破碎的母親河與返鄉困難的鮭魚們

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談起河川破碎化,讀者們不一定有具體的概念,但或許對於曾在網路上爆紅的「鮭魚加農砲」有點印象。

  櫻花鉤吻鮭逆流返鄉曾因七家灣溪上的攔砂壩受阻。圖:柯金源(CC BY-NC 2.0)

文/王順德

  鮭魚加農砲(Salmon Cannon)的原理,是將醫院運送藥物的氣動管(pneumatic tube)物流系統,加上水流加速器,形成類似遊樂園滑水道、但水流方向相反的「鮭魚運輸系統」。

復育員在河川中游,將鮭魚塞進管道,鮭魚便能跨越水庫、水壩、攔砂壩、水力發電廠等各式人造障礙物,完成返鄉的動作。寫到這我自己都有點羨慕,要是今年過節也能搭滑水道回老家就好了。

  然而,對鮭魚來說,搭乘加農砲返鄉,卻是攸關生死的大事。

 

河流支離破碎 鮭魚返鄉成高難度障礙賽

  隨著文明演進,人類設置的「河川障礙物」從小型橋樑、堤防,演進到大型水壩。但對鮭魚或其他洄游性魚類而言,這些人造結構把牠們返鄉的水路攔腰截斷,使牠們無法溯回上游產卵、繁衍下一代。

  以美國的蛇河(Snake River)為例,每年繁殖季節,洄游魚類必須逆流泳躍八座水壩才能抵達繁殖地。以往高達百萬鮭魚的洄游季,如今只剩一百條左右能返抵原生棲地。

  加拿大學者格里爾指出,以生態系功能(ecosystem function)及生態系服務(ecosystem service)為指標進行推估,世界上只有大約四分之一的河流,不受人為干擾自然流動。葛里爾的估計策略,側重在對生態系造成顯著影響的中型、大型障礙物。除此之外,河川裡還有許多看似不明顯,卻對水文造成影響的小型障礙物,例如:小型木造水閘、小攔沙壩、供人或汽車渡河的水泥淺灘。

  若將這些高度小於30公分,難以從空拍圖辨認的障礙物列入統計,河川又會呈現什麼樣貌?

 

2700公里徒步研究旅行 歐洲揭120萬人造河川障礙物

  為了回答這個問題,由貝萊蒂教授領銜的研究團隊,在歐洲展開長達2700公里、橫跨26個國家的徒步研究旅行。他們沿河記錄人造結構物的尺寸、位置及使用狀況,最終發現大約63萬個障礙物。研究團隊將障礙物與河川流速、土地使用方式(例如商業區、農耕地)等資料套疊,建立一套推測歐洲人造河川結構物位置的軟體模型,研究成果於今(2021)年一月發表於自然期刊


   貝萊蒂團隊經歐洲實際考察後,推估之歐洲人造河川結構物分佈圖。圖:引自貝萊蒂團隊網站。 

  這項研究指出,歐洲密度最高的區域位於荷蘭,平均每50公尺就有一個人造結構物;巴爾幹半島及斯堪地那維亞則相對不受干擾,障礙物間平均間隔約200公里。整體而言,歐洲共有超過120萬個人造河川障礙物,是全世界密度最高的區域。這個數字也比前人的研究報導高出了2.5倍。

  然而,更令貝萊蒂團隊擔心的是,目前障礙物密度最低的地理區域,正是未來建設水壩、水力發電廠、水力抽蓄儲能設施的絕佳地點。

 

拚能源轉型 水利發電成洄游魚類另一波命運轉折點

  過去30年間,各國基於安全、經濟及環境因素,逐漸關注大型水利工程的存廢。雪霸國家公園自1997年起,也逐步拆除多座七家灣溪上的攔砂壩,確保櫻花鉤吻鮭棲地的完整。只不過,這項源自於美國的拆壩行動,也受到能源轉型風潮的挑戰。

  因為太陽能、風力發電效率受環境影響較大,若要應付白天尖峰時段電力需求,還需利用儲能系統,將夜晚產生的電力保存至白天使用。而截斷河流的水力抽蓄儲能設施[1],正是各國倚賴的系統之一。

  根據國際能源署發表的2020世界能源展望報告,若要在2070年達成全球淨零碳排放,在「永續發展情境」情境下,未來20年內,水力發電量必須增加55%。英國氣候變遷委員會(Committee on Climate Change)最近提出的第六期碳預算建議書(Sixth Carbon Budget)裡也提到,英國至少要維持3GW的水力抽蓄儲能蓄電量,方能於2050年前達成碳中和。

  2020年10月,蘇格蘭政府通過Coire Glas設計變更計畫:擴大攔截湖泊、河谷,作為蓄水池的區域,使其蓄電量增加兩倍。此計畫不但被納入蘇格蘭碳中和及綠色振興政策 ,更受到主張蘇格蘭獨立的蘇格蘭民族黨(Scottish National Party, SNP)大力支持,認為此舉有利於蘇格蘭能源自主。


   由A82公路眺望位於蘇格蘭高地的Loch Lochy湖泊。未來此湖泊將被改建成Coire Glas水力抽蓄儲能的下池,容量高達1500MW。圖:維基百科(CC BY-SA 2.0)。

  由於包含英國在內的各國政府,已經公開宣示將淨零碳排放作為國家政策,甚至立法。若未來氫能、生質能源發展速度不如預期,增建水壩便成為政府兌現政治承諾的可能途徑。

  這代表未來全球對於人造河川結構物的需求,只怕是只增不減。

註釋:

[1]水力抽蓄儲能設施構造類似水壩,設有上下兩個蓄水池。利用離峰時段多餘的電力驅動幫浦,將水從由較低的蓄水池輸送到高處。待用電尖峰時刻,再讓上池的水往下流,推動發電機供應電力。

 

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