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海洋保育

從科學數據的角度看見藻礁的真面目

藻礁

海編說:藻礁生態系的真面目,其實是在各種「不利」正常生態系運作的環境條件下,組合呈現的一種生態風貌。站在不同立場,看的角度也不盡相同,而用科學數據來證實,就是最好的例證。跟著海編一起來看看吧!原文刊載於《科學月刊》第 500 期〈從科學數據的角度看見藻礁的真面目〉2023.08.15

從 1980 年代臺灣的生態保育意識逐漸抬頭發展至今,有關生態保育能引起全國矚目、媒體爭相報導、政府增編鉅資,甚至還需要動用到全民公投的案子,至今只有一件,就是桃園大潭區中油公司第三天然氣接收站所引起的「藻礁之爭」。其實用「爭」這個字並不準確,生態環保議題的決策從來不是、也不應分個輸贏,而是服膺生態運作的原則,在多樣的環境與生物條件中,找到一個平衡的出路。問題重點在於,這個平衡要如何產生?這才是真正的麻煩!原本基於科學來做判斷是最合理的解決方法,不過科學數據也有不同面向的解讀,各持所見或相爭不下都還算是常態,但是藻礁一案因為片面資訊的不斷放大,新聞、社群媒體以及社會民意中同情弱者的直觀情懷,導致原本純粹的科學發言反而成為千夫所指,為虎(政府、國營事業)作倀的對象,而今事過境遷,正是「沒有輸贏」需要計較,可以平心靜氣來看看之前各項科學數據真正意義的時候了。

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觀新藻礁的夕陽,十分動人。

但是即使每一項數據都釐清了,藻礁在生態系中扮演角色的全貌就會浮現嗎?誠心地說:還不一定拼得對呢?不過這正是科學虛心求進步的精神!在追尋藻礁真相的過程中,筆者和研究團隊站在前人肩膀上整合分析,用了正、反兩面公開可檢驗的數據,加上物理、化學環境參數,再補上了許多之前較少人在意的附近海域生態調查資料,希望能描繪出藻礁的真面目到底是什麼模樣?為何能讓眾生如此意亂情迷?
 
不料結果卻大出意料之外,藻礁生態與外界所講述的形象,原來南轅北轍。

藻礁生態的正反面貌

藻礁原來的形象是什麼呢?社群媒體和各種新聞報導上都有很多說明,不過多是斷簡殘篇,難窺其全貌。真正由幾位學者共同執筆,及專業編輯努力採訪完成的報導,大致以《科學月刊》573 期專題特輯及《國家地理》(National Geographic)雜誌的報導〈藻礁何去何從?〉最具代表性。而且內容不約而同將桃園地區殼狀珊瑚藻所形成的藻礁生態系,類比成大家熟知的熱帶珊瑚礁生態系——有著豐富的生物多樣性、很高的生產力、穩定且複雜的生物棲地,也是魚蝦幼苗的重要培育場,對周邊的海洋生態系、漁產,甚至東亞地區海洋生物的分布和傳播都有著舉足輕重的貢獻!
 
不過這種印象可能來自於一連串調查數據的擴大詮釋,及許多表象觀測和專項知識的主觀連結與推論。真正掀起新娘子的蓋頭來時,名分一樣,風情卻大不相同。
 
以筆者團隊的觀點,桃園藻礁生態大致如下:
 
千百年以來,臺灣西部海岸就是一個以沙質海岸為主的海洋生態系。狹長的海峽地形和冬、夏的東北、西南季風造就了這片海域獨有的洋流及潮汐流。生長在海洋中的生物們,包括了在地及周邊的南海、東海甚至太平洋,都善用了海流的特性將子孫釋放到海流中,讓牠們可以「藉海之力」尋找新的天地。所以臺灣西邊的沿岸海流,就成為了一個輸送帶,充滿了各式各樣生物幼苗:魚蝦貝介、蠕蟲沙蠶,甚至已適應陸地生活的陸蟹和椰子蟹。在這個輸送過程中,幼苗們雖充滿機會,但更充滿危險。

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翻一翻石頭,會找到不少小螃蟹。photo credit:鳳筠
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在藻礁隨處可見的螃蟹。photo credit:鳳筠

牠們一路上會被各種掠食者捕食,小自浮游動物、大到以濾食為主的鯨鯊;此外,牠們也會互相殘食,幼魚幼蝦捕食到珊瑚的蛋或胚胎可真是「高蛋白營養食品」。因此如果牠們不是長期浮游生活的大洋性生物,有機會碰到任何一個可以落腳棲身的地方,就會忙著留下來。這對沙泥底的蠕蟲、螺類、貝殼,以及底棲性的魚類,如:比目魚、沙鮻、牛尾魚都不是問題,因為西海岸就是泥沙海洋生態系,有很多適合的環境,但是對需要硬底質附著性的生物,如珊瑚、牡蠣、藤壺,以及蝦虎、鳚魚、裸胸鯙等機會就少很多,有任何看起來合適的地方都不可以放過。而在長長沙岸中,藻礁正是這樣的地方,不過它不是只有桃園大潭有,全臺還有新豐、淡水等地都有大大小小的分布。更廣義來說,臺灣西海岸許多人造的硬底質區,如各個海港、漁港,也都是牠們的機會。只是,牠們在這些環境中能不能活下來呢?
 
如果碰到的是熱帶珊瑚礁區,活下來的機會就很大,因為落腳的地方有很高的基礎生產力,就像人類居住的地方有天然果樹或能種稻米一樣,可以提供各種生物所需的環境與食物。基礎生產力是一個生態系興旺的基本條件,另外如紅樹林和海草床,也都能支持很高的生物多樣性。但是藻礁呢?它的生產力很低,每年只有 65 g/m2,甚至比泥沙區的潮間帶灘地僅有 101 g/m2還少。對生物來說,要在這兒生活還真有民不聊生的煩惱呢!

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隨處可見的藤壺。
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海星也是觀新藻礁的常客。

但是這也不能怪形成藻礁的殼狀珊瑚藻,它們每年本來就只能長一點點,整個藻礁每年增長只有 0.1 公分,而且大部分身體都還是難以下嚥的鈣質,僅是人們不求甚解,把它想成和一般的藻類一樣,當成可以餵養一堆房客的糧倉而已。
 
不過它至少提供了房子的功能啊!殼狀藻殘骸堆積所形成的礁體,有許許多多的孔隙,不正是蠕蟲、沙蠶及小蝦小蟹可以居住的地方?話是沒錯,但這可是千年古厝!遠不如其他礁體如珊瑚礁、牡蠣礁穩定,維修起來已不容易,加上還有一大堆的天災,例如:季節風和海浪、海流的互相作用,不停造成藻礁上面砂泥的淤積,被掩蓋的藻類如果不能及時露出,就真的成為死「礁」,住在隙縫中的生物當然也一命嗚呼。就算幸運,淤積的砂能及時被移除-通常是較強烈的風浪季節,甚至是大颱風後,在大潭地區還有人為築堤造成的侵蝕作用-讓藻類及耐得過掩埋的小生物們重見天日,也算是上天眷顧了。但別忘記,救命的惡劣天氣正是另一種讓藻礁居民死傷慘重的天然災害!也正因為這種互相矛盾的劇烈環境擾動,反而造就了大家所傳頌的「藻礁一片興旺,藻礁生物特殊, 藻礁受到迫害」的神話!
 
興旺是來自於沿岸流源源不絕地送來新的幼苗,它們只要是在藻礁露出來的時候,就會爭先恐後的加入,努力的成長,拼命的想完成傳宗接代的天賦任務,在這時候的觀察,當然是生機滿眼、洋洋大觀,此時乍看生物多樣性高,什麼生物都有可能出現。迫害則是來自於淤沙和大風浪的淘洗沖刷,兩者作用剛好相反,雖然都是殘害生命不眨眼的殺手,但卻恰好維持了自然界藻礁呈現現在這個面貌的必要條件。
 
此話怎說?
 
原來自然界有一個生態演替的原則,在穩定的環境中,新出現的生態棲地總會有許多的物種爭先恐後的加入,然後最能適應這兒環境的生物就會因為競爭力高的緣故,發展成數量很多、霸占資源的優勢物種,其他競爭力低的物種則會愈來愈少。在基礎生產力高的生態系中,弱勢物種們或許還能分到一杯羹,繼續存活,維持一個高的生物多樣性;但如果是在生產力低的地區,尤其是幾乎沒什麼生產力的藻礁,它的生物多樣性必定會因為競爭和缺少食物,而愈變愈低!
 
但是桃園的藻礁卻因為惡劣的環境:淤沙和大風浪,再加上混濁的海水,凜冽的寒潮所帶來的劇烈擾動,讓占優勢物種一次一次被清除,棲地一次一次被清空,幼苗們一次一次加入,長大的成體們被維持在一個數量不會太大,但卻是動態平衡的族群量。而這種狀況從表面的科學數據來做判斷時,不就是一個有許多幼苗來來去去,生物多樣性豐富的興旺生態系?可是它的實質單位生物量(biomass)其實是貧乏的,一定不會高!若從學理上來看,這只是一個一直維持在生態系早期演替狀態、長不大的孩子而已。

藻礁 1 從科學數據的角度看見藻礁的真面目
photo credit:謝馨慧,CC BY-SA 4.0,Wikimedia Commons

稀有又豐饒的生態相? 大眾對藻礁美麗的誤解

因此在這類變動的環境中,大眾耳熟能詳的珊瑚群聚、大型海藻等,豐饒生態系的優勢物種都不容易成氣候,反倒是原本在主體生態中競爭力不足,經常被排擠到邊緣做做小弟,數量少、影響力有限、少有人調查研究的廣適應性邊緣物種,能夠得其所哉、甚至大行其道。
 
所以像是被列為國家一級保育生物的柴山多杯孔珊瑚(Polycyathus chaishanensis),它的稀有性或許只是基礎資訊不足的美麗誤會。經過特別留意的調查後,在永安天然氣接收港、臺東海岸,甚至從印尼合法出口至荷蘭的外銷珊瑚中,都發現了它的蹤影。至於多次在藻礁報告中描述出現新種的殼狀珊瑚藻,依它們的生活史和廣闊分布的特性,或許也只是彌補了對這個領域以往科學調查的不足,而未必是臺灣獨有的寶貝。
 
藻礁生態運作的輪廓逐漸浮現出來,但這裡還少了一塊鮮少有人注意的拼圖:在基礎生產力如此貧乏的地方,居民們食物從哪裏來?解答是,藻礁中的食物很大一部分來自周遭海域的混濁度,其中懸浮物大多是富含高度熱量的有機物碎屑,雖然不可口但卻是濾食生物、腐食生物、雜食生物,如:藤壺、牡蠣、螺貝、海蜷、蝦、蟹、沙蠶、蠕蟲等生物的主要食物,也造就了牠們在此環境中成為優勢族群。這些有機物來自附近既有河流注入,加上風浪頗大攪起有機物,再經過潮汐漲退、波浪拍打下,輸送沉積到藻礁中,成為居民免費的外來食物。而如果季節適當再加上運氣好,旁邊流過的水團剛好帶來大量的植物及動物性浮游生物,並經由漲潮或海浪推送到藻礁區,就真的是居民大快朵頤的美食節了。真是奇妙,被認為會為害生物的環境因素,反倒成了藻礁居民的外送餐點組合。
 
從另一個角度來講,藻礁到底能養育多少生物?主要是受殼狀珊瑚藻有限的生產力和外來輸送的懸浮物所限制。有人認為,藻礁每年都會在特定的時間令大型藻生長繁盛,對基礎生產力也很有貢獻!但這樣的描述其實不完全準確,因為這些藻類大部分都會沖回大海,被周邊生態系而非藻礁中的生物所利用;對比一下東北海岸綠石槽藻類的命運就知道了。何況太多、太大面積、生存太長久的大型海藻群落其實正是殼狀藻的最大競爭者。而許多保育人士強烈指責的淤砂,反而有抑制大型海藻繁盛的功能,是幫殼狀珊瑚藻抵抗外敵入侵的「義勇軍」呢!

簡單的素描藻礁生態系的真面目

 整體而言,藻礁生態系的真面目,是在各種「不利」正常生態系運作的環境條件下組合呈現的一種生態風貌,若用科普簡易的說法來打個比喻,就是:
 藻礁本身是一座千年古厝,海流送來各式各樣的流浪兒童,厝中糧食嚴重缺乏,混濁的海浪帶來了難嚥的食物,無情的漂砂卻又削減了不幸的個體,只有頑強耐命的種類得存活。而死傷者空出的位置,則剛好讓新的娃娃能夠持續加入。從外人的眼光來看,一座生物多樣性豐富、又有稀有物種出現的興旺育幼院就此誕生了!
 當藻礁的真面目現身後,它未來的命運、該被如何經營管理的策略,就因為了解而清晰。

  1. 活的藻礁會不會永存?機會不大。因為牠每年大約只能增長不到 0.1 公分的厚度,在全球暖化愈來愈劇烈的趨勢下,臺灣現在海平面平均每年上漲已達 0.34~0.38 公分,而且在未來的 30 年中(預判至 2050 年)速度至少會增加三倍,換句話說,以現在六公尺水深以下就沒有活的藻礁來估計,現存的藻礁大概很快就會因為海水太深而死亡。
  2. 死的藻礁(地質礁)會不會永存?難講,如果砂層掩埋夠快,或許留得下來,如果在海水上漲時沿岸風浪因變大而增加侵蝕,脆弱的多孔隙藻礁結構將首當其衝的遭到破壞,現狀看起來已是難以久撐。
  3. 是否移除淤沙?看起來沒必要,除非人們想改變藻礁的自然面貌,因為淤砂進退是維持藻礁生態系的重要因素,掩埋起來也是形成地質礁的必要過程。
  4. 要不要控制施工混濁度?有機懸浮量高的混濁度在藻礁區反而是重要的食物來源。由於施工造成的混濁度相對於在地海域天然出現的有機懸浮物其實甚為有限,不分青紅皂白的降低混濁度,或許正是剋扣藻礁居民糧食的不當作法。
  5. 要不要人工培育殼狀珊瑚藻或藻礁?
    • 如果是想保護此處的殼狀珊瑚藻:可能不需要太操心,因為它們本來就是廣布性物種,此地不留人,自有留人處。
    • 如果是擔心殼狀珊瑚藻絕種:單純保種就夠了。
    • 如果是要培育在地的「藻礁」:以牠們在正常狀態每年在硬底質上只能長 0.1 公分的速度,要培養 50 公分估計要 500 年,同時需要建立很  穩定的政策、預算、地形、地點和 500 年類似的環境參數才行,以現在的氣候變遷和海岸侵蝕速度,難度甚高。

或許看清並面對事實的真相,本身就是一件需要很大肚量、勇氣和智慧的事,但是科學的精神,文明的進步,更美好的未來,不正是這種追尋、反省、接受和再追尋的累積嗎?藻礁的奇妙故事,正是最好的例證!

責任編輯:Jenny Tsai

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我是布魯陳,平常喜歡帶著大相機下海找生物 如果你有海洋議題歡迎找我聊聊,約我吃飯更歡迎!
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