你所不知道的二仁溪
－大數據分析下的河川面貌－
這兩年來濕盟一直在協助台南市二仁溪大甲濕地的生態營造與復育，並且打算在下一階
段的社團發展計畫中，從港尾溝溪滯洪池開始，以整條二仁溪的流域為對象，創造一個
全新的"流域博物館"概念，秉持濕地營造為本，融入在地的自然特色，擷取河流的興衰
歷史，引入社區的積極參與，以博物館的展示與教育手法發展在地的觀光、休閒、文創
產業。不過在這個規畫過程中，每一個人難免都是以自己的所見所聞，主觀的在詮釋二
仁溪的前世今生，進而加以整理、改造、建議。但是這會不會以偏概全？所見的是河川
的真正面貌嗎？還是我們如佛陀所言，終究只為皮相所惑？我的研究室曾利用大數據的
概念，嘗試著挖掘出二仁溪整治後，深藏在各種科學數據下的面貌，以下是分析的結
果，與關心的朋友們分享。（摘自"我的水中夥伴"－生物學家談台灣溪流魚類和環境的
故事。p.144-150，方力行著，八旗文化出版，台北）
從數據分析 看到二仁溪嚴重優氧化
大數據分析的另一例證是二仁溪。環保署「環境資料庫」中二仁溪（二○○二年～二
○○八年）的資料，提供我們建立二仁溪河川整體環境模型的機會，我們將水質變動和水
中生物變動的資料合併起來分析，首度嘗試建立河川整體環境生態評估的模型。
二仁溪是條污染很嚴重的河流，界於台南和高雄之間。二仁溪曾因燃燒大量廢五
金，造成河口重金屬污染，爆發了綠牡蠣事件。再加上，由於畜牧業排泄物未妥善管
理，在九○年代一度淪為台灣河川污染最嚴重的一條。後來經過中央和地方的全力整治，
大有起色，但是整治後的真正狀況是個什麼樣子呢？
我們從資料庫中擷取了水溫、導電度、溶氧、生化需氧量、懸浮固體、大腸桿菌
群、硝酸鹽氮、氨氮、總磷、銅、鋅、錳等十二個參數，共三百三十筆資料，這些資料
量非常龐大，一筆資料量就相當於一個月收集的所有資料總量。而這十二個參數分別跟
「畜牧家庭污染」、「營養鹽」、「河川沖刷」和「重金屬污染」有關，其中跟畜牧家
庭污染有關的是：硝酸鹽、大腸桿菌、生化需氧量和溶氧量；跟營養鹽相關的是：氨
氮、總磷；跟河川沖刷有關的是：導電度、錳和懸浮固體；跟重金屬有關的是：銅和
鋅。
結果發現，二仁溪的水質環境受台灣乾濕季的季節性影響很大。當雨季來臨，河川
水量大的時候，整個污染的情況會緩減；至於乾季時，河川水量小，污染情況就會比較
嚴重。從數據上也可以看到，二仁溪中上游畜牧家庭的污染相對比較輕；而下游及支流
的污染就比較嚴重。
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*圖說：透過大數據分析，建構出來的二仁溪水質變動模式。*
二仁溪畜牧業十分盛行，而畜牧污染最直接的影響就是河川的優氧化。不過，一條
河川是否優氧化，並不容易判定。河川裡面的浮游植物是水中食物網裡面的基礎生產
物，當它增加時，可提供食物給其他生物食用，原是好事；然而當浮游生物太多，卻可
能造成缺氧問題；此外，若單一不良藻類數量太多，也會對水中生物造成毒害。
透過資料判讀，發現當家庭污染增加時（也就是硝酸鹽、大腸桿菌、生化需氧量和
溶氧等數值增加），就像施肥一樣，浮游植物成長得很快；當浮游植物增加，照理說動
物可吃的食物增加，水中動物也會增長。然而在二仁溪的狀況中，真實情況並非如此。
分析結果顯示，當浮游植物增加時，魚類、甲殼類以及貝類等動物反而減少，代表這兒
浮游植物的增加反而不利於這些動物的生存。這隱含了一個沒有說的事實，就是二仁溪
裡面的浮游植物或是某種單一有毒藻類，已經多到讓整個生態系失去平衡。成為二仁溪
優氧化的重要證據之一。
從營養鹽的角度看，營養鹽增加對於附著性藻類及浮游植物有正面影響，卻也仍然
不利於大型甲殼類的成長。這還是優氧化的表現，再次證明二仁溪已存在優氧化問題。
透過重金屬污染，我們又看到另一個優氧化的例證。數據顯示，重金屬污染對魚類
的物種數及個體數都有負面影響，這代表二仁溪重金屬污染很嚴重，不利於魚類生存；
但有趣的是，重金屬污染卻與附著藻類的密度呈現正相關，與歧異度呈顯著的負相關；
換句話說，這表示某些特殊藻類整體數量增加，但藻類的品種卻減少了。這不就是從另
外一個角度證明了前面優氧化的分析結果嗎？
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*圖說：二仁溪水質變動之潛在變項與生物參數的相關分析*
儘管我們沒有親眼見證這條河裡的浮游植物有多密密麻麻，或是哪些有害藻類獨據
一方，但是當數據顯示少數藻類特別繁盛，生物的多元性減少時，在在說明了這就是一
條優氧化的河川。
從圖中，我們還可以看到各種污染因素之間的消長關係。當河川沖刷呈現負的時候
（以負號表示），重金屬污染是正的（以加號表示），表示當河川沖刷少的時候，重金
屬會增加。河川沖刷和畜牧家庭污染則呈正相關（兩者都是負的），因此當河川沖刷量
很大的時候，河川中的家庭污水就會變少；反之，當河川沖刷量小時，家庭污水會變
大。此外，畜牧家庭污水和營養鹽之間呈現正相關（它們都是負的），也就是說，當畜
牧家庭污水變多時，營養鹽也會變多。透過這個圖表，我們瞭解到河流是個動態的存
在，時時刻刻充滿變化，裡面有各種力量的競合與消長，但是我們卻也可以預測它們之
間的互動而加以管理，真的是很有趣的結果。
從以上連續七年的河川監測資料中，我們瞭解到，就算河川上的工業污染、髒亂已大幅
改善了，二仁溪在本質上仍是一條優養化的河川。就算我們將它恢復到草木成蔭，鳥叫
蟲鳴，但從公共衛生和國民健康的角度上來看，它的水質仍然是不適合民眾進行會直接
接觸到河水的相關活動的。或許近幾年河水的水質又有了改善，但是在沒有証實之前，
理想和現實總是有差距，而若能妥予考量，各種規畫的成功機會就更高些。
你覺得在環境的調查、管理和規畫上，科學的大數據分析是不是真的有用？
方力行
台灣濕地保護聯盟 理事長
中山大學 榮譽教授
