生態水池規劃設計基本原則

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生態水池規劃設計基本原則

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生態水池規劃設計基本原則


水域環境是大自然動植物匯集交流最豐富的基地。不論動物的哺乳類、鳥類、兩棲類、爬蟲類、昆蟲、魚蝦貝類及植物的濕生植物、水生植物、菌類等,均會受到水的滋潤而大量繁殖聚集。

公園、校園、公私機構之庭園或大自然中的溪流海岸濕地、湖泊埠池,如能利用適當的空地與充分的水源營造管理為生態化水域環境,不僅具有景觀、休憩、教育功能,更可為都市化環境增添一些適合動植物生長,生存之空間,對活化都市生機及生物多樣性保持具有重大而直接的項獻。

我們目前所看到分布各個校園、公園公共空間的大小水池,都太人工化、景觀化。池底、池岸幾乎都是水泥與垂直堤岸,形狀平整之四方形或圓形,缺少動植物生存所需的多孔隙空間、緩衝帶。不規則或平緩池沿與多樣化之水生植物,此外不流動的水源,容易變成死水池,景觀有餘,生態不足,缺乏生機可供觀賞,故價值不高。為配合全世界生物多樣性保育之潮流,創造更多對野生動植物友善而且適合他們的生活與生存的水池,提升人類居住環境之機與生態品質。

生態水池規劃設計基本原則


資料來源:行政院農委會特有生物研究保育中心 研究員兼秘書 彭國棟先生

■水深

水深以安全考量為主,大部分池面不要超過 60 公分,且應有 10~60 公分間的深淺變化 比例。如果考慮讓魚類棲息過冬,可在中間保持小區域 100 公分的深水區。

■形狀

應求彎曲、多變化;避免平直、整齊的形狀。

■池底

將粘土成分占 40%以上的粘土壓實成 60~80 公分,即可防漏,不可使用水泥或磁磚等材質。並於池底挖溝、堆石、堆木塊、放置多孔隙材料等,做成深淺不一的變化 地形。池邊預留 1~2 公尺斜坡,作為潮間帶及透水區。

■植栽


池內依不同水深來栽植原生的濕生、挺水、沈水及浮葉等植物,池邊則栽種親水的原生地被、灌木及喬木,讓池水與植物、枯枝落葉有最多的接觸面。

■池岸


水岸邊坡應平緩,以自然的土壤、木材或天然石塊砌成,營造出動物喜歡的緩和邊緣,切勿設置成垂直堤岸或使用水泥、磁磚,尤應注意邊坡要維持多孔隙性及多變化性,以利動物上下及棲息隱蔽。

■ 池中堆置物


可放置枯木、石堆、枯竹,有些沈入水中,有些設置為直立的棲木,部分可自岸上自然倒入池中,便於水棲昆蟲及魚蝦生存也可變成水陸兩棲動物的天然通路及水鳥貯足點。

■ 生態島

池中儘量設 2~3 個緩坡且彎曲的生態島,並混合密植多樣化植物。若空間不大,可利用竹筏代替。

■ 流動水


流動的水聲及噴霧對某些動物具有吸引力,可以用沈水馬達創造類似的循環水流。

■日照

池面大部分面積每天應維持至少 5 小時的光照,以利動植物繁殖生長,所以應避開高大建物或大樹的周遭。

適合生態池栽種之植物

1.沉水植物:聚藻、馬藻、水蘊草、苦草。
2.浮水植物:台灣萍蓬草、小莕菜、印度莕菜、青萍、水禾、紫萍、滿江紅。
3.挺水植物:南國田字草、水蕨、鐵毛蕨、水紅骨蛇、紅辣蓼、蕺菜、三白草、水馬齒、長梗滿天星、石龍芮、圓葉節節菜、白花水龍、黃花水龍、白花紫蘇草、細葉水丁香、水丁香、水芹菜、半邊蓮、野慈姑、水竹葉、鴨舌草、多花鴨舌草、石菖蒲、長苞香蒲、香蒲、畦畔莎草、牛毛氈、紫芋、荸薺、水毛花。
4.水岸植物:水丁香、紫芋、三白草、木賊、大安水蓑衣、水竹葉、毛茛、過溝菜蕨、黃花水龍、青芳草、水柳、穗花棋盤腳、稜果榕、水同木、雀榕、茄苳、九芎、筆筒樹、血桐。

5.岸邊石縫植物:紫萁、木賊、過溝菜蕨、腎蕨、車前草、石菖蒲、鐵線蕨、海金沙、越橘葉蔓榕。

通常在棲地營造完成及植物生長茂盛後,動物會自然遷入棲息並繁殖,並不需要刻意以人工引入

適合引入生態水池動物

  • 蜻蛉類

    紫紅蜻蜓、猩紅蜻蜓、粗鉤春蜓、黃紉蜻蜓、杜松蜻蜓、霜白蜻蜓、善變蜻蜓、鼎脈蜻蜓、呂宋蜻蜓、侏儒蜻蜓、薄翅蜻蜓、短腹幽蟌、弓背細蟌、脛蹼琵蟌、青紋細蟌、眛影細蟌、紅腹細蟌。
  • 蛙類

    澤蛙、貢德氏蛙、金線蛙、拉都希氏蛙、梭德氏蛙、腹斑蛙、虎皮蛙、白頷樹蛙、莫氏樹蛙、褐樹蛙、小雨蛙、盤古蟾蜍、黑眶蟾蜍。
  • 魚類

    台灣馬口魚、鯽魚、羅漢魚、泥鰍、大鱗泥鰍、極樂吻鰕虎、蓋斑鬥魚。

由於自然生態系之複雜性及多樣性,所以每一地方、工程地點或社區均有其特色及差異。實際進行生態綠化及水池之規劃設計時,均應考慮當地特別的自然資源、環境及文化背景,並廣泛聽取及收集當地資訊後因地制宜,不能僵化於統一標準或原則。土地倫理及保育美學大師李奧波在他的代表性巨著「沙郡年記」中曾明白地告訴我們:「一件事情要是傾向於保存生物群落的整體性、穩定性及美便是對的。若它的傾向不是這樣,那麼它就是錯的」。在進行規劃及營造實務時,尤值參考並牢牢銘記在心。
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校園生態池規劃與設計、生態池維護與管理

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校園生態池的規劃與設計


若要在校園中規劃生態池,除了專業的顧問公司可以提供協助外,坊間也有不少專書可供參考,例如荒野保護協會出版的《生態池營造DIY》。只要掌握重要的原則,加上一些巧思,動手營造生態池並不是一件難事。

一、水域空間規劃設計與施作原則

(一)選址及配置:

1.環境調查與評估:針對欲設置生態池的基地周邊環境加以調查評估,以選擇最合適的場址與配置方式,也作為後續細部規劃設計的考量依據。調查項目包含物理環境的氣候、水文、水質、土壤、地形等因子,和生物相的動物及植物等因子。
2.合宜的水池面積:作為生態教育用的生態池,合適的水域面積大約在150-8,000m2,若太小則難以建立自給自足的生態系統,過大則偏向較複雜的湖泊生態系統,在經營及維護管理上,會增加許多人力和成本。
3.較大的岸邊開展:岸邊開展指的是水岸長度與水域面積的比例,就是水岸邊緣形狀的複雜度。水體的形狀愈複雜,水岸接觸水域的面積就愈多,棲地環境也愈豐富多樣,因此應避免平直、整齊的單調形狀。
4.既有植被及表土利用:天然土地的表土含有豐富的種源庫,整地時應該儘量減少表土層的破壞,在進行挖掘時,建議先將表層的土挖出暫置一旁,作為將來植栽覆土之用。
5.多孔隙空間營造:池底或邊坡可放置枯木、石堆、竹枝等多孔隙材料,並使部分沉入水中、部分設置為露出水面之棲木,有助形成適合水棲昆蟲及魚蝦的棲息空間。
6.設置生態陸島或浮島(非干擾區):如果水池面積夠大,可設置數個緩坡且彎曲的生態陸島或浮島,混植多樣化的水生及陸生植物,形成安全而隱蔽的動物棲息空間。
7.緩衝區設置:水池周邊建議應留設0.5-2m左右寬度的緩衝區,並限制人為的干擾或進入,使野生動植物有不受干擾的生長及隱蔽處所。

(二)水文及水質:

1.水源:生態池的水源一般有雨水、地表水、地下水、回收中水及自來水等。設置生態池的水源最好具有多種來源,以避免枯水期時因缺水造成的植物損失。為降低水資源損耗,建議儘量多利用天然水源或回收水再利用。校園中每天都會產生汙水,比如洗手台與清理環境的用水等,如果能讓這些汙水經過一些自然處理的程序,將水中的汙染物質濃度降低,就可以成為源源不絕的生態池補注水;不過,這方式最大的缺點是水量不穩定,比如假日時因學校沒有人員活動,汙水產量銳減,造成生態池進流水不足,因此額外的補充水源(如回收雨水、地下水、自來水等)也需一併考慮。
2.水流方式:為避免形成呆滯水域,並防止藻類過度滋生所造成的優養化,對於水流的流向,以及入水口與出水口的位置,應特別注意。一般入水口和出水口多為水域中相距最遠的兩個點,需配合現場地形坡度,規劃最合適的水流方向與入、出水口位置。
3.水質:水質狀況會影響池中動植物的生長,尤其是受重金屬或化學藥劑汙染的水體,可能會造成水中生物迅速而大量死亡,因此進入池中的水體水質,應加以評估與管控。一般評估水質條件常用的指標有:酸鹼度(pH值)、溶氧量(dissolved oxygen, DO)、懸浮固體(suspended solid, SS)、生化需氧量(biological oxygen demand, BOD5)、氨氮(NH3-N)、導電度(electrical conductivity, EC)等,每項指標具有其合理的數據範圍,透過儀器的量測,可以判斷水質的良窳。
4.水深設計:作為景觀或教育用的生態池,為考量安全性,水深多以1m以內為原則。可在池中或岸邊以緩坡配置10-60cm的水域深度,以滿足不同生長環境條件水生植物的需求。如果在水域面積夠大、安全無虞的情況下,可於水池中間挖掘1m以上的深水區,除了有助自由水面的維持外,也有利於魚類棲息過冬。
5.水量與水位控制:藉由可調整的進出水管路設施控制水量與水位,簡單的作法有在進出水口處設置開關閥,以及在出水口處使用活動彎管、伸縮套管等方式控制水位。

(三)池體構造:

  • 1.材料與工法

    儘量使用當地容易取得而且可自然分解或永續利用的材料,例如木、竹、石、挖出的土方等,也儘量用簡單、耐久的施工方式與技術,以備日後損壞時可以自行修復及更換。
  • 2.不透水層施作

    生態池的不透水層應儘量採用自然的精化處理方式,亦即仿效老祖先作水田牛踏層的智慧,一般的做法是以30cm深的黏土加水,經人力踩踏或機械不斷壓實,使土壤顆粒依大小順序逐步沉澱填滿孔隙,而形成具有防水效果的不透水層。完成後的不透水層上方再覆上30cm厚的沙質壤土,可利植物生長。
  • 3.坡度平緩的邊坡池岸

    水岸邊坡應平緩自然,以天然之土壤、木頭或石材等仿自然形狀砌成。池岸坡度應維持在5-45°較為適當。

二、水生植物栽種

(一)植栽配置原則:
1.多層次水生及陸生植栽配置,以創造多樣性棲地環境。
2.水生植物覆蓋率宜控制在30%以內,保留一定的空白水域,以滿足各種生物的生存需求。
3.植物栽種時採群落分區方式配置,避免物種之間過度競爭。
4.強勢物種需隔離配置,以免過度擴散、排擠弱勢物種的生存空間。
(二)植物選種原則:
1.以臨近區域的原生植物為主。
2.搭配水域環境條件種植適合其生態棲位的植物。
(三)採種移植時注意事項:
1.採種以不破壞原棲地為原則。
2.馴化一周,泡入苦茶粉以去除福壽螺。
3.扦插植物泡發根劑,以幫助植物良好生長。

三、動物的引入


營造完成後的水池空間,自然會吸引周遭動物如昆蟲、青蛙、烏龜、鳥類等前來覓食或棲息繁殖,對於無法自行進入的物種,比如魚類及一些稀有或特殊保育物種,則需要衡量生態池環境是否適合其生存繁衍後再行移入,移入時也要以當地原生種為優先考量。

栽種水生植物時也常會無意間將外來入侵物種帶入,或是這些動物自行進入,或透過人為放生而引入,除了加強植物移植前的檢疫,以及宣導禁止放生外,一旦發現有這些物種存在,應當立即撿拾、撈補,以免災害擴大。

四、周邊附屬環境教育設施

生態池具有環境教育的功能,相關設施如觀察步道、觀賞平台、解說牌等,應加以考量設置,材料建議運用木、石等自然材質,或耐候性較佳且可回收之鋼材。

生態池的維護與管理


生態池的設置目的是要營造且維持多樣性的生物棲地空間。與自然溼地自我設計與自我經營方式不同之處是,生態池除了需要完善的規劃設計和施作外,還需要後續妥善的管理控制與維護;如果缺乏後續的管理,生態池可能會被單一的強勢物種所占據,或變成雜草叢生、蚊蟲群聚的水池,甚至成為散播疾病的溫床。

一、水文方面的維護與管理

1. 水位控制:池中的水量應保持在正常水位範圍內,若遇有不正常的水位升降狀況,應立即查明原因並排除;在冬季時可短暫將水位降低或放乾,以方便進行水生植物修剪管理或福壽螺的移除與防治。
2. 水路維護:包含進、出流口、溢流道及連通管路等,應每周至少檢查一次,颱風或暴雨過後應立即檢查。
3. 流速控制:維護相關設備運轉正常,保持一定之流速,以避免藻類過度繁殖所造成的優養化現象。
4. 水質監測:一般的水質檢查,可以目視或氣味判別,若發現水中有異常顏色或氣味時,應即作進一步檢查與改善。

二、池體構造的維護

1. 池體防水性維護:天然黏土防水層具有一定的滲漏率,加上蒸發、蒸散作用,估計每日會正常損失約10mm左右的水量。如果在沒有供水的情況下,池中水位下降的幅度大過此值甚多,表示池體的防水性能已遭受破壞,有可能是動物(如鼠類)鑽洞破壞防水層,或池體本身黏土層龜裂滲漏,建議在適當時機將池水放乾檢查修補,必要時重新施作防水層。
2. 防止護岸崩塌維護:護坡上加強地被型或草類植物(如過長沙、假儉草、地毯草等)的栽種並定期修剪,促進其根系之增長發達,有助於土壤團結,鞏固邊坡。

三、植物的管理

1. 生長勢控制:建議於秋末或冬季時進行植株修剪或疏植,可有效控制植物生長範圍,亦有助於部分植物發生新芽。

2. 強勢種控制:對於部分生長速度較快或繁殖能力較強的植物,應特別注意其生長情況與分布範圍,必要時以人工修剪摘除方式控制其生長範圍。

四、動物的管理

1. 病媒蚊:避免使用殺蟲劑,建議利用本土性的食蚊魚,如蓋斑鬥魚會攝食蚊子的幼蟲,或引入本土種蛙類如虎皮蛙、腹斑蛙、台北赤蛙等攝食蚊子。
2. 福壽螺:可利用毒性較低的苦茶粕等天然物質抑制福壽螺生長,但因其同樣也會對其它水中具黏膜性的動物造成危害,因而最安全、簡單的方法,仍是人工撿拾螺體及卵塊加以搗碎。
3. 鼠類:鼠類會對水池護岸或池體防水層造成破壞,也會對某些水生植物的根部或植株造成損害,建議採用陷阱誘捕等方式控制。
4. 魚類:儘量放養本土非強勢魚種,數量也需加以控制,避免其對水生植物造成過度損害。若發現池中遭人放養強勢魚種如泰國鱧魚、吳郭魚、草魚、琵琶鼠等,應儘速撈捕移除。
5. 家禽家畜:為避免家禽、家畜等動物進入生態地中啃食水生植物或追咬池中鳥類,可適度架設透空性之圍網或柵欄,以隔離保護。

五、周邊環境及附屬設施的維護

1. 環境清潔:人為之垃圾物應隨時撿拾移除,以維護環境清潔。一般植物的枯枝落葉,可加以利用作為生物的棲所,或集中作成草葉堆肥。
2. 安全設施:在邊坡較陡、水深較深的堤岸上,設置欄杆或纜繩等安全設施,並隨時注意維護。
3. 解說設施:若有破損或標示不明時,應隨時修補或更新。

生態池的管理和維護工作看似簡單,卻是馬虎不得的工作,它是關係到生態池是否能正常運作,並能穩定達成設置目標的關鍵,因此相關管理維護人員的編制訓練、操作維護手冊的編寫、管理維護經費的編列等,都是需要妥善考量且不容忽略的,其所付出之心力和成本,遠大於先前的規劃設計和營造工作。如果在維護管理上沒有這樣的認知,千萬不要輕易嘗試生態池的設置,否則當生態池環境劣化,往往會製造出更多的問題。
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