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。