說:就河川中的魚類而言,魚是哪一種魚、牠的體型大小、游泳速度、牠可以跳多高…等等的資料,可以將這些「生物學的參數」 轉化成工程的參數。而像「魚道」這樣的工程就非常仰賴魚的生物學參數,在設計河川的工程構造物時,把水流速度控制在魚可以游泳的速度範圍,這樣工程就會符合魚類的需求了!在河口的地方,魚體型較小,游泳能力較弱,所以泳速較慢,因此在河川下游設計魚道時,流速就不能太快,否則小魚沒有辦法使用魚道;但是到了河川的上游,魚都長大了,游泳能力變強了,工程設計中的水流速度就可以提高。
上述這些概念都是中村俊六教授特地到清華大學開課,教導了老師測量學、圖學、流體力學等等的工程基本知識,也帶老師去日本勘查了許多當地的案例後,自然而然領略到工程概念的重要性。曾老師現在也都會講解給工程單位的人員聽。曾經有一次曾老師去給水保工程的人上課,課後有一個水保局的老朋友就跑過來跟他說:「曾老師你很不夠意思!原來一個防砂壩只要拉一條繩子,就可以幫助很多的毛蟹越過防砂壩!如果你早30年跟我講的話,我就不會一輩子都做錯事情。」曾老師聽到這一席話很感動,工程單位的朋友其實很願意去做生態保育的工作,但是沒有人教的話,他們也不知道工程錯在哪裡,或者應該怎麼解決。如果知道「原來只要拉一條繩子」,這麼簡單的工作就可以解決問題的話,事實上進行工程單位是很願意做的。
摸魚教授對新竹生態的展望
以生態保育觀點 , 是如何看新竹六燃
雖然曾老師在清華大學待了三十幾年,但一開始對新竹六燃的印象並不是很深。直到有一年,知道六燃是霜毛蝠在新竹的主要棲地,才特別去看六燃、了解霜毛蝠的生態。後來做河川情勢調查時,有從事保育相關工作的朋友介紹才知道,原來霜毛蝠是白天休息,到了傍晚才會出去覓食。
以往做河川情勢調查往往缺少對於天空飛翔哺乳動物的了解,後來就用超音波錄音的方式記錄在頭前溪上空蝙蝠出沒的情形,去了解霜毛蝠覓食的範圍有多大、牠到頭前溪覓食的主要區域。發現頭前溪是霜毛蝠覓食相當重要的區域,河川裡的食物供給就變成生態鏈中很重要的環節。像是水生昆蟲羽化、陸棲昆蟲的數量等等,這些都是霜毛蝠的食物來源,所以自然河川的保護對於霜毛蝠也起了一定的作用。
因此,曾老師特別關心頭前溪的自然度,應該維持得更高一點,讓環境有更多霜毛蝠能夠覓食的條件。但是其實頭前溪還有很多問題存在,像是銀合歡過度生長造成林相太過單調,除了會妨害河水的通行,同時對生物多樣性的保護也不好,而這些問題都還需要解決。若河川自然度高的話,對在頭前溪覓食及活動的生物也會更友善。
歷年成果展分享
曾老師告訴我們,雖然他的專業之一是做魚粒線體的DNA定序(為分子生物學的應用),但卻沒能從中獲得那麼高的成就感。
清大成果展展場紀錄
正好在那時候,老師發現到秀姑巒溪與東北角的雙溪有非常豐富的洄游生物生態,引起他的興趣,當時在臺灣還沒有人做過相關研究,所以便留在臺灣繼續研究河流洄游生物。曾老師越做越有興趣,同時又因為有機會與中村俊六教授交流,向日本教授學習跨領域的概念與知識,指引著老師去做些更有意義的工作。其中的概念就是「生態工法」,工程上運用生態學的智慧去做相關的規劃與設計會更有效率,同時對工程的結果會更好;老師也領悟到,自己比較容易把生態的語言、參數化為工程的參數來指導工程的人把事情做好,所以他當時也參與工程會的生態工法諮詢小組,希望把臺灣生態工程的觀念再往前推。
之後,除了在實驗室裡做研究的學生,曾老師也帶了另外一批學生出去做更實務性的生態調查,認為這部分對臺灣的影響力比做DNA的工作來得有意義,後來大概花了二十幾年的時間,都在做這些「摸魚」的工作。學校的其他老師也都很好奇,曾老師摸了一輩子,到底做了些什麼?就請曾老師以他的工作經驗為主題,在校內圖書館辦了一個展覽。這個展覽不僅讓曾老師整理了自己來到清華大學的工作成果,也受到大家的肯定。而在這三十年來做的工作也給清華大學一些加分的效果,讓曾老師感到欣慰。
學習水利工程的基本概念,生態工法的訓練班合影
號召民眾共同守護生態
然而提到「如何號召民眾一同參與生態保育活動」的話題時,曾老師分享他曾在網路發起上坪溪採補搬運的活動「到上坪溪去抓魚,幫助魚渡過水壩」。當時連精舍的法師都帶著信衆來參與,甚至也有很多一般民眾響應,大家都認為這是很有意義的工作。
曾老師相信,有時緣分到了,自然而然會有很多助力從四面八方過來,活動舉辦得非常成功。其實要舉行這個活動是有很多條件的,曾老師謙虛地說:「能否有很棒的機緣
也都是靠上天的安排。如果有機會的話,當然是在能力所及、自己做得到的範圍之內,繼續做到自己不能動為止。」