☆黃秋煌 ☆☆☆黃振嘉 ☆☆☆徐耀賜
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一、前言 隨著經濟之發展，近年來，世界各先進國家均極力倡導生態工法，來維護自然生態系統之結構與機能，同時保障人類安全及達到永續經營之理想。如公共建設缺乏生態理念，僅顧及工程結構體表面近自然之協調或美觀，無法維護生態機能之平衡，此乃金玉其表，敗絮其中，實則美中不足。生態工法不應僅侷限於結構式之硬體工程，同時亦應涵括非結構式之植栽、保育措施與人文之景觀意念。因此，生態工法應涵蓋「生態保育」與「工程技術」兩種層面，遵循自然法則，採取順應自然之工法，減輕對環境之損傷或是復育環境原有之自然生態。 人類對自然環境的經營管理，若能瞭解其環境生態系統之結構與機能，採取順應自然生態原理之工程方法，才有可能在維護自然生態系統穩定與平衡之前提下，達到人類在安全基礎上永續經營自然環境之理想。 隨著世界潮流之腳步，我國亦極力倡導生態工法之理念。民國91年8月14日，行政院公共工程委員會召開「生態工法諮詢小組」第三次會議，決議我國官方版對生態工法之定義為「基於對生態系統深切認知與落實生物多樣性保育及永續發展，而採取生態為基礎、安全為導向的工程方法，以減少對自然環境造成傷害。」 生態工法之應用範圍甚廣，惟本文所探討者僅侷限於公路工程之應用。 二、生態工法之內涵 (一)生態工法之沿革生態工法之主要目的在於提升環境與生活品質，同時兼備生態保育、環境教育、保障水土資源之永續目標。其最早源自於德國與瑞士，近年來各界致力於生態工法的研究、應用以及推廣且不斷被賦予不同之內涵並逐漸推廣至全球各地。生態工法之大事記及沿革如表一所示。 植栽在生態工法中佔有舉足輕重之地位，植物淨化空氣之原理，主要係利用葉片或植物表面之絨毛攔截大氣中懸浮微粒，以及利用植物葉片之氣孔吸收利用二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫及臭氧等。根據美國環境保護署(Environmental Protection Agency, EPA)公佈森林淨化空氣、吸收污染之數據顯示，每年每公頃可淨化臭氧9.6~10公噸，二氧化碳7.48公噸，一氧化碳2.2公噸，二氧化氮0.38公噸；另根據日本研究報告顯示，常綠闊葉林每公頃可吸收二氧化碳21~37公噸，釋出16~28公噸的氧，亦即每公頃森林可供二百人呼吸。
生態工法(Ecological Engineering Methods)，是在往昔傳統工程中融入生態思維之工程方法；其中「生態」指的是生物與環境之互動關係，而「工法」則是人類在環境中利用土木工程構造物，以提供安全之工程方法。生態工法與傳統土木、水利工程之最大差異在於其理念是以生態系統的自我設計及調和能力為導向，並尊重環境中各生物之生存權利。例如先民以溪石圍攔溪河之簡易引水工程，不僅提供人類取水用途，溪石間之孔隙則是水生物之通道，此乃一種近自然就地取材，並可減輕對水生物衝擊之典型生態工法。因此，生態工法實為減輕工程造成之生態問題而衍生之工法，同時重視生態系統結構與功能之維持與延續。 二十世紀下半葉經歷兩次能源危機之後，人類社會已清楚體認技術之不可憑恃，人力不可勝天，地球資源又極其有限，當今社會亟需之解決方案，不僅是要能減低污染排放之影響，同時也要能達成生態環境保育之目標。因此，當前所有生態科學研究與實踐全力以赴之重點是在於設計、重建一個可以服務人類生存需要，以及在資源匱乏時代中可持續維繫的生態系統。面對此時代挑戰，「生態工程」(Ecological Engineering)可說是因運而生，且在各國廣受重視與施行(蔡厚男，2001)【5】，以下為針對德國、瑞士、美國、東歐、日本諸國對於生態工程的看法及理念加以說明。 (三)德國、瑞士之概念 生態工法之觀念乃源自於歐陸之德國及瑞士，最早於1938年由德國的Seifert首先提出近自然河溪整治之觀念，期望在傳統河溪整治工程之基礎上，發展出接近自然、成本低廉，同時亦能保持景觀美學之治理方案(林鎮洋，2000)【4】。因此，生態工法可謂生態學領域與土木工程專業結合為環境共生議題跨領域攜手合作之因應對策，其應用範圍如圖一所示。 (四)美國的概念 美國生態學家H. T. Odum是美國最早提出「生態工程」之理論觀念者，其先後曾對生態工程定義如下： 1.「以自然系統為基礎，人類可藉由少量補助能源投入之方式，進行環境控制，且在此方法運作下，主要驅動之能源應源於自然界。」  圖一 生態工學應用範圍概念圖(本圖改繪自增補應用生態工學序說) 2.「生態工程乃是對自然界的管理，藉以輔助傳統之工程方法，並致力於人類與自然系統之協調合作。」 3.「生態工程之內涵應為利用生態系統之自我組織功能，設計一嶄新生態系統之工程。」 4.「生態工程是一種設計、運作經濟系統與自然界關係之技術，進而促使人類與其環境間之相互調適。」 (五)東歐的概念 Mitsch與Jgensen於1989年共同編著的「生態工程」一書中，將生態工程與生態科技(Ecotechnology)視為同義詞，且將生態工程定義為：「透過人類社會與自然環境之共同規劃、安排，使兩者皆能彼此獲利之設計。」 在東歐地區，這兩個名詞之意義可謂完全相同，意指「基於對生態系統之深層瞭解，而利用科技方法管理生態系統，以追求運作成本及對環境傷害之極小化。」 (六)日本的概念 至於鄰近的日本的學者，由於相關經驗多師承自歐陸，其將生態工法稱為：「應用生態工學」(Applied Ecological Engineering)或「環境共生技術」(Environment Symbiosis Technology)。其中在日本推動生態工法的主要學術機構「應用生態工學學會」對生態工法之定義如下： 1.應用的相關領域：跨學門的整合如生物學的相關領域及土木工程技術的整合與討論。 2.應用生態工學研究的對象與範圍：即人造物對環境的影響及人工環境急劇變化對自然環境的影響。其範圍包括以下三個思考層次：(一)思考人類的開發行為如何與環境共生(二)如何彌補因人為破壞的原生棲地 (三)與原生棲地分離之瀕臨絕種之物種如何復育其棲地，並進行人工復育、養殖；換言之亦即緩衝區(Mitigation)的相關研究；如何減少(Reduce)對環境的衝擊、復原(Repair)被破壞的環境，並創造(Replace)再生的新棲地。 3.保育對象的時間尺度(Time Scale)：如何呼應保育對象的生活史，評估其適應之成效。 4.研究方法與對策：利用實地調查及研究假設加以驗證。 應用生態工學的位階及相關領域之觀念，如圖二所示。  圖二 應用生態工學的位階及相關領域 (本圖改繪自增補應用生態工學序說) (七)台灣地區的概念 台灣地區對生態工法之起步較晚，直至最近幾年才受到大眾之重視，許多專家學者均曾以其體驗及認知來為生態工法加以定義，以期在生態工法推展時能夠先行建立共通之價值理念，進而助益於生態工法之溝通與落實。 生態工法於台灣地區之定義甚為多元，例如： 1.行政院公共工程委員會在2002年召開之「生態工法諮詢小組」會議時，各委員曾就生態工法之定義提出各自之建議，茲摘錄如下(林鎮洋，2002)【14】： 2.生態工法之官方定義 民國91年8月14日行政院公共工程委員會召開「生態工法諮詢小組」會議，確認了我國官方版之生態工法定義，即「基於對生態系統深切認知與落實生物多樣性保育及永續發展，而採取生態為基礎、安全為導向的工程方法，以減少對自然環境造成傷害。」 因此，針對行政院公共工程委員會所確認生態工法之定義內容，發現其精神如下： 近年來，生態工程已漸漸成為生態學域中，處理環境問題之新興典範，例如：防止減緩對溼地(Wet Land)之破壞，對地球暖化、海平面上升、酸性沉積物等之調適，來自農業與礦區非點源的污染防止，保護清淨的湖泊水庫或復原已被污染的湖泊水庫，協助疏浚清除後河川湖泊生態系統的環境調適，清除或抑制廢水、水肥及有害廢棄地等。總之，生態工程之終極目標可歸納下列三項(蔡厚男，2001)【5】： (八)小結 綜合上論述，無論是生態工程、生態工法、應用生態工程學亦或環境共生技術；其共同之特質在於環境之生態調查、呼應調查資料之工法設計與施工及後續追蹤評估為主要目的。 三、生態工法執行模式建立流程 一般而言，生態工法之執行模式在生態工法之推展過程中屬於關鍵之角色。依文獻【13】，其主要架構如圖三所示。由此圖可清楚看出，其過程甚為繁複，所含之層面亦廣。前述架構確立後，便可進一步嘗試建立生態工法於規劃階段之執行模式，圖四所示(流程圖中灰色區塊表示應用生態工法之考量)即為典型之例。 此外，規劃階段應注意之事項歸納如下； 1.規劃區域與目標之確立(災害防治、棲地與特有生物之復育及保育、河川溪流整治、水土保持、環境綠美化)。 2.進行資料蒐集與基地分析時，必須同時與業主及相關團體進行溝通與討論。 3.進行基地生態系統環境調查時，應建立生態背景資料庫，以便後續之追蹤與調查。 4.依據規劃目標、自然與生態環境以及其他相關之各項因子，訂定設計準則，以利設計單位有依循之準則。
《未完待續》 |
