文/幸運草，圖/荒野保護協會台北分會
池塘在都市環境中，對人類的生活和野生動物的生存佔有很重要的影響。今天小編和大家分享前輩們對池塘水體水質與水生生物間的相關研究。
在熱帶的區系裡，止水域或緩流域等水體交換條件較差，水質會直接衝擊到水域生態的穩定及溶氧條件。因為池塘面積小，缺乏距離製造波浪，所以波動很小，使得靜止水域缺乏水流動的現象，故溶氧量比起流動水域還來的小。
◎水質檢測參數與水生生物之關係
通常水質受到天候及氣象的影響較大，故以科學分析與生物指標技術（如觀察、採集）來判定水體水質良瓢，是評估水體品質的重要參考。水質檢測參數依性質大致可分為物理性、化學性及生物性三類，一般淡水水域常用之水質檢測內容包括物理性之溫度(Temperature)、水中總溶解固體（TDS）與化學性之溶氧（DO）、酸鹼值(pH)、電導度（EC）等五個水質分析參數。
(一) 物理特性
1. 水溫（Temperature ℃）
水溫係表示水的冷熱程度，是檢驗及評估水體品質的一項重要物理參數。水溫的變化以受氣候影響為主，而廢污水排放也會對水溫造成影響。水溫會影響水的密度、黏度、蒸氣壓、表面張力等物理性質，在化學方面可影響化學反應速率及氣體溶解度等，在生物方面可影響微生物的活性及代謝速率等（註1）。如將較高溫度之廢污水排放到水體，不僅使得水中的溶解氧急劇減少，並將使得水體中的生物加速生殖及呼吸作用，使得好氧生物快速死亡，導致於水體生態系統受到影響，而使得水體自淨作用無法進行（註2）。
因此水溫的變化會嚴重的影響到水生植物的光合作用，以及微生物對毒性廢棄物、寄生蟲、病害的敏感性。水中生物對水溫忍受範圍如表1所示。
表1 水中生物對水溫忍受範圍表
2. 水中總溶解固體（TDS g/L）
即水中所溶解之礦物質、污染物、雜質、不明化學物、離子等物質，懸浮水中的固體主要為泥沙和粘土，它們來自土壤、浮游物及污水。總溶解固體量為多種物質之總稱，主要包括碳酸氫根離子、氯鹽、硫酸鹽、鈣、鎂、鈉、鉀等無機鹽及少量可溶性之有機物質（註3）。常用來測試自來水、山泉水、礦泉水與各種包裝水之水質純度。適量的離子提供水生生物生活必需的物質，以維持水中生態的平衡；太高的離子含量則限制了水生生物的生存，且無法用一般淨化法除去。過量的懸浮物使水混濁，光線不能穿透入水，而降低了水中植物的光合作用，且懸浮粒子能吸收日光的熱能，使水溫上升，溶氧量減少，導致水中生態平衡的破壞（註4）。
(二) 化學特性
1. 溶氧（Dissolved oxygen, DO）
溶氧係指溶解於水中的氧量，為評估水體品質的重要指標項目之一，以mg/L 或ppm 表示。水中溶氧可能來自大氣溶解、自然或人為曝氣及水生植物的光合作用等，水若受到有機物質污染，則水中微生物在分解有機物時會消耗水中的溶氧，而造成水中溶氧降低甚至呈缺氧狀態（註5）。
水中的溶氧量是有限的，在20 ℃的純水中，溶解於其中的氧氣，最多只有9.2 mg/L，而實際的狀況下，水中溶氧受到水溫、水中生物多寡等因素的影響，變動很大（註6）。由於所有生物均仰賴氧氣來維持新陳代謝，並藉以產生能量來再生細胞與持續生長，因此水中溶氧濃度對水生生物相當重要，溶氧數值較高則表示水質狀況良好，有助於維持水中生物的多樣性。鄧伯齡（2006）說明水中溶氧的降低，棲息在水域環境的生物種類便相對減少，生物組成份子越來越簡單，生物間能量和物質傳遞的複雜度也就相對降低（註7）。
水中溶氧含量對魚類之生殖棲息有很密切之關係。通常河川之溶氧量低於3.0 mg/L 時，對大多數魚類不利或甚至導致死亡，溶氧量低於2.0 mg/L時，大多數的魚類已不能生存，欲維持魚類之良好棲息環境，水中溶氧量至少須高達5.0 mg/L 以上（註8）（表2）。因河川屬於流動水域，相較而論其容氧量應高於靜止水域。另外，倘偌水體過度曝氣或水中藻類生長旺盛，以及光合作用過強時，才會發生溶氧飽和度(DO％)大於100%的可能。
表2 河川溶氧濃度代表意涵表
水中溶氧量低並不代表水體品質惡劣，一般來說在靜止水域中的溶氧量會較低，因此只有少數特定的水生動物如蓋斑鬥魚、大肚魚等能在低溶氧環境下生存。此外亦不能完全代表水質一定受到污染，因為單就一個參數無法直接判斷水質的好壞，還須考量其他影響因素。正如謝蕙蓮（2002）表示深潭、湖泊與草澤、紅樹林沼澤型的潮間帶，水流緩慢，甚或靜止，養分容易堆積下來，水中的含氧量相對地比較少，底部的泥沙較易呈現無氧狀態，此時的動物則以揀食性並對低氧量耐受性高的種類佔優勢。緩流河段、湖泊、埤塘的落葉枯枝底下、泥沙地上，則是蜻蜓、豆娘的稚蟲－水蠆及蜆、蚌成長的棲地；負子蟲、沼蝦棲息於水草間（註9）。
2. 酸鹼值（pH 值）
pH值試驗即為量測水質呈酸性或鹼性的程度，為代表水中氫離子濃度（H＋）多寡的指標，一般自然水體之pH值多在中性或略鹼性6.5～8.2 之間。pH值會影響生物的生長、物質的沈澱與溶解、水及廢水的處理等。大部分的水生生物，對水環境中pH值相當敏感，水中微生物只能適應於特定的pH值區間，即使水體的pH值僅發生些微的改變，一旦若超出水生的生物所能適應的範圍，則將造成這些水生生物的死亡（註10）。因此為了維護水環境生態平衡，需適當調節pH值，以防止對水生生物造成衝擊。
3. 電導度（Electrical Conductivity）
表示水質是否容易導電的特性，意即水傳導電流的能力。導電之能力與水中離子、總濃度、移動性、價數、相對濃度及水溫等有關，通常導電度愈高，表示水中之鹽分也愈高，由於大部分鹽類都可電離，因此導電度也可表示水中總溶解固體的多寡，導電度太高對灌溉有不良的影響，故導電度為灌溉水質之重要指標項目之一。方煒(2002)研究中指出，介質中可溶性鹽類（ Soluble Salts ）越多，則介質溶液濃度越大，滲透壓越高，作物越難以吸收水分和養分，當濃度超過作物的忍受限度時，即對作物產生毒害，造成根部受損、地上部葉片萎凋、生產緩慢等症狀，此種現象稱為「鹽害」，早期多依含鹽百分率衡量土壤鹽害程度，然而此種方式易造成誤差，因為真正決定鹽害的因子為介質溶液濃度及甚產生的滲透壓，而含鹽百分率相同的土壤，其介質溶液濃度會隨鹽分種類和介質質地而有所差異。因此科學家才發展出以「電導度」（ Electrical Conductivity，簡稱 EC ）直接表示可溶性鹽類存在於介質溶液中的濃度(註11)。其EC值判讀指南如表3所示。
表3 EC值判讀指南
◎各水質參數之灌溉標準對水環境之影響
參考環保署河川、地下水與農委會灌溉用水水質檢測項目及標準，和許文昌（2005）(註12)調查監測之評估依據，將水質檢測項目之評估依據、灌溉標準及對水體環境、水生生物之影響內容整理如表4所示。
表4 水質檢測項目涵意、灌溉標準及對水體環境、水生生物之影響表
以上分享了這麼多，那公園裡的水域環境對大環境的都市生態有哪些影響呢?
※積少成多、積沙成塔的概念
在傳統的景觀設計及造園藝術上，水池是一項非常受歡迎而且重要的設施項目之一，所以在各種公園、綠地、社區、庭園、校園及遊樂區均可看到大大小小、形狀、深淺及構造不一的水池，水池已是台灣地區都市及社區之重要地景元素(註13)。
◎都市靜水生態系串連之契機
依據劉盈君（2004）(註14)自2002年10月起在臺北市區以大眾運輸工具或步行普查靜水生態系與其分布，實地踏察臺北市區381處，其中187個地點發現224 個水池與湖泊，大多位在學校和公園的人工或半人工水池。其調查結果顯示出臺北市區靜水生態系之分布與連接度之狀況，摘錄如表5。由此調查結果與資料分析，可預期臺北市未來若欲連接既有水環境空間，只要正確選擇適切之地點，並配合道路之綠廊、綠籬及綠地等，應有很高的契機可串接水與綠網絡，達成生態城市之理想。
表5 臺北市區靜水生態系之分布與連接度分析一覽表
◎都市與生態環境結合之可行性
有了串連的契機，更需要審慎評估與規劃。倘若欲新設公園生態池或需對其掩蓋與大面積施工時，可透過模擬系統預先評估該水池的設立或消失，對臺北市區靜水生態系之整體連接性有何影響，例如在何處設置其連接度之效益最顯著、對哪些生物遷移的影響最大。在規劃時便可將此物種棲地需求納入設計之考量，以提供保育教學機會與強化都市整體生態環境之完整性。
公園是都市居民親近自然的重要場域，配合環境生態學之水域生態系統、食物鏈(網)、營養階級及生態金字塔之思考，將傳統觀念中以「人」為環境主角的思緒，逐漸轉換成以「自然生態」為中心思考之環境規劃方式，相信對於居民的身心靈，以及公民教育的推廣，會有極大的助益。也因為公園生態化之需求，以及增加環境教育的便利性，相對會帶來新的經營管理問題，或許因為這樣的過程，才能發現問題並解決問題，逐步的朝向保育、教育及永續發展之路邁進。
【參考資料】
註1. 環境水質監測，環保署，http://www.epa.gov.tw/np.asp?ctNode=33159&mp=epa
註2. 檢測數據意義說明 - 第8屆世界水質監測日，http://wq.epa.gov.tw/WMD/2010/wmd02.htm
註3. 行政院環保署，飲用水水質項目對人體健康的影響，安全飲用水手冊/行政院環境保護署發行。
註4. 蕭次融、何寶珠，2006，看看我們環境中的水，環境教育資訊網。
註5. 第三屆（2005年）世界水質監測日活動-水質監測領隊教師研習教材，行政院環境保護署。
註6. 蔡博旭等，2005，愛河生態調查研究，高雄市立七賢國民中學。
註7. 鄧伯齡，2006，水雉與地濕，http://reader.roodo.com/limosa/archives/1059043.html
註8. 台北縣新海人工溼地工程，2005，愛魚生態工程有限公司。
註9. 謝蕙蓮，2002，濕地生態之美，社教資料雜誌：第291期。
註10.台北縣新海人工溼地工程，2005，愛魚生態工程有限公司
註11.方煒，2002，溫室環境控制工程，http://ecaaser3.ecaa.ntu.edu.tw/weifang/Hort/chap04.htm
註12.許文昌，2005，“太魯閣國家公園非生物環境監測-峽谷段水域及空域監測計畫”期中報告，太管處委託研究報告。
註13.彭國棟，2002，如何營造自然美、有活力的生態池塘，鄉間小路：第28卷第1期：P.12，臺北市/豐年社。
註14.劉盈君，2004，七星映月--都市靜水生態系連接度之模擬研究，臺灣二OO四年國際科學展覽會 。
