拆水壩能復育河川生態？(上)

【撰文／馬克斯（Jane C. Marks);翻譯／王如蓉】
20世紀初，美國亞利桑那州沙漠中的化石溪（Fossil Creek）是一條由泉水匯流成的水道，供應了一座綠洲。這條野溪和茂盛的河岸生態系，吸引了魚類和一大群無法在其他環境生存的動、植物，這條河流和周邊環境也吸引著拓荒者與移民遷移至美國西南部。1916年，工程人員在化石溪興建水壩，沿著陡峭山坡修築渡槽，將河水導向兩座水力發電廠，不僅供應採礦作業所需的電力、帶動亞利桑那州的經濟成長，也幫助了鳳凰城的快速擴展。但是到了2001年，由化石溪發電廠提供的電力卻不到該州電力供應量的1%。
將近兩年前，這兩座發電廠關閉了，而另一項實驗計畫隨之展開，2005年夏天，發電廠工人拆除了水壩及渡槽，使河水流回22.5公里長的化石溪河床，這河床已經將近一世紀不曾有過這麼多的水流，於是細流匯集成瀑布，淤滯的淺灘成了碧綠的水塘。科學家目前正在追蹤這個生態系，看看長久歷經生態演替的區域是否能夠復原，以及原生魚類與植物能否再次生存下來，他們也在密切注意是否會出現計畫中沒預料到的生態後果。
當水壩的建築結構老舊、對當地提供的電力無足輕重，或是變得不安全、維修成本太高，當地居民決定使河流復原、魚類回來時，讓水壩退役（尤其像化石溪這種小型水壩）就會成為常見的事。但僅僅移除水壩，並不代表經過長期更替的生態系統就能自動恢復繁盛，所有自然界的事物都一樣，現實的狀況遠比人們預期的還要複雜，我們曾目睹水壩移除後留下許多意外的後果，如今必須運用這些知識，降低拆除水壩將帶來的負面影響。
水壩退役，已成全球趨勢
目前全世界約有80萬座水壩仍在運作，其中有4萬5000座高度超過15公尺的大型水壩，這些水壩多數是在上個世紀（主要在第二次世界大戰以後）興建。水壩帶來的利益相當明顯，水力發電佔全球電力供應量的20%，與其他發電來源相比，是乾淨、可再生的能源；水壩可以防洪，而水庫能提供可靠的水源，供灌溉、飲用水及遊憩之用；有些水壩還能穩定水流，幫助船隻航行。
不過，興建水壩的代價也是顯而易見的，為了築壩，居民必須搬遷，因此這在開發中國家也造成越來越多的爭議，壩體不僅破壞景觀、攔截淤泥（為三角洲、河岸及海灘所需）、阻擋洄游魚類的行進，更摧毀水道內及水道周圍的生態系統。自然保育人士反對水壩的歷史由來已久：美國的「國家公園之父」繆爾（John Muir）曾試圖阻擋在優勝美地的赫奇赫奇峽谷興建水壩；環保作家艾比（Edward Abbey）在小說《猴子歪幫》中，亦曾描述一幫人針對亞利桑那州的格蘭峽谷水壩進行游擊式破壞行動。近年來，大眾已普遍認知到水壩帶來的負面效應，於是幾個利害關係團體，包括公用事業部門主管、管理機構、政策制定者、保育人士、原住民、研究者以及一般民眾，已經組成團體，為老舊水壩的退役而奮戰。
在美國，用來水力發電的水壩，每30~50年必須重新申請許可，近10年來，水壩拆除的速度已超過興建的速度，光是前兩年，就有約80座水壩拆毀，研究人員希望藉由這股趨勢，未來可拆除更多水壩，特別是小型壩。雖然美國在這方面的努力領先各國，但不是只有美國這麼做，像是法國已經拆除羅亞爾河谷的水壩，而澳洲、加拿大和日本也已經在進行或規畫水壩的移除。
上述成功的例子也激勵了更多移除水壩的行動。在1999年，工程人員拆除了位於緬因州肯納貝克河的愛德華茲水壩，這是經過環保人士長期抗爭後，才使美國聯邦能源管理委員會最後拒絕換發該水壩的許可證。水壩拆除後的幾年之內，生物學家驚喜地觀察到許多動物都回來了，包括條紋鱸魚、灰西鯡、美洲西鯡、大西洋鮭魚、鱘魚、鴞、翠鳥、鸕鶿和白頭海鵰。他們也發現河水的通氣性良好，重要的食物鏈昆蟲像是蜉蝣、石蠅和石蛾的族群數都增加了。
羅亞爾河谷也上演了類似的故事。19世紀時，這裡鮭魚的數量還相當豐富，每年約有10萬尾會洄游至此，但是到了1997年，共計只有389尾鮭魚循此路線洄游。雖然水壩設有魚梯及升降梯式魚道的構造，然而沿著羅亞爾河與其主要支流修建的八座水壩，連同它們使用的渦輪機與抽水機，早就殺害了大批的鮭魚族群，因此，包括歐洲河流網（ERN）等非政府組織便發起讓鮭魚回鄉的運動。為了響應此活動，法國政府讓四座水壩除役，1998年有兩座、2003年及2005年各有一座，在移除每座水壩後的數個月內，有五種魚類（包括大西洋鮭和西鯡）開始重新建立過去的洄游路線。
而多數水壩移除後的地點，重複發生著肯納貝克河及羅亞爾河的故事：當河水流回河床，河水的清澈度與含氧量都增加了，水生昆蟲也重新繁衍起來，溫暖的停滯水從原本的水壩後方流下，喜歡生存在停滯水中的魚類（例如非原生的鯉魚）也跟著游出，當水流更順暢時，水溫下降，冷水魚類（像是鱒魚）的數量就開始激增，此時原本易於排擠其他魚類的鯉魚族群，數量也漸漸減少，有時甚至會完全消失，人們與動物群和植物群，都能再度享受河流的恩澤。從威斯康辛州（美國率先拆除小型水壩的一州）到澳洲的新南威爾斯，生物學家已經觀察到移除水壩的好處，甚至在不拆除水壩的情形下讓部份的河水流回河川，都有正面效益。
淤泥易造成水道污染
生物學家也記錄了先前未曾預料到的問題。攔堵在水壩後方的淤泥一旦釋出，就會阻塞水道，使環境變得污濁，殺死魚類的重要食物來源──昆蟲及藻類。這波污濁物也會破壞行固著生活的濾食動物的棲息地，像是淡水貽貝。有時藏在水壩建築結構中的污泥甚至充滿許多污染物，1973年，工程人員拆除哈德遜河上的愛德華茲堡水壩時，下游的魚類體內的多氯聯苯濃度開始增加，多年後仍居高不下，時至今日，美國政府仍未開放捕撈條紋鱸魚，就是因為魚體中的多氯聯苯濃度偏高之故。
淤泥未被沖刷至下游也會帶來問題，因為這些沉積物極可能藏著有害的外來種植物種子，淤泥變乾後會變成適合這些植物生長的沃土。來自歐亞大陸的利甘草就是一例，在威斯康辛州的橡樹街水壩移除後，利甘草生長繁盛，即使生態復育學家在原地播下原生種的牧草種子，利甘草卻仍佔競爭優勢，佈滿該地。
在某些案例中，水壩會阻擋入侵種往上游移動，使牠們無法進入水壩上游，例如，化石溪上的水壩阻止了外來魚種的前進，像鱸魚與翻車魚，因此水壩上游成為西南部瀕臨絕種魚類的庇護所，包括headwater chub（一種小型鯉魚）和斑紋鰷魚，而水庫也成為當地瀕危物種北美豹蛙的棲地。
【本文轉載自科學人2007年4月號】