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淡水河大量魚群死亡:利用大數據資料導入氣象觀測,提供早期指標性警訊

2018年8月13日下午兩點,臺北華江橋下河段發現大量魚群死亡。圖 / 陳昆宏攝影。

近幾周天氣炎熱,全臺多處河川都爆發大量魚群暴斃的事件,包括北部的新店溪、三峽河、南崁溪、觀音大堀溪和高雄市後勁溪等,引發關注。淡水河近年來也經常出現突發性大量烏魚死亡事件,除了顯示河川環境的不穩定性外,也衝擊視覺與嗅覺感,引起經常在河畔活動的大眾關心。

即便每次事件發生後,地方環境保護單位都會派人前往確認魚群死亡原因並調查水質狀況,但由於事件發生時間通常早於檢測時間,無法取得事件發生時的水質數據,因此,新聞報導通常以「水質並沒有異常,可能是氣溫過高,致使水中溶氧過低」,推測魚類死亡原因。

然而,事後的採樣,加上沒有連續的水質資料佐證,一直讓各界對這樣的說法存疑,對於不定期的大量死魚事件,能否找出真實原因,以及提出有效預防策略,皆是淡水河生態與環境管理的挑戰。

如何解讀「溶氧」?
溶氧,顧名思義就是溶解於水中之氧氣。影響溶氧濃度的因子很多,包括光照、氣壓、溫度、水體擾動或曝氣、生物的光合及呼吸作用等。當水生植物或藻類行光合作用時,也會產生氧氣溶於水中,進而增加溶氧。

通常魚類生存水中溶氧需至少高於2-3 ppm(因魚種及個體大小而異),意即每公升水中含有2-3 毫升的氧。然而,因為都市河川大部分都受到人為排放的有機物污染,水中微生物分解這些有機物的過程中會耗氧,造成溶氧降低。當水中溶氧低於上述的數值時,低氧或缺氧的狀況會影響水中生物的行爲甚至存活的機會。

2020年9月29日,管理單位清除華江橋下河段的死亡魚群。圖 / 鍾新源攝影。

國立臺灣大學森林環境暨資源學系鄭舒婷助理教授團隊於2020年搜集近十年來淡水河下游死魚事件相關新聞報導,分析各事件地點與日期,搭配附近氣象站之觀測資料,利用人工智慧技術,探究氣象變化與死魚事件發生的關聯。研究結果發現,異常之氣象狀態可提供早期指標性警訊,當連續出現2-3日高溫、低氣壓、零星集中降雨及風速小的狀況時,就可及早在河道附近進行曝氣船或曝氣裝置等增加水中溶氧的補救措施,防範死魚事件之發生。此研究已在去年10月發表於《Scientific Reports》的刊物中。

有鑑於長期且連續的水質監測對了解淡水河下游溶氧變化機制之重要性,臺北市環保局近年已於成美長壽橋、承德橋、臺北橋、中正碼頭等處架設河川水質連續動態監測,期能更加嚴密規劃水質監測工作,及更精準的改善水域環境,以助發展淡水河整體流域的生態管理工作。

然而,目前的死魚事件除了氣候與其他未知因素造成溶氧變動外,污染物濃度超過河川自淨能力造成低溶氧的環境,更是最基本的課題,所以適時關注自身周邊河川環境污染的狀況,或促成各種降低污染的政策與行動,都將有助於整體流域生態環境。

|參考資料

You-Jia Chen, Emily Nicholson, Su-Ting Cheng, 2020. Using machine learning to understand the implications of meteorological conditions for fish kills. Scientific Reports (2020) 10:17003. https://doi.org/10.1038/s41598-020-73922-3

|作者

臺北大學自然資源與環境管理研究所碩士,曾任職於生態實驗室、非政府組織。長期關注人文與生態永續相關議題研究,專注於跨專業實驗中找尋解決之道。目前為景澤創意執行長、貳拾號公民會所與三時生活實驗室創辦人、川流之島流域學校執行長。

發表日期:2021.05.26

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