林業研究專訊 Vol. 23 No. 5 2016 57

林業論壇

101~103年(後期)，將水生植物池的入水口和

出水口二個測點進行比較，並區分為4季進行

分析。90~92年每月取水2次，水樣送至實驗

室分析pH值、電導度、懸浮固體(SS)、陰陽

離子(Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+, F-, Cl-, NO3

-, PO43-,

SO42-, HCO3

-)及凱氏氮。101~103年則每月取水

1次，水樣分析項目與90~92年相同，惟陰離

子多了NO2-，並於102年4月~103年4月期間現

場測定溶氧(DO)。福山水生植物池在90~92年

試驗期間已有草魚放養，池中亦有少量水生

植物生長，但尚無藻類出現；自民國102年之

後則不再放養草魚，即本試驗的後期水生植

物池大都是無草魚的狀態，但水生植物大量

繁衍，例如苦草(Vallisneria natans)、水蘊草

福山植物園水生植物池水質動態

從福山植物園解說站進入園區的水生植

物池，一直是開園以來整個植物園的亮點和門

面，不僅景觀優美，其豐富的生態(包含魚類、

鳥類、動物和昆蟲等)常令許多遊客駐足流

連。但水生植物池近年有外來種動植物威脅、

泥砂淤積及水生池定位等問題，實有必要詳加

討論未來的經營管理方向與方式，並增加現場

管理人員之專業知識，使水生植物池得以永續

經營。本篇旨在藉由福山水生植物池的監測資

料，探討不同時間池面變化對水質之影響，期

能對未來水生植物池的經營管理有所裨益。

採樣和分析

水質監測於民國90~92年(早期)與民國

⊙林業試驗所集水區經營組‧王秋嫻 (wangch@tfri.gov.tw)、游漢明⊙國立中興大學森林系‧劉瓊霦

福山植物園水生植物池的入水口和出水口採樣點。

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(Egeria densa)、青萍(Lemna perpusilla)，且有

藻類出現，例如滿江紅(Azolla pinnata)。

結果分析

福山植物園水生植物池的pH值平均落在

7左右屬於中性，符合環保署污水經處理後注

入地下水體水質標準pH介於6.5~8.5，一般天

然水之pH值多在中性或略偏鹼性範圍，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。導電度的分析結果顯示，

早期的水生植物池導電度明顯高於後期(除了

秋季不顯著外)，通常導電度愈高，表示水

中電解質含量較多，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，亦即早期的水生植物池所含的總溶解

固體較多，其原因可能和放養草魚的排泄物

有關。懸浮固體(SS)係指水中會因攪動或流動

而呈懸浮狀態之有機或無機性顆粒，這些顆

粒一般包含膠懸物、分散物及膠羽。懸浮固

體會阻礙光在水中的穿透，其對水中生物影

響與濁度相類似。由檢測結果顯示水生植物

池的懸浮固體濃度變化大，僅後期的冬季較

早期明顯較高，即水體稍混濁，但整體測值

早期福山植物園水生植物池景象。(游漢明 攝)

後期福山植物園水生植物池景象。(王秋嫻 攝)

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極低(< 12 mg/L)，遠低於環保署訂定的污水

經處理後注入地下水體水質標準25 mg/L。

來自動、植物遺體的有機氮(ON)於早期

的平均值較後期高，但由於濃度變化大，並未

達顯著差異。動植物遺體及魚類的呼吸和排泄

物經異營性細菌分解產生氨(ammonia, NH3)，

在水中氨是以未解離氨(NH3)及解離銨(NH4+)

兩種形式存在，其比例與水溫及pH值有很大

的關聯，因氨非常容易通過組織的障壁，所以

對魚的毒性很高，又氨對腦有特別的親和性，

所以氨中毒的魚多為神經症狀，通常氨的濃度

大於1ppm便會對魚類造成致死的毒害。本試

驗雖未測定氨氮，但由NH4+濃度於春季後期

明顯高於早期的情形可知，因102年以後並未

施放草魚，故來自水草及藻類遺體的分解量

不容小覷，但整體之濃度尚屬很低(<0.06 mg/

L)。NH4+的另一個來源為在無氧的狀態下，由

厭氧菌將硝酸鹽轉化而來，是否後期底泥已有

缺氧之情形，值得注意並進一步探討。

如水池中氮素循環示意圖所示，亞硝

酸菌在有氧的狀態下，會將氨轉化為亞硝酸

鹽，本試驗於後期所測得的NO2--N濃度亦相

當低(<0.03 mg/L) (前期未測定)，當水中溶氧

不虞匱乏時，NO2--N在水中存在的時間相當

短暫，本試驗有許多水樣未測得，即測值為

零。硝酸菌在有氧的狀態下，再將亞硝酸鹽

轉化為硝酸鹽，本試驗二個時期的NO3--N濃

度於水生池的入水口皆比出水口高，其中夏

季更達顯著水準。因NO3--N為植物主要的氮

吸收型態，是植物的三大肥料(氮、磷、鉀)之

一，水生植物池引入的溪水中所含的NO3--N

在流經水生池後，被大量的水生植物和藻類

吸收利用，至出水口時濃度明顯降低，尤其

以夏季最顯著，因氮是構成葉綠素的主要成

水池中氮素循環示意圖(修改自網站https://www.homesalive.ca/blog/3-main-causes-of-pond-algae/)

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分，故於光合作用旺盛的夏季，對NO3--N的

吸收利用最高。然水生植物池整體NO3--N濃

度仍遠低於環保署訂定的污水經處理後注入

地下水體水質標準10 mg/L。

當水體輸入大量的硝酸鹽和磷酸鹽時，

會促使藻類大量繁殖，形成藻華(algal bloom)

現象，稱之為優養化。由PO43-濃度在4季皆

以後期大於前期的結果不難推測，何以早期

幾乎無藻類繁殖，但後期卻有藻類出現之原

因。然整體PO43-濃度亦符合環保署訂定之放

流水標準，小於4 mg/L。

溶氧(DO)即溶解於水中的氧量，水質愈

純淨、溶氧愈達飽和(例如1大氣壓下，鹽度為

0之15℃乾淨水，其飽和溶氧值約10 mg/L)，

愈適合魚類生存，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缺氧狀態，易導

致魚類死亡、水質發臭，故溶氧是水體污染的

指標，例如河川污染指數(RPI)指標之一即為

溶氧。然而，溶氧若呈過飽和狀態，飽和度超

過130%時，可能是水中營養鹽(碳、氮、磷)豐

富，水生植物過度生長、水中光合作用旺盛產

生氧氣所致，反而是水質惡化的警訊。本試驗

雖僅於102年4月~103年4月有測定溶氧，無從

與早期(90~92年)比較，但此期間之測值介於

7.3~12.9 mg/L，少數已接近過飽和狀況，實有

必要持續觀測。此外，溶氧值皆以水生植物池

出水口處大於入水口處，尤其以夏、秋二季最

明顯，因水生植物池有大量水生植物，光合作

用旺盛，故出水口的溶氧大於入水口處。

基本上福山水生植物池的水質純淨良

好，各項檢測值皆遠低於環保署訂定的污水

或放流水標準之最大限值。另依據環保署河

川污染指標(RPI)規定，水生植物池水質溶氧

(DO) ≥ 6.5 mg/L、懸浮固體(SS) ≤ 20.0 mg/L，

屬於未受污染之水體。

由水生植物池的營養鹽分析可知，早期

放養草魚並未對水質造成惡化或影響 (如pH

值、NH4+、ON濃度變化)，然而後期未放養草

魚的水生植物池，由其NO3--N、PO4

3-及DO的

濃度變化顯示已有優養化之趨勢，建議該水

生植物池以人工經營的方式適時的介入，定

期清除水面上之藻類及底部動、植物遺體(尤

其是水生植物)，並翻新底泥增加溶氧量，以

避免水質惡化，影響水中生物之存活，才能

建構健康多樣的水生生態池。

現場溶氧測定。(王秋嫻 攝)

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福山植物園水生植物池水質分析結果。

早期 (90-92年) 後期 (101-103年)

項目 季節 入水口 出水口 入水口 出水口 P值

pH

春 7.32 ± 0.36 7.40 ± 0.45 7.33 ± 0.28 7.18 ± 0.20 0.63

夏 7.30 ± 0.33 7.25 ± 0.57 7.16 ± 0.28 7.54 ± 0.91 0.46

秋 6.97 ± 0.38 7.00 ± 0.32 7.23 ± 0.19 7.14 ± 0.20 0.18

冬 7.25 ± 0.29 7.40 ± 0.52 7.18 ± 0.26 7.19 ± 0.26 0.41

導電度

(mS/cm)

春 60.85 ± 9.73 58.73 ± 6.29 50.68 ± 4.59 48.53 ± 5.28 0.00 *

夏 58.64 ± 9.67 54.44 ± 11.49 49.41 ± 4.38 46.69 ± 4.36 0.01 *

秋 50.85 ± 6.15 50.23 ± 7.59 48.66 ± 5.13 47.52 ± 10.94 0.70

冬 55.49 ± 10.81 56.71 ± 10.71 47.40 ± 3.24 46.17 ± 2.57 0.01 *

SS(mg/L)

春 2.50 ± 3.57 4.33 ± 4.15 3.89 ± 3.18 4.86 ± 3.80 0.42

夏 2.15 ± 3.10 2.44 ± 2.97 2.90 ± 2.13 3.00 ± 1.94 0.84

秋 4.44 ± 7.12 3.72 ± 7.11 2.88 ± 2.64 3.11 ± 1.27 0.92

冬 1.71 ± 2.26 1.44 ± 2.30 3.56 ± 1.88 3.44 ± 1.74 0.03 *

ON(mg/L)

春 0.21 ± 0.16 0.16 ± 0.12 0.06 ± 0.04 0.11 ± 0.04 0.15

夏 0.17 ± 0.22 0.11 ± 0.13 0.09 ± 0.03 0.18 ± 0.16 0.56

秋 0.24 ± 0.22 0.19 ± 0.18 0.06 ± 0.05 0.19 ± 0.15 0.15

冬 0.15 ± 0.19 0.13 ± 0.13 0.04 ± 0.06 0.03 ± 0.04 0.34

NH4+

(mg/L)

春 0.00 ± 0.00 0.00 ± 0.00 0.00 ± 0.01 0.03 ± 0.03 0.00 *

夏 0.00 ± 0.01 0.00 ± 0.00 0.01 ± 0.02 0.01 ± 0.01 0.38

秋 0.00 ± 0.02 0.01 ± 0.03 0.00 ± 0.00 0.01 ± 0.02 0.64

冬 0.00 ± 0.00 0.01 ± 0.03 0.01 ± 0.02 0.01 ± 0.02 0.72

NO2--N

(mg/L)

春 - - 0.00 ± 0.00 0.00 ± 0.00 0.43

夏 - - 0.00 ± 0.00 0.00 ± 0.00 0.09

秋 - - 0.00 ± 0.00 0.00 ± 0.00 0.02 *

冬 - - 0.01 ± 0.01 0.01 ± 0.01 0.50

NO3--N

(mg/L)

春 0.21 ± 0.13 0.10 ± 0.09 0.33 ± 0.08 0.22 ± 0.10 0.00

夏 0.30 ± 0.26 0.11 ± 0.16 0.36 ± 0.12 0.15 ± 0.16 0.00 *

秋 0.27 ± 0.15 0.23 ± 0.12 0.35 ± 0.10 0.21 ± 0.20 0.19

冬 0.24 ± 0.17 0.22 ± 0.17 0.37 ± 0.06 0.31 ± 0.09 0.07

PO43-

(mg/L)

春 0.02 ± 0.04 0.01 ± 0.04 0.14 ± 0.19 0.08 ± 0.19 0.02 *

夏 0.00 ± 0.00 0.00 ± 0.00 0.17 ± 0.22 0.17 ± 0.22 0.00 *

秋 0.00 ± 0.01 0.00 ± 0.01 0.16 ± 0.19 0.16 ± 0.19 0.00 *

冬 0.02 ± 0.08 0.00 ± 0.00 0.20 ± 0.20 0.08 ± 0.15 0.00 *

DO(mg/L)

春 - - 9.00 ± 0.82 9.08 ± 1.58 0.15

夏 - - 7.67 ± 0.30 9.66 ± 2.26 0.00 *

秋 - - 8.82 ± 2.02 10.06 ± 0.09 0.03

冬 - - 8.29 ± 0.76 9.30 ± 1.75 0.16

*表示p<0.05具有統計上的顯著性