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  • 日出

濕季與乾季對武陵地區溪流底棲大型無脊椎動物群聚之影響

  • 作者:郭美華、丘明智(國立中興大學 昆蟲學系)
  • 撰稿日期:100-08-15
  • 發布單位:保育研究課

生物都需要水,然而對水的依賴程度差異很大,溪流底棲大型無脊椎動物跟生活在海洋或湖泊、沼澤溼地裡的其他水生生物一樣都十分的依賴水。溪流底棲大型無脊椎動物常見的有水棲昆蟲、貧毛類、螺貝類與蝦蟹類等,其中數量及種類最多的是水棲昆蟲。水棲昆蟲之所以能夠在溪流生態系中佔最大宗與牠們的適存力有關,牠們能快速拓殖到新的棲地並持續生存下來。台灣的溪流河川大多屬荒溪型河川!武陵地區的溪流亦然。生存在此的水棲昆蟲,有足夠的時間會面臨造成族群或群聚改變的季節變化,面對每到颱風豪雨時節(濕季)有較充沛的雨量,及這個時節一過後,尤其是冬天(乾季)河川流量稀少,甚至乾涸見底的衝擊,水棲昆蟲的數量及群聚結構將會變成如何,是一值得研究及探討的主題。

台灣的年平均降雨量高達2500公釐以上,是全球平均年雨量的2.6倍,好像很多,但是大部分的貢獻是來自五、六月的梅雨季及七月至九月的颱風季,這兩個主要降雨的天氣系統是台灣的重要水資源來源,此外二到四月的春雨也有些降水貢獻,不過在台灣的冬天則是較少降雨的季節,顯示出台灣的降雨季節分佈不均。冬天幾乎沒有降水時,就會看到報章雜誌及電視廣告宣導提醒國人要節約用水,還要做好水土保持,否則河川溪流上游集水區無法涵蓄水分,水庫的泥沙淤積嚴重,可能就要缺水了。

武陵地區溪流生態系中的水棲昆蟲扮演著非常重要的角色,不僅是最優勢的一群,也是此處食物網的主要架構及國寶魚台灣櫻花鉤吻鮭的主要食餌。我們在此流域設置長期固定樣區,並每個月以舒伯氏水網採樣調查此處水棲昆蟲種類及數量變化情形。2003年八個固定樣區調查結果,武陵地區溪流的水棲昆蟲群聚結構是由6目28科43分類群102,247隻水棲昆蟲所組成:6目以蜉蝣目佔55.08~77.37% (平均63.21%)為優勢族群最多;其次為雙翅目佔12.99~31.40% (平均24.32%);毛翅目佔4.37~9.65% (平均6.45%);鞘翅目佔1.27~6.52% (平均3.39%);積翅目佔1.61~3.83% (平均2.6%);直翅目佔0.02~0.23% (平均0.04%)。各月份所採獲水棲昆蟲數量以一月份採獲3204.28個體數/平方公尺為最多,之後下降至二月份採獲2294.28個體數/平方公尺及三月份之2252.12個體數/平方公尺,再下降至四月份採獲876.59個體數/平方公尺的低點,之後五月份上升至1870.10個體數/平方公尺,隨之再下降至六月份採獲974.3個體數/平方公尺的低點,七月份上升至1901.8個體數/平方公尺及八月份之2228.58個體數/平方公尺,之後再下降至九月份採獲865.23個體數/平方公尺的低點,十月份則上升為1492.63個體數/平方公尺,持續上升至十一月份為2237.77個體數/平方公尺及十二月份為2732.02個體數/平方公尺,整年度的波動變化可看出四月、六月及九月為所採獲水棲昆蟲數量較低的月份。

台灣的颱風豪雨時節大多發生在每年五月至九月,春季及秋末冬初也會出現降雨,2003年武陵地區溪流較未受到颱風豪雨影響,2003年9月2日流量14.8立方米/秒,為一整年的最大日流量,遠小於50立方米/秒,因此將四月至九月的半年期間稱為濕季,而一月至三月及十月至十二月的半年期間稱為乾季。此處將資料再細分為濕季及乾季來看,濕季水棲昆蟲群聚結構是由6目28科43分類群38,866隻水棲昆蟲所組成;乾季水棲昆蟲群聚結構是由6目28科43分類群63,381隻水棲昆蟲所組成,濕季所採獲的總蟲數明顯較乾季少了24,515隻。濕季所採獲的蟲數佔全部之38.01%也明顯較乾季61.99%來得少,顯見濕季對水棲昆蟲數量下降的衝擊。濕季蜉蝣目佔61.03~77.37%、乾季蜉蝣目佔55.08~66.90%;濕季雙翅目佔12.99~27.16%、乾季雙翅目佔20.66~31.40%;濕季毛翅目佔4.37~9.18%、乾季毛翅目佔4.46~9.65%;濕季鞘翅目佔1.27~6.52%、乾季鞘翅目佔1.80~4.60%;濕季積翅目佔1.61~2.62%、乾季積翅目佔2.58~3.83%;濕季直翅目佔0.02~0.23%、乾季直翅目佔0.02~0.09%。大概可以歸納出各目所佔比例之變異範圍,濕季之波動幅度較乾季為大,顯現出濕季對水棲昆蟲群聚組成的影響較乾季重要。

強降雨將導致武陵地區溪流河水猛漲、流量大增,過去三十七年(1967~2003)歷史最大日流量181.12立方米/秒(1996年8月1日);次之175.29立方米/秒 (1989年9月12日)及167.98立方米/秒 (1992年8月30日),2004年8月25日的強降雨,最大日流量258.73立方米/秒,已超過過去三十七年歷史最大流量;2005年7月18日,再創下最大日流量609.67立方米/秒,並排序為此處歷史最大日流量之第1位;2006年最大日流量為177.98立方米/秒(2006年6月10日);2007年最大流量427.91立方米/秒(2007年10月6日);2008年最大流量317.21立方米/秒(2008年9月28日)。累計四十一年(1967~2008)的歷史流量記錄,有八年的最大日流量超過150立方米/秒,有七次發生在四月至九月的濕季,僅2007年發生在乾季,其中2004年至2008年連續五年最大日流量都超過150立方米/秒。

武陵地區溪流出現歷史最大日流量的第1名是在2005年,水棲昆蟲群聚結構波動範圍明顯較2003年大,仍以蜉蝣目佔24.98~77.68%為優勢族群;其次為雙翅目佔15.33~68.00%;毛翅目佔1.69~3.87%;鞘翅目佔0.17~3.32%;積翅目佔0.98~4.77%;直翅目佔0.00~0.17%。但2005年7月出現此處歷史最大日流量後,八月份採獲131.63個體數/平方公尺為整年之最低點,其中仍以蜉蝣目佔77.68%為優勢族群,其次為雙翅目佔15.33%,但多樣性及群聚結構此時受到嚴重衝擊,此影響由十月份的調查可見出端倪。2005年十月時採獲449.84個體數/平方公尺為整年之次低點,與2003年十月份相比,數量減少3 倍且群聚結構轉變為以雙翅目佔68%為優勢族群,取代了蜉蝣目。

濕季時突然暴增的極端流量,對居住在溪流中的水棲昆蟲而言,此瞬間衝擊所造成的影響,有時往往比乾濕季節性的影響來得大。