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- 573期－藻礁（9月號）
文章專區
2017-09-01全球稀有的大面積藻礁地形－桃園藻礁生態特性與保育
573 期
Author 作者
劉靜榆／行政院農業委員會特有生物研究保育中心副研究員。
聽到藻礁，我們會聯想到礁岩上長滿了藻類，但是如果這些藻類不鈣化的話，其實並不會造礁，因此真正的藻礁是指可以鈣化的石灰藻經年累月堆積形成的礁體。可鈣化的石灰藻在海洋裡面並不罕見，但是現生由可鈣化的石灰藻建造成大面積藻礁地形，在全世界就相當稀少。臺灣的東南海岸有著蜿蜒的珊瑚礁地形，而臺灣的西岸，一般的認知就是綿延的沙丘交錯河口的泥灘地，這是兩種完全不同的生態系。然而在臺灣的西北海岸，同樣有著發達的沙丘地形，卻連結者藻礁海岸，這是一個奇特的生態系，混合有著沙灘和礁岸兩種截然不同的生物群聚。
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藻類主要的生長季為冬春兩季，隨著氣溫升高，藻類會逐漸死亡，紅藻門的殼狀珊瑚藻將海洋裡面的鈣累積在體內，形成固態的碳酸鈣，還可以膠結礫石或石灰碎屑。
位於藻礁最上層新形成的部分，可看出殼狀珊瑚藻年年生長的鬆散結構。
桃園藻礁形成
生物礁泛指可鈣化生物所累積的礁體，包括我們熟知珊瑚建造成珊瑚礁，或是石灰藻建造成藻礁，當然有些多毛類的石灰質棲管可以累積成管蟲礁，牡蠣殼也可以累積成牡蠣礁，這些生物礁都是生物將海洋裡面的鈣透過各種生理的機制累積在體內，形成固態的碳酸鈣，其中紅藻門（Rhodophyta）的殼狀珊瑚藻 （crustose coralline algae）不但可以留下石灰質，還可以將海洋中碎屑的石灰塊膠結在一起。
造礁的先決條件就是要有硬的底質，才可以讓這些造礁生物附著生長，臺灣西海岸綿延的沙質灘地上，卻在桃園一帶有古石門沖積礫石層，因此造礁生物可以在這裡生長，桃園地區算沙丘地形的最北端，所以積沙的情形還在這些造礁生物的生長容許範圍內，相對的在苗栗海岸，雖有礫石灘，卻因漂沙覆蓋週期過長，礁體累積不足，無法成礁。
根據歷史紀錄「臺灣西部之重砂礦牀」調查報告提及，觀音海水浴場附近的白玉海岸有石灰藻類及貝殼與小礫等混結而成之珊瑚層（coralline bed）， 是最早提到臺灣石灰藻類造礁的資料（陳培源，1953）。 1986 年德國學者賴內克（Reineck）與鄭穎敏教授以德文發表一篇有關藻礁剖面的學術報告，所調查的區域包括桃園內海，位於新街溪口至老街溪口之間，報告中並將內海的藻礁繪成剖面圖。回溯最後一次冰河融解，海平面上升，臺灣海峽才被海水淹沒，在數千年前，有著礫石底層的桃園海岸，逐漸形成藻礁海岸。在一層一層的藻礁中，偶可看到夾雜著珊瑚，即使純藻類膠結的部分，也有些層鬆散、有些層緊密，可由這些剖面來研究海岸或是氣候的變遷。
臺灣大面積的藻礁海岸，主要分布在桃園，累計約有27公里，從一些施工過程所挖掘出來的生物礁塊以及鑽探結果，可以推論出桃園海岸擁有厚度4~6公尺的生物礁，而海岸廣闊的藻礁，也被證實延伸至海岸的沙丘下方（王士偉等，2009、劉靜榆，2013），甚至在逐漸退縮的新屋溪河床上可看到厚實的藻礁層。
桃園海岸潮間帶露出來的平均寬度約500公尺，正常海浪經過如此長距離的消能，到岸邊時破壞力已大幅減弱，多孔隙的礁體對於消減波浪能量有極大的貢獻，比起水泥消波塊的平滑構面，消能效果更佳，而且藻礁是一體成型、大面積膠結，因此不會像消波塊一顆顆，隨著浪滾到外海或沈入沙中。
由於桃園海岸生物礁分布範圍沒有斷層或褶皺等構造線，推論礁體的發育過程可能是處於地體構造較為穩定的狀態，特別是在礁體下方之古石門沖積扇礫岩層中，並沒有任何無脊椎動物殼體（陳文政，1990、王士偉等，2009、劉靜榆，2012），因此推測在最後一期礫岩的沉積之後，才開始有生物礁的發育，桃園地區生物礁的發育可能是古海水面相對快速上升的結果（許民陽，1993、王士偉等，2009）。地質學者陸續透過測量動植物組織中碳–14同位素存在的量，利用碳–14會因衰變而減少的原理，配合已知年代的資料進行定年，來證明桃園海岸生物礁生長時間，桃園海岸在7500年前生物礁即開始生長，於4500年前，造礁藻類在桃園海岸逐漸取得生長優勢（許民陽，1993、許民陽，2010、王士偉等，2009、戴昌鳳等，2009）。
藻礁的造礁速率到底有多快？這是很多人都想要知道的，然而速率的計算非常困難，若礁體有被侵蝕的狀況，就更沒有辦法準確估計，所以只能依據現有的資料抓個大略。國外的文獻提到地中海的礁體發育速率為每年0.67毫米（0.67 mm/yr）（Titschack，2008），而王士偉博士則將桃園採得礁體之最頂部設為基準年代0 BP（before present），基準年代相當於1950年，假設桃園海岸生物礁的向上增積速率穩定，利用礁體厚度與定年資料，計算礁體的向上增長速率為0.24~1.21 mm/yr， 這樣的造礁速率顯然比珊瑚礁慢很多。野外觀察現生珊瑚藻，在生長末期可以看到藻體周圍逐漸鈣化成白色，每層殼狀珊瑚藻鈣化的厚度為0.1公分以下，若水質狀況不佳，殼狀珊瑚藻覆蓋率低，或鈣化後被波浪及其他生物作用所消耗，大概就僅剩一半或更少。雖然珊瑚藻在強浪下仍可生存，只是藻類造礁速率很慢，所以富貴角向東延伸至東北角也有藻類造礁，但波浪強度太大的海岸，例如老梅石槽，要累積足夠的殼狀珊瑚藻，來建造大面積藻礁，機會不大。
另一重點是，無論造礁條件多好，礁體厚度累積速率還是受到平均海水高度的限制，不會無限向上增長，即使是抬昇型海岸，藻礁也會因為抬昇作用成為高潮線的化石，這在屏東風吹砂、旭海及阿朗壹附近可以看到。當然也不會無限向下延伸，殼狀珊瑚藻生長需行光合作用，陽光足以穿透到的深度，才有足夠的光可進行光合作用。
綜上所述，有硬底質可造礁的海域，若適合珊瑚生長，因為珊瑚造礁速度較快，就會是珊瑚礁，當珊瑚被各種因素限制生長時，才有機會形成藻礁海岸。攤開地圖看看臺灣符合這些條件的地方有哪些？其實就是桃園而已，北海岸的西側勉強符合這個條件，那裡的珊瑚比例大約佔5成，北海岸的東側往東北角一路下到臺灣的東海岸，珊瑚的比例更是高達9成。
桃園海岸擁有厚達4公尺的藻礁，數千年累積一體成形，相較於人工的消波塊或護岸堤防，更加牢固。
海岸的藻礁往內陸延伸範圍廣闊，從近幾年新屋溪口的侵蝕作用後，看到露出河床的藻礁層可證實。
桃園藻礁生態特性
臺灣北海岸至桃園一帶冬季受到大陸閩浙沿岸冷水流（China Coastal Water）南下影響，這與臺灣東岸受黑潮暖流（Kuroshio Current）北上影響的東部海域，生態特性大不相同。洋流中海藻的孢子或動物的幼生，隨著洋流被帶到潮間帶，造成臺灣西北及東南兩側造礁生物不同、礁體結構不同、棲息在礁體內的生物也迥異。
殼狀珊瑚藻在臺灣許多海岸都可以零星發現，典型的藻礁海岸只出現在桃園，雖說往南可延伸至新竹新豐，往北可至新北市富貴角，然而新豐為礁沙各半交錯，富貴角以西則屬於藻礁與珊瑚混合型。此外，屏東風吹砂、旭海及阿朗壹多是早期造礁，現為高潮線的化石，低潮線以下仍為珊瑚優勢。若將藻礁分布區與臺灣海岸棲地比較，會發現藻礁區周邊通常有大小不一的沙丘。就是因為海裡本來就有較高的含沙量，才會在高潮處形成沙丘，這片海域勢必較為混濁，多數珊瑚無法生存，生命力強韌的殼狀珊瑚藻順勢取得優勢。
東北季風盛行的季節，海中的沙會向內陸移動，沙丘高度大增，沙積在高潮處，海水會變清澈，這時沿岸冷水流南下，營造藻類大量繁生、快速增長的環境，因此冬春季是主要的造礁期。隨著季節的變化，進入了夏季，風向轉為西南氣流，陸地上的沙再度的回到海中，海裡的沉積物明顯增多，而沉積物會讓藻礁增長停頓，殼狀珊瑚藻蟄伏在這些泥砂下，等待著颱風的來臨，風浪可以將藻礁表面覆沙暫時帶走，幾天露臉，可保持不死之軀，撐到中秋節後，下一道冷鋒到來，將沙源帶回陸上，再次繁生，如此年年循環，累積數千年。
藻類的主要生長期在寒冷的冬春季，這個季節隨著東北季風帶來的水氣，常有降雨，大量繁生的包括造礁的殼狀珊瑚藻和不造礁的各種藻類，這些生產者提供了整個生態系主要的食物來源，小型蝦蟹及螺類啃食者這些藻類，當溫度慢慢增高後，進入繁殖季節，藻類數量明顯減少，卻看到潮池內魚類的幼生增多了，母蟹們也懷抱著數以萬計的卵，穿梭在潮池間，等待著大漲潮時將它們的卵釋放到大海裡。釋放出來的卵，馬上變成浮游動物，漂浮在海水中，等待數次的蛻殼後，回到潮間帶，在這個過程，這些浮游動物提供了藻礁區內小型魚類的食物，而有些幼魚也成為抱卵母蟹的食物，像褐籃子魚（Siganus fuscescens）， 在盛夏時分1~2公分的幼魚密布藻礁潮池，成為螃蟹的美食。章魚（Octopus sp.） 穿梭在藻礁縫隙間搜尋著美味的蟹、貝類，喜歡吃螃蟹的魚兒，像玳瑁石斑（Epinephelus quoyanus）、大斑裸胸鯙（Gymnothorax favagineus），也到藻礁區覓食，吃飽後還可以在潮池裡安心的睡個好覺。
造礁生物不同、礁體結構不同，再加上南、北潮流的差異，在臺灣東部及南部潮間帶廣泛分佈的光手酋婦蟹（Eriphia sebana），在桃園藻礁區完全看不到，而在桃園藻礁區是最為優勢的種，同科的兇猛酋婦蟹（Eriphia ferox），卻不見於臺灣東南海岸。兇猛酋婦蟹是桃園藻礁區最醒目的物種，從它的顏色可以看出來這是在紅藻堆裡長大的螃蟹，大螯鮮明的紅橘與紅藻生長旺季時顏色蠻類似，而背甲的棕色系，與俯瞰礁體的顏色相符。由殼狀珊瑚藻層層堆疊膠結的藻礁，所形成的礁體結構不似珊瑚礁堅硬，而是比較鬆脆，多孔隙的空間提供給底棲動物棲息，甚至大型有力的動物（如兇猛酋婦蟹），還可以直接的挖掘洞穴而居，不像棲息在珊瑚礁裡的動物，需要分泌酸來溶蝕珊瑚的骨骼，以便住在珊瑚礁內。
藻礁雖沒有珊瑚礁生態系的多彩繽紛，卻因殼狀珊瑚藻可生長於多數造礁珊瑚無法存活的環境，與之伴生的物種也多具備高環境忍耐的特性，這些種類對於日益惡化的海洋環境、氣候變遷上將會扮演重要的角色。
桃園藻礁是臺灣西部生物多樣性最高的珍貴海岸，幾乎是臺灣海岸棲地類型的濃縮版，這裡有生物礁、礫石、沙灘、沙丘、泥灘、草澤、紅樹林，周邊還有淡水埤塘，這種特別組合，造就列名國際自然保育聯盟（International Union for Conservation of Nature and Natural Resources, IUCN）紅色名錄（Red List of Threatened Species）之易危（Vulnerable）鳥種──唐白鷺（Egretta eulophotes）過境族群曾達300隻以上，因為在潮池中體型並不大的魚是唐白鷺的最愛，每年春秋兩季，定時來報到，大快朵頤一番，而且在很小的範圍內食物供應、休憩區、淡水來源都不虞匱乏。
藻礁內部孔隙多，可棲藏多種生物，所有潮間帶的大小生物幾乎都在春夏繁殖，同時釋卵，孵出的各類幼生，再依賴著水中各種浮游生物成長，每種都有機會成功繁殖下一代。抱卵的母蟹會釋卵，而釋出的卵會成為小魚的大餐，高蛋白質的蟹卵對小魚來說是上天的恩賜。每年小魚吃蟹卵、母蟹吃小魚，倖存下來的魚，長大會回到海中，沒被吃掉的蟹卵，也有機會變成另一隻螃蟹，這就是藻礁生態系運作的樣貌。整個食物鏈看似殘忍，卻是生生不息、一直繁衍，而在藻礁潮池及周邊的水域，也就是海洋生物生息繁衍的重要棲地。單就人類生活
需求的角度思索，藻礁區提供我們日常所需的海產，又是天然的消波塊，可以保障我們生命財產的安全。
古石門沖積扇將大量的礫石堆積在桃園的海岸，逐漸的附著生長各種造礁生物，桃園發達的沙丘地形，導致海中的含沙量偏高，限制了珊瑚的生長，生命力強韌的殼狀珊瑚藻順勢取得優勢。
桃園觀音區的大潭海岸的殼狀珊瑚藻與瀕臨絕種的柴山多杯孔珊瑚混生。
在大潭藻礁區發現還沒被命名的新種章魚，穿梭在藻礁縫隙間搜尋著美味的蟹、貝類。
喜歡吃螃蟹的玳瑁石斑到大潭藻礁區覓食，吃飽後就在潮池裡安心的睡個好覺。
2008年才被命名的兇猛酋婦蟹是桃園藻礁的代表動物，主要族群以大潭藻礁為中心，往北到北海岸、東北角，往南到苗栗、澎湖。
大潭藻礁是個安全又有趣的生態教室，看！兇猛酋婦蟹懷裡抱著什麼呢？
桃園藻礁開發與保育
由於石門水庫的興建，自1956年起政府將原居住在桃園大溪鎮阿姆坪的居民分批遷村，於觀音的草漯、樹林子、大潭及大園的圳股頭至茄冬坑一帶，陸續設置幾個移民新村。他們從山上來到陌生的海邊建立家園，歷經數年胼手胝足的開墾，終於將海埔荒地種出作物，也逐漸適應海岸生活，農閒時到藻礁區採海菜、撿珠螺。
觀音的大潭自高銀化工廠於1973年設立後，將製程中含有鎘、鉛等重金屬的廢水排入溝渠，大潭村民陸續發病，至1978年才被臺灣省水污染防治所檢驗出米中含有重金屬──鎘，數年後大潭被規劃為特定工業區，1990 年多數土地由政府以發補償金方式徵收。當時桃園還連續爆發數起鎘米事件，此後所有農漁獲無人問津，因此1980年前後，海湖坑口工業區、大園工業區、觀音工業區陸續成立，工廠開始進駐各工業區。
除了南端的新屋，幾乎桃園所有的海岸線都在工業區的影響範圍之內。蘆竹鄉與大園鄉交界之南崁溪流經海湖坑口工業區，溪口長年有墨黑色廢污水，極度惡臭；新街溪、老街溪流經大園工業區，有時海水會呈墨綠色或橘黃色；富林溪、樹林溪流經觀音工業區，溪流的出海口不但瀰漫著一股溫熱的臭味，溪水經常墨綠色、暗紫色。這些工業區的污水處理廠，綜合數百家的廢液排入海中，造成藻礁無法存活，其他依附的生物也全部死亡，這段已被毒害30多年的藻礁海岸，就像藻礁的大停屍間，即使春天也長不出綠藻，甚至沒有任何魚貝蝦蟹可以靠近，有些區域連卵石都被污水染色。在北桃園及中桃園海岸，由南崁溪口至大堀溪口，這段長達十幾公里的藻礁海岸，許多的重金屬元素都遠遠超過北海岸數十倍以上。
然而臺灣目前發育最好的藻礁和完全死絕的藻礁卻全部都在觀音海岸，2007年中油公司因為要輸送天然氣給大潭電廠，設置一條管線從臺中港到桃園，就在觀音區保生海岸，施工過程將完整的藻礁區開膛破肚，這件事情經過報紙頭版頭條及電視新聞等媒體的多次報導之後，藻礁議題浮上檯面。
在臺灣蠻野心足生態協會及臺北律師公會蔡雅瀅等多位律師主動協助下，於2008年5月9日函文行政院農業委員會，申請指定藻礁自然保留區暨自然紀念物，農委會於同年8月26日召開現勘，桃園縣政府及多位審議委員親臨觀音藻礁海岸，當場決議根據文化資產保存法第3條第7款之「自然地景」，成為劃設保留區前之列冊追蹤，暫列藻礁海岸為自然保留區，暫時受到文資法的保護，並於9月正式函復臺灣蠻野心足生態協會，可惜這個決議因桃園縣政府未能辦理後續評估及公告程序而失效。而這個未能完成公告的自然保留區，就在在地居民潘忠政等人奔走之下，跨黨派立委協助及媒體自2012~2014這三年來不斷的報導，終於在2014年根據野生動物保育法劃設了觀新藻礁野生動物保護區，但卻只有保護桃園27公里藻礁中的4.5公里，離預期目標差異頗大。
原來是抓到一隻同種類的小螃蟹，這可是兇猛酋婦蟹的美食。
藻礁結構比較鬆脆，多孔隙的空間提供給底棲動物棲息，像兇猛酋婦蟹，還可以直接挖洞棲息於內。
觀音工業區外側大面積毫無生命力、令人心驚的黃白色礁體，就像藻礁的大停屍間，即使春天也長不出綠藻。
再次成為媒體焦點
大多數人的認知，臺灣的藻礁生態系已經有法源的保護，我們不用再擔心了，但今（2017）年大潭藻礁再次變成媒體的焦點。大潭因為1978年的鎘米事件，歷經多年波折，1992年，桃園縣政府在觀音鄉報編開發大潭濱海特定工業區，1997年起臺電規劃興建燃氣電廠，而東鼎液化瓦斯公司看中這龐大市場，向經濟部申請觀塘工業區開發案並開闢觀塘港，2000年核定設港，自此藻礁就在挖填之間，增加4道垂直突堤。今年中油向東鼎公司價購當時觀塘工業區、觀塘港用地，及已經通過的環評，觀塘工業區將以填海造地方式，完全填掉大潭230公頃的海岸。後續觀塘工業港垂直海岸線突出3公里，所影響到的範圍往南北兩側也都至少各3公里，突堤效應可能造成的積沙，將大面積埋掉北側的白玉海岸，以及南側的觀新藻礁野生動物保護區。