海洋之窗海洋生態系的組成與功能(2)-河口

各位同學大家好 我們今天再繼續我們有關 海洋生態系的系列的介紹 我們從近到遠 上個禮拜介紹到了 離陸地生物人類最近的潮間帶 那麼這一次一樣 希望能夠從離大家最近 最能夠接觸到的 也就是所謂的河口 今天要介紹河口的這個部分 其實河口它也是一個非常重要 很類似於潮間帶 是一個陸地跟海洋 交界的一個地方 但不僅止於上一次所講到的潮間帶 是比較單純的陸地跟海洋 這樣一個銜接 而河口因爲起源於河流本身 它本身一條河流從它的 下游往上追朔到中游,上游 一直到整個集水區 所以,其實整體來講 整個集水區裏頭所發生的事情 都會藉由河流 這樣一個作用慢慢彙集 由上而下 然後聚集到河口的地方 然後進入到海洋 甚至於再從另外一個角度來講 海洋對陸地的影響 不只是上次所講的 一個波浪潮汐漲退潮的時候 能夠沿着河口 把整個這樣一個鹹水的海水 內推往河流裏頭 往內陸的方向來推 這只是看得到的表相的一個部份 其實,如果再藉由一些生物 它本身能夠在 所謂的淡水的河流 淡水一個河流領域裏頭來流動 或者是來自於海洋之間 它可以在兩者之間遷移的話 它其實這些物種本身 扮演的這樣一個Carry 這樣一個攜帶一個角色 會把海洋跟陸地 這樣二個生態系統 緊密的結合在一起 我們後續還會在針對這個部分 甚至於提出一個聽起來 有一點荒謬 但是是在將近十年前左右 才提出一個非常重要的一個理論 也就是海洋的生物 也直接影響着 陸地的生態系的健康與否 那當初加拿大的科學家 所做出來的是 他們發現的 在加拿大西岸的集水區 河流周邊的森林 奇怪,越長越不好 爲什麼會缺乏營養 結果後來根據他們的研究 得出了一個 聽起來有一點聳動 而且相當難以置信的一個答案 原因是什麼 因爲人類在海洋把鮭魚給抓光了 那就算不是抓光 人類的大量的捕捉鮭魚 而鮭魚這種洄游性的魚類 它到時間,特定的時間 會上朔從河口經由 下游,中游,上游 會到河流 它原來的出生地去產卵 而這個一個 游泳到上游去產卵然後死亡 這樣一個過程 其實在它死亡的過程 把它身體上所有的能量 來自於海洋所獲得的這些物質 又帶回到了陸地 而當人類如果在海洋 就把這樣子一個途徑給終止掉 可以想見的 自然界給河流,上游,森林 這樣子一個施肥的過程 遭受的打斷 那很明顯的一個情況 自然森林的健康就受到了影響 那我們把生物的部分 稍微留到後續再做更詳盡的介紹 我們今天先來針對 河口生態系 它比較物理性的環境的部分 來做一個說明 第一個,剛纔已經說明到了 河口也是陸地跟海洋 重要的一個交界的一個領域 而且更涵蓋了整個集水區的一個作用 那麼,如果說我們就河口 基本上來做一個分類的話 可以很簡單的,也就是 在這樣子一個淡水跟海水,鹹水 交會的一個地方 它本身淡水跟鹹水一個互動 以及分部的一個狀態 就可以用來做一個區隔 好,那在我們熒幕上 可以看得到有四個,A,B,C,D 不同的一個情況 那A所表現的是一個水流量 來自淡水河流 水流量比較大的一個情況 淡水流量比較大 到了河流出海口的時候 它仍然有比較強的一個水勢 能夠離開河口之後 繼續往海面 延伸出去一個比較長的一個距離 OK,這是其中的一種 另外,如果既然講到 來自河流的水流量的大小 或許我們要考慮 那是不是來自海洋的一個鹹水 流進來的這樣一個部份的不同 又因爲海水裏頭 溶解有較多的一個鹽分 通常它的鹽分 都在千分之三十,三十八不等 這樣子一個範圍 那麼因此,它的比重是比較大 所以淡水在上,海水在下 用這樣子一個方式 那麼之間它兩者的互動 剛纔第一個 淡水比較強,佔優勢 所以淡水可以衝去很遠 第二個情況 第二個情況是 淡水流得比較不是那麼強 而相對的 海水進來的力量稍微強一點 但是由於兩者都很強 但沒有足夠的時間 讓它做一個充分的混合 於是在這樣子的一個河口裏頭 往往就會很明顯的出現 上層是淡水 而慢慢的漸進到下層 又是很明顯的海水 這樣子一個環境的一個狀態 那麼第三種,如果說 來自陸地的淡水流得不是那麼強 來自海洋的海水也不是那麼強 這兩者就有更充足的時間 在整個河口的範圍裏面 充分的混合 這個時候就會發現 在這個河口的地區 從河流,從陸地往海水的過程當中 它的鹽分,你所取樣的鹽分 會是逐漸增加... 這種情況 我們就把它叫做正性河川 因爲它的鹽分 是從陸地往海洋的方向逐漸增加 那這是一般我們都可以理解的 那麼,另外 有少數的一些特殊的情況 很可能會出現 從海洋的部分往內陸的部分過去的時候 很特殊的 反而在離河口一段距離 這個時候你取樣的水樣 鹽度反而比較高 爲什麼呢 大家回想一下 其實我們在一開始 介紹生態系的一個概論的時候 就舉了一個說明 影響鹽度的高低 不外乎兩個因子 淡水的入注 以及蒸發量的多少 那在這個地方 我們已經剛剛講了 特殊的情況 如果說它來自陸地 來自河流本身的淡水入注量 非常地少 而這個時候 海水從河口往內陸流進來的時候 如果遇到這種半封閉的環境 高增髮量 當然,直接地就使得整個鹽度 就急遽的上升 這個部份 我們在從旁邊的這張圖 可以做更詳細的一個介紹 剛纔的那一張 只是針對 所謂的淡水跟鹹水的一個互動狀態 來做一個區隔 那麼在這一張呢 就可以更進一步 從所謂的鹽度的等鹽線 鹽度的等鹽線 來了解它彼此之間 不同的一個狀態 那當然或許同學會發現 其中還有一個地方比較特別的 那個是,在所謂的 第一個圖的第4個,D圖的部分 那個是主要分佈在高緯度地區 之前在地球的整個歷史過程 有所謂的冰河期 那冰河期在高緯度地區 冰河退卻之後 會在河流的一個口 形成所謂的一個Sill 一個像門檻一樣的地方 因爲冰河的退卻 冰溶解了 看起來是往後退 而實際上是冰的溶解 這個時候 冰層從陸地所帶過來 大小不同的一個石塊及砂礫 這個時候隨着溶解 冰的溶解支撐的力量不見了 它陸陸續續掉下來 就在河口的地方 形成一個堆積的一個門檻 這樣一個的東西 這個時候 可想而見的,如果淡水接下來 現在在間冰期 淡水繼續由河流流下來 但是這個時候海水要進來的時候 受到這個門檻的阻礙 比較不容易流進來 那這個時候 就會造成河口以內 在這個局部範圍 它的底層鹹水的部分 對流比較不是 它的一個替換率 比較不是那麼好的一個方式 但相對在這樣子一個地方 水的流動比較少 那相對的風浪也比較少 所以其實在北歐的地方 很多國家都是選擇這樣子一個 峽灣地形的一個河口的水域 來進行各種的水產養殖 那最主要是屬於鮭魚 或者其它的魚類的養殖 那當然不像臺灣 有這樣子的一個颱風 或着其他風浪的影響 看起來似乎相當的適合 但實際上由於它的水流的替換率比較不好 如果說在整個魚棚的養殖過程當中 由於來自魚類的排泄物 或者沒有吃完的食物殘渣 以及外加的藥物等等 這些外來的物質 會隨着這些物質沉降到水底之後 會對這樣子的一個環境 造成更嚴重的衝擊 那後續這個部份 我們會從污染的角度 再做一個說明 那麼我們再舉一個更實際的例子 來做一個簡單的介紹 我們學校位於南臺灣 南臺灣有着臺灣的第二大河高屏溪 或着叫下淡水溪 那基本上以一條河流來講 長時間,短時間的變化自然有所不同 我們剛纔講的河口的地方 受到來自陸地的淡水流量的影響 以及來自海洋的這樣子一個流量的影響 以高屏溪來講 河流有所謂的雨季豐水期 還有所謂乾季的一個枯水期 那麼因此 在剛纔A,B,C,三個圖當中 自然可以很明顯瞭解 的確,來自陸地淡水的力量 隨着長時間也會有所變化 而短時間來講 海水的力量 剛好就隨着我們上一次所介紹的 潮汐的一個作用 海水漲進來的力量 自然也有所區隔 但大致上來講 如果是像現在一般的夏天 屬於豐水期 雨量很多的時候 它很明顯的是屬於第一類的 第一類型的河川 來自於河流的力量很強 甚至於以幾年 或甚至於最近颱風的階段 或者八八風災的時候 以高屏溪這樣淡水的 衝擊出去的力量 甚至於可以影響到 出海口的小琉球附近的 這樣子的一個地方 但是相對的如果到了冬天 南臺灣的枯水期的時候 來自於上游降雨量非常的少 來自於陸地的淡水既然變少 相對來自海洋鹹水的作用力量就更強 那有時候甚至於 我們取樣的過程之中會發現 從所謂的高屏溪的出海口 一直往內陸進來 在高屏大橋附近 我們有時候還會發現到 它的鹽度反而比出海口來得高 而呈現出我們所謂的負性河川 這樣的一個機制 所以真的是很奇妙的 並不一定要在所謂的 剛纔講的沙漠地形 降雨量很少 而蒸發量很高的地方 纔有所謂這樣負性的河川 在臺灣一條高屏溪一年四季 都可以呈現出 各種多樣的一個型態 那既然一條河流 或者說影響這樣一個河口地區 它的環境有所謂的 長期跟短期的一個變化特徵 那相信可以理解的 自然對在這之間所生活的生物 自然有的一個決定性的影響 那麼既然剛纔又提到的 河口基本上是來自於 兩者力量角力的一個結果 我們試者向同學先來想想看 到底河流強還是海洋強 以畫面上所出現的 這樣兩者的一個不同的一個 河口地區的一個空拍圖 你想哪一個 會是比較強的陸地的力量 河流的力量 還是哪一個是比較強的 海洋的力量 同學們可以稍微的想一想 那如果說在你還沒有回答之前 我們再來看看另外 這樣子一個圖 這個圖指的是 河流力量 河流淡水力量比較強 所以以中間,圖中間所圖示的 藍色越深表示鹽度越高 表示海水的力量越強 大家可以發現 從上游慢慢下來 海水的影響量慢慢增加 所以淡藍色的區塊比較多 然後慢慢的變深,一直到河口 然後才進入到海洋裏頭 但相對的 下面這個部份很明顯的就是 淡水河流的力量比較小 而海洋的力量比較大 整個海水能夠影響到 整個海灣的地區來 那麼如果再回顧到 剛纔的這兩張相片 同學們能夠想像 哪一個力量比較強嗎 我想其實答案應該很明確的 上面的這一個 來自於河流上中游所沖刷 帶來的石塊或者是 比較細小的這些顆粒 由於來自海洋力量的阻擋 並沒有辦法把它帶的相當的遠 而在河口的地方 就直接堆積起來了 所以上面的這一張河口圖 其實很明顯就是 海洋的力量佔了優勢 而下面的這一張 其實是南美洲亞馬遜河的一個 人造衛星拍的一個圖 那其實這背後還有一個 很好玩的故事 就是在早期 歐洲人開始要拓展 到新大陸移民的時候 曾經發現 在船上沒有淡水可以喝的時候 那怎麼辦呢 這個時候完全看不到陸地 那其實很直接的 因爲在南美洲巴西這個地方 都是平原熱帶雨林的狀態,看不到山 所以有一點距離看不到陸地 這時候怎麼辦 沒有飲水人就快要死了 這個時候水手很慌張,那怎麼辦 結果居然看到 有當地的原住民划着小船過來 當然語言不通比手畫腳 結果他們就指一指 那邊的原住民指着指海 搞不懂什麼意思 船員就試着 把一個水桶丟到海里頭 然後提上來一試 奇怪,在似乎是一片汪洋之中 看不到陸地的地方 他們汲取上來的居然是淡水 而實際上就是發生在 離這個亞馬遜河出海口附近 不遠的地方 這也印證了我們剛纔講的 由於來自淡水密度比較低 所以當它從河口出來的時候 可以沿着出海口往海洋的方向 仍然流動相當遠的一段距離 也造成了這樣子的一個故事 那在當我們講到 全世界流量最大的亞馬遜河之後 我們就回到臺灣 來看看臺灣的河口生態系的例子 很好玩的是,以緯度相差不多的 這樣子二個重要的河川 一個是東部的蘭陽溪口 就大家這個影片裏頭 所看得到的事情 呈現一個草澤的狀態 因爲在我們沒有辦法進到水域 進到水裏之前 從陸地上看過去 在蘭陽溪口是呈現 是禾本科單子葉植物爲主的 這樣子一個草 草生植物爲主的一個 沼澤河口的狀態,是草澤 但相對的反而在新北市 淡水河口的地方 反而是一個紅樹林,特別是水筆仔 幾乎是水筆仔純林的狀態 所形成的一個林澤 那不管是林澤或草澤 其實在形成上 包括就像剛纔介紹的物種的組成 它的一個之前所提的生物地理學 都一定有它的因素在內 當然,另外一個 也是剛纔所講到的 反應出了整條河流 從它的中上游一直到下游 匯聚在河口 在這個地方 產生一個海陸交會作用 而影響到當地的 一個生態體系的一個作用 那不管怎麼樣 雖然細微有差別 我們後續再介紹紅樹林的時候 再對淡水河口的 一個林澤部分再作介紹 那我們再回歸到 這個整體的河口生態系來講 那基本上一條河流 就跟大家在河流的不同的流域 從上游中游到下游可以看到 上游有比較大的石塊 那越到下游 由於水的沖刷攜帶的作用 反而在河口下游地區 都是屬於一些細微的顆粒,一些泥沙 這樣所構成的一個攀地的部分 因此它的底質相當相當的緻密 那因此其實它的土壤裏頭 是相當缺氧的一個狀態 那我們到時候 針對這個部份再作一個介紹 但所謂的土壤緻密的同時 其實這個土壤裏頭 所含的有機質 不管是從陸域所帶過來的 還是從海域所帶過來 各種有機無機的養份 其實是相當相當的多 在水層擾動的過程當中 這些有機的顆粒 會進到水體裏頭 然後進一步來供養 水中裏頭很多很多的生物 但是諸如之前所說的 由於河口地區必須接受到 同時來自河流的淡水的力量 以及來自海洋潮系 波浪這樣子的力量 雙方的一個影響 所以它的環境的變動非常的劇烈 因此在這麼嚴苛 劇烈變動的環境之下 能夠適應這樣子的環境的 一個物種不多 但是如果一旦能夠適應 其實就像剛纔前一張相片所看到的 它本身數量都會相當佔優勢 呈現出一種 種少量多的一個特性 那更因爲這些種少量多 而本身都有相當高生產力的這些植物 那然後它的分解的物質 進到水體裏頭 因此在河口地區 也是相當多的淡水河流的魚類 或其它的一些無機生物的物種 以及甚至於來自海洋鹹水的魚類 以及其它無機生物的物種 常常用做一個 繁衍育幼的一個生育的一個場所 那因此河口的生態系 有着它不可抹滅的一個 一定生態的價值 但是就猶如潮間帶一樣 由於陸地的邊緣 跟人類的活動太過於接近 而且由於整個集水區的一個作用 都會影響到這個河流 最後匯聚到河口這個地方來 因此在後續的議題當中 我們會再介紹到 其實河口是目前被人類 蹂躪的最可憐的一個地方 那其它的部分 我們就留待下一個講次 再來做介紹 謝謝