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遇見哈盆溪

 

台北市立士林國民中學教師

黃乙玉

 

緣起

晨霧繚繞的福山植物園及哈盆保留區總是給人相當神秘的印象,早在懵懵懂懂的小大一時期,就耳聞系上的呂光洋老師及杜明章老師在福山植物園進行兩棲爬蟲動物的研究。在大二及大三時,因暑期採集隊及脊椎動物學實驗課,有幸到福山植物園觀察動植物,能親眼看到山羌在近距離活動,夜晚因手電筒照射而眼睛炯炯發亮的山豬,可愛的鼬獾及穿山甲,暗夜中的螢火蟲及蛙鳴,在在都讓我對福山及對生態研究產生了許多憧憬,心想,若有朝一日能在此進行動物生態研究,就太棒了。此小小的夢想,在心中沈寂了兩年。直到我考上台大動物所,進入林曜松老師的實驗室,談起碩士論文的題材時,老師提及在福山的長期生態研究計畫,我立刻點頭如搗蒜,終於要美夢成真了!

    千禧年的夏季,走在清晨薄霧瀰漫的哈盆溪,在淙淙流水中,我在心底歡呼哈盆溪,我來了!

 

 

啟蒙

    由於林老師實驗室負責哈盆溪的魚類群聚研究,所以我的入門功夫就從「混水摸魚」做起啦!一般在水深較淺的溪流中,國內外都是採用電魚法來採集魚隻,這也是我第一次見識到電魚法的利害,怪不得一般溪流必須禁止電魚,因為這種魚法捕獲量實在太驚人了!。哈盆溪常見的魚種包含台灣鏟頷魚、台灣馬口魚、台灣纓口鰍、沙鰍、明潭吻蝦虎及石。溪中的魚群們在電網及電杆間被電昏,隨即漂起,身為撈魚手的我們,必須趕緊將其撈起,否則若造就太多的「漏網之魚」,導致研究結果偏差,罪過可大了!而整個過程,就像在和時間賽跑,魚昏了,要快快撈起,快快量取全長及重量,快快釋回水中,再進行下一樣站的調查。否則魚醒了,就很難要牠乖乖的平躺在量魚板上接受測量,而動作太慢,若到天快黑時,調查仍未結束,昏暗的餘暉下不管是撈魚或量魚都加倍困難。而我們也嘗過在深秋摸黑走出哈盆溪的滋味,平時熟悉的溪流,在夜裡似乎變裝似的陌生了起來!

 

 

摸索 & 轉向

    作為一個長期生態的研究地點,福山是個深具特色且多采多姿的地區,此處聚集了從事水文、地質、植物、魚類、哺乳動物及昆蟲的研究團隊。哈盆溪是位於亞熱帶的上游溪流,根據多年累積的水文資料顯示,哈盆溪的水量變化劇烈,暴雨來時,溪水暴漲,甚至將石頭上的藻類沖刷得一乾二淨,而乾季時,部分溪段乾涸,魚群擠在如大湯碗的僅存水窪中,此時若想「竭澤而漁」,已非難事!在這變動的環境中,魚群如何求生存呢?於是我選定哈盆溪的台灣特有種魚類台灣馬口魚,欲分析其食性,用以瞭解魚類對環境資源的利用情形。然而,在初步試驗後,我終於體會研究工作果然是充滿挑戰與變數的!一開始在劉奇璋學長的鼎力相助下,完成每2小時採樣一次,連續24小時的魚隻攝食情形檢測,得知馬口魚在中午過後至夜間都會進行攝食,正想牠真是種貪吃又精力旺盛的魚呀!而用顯微鏡檢視牠的消化道內含物後,不禁傻眼。顯微鏡視野下真是五花八門,有植物、藻類、蝦、蟹、水棲及陸棲昆蟲的碎片,甚至有白色的線蟲等,唯一的共通性是所有的內含物都很碎,且不易辨認。我只能對著昆蟲的尾毛,腳末端的一或兩個爪苦思。先前閱讀的魚類食性分析法顯然在馬口魚身上並不管用,覺得若要以消化道內含物分析法深究其食性,實在太冒險了!其鑑定的階層及準確度恐怕禁不起嚴格的檢驗。

    正愁眉苦臉想著,是否該另起爐灶,換個題目,但又不情願放棄已投入超過半年的實驗時「貴點子」出現了!教授藻類學的吳俊宗老師,提到有種「穩定性同位素分析法」或許可試試。過去從來沒聽過這種研究方法,抱著姑且一試的心態,輸入stable isotope搜尋文獻,沒想到文獻如傾瀉而出。正在黑暗中摸索的我,頓時看到希望的曙光!現在回想起,當時真是太天真了,抓住了那道光的同時,才是試煉的開始啊!

 

 

藍圖

1970年代之後,國外的科學家開始應用穩定性碳及氮同位素進行環境及生物的分析,但在國內的生物研究界,仍屬新興的研究領域。其原理是利用環境中已存在的穩定同位素比例,如:13C/12C15N/14N,作為生物身上天然的標記,用來追蹤物質的循環過程或推測動物之食物來源。皇天不負苦心人,我發現在台灣竟也有實驗室從事相關研究:中研院動物所謝蕙蓮老師及植物所高文媛老師。多番波折後,我投入了謝老師門下,開始拜師學藝。

而回到問題的原點,若要瞭解馬口魚到底吃了什麼,我們必須有哈盆溪中所有物種的穩定碳氮同位素資料,才能進行分析。從溪畔的陸棲昆蟲、植物枯落物到溪中的藻類、水棲棲昆蟲、甲殼類及魚類,全成了我的採集對象,而問題也擴大為哈盆溪食物網的物質利用及結構探討。大概是受了在福山進行研究的老師及伙伴的熱忱所鼓舞,當時的我已一掃先前陰霾,又開始做起大夢了!

    要採集足夠的樣品進行分析是穩定同位素分析的第一重關卡!1個動物樣品乾重必須達5mg以上才能分析,這對體積小又輕的水棲昆蟲而言,真是個高門檻啊!小型的水蟲,如蜉蝣,約40隻以上才能湊足成1個樣品,且實驗總是要求有重複哩!為了收集足夠的水蟲,在多雨的春假,熱心的學弟妹與我在哈盆溪畔反覆的採集與挑蟲,要在砂礫堆中,用尖鑷子挑出身長不到1公分的水蟲,分門別類裝入瓶中,再放入小冰櫃中,以防蟲體死亡腐敗,連續三天的工作下來,大家眼睛都花了,我真怕學弟妹們得了水蟲恐懼症,再也不進哈盆溪了,還好大家都是大自然的愛好者,並沒有因此而視出差為畏途。倒是我為了採集足夠的昆蟲及幼魚樣品,又多次單獨進入哈盆溪,第一次一個人走在空蕩蕩的乾河床上,因暫時迷失方向而慌張,且身陷荊棘叢中動彈不得,跌跌撞撞才走到較遠的樣區,摸索幾次後,終於瞭解學長所說的「溪」的感覺,才不再走冤枉路。而單獨在溪邊工作,特別容易看到野生動物,我曾在埋頭撈水蟲之際,抬頭看到一隻棕蓑貓從容的踏水涉溪而過,靜靜的消失在草叢中,頓時讓我精神為之一振,因為,我知道自己並不孤單。

 

 

積沙成塔

穩定同位素的分析,採樣僅是第一步,後頭還有更多實驗室裡的工作在等著。從野外採集回的樣品經過清洗及乾燥的步驟後,必須以人工磨成細粉,我常笑稱自己是有潔癖的「巫婆」,總是沈默的用珍貴的瑪瑙研缽磨著各種植物及昆蟲,因為穩定同位素是很微量的,灰塵、飛沫及殘留的樣品都可能造成污染,干擾分析的結果,所以整個樣品處理過程中,必須小心翼翼的用酒精及無塵紙將器具一擦再擦。初步處理完樣品後,進入第二階段-「煉金術士」,必須用超過1000℃的火焰將樣品真空密封於石英管中,放入高溫灰化爐燒隔夜,再純化出二氧化碳及氮氣,整個過程歷經數日閉關在長廊盡頭的實驗室,終日與冰(液態氮)火 (火焰槍)相伴,看著一根根密封的玻璃管,誠心的祈禱著自己能修成正果啊!有沒有果,用質譜儀檢驗就知道。第三階段-「釋放」,在質譜儀上一次次擊破並釋出玻璃管中的氣體,看著電腦螢幕,折線上下跳動著,心情也跳動著,若能順利得到結果,就不必再回頭當巫婆及煉金術士,得到自由囉!積沙成塔,在穩定碳氮同位素的分佈圖中,哈盆溪食物網的組成成員們一一就位,且依此推算出其營養階層及碳的根本來源。

 

亂中有序

    依穩定碳氮同位素分析結果,加上食物網統計於魚類食性資料,哈盆溪食物網逐漸現身(附圖),看似複雜的線團中,隱藏著眾多的啟示。沿岸植物枯落物及藻類是溪流中初級消費者的重要食物來源,水棲昆蟲扮演將能量向上傳遞的重要角色,而魚類是最高階的消費者,不論是昆蟲或魚類,多是雜食性的。在食物資源變化時,有彈性的覓食策略,可能使其更能適應變動的環境。

    想起近年來台灣到處可見的河道整建工程,水泥溝渠取代了溪畔的植物,如此一來水中的昆蟲要吃什麼呢?且國外的研究顯示,溪畔植群的組成也會影響掉落溪流中昆蟲的種類與數量,而這些都是溪流魚類的重要食物來源呢!少了根本的營養輸入,少了依此維生的水棲昆蟲,放流更多的魚隻可能對重建溪流魚群只是治標不治本的方法啊!

閉上眼睛,想起在哈盆溪的日子,水中悠游的魚群,濃密的森林,縱然溪畔植物看似雜亂無章,卻扮演著影響溪流食物網營養輸入的關鍵角色。期許我們都能更有耐心,更富創意的發掘自然的啟示,欣賞並守護這流動的生機!

 

 
 

 


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