千年藻礁,一個生長於台灣卻歷經千年曲折的生物

作者:林宗毅 / 台大生工系/台灣青年氣候聯盟 成員

特約編輯:詹詒絜 / 歐盟Erasmus Mundus計畫環境科學、政策與管理碩士生、台灣青年氣候聯盟理事

 

 

藻礁,對許多人來說是一群非常陌生的生物,也是一般學生在中小學生物教育時都不曾碰觸過的,因此人們不是完全不知道它的存在,不然就是常常把它和珊瑚礁搞混,於是更不可能了解到台灣的桃園擁有全世界數一數二的藻礁海岸生態。而對於這樣珍貴的生態目前所遭受到的嚴峻挑戰也自然乏人問津。

 

何謂藻礁?

究竟藻礁是什麼呢?藻礁不是單一個物種,而是一群能夠行使鈣化作用的藻類集合體。其中,紅藻門的藻類佔最大的比例,它們當中最著名的一群被稱為「珊瑚藻」(coralline algae)。

 

藻礁跟珊瑚礁的差別可粗略地說珊瑚礁是動物造礁,藻礁為藻類造礁。進一步細看他們的造礁過程,藻礁的架構是由死去的鈣質藻類的細胞壁建造出來的,珊瑚礁的來源卻是珊瑚蟲的骨架。珊瑚礁的礁體上雖然也有藻類,它們主要工作還是進行光合作用。

另外一個很重要的不同點為他們的生長特性,珊瑚礁生長快速且需要較好的生長環境,藻礁生長極度緩慢,但可以適應較差的生長環境。因此,基於生長速度與競爭的因素,有珊瑚礁的地方就不會有藻礁。

圖(一)生物礁造礁作用三大步驟

圖(一)生物礁造礁作用三大步驟

 

藻礁分佈

雖然鈣質藻廣泛分布於全球各大海域中,但以藻類為主而形成的大型生物礁並不常見。現成的藻礁可見於加勒比海、印度洋-太平洋海域的小島(向海面),以及海浪強大的地帶;或分布在加拿大東部、英國、挪威等寒冷淺海域,以及地中海、澳洲西部瀉湖等鹽度較高的海域(劉靜榆,2012)。總而言之,只有在比較嚴苛的環境中,才有藻礁發展的一片生機。

回頭看看台灣,四面環海,擁有豐富的海岸生態。墾丁、澎湖、綠島等南部海岸海水溫暖、水質清澈,珊瑚礁大量繁衍生長,藻礁無法與之競爭;北海岸和東北角水域,水溫較低,有零星藻礁海岸分佈,如台北縣西北方的三芝一直到石門海岸,藻礁的分佈就比較廣,其長度大約綿延十公里,最寬處大概有一百一十公尺左右。由於此一區域的海流比較強,水質污染情況還沒有嚴重惡化,所以生長的狀況比較好,現在仍有部分珊瑚藻礁繼續生長(戴昌鳳,1998)。

然而,這些地區大部分仍以珊瑚礁為優勢造礁物種。只有在桃園,藻礁才在海岸生態中占有優勢地位。主要原因在於桃園台地古沖積扇的特性,讓沿海有多段海岸是礫石灘,提供了穩固的基質讓珊瑚藻可以附著生長;再加上周邊的沙丘和小型河川增加海水濁度與中國沿岸流的降溫效果,形成不利珊瑚礁生長的環境,藻礁因而成為桃園地區的造礁優勢物種。

 

藻礁的重要性

為何藻礁如此重要呢?除了生長緩慢(一年只有幾mm)與世界上少有外,在生態系上藻礁扮演相當重要的角色,藻礁擁有較珊瑚礁更為綿密的多孔性結構,提供了魚蝦貝類一個良好了生長環境,如金環寶螺(Cypraea annulun)、阿拉伯寶螺(Cypraea arabica)、黑齒牡蠣(Saccostrea mordax)、珠螺(Lunella coronata)、蚵岩螺(Thais clavigera);甲動物常見的有司氏酋婦蟹(Eriphia smithi)、底棲短槳蟹(Thalamita prymna)、鈍齒短槳蟹(Thalamita crenata)、少刺短槳蟹(Thalamita danae)、裸掌盾牌蟹(Percnon planissimum)、光手滑面蟹(Etisus laevimanus)、平背蜞(Gaetice depressus)、方形大額蟹(Metopograpsus thukuhar)、白紋方蟹(Grapsus albolineatus)、細紋方蟹(Grapsus tenuicrstatus)及槍蝦等(劉靜榆,2012)。

從此觀點來看,藻礁是一個適合生物多樣性發展的地方,如果此棲地被汙染破壞,則代表那這些物種也會跟著消失。
藻礁發育過程也是台灣西部海岸變遷的證據之一(劉靜榆,2012)。藻礁因生長緩慢,層層疊加上去,就如地層一般,可藉由生長速率的快慢與緻密性,尋找氣候變遷的證據,判斷當時的溫度與環境狀況,在台灣演化史上扮演重要的角色。

 

圖(二) 小琉球珊瑚礁海岸,生長快速無層狀結構  (作者取自網路)

圖(二) 小琉球珊瑚礁海岸,生長快速無層狀結構 (作者取自網路)

 

圖(三) 藻礁明顯的層狀結構,可進一步分析氣候變遷過程(取自劉靜榆: 揭開藻礁的神秘面紗)

圖(三) 藻礁明顯的層狀結構,可進一步分析氣候變遷過程(取自劉靜榆: 揭開藻礁的神秘面紗)

 

桃園藻礁

桃園地區的藻礁是第四次冰河期結束後才出現的。在海平面上升的過程中,環境漸漸變得適合造礁生物生長。一開始的礁體還是以珊瑚礁為主,大約7000年到5000年前,藻礁的遺骸開始在桃園各河口處大量出現,之後漸漸演變成今天桃園的藻礁海岸生態。然而,近年來由於沿海地區開發及汙染,藻礁的生存受到莫大的打擊。在棲地方面主要有三大層面的破壞:人工開發、突堤效應與漂砂、廢棄物影響。
(1) 人工開發

1997年起,由於為發展工業區而填海造陸,許多藻礁已不復見

2000年陸續被開發的大潭火電廠、天然氣接收專用港及觀塘工業區,和2007年中油建設的輸氣管線工程,皆直接於藻礁上施工,嚴重破壞藻礁棲地的完整性。

桃園地區的漁業活動造成藻礁上經常可見刺網及漁網纏繞其上,對藻礁生物造成危害。
在化學污染方面,工業發達的桃園地區有39公里的海岸線工業區林立。其排放的汙水汙染海洋,歷年嚴重汙染事件層出不窮。流經海湖、大園、觀音等工業區的南崁、新街、老街、大崛、觀音等溪,夾帶著自都會區的汙水及工業區的廢水流入海裡,造成出海口常瀰漫惡臭及詭異顏色

在重金屬汙染部分,劉靜榆博士調查發現,觀音藻礁的除了銅、鋅、鉻、砷等重金屬成份偏高外,還發現鋯、鈦、釷等非傳統稀有重金屬。重金屬會對藻類造成許多影響,端看重金屬及藻類種類而定。常見的影響有改變細胞大小、細胞滲透壓及影響細胞分化等。過量的金屬陽離子也會干擾細胞的組成,傷害葉綠體及其他胞器、減緩分生速率。

另外,也有許多研究說明重金屬導致細胞釋放出自由基及活性氧(oxidative burst),因此導致的細胞病變及衰亡(M.N.V. Prasad,2004)。[1]在北桃園及中桃園長達十餘公里的海岸,經過經年累月的汙染,不僅藻礁無法存活,依附在其中的生物也大量削減,有些地區甚至連卵石都被汙水染色,堪稱生態的大浩劫。

(圖三)受汙染破壞,已無生機的藻礁

(圖三)受汙染破壞,已無生機的藻礁

突堤效應與漂沙

台電大潭發電廠在小飯壢溪北岸設置的進出水口構造物―─一個垂直突出海岸的導流堤,不僅直接切過藻礁,更造成嚴重的突堤效應,使得堤防南方海岸不斷被侵蝕,防風林消失,而北方則出現泥沙淤積。如下圖所示,大潭火力發電廠興建以後,以南的觀音鄉和新屋鄉海岸線逐年退縮,新屋溪、後湖溪溪口生長的藻礁的棲地面臨嚴峻的挑戰。

另外,當地護礁志工和永興社區發展協會的葉斯桂老師也表示,在海岸線興建防波堤之後,其水泥化的坡體不僅使打到岸上的折射波緩衝效果下降,造成海岸線侵蝕加劇,同時也增加海水濁度與漂砂量,對藻礁生長造成負擔,如此長期影響則使其生態的結構改變。沉積物會改變水中的P/R值(光合作用/呼吸作用比值),而懸浮在水中的漂砂也會使水中植物及藻類的光合作用下降,阻塞海洋生物的呼吸及濾食器官,進而影響底棲生物生生長。

(圖四)桃園新屋鄉海岸岸線變遷趨勢

(圖四)桃園新屋鄉海岸岸線變遷趨勢

廢棄物影響

由於台電建設的垂直海岸線之長堤造成突堤效應,使防風林退減,中油管線又破壞長帶防風林。為了保護海岸,中油及台電委請水利署第二河川局發包設置平行海岸線之長帶狀蛇籠護岸。不幸的是莫拉克颱風來襲,長堤所形成的入射波毀壞蛇籠,回填的泥沙卻是事業廢棄物,這些汙泥不斷被潮水掏出,不但覆蓋於礁體上,其中更可能含有許多汙染物。然而,在經歷種種污染與破壞的藻礁,終於因為桃園新屋鄉永新社區的抗爭而看見一絲希望。

 

藻礁的現狀

十年前,桃園的海岸是一片紅通通的樣子(圖四);十年後的現在,鮮麗的衣裳已退去,留下的是突堤效應所導致的漂砂與工業的污染與破壞。去年,針對這一帶藻礁設立自然保留區雖然阻擋了部份廠商的進駐,卻不足以使消失的藻礁回到原樣。藻礁在台灣不只是生態,更是歷史與文化,同時也代表著台灣的獨特性,它的消逝,伴隨的是棲地消失、生物多樣性的減少與歷史的空白,希望藉由眾人與當地社區的努力,能挽救這一個生長於台灣卻歷經千年曲折的生物—-藻礁。

 

圖(四)受污染前的藻礁(自網路)

圖(四)受污染前的藻礁(自網路)

圖(五)中油在藻礁海岸上埋設天然氣管線

圖(五)中油在藻礁海岸上埋設天然氣管線

 

引用來源與參考資料
[1] 桃園觀音藻礁生態解說手冊,台灣中油液化天然氣工程處;戴昌鳳等,2009

[2] 搶救台灣藻礁~消失中的生命聚寶盆;劉靜榆,2012

[3] 桃園藻礁委託研究案期中報告;社團法人台灣濕地學會,2013

[4] Heavy Metal Stress in Plants: From Biomolecules to Ecosystems;
M.N.V. Prasad,2004

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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