綠色生活:探究海岸生境 「玩泥沙」做生態學家

文章日期:2021年08月15日

【明報專訊】龍尾泳灘近日變成「缺氧魚缸」,令大家更關心沙灘生態。沙灘(sandy shore)屬香港主要生境之一,現時初中科學科、高中的STEM選修科包括生物科及綜合科學等,都有實地考察一環,可讓學生化身「生態學家」到沙灘研習取樣,探究海岸生境。「同學仔平時去沙灘堆沙、游水,比較少從科學角度觀察生物,透過這些考察技巧,可以了解到沙灘是生態系統內的重要生境地。」世界自然基金會(WWF)香港分會教育項目監督及評估經理張略恩(Janice)帶領相關考察活動逾10年,她指這套為學生而設的研究方法不算複雜,鼓勵公眾參考,日後去沙灘除了游泳,也可帶備簡易工具,做科學小實驗。

根據考察目的選擇沙灘

Janice指香港的天然沙灘,包括市民常去的泳灘,一般可分為顯露型和遮蔽型兩類,取決於地理位置及受海浪冲刷的強度。前者通常面向開闊海洋,冲刷力強,沙粒較粗大,踏上去較乾爽,潮退時去水較快,像港島的大浪灣便是一例;後者恰恰相反,被海角等地貌特徵保護,沙粒幼細,例子有海下灣及水口,因海水能在沙內儲存較長時間,觸感軟綿綿,容易形成泥灘。兩者生境各異,可以觀察到不同物種,「考察好多時去泥灘,是因為在紅樹林對出,所以可以一併觀看多點生物」。她指生態環環相扣,可依據不同考察目的,選擇到附近有紅樹林、沿岸植物或岩岸的沙灘。

人工灘仍值得探究

她又提醒,人工沙灘雖不屬於這兩個類別,但仍值得進行探究活動:「不能確定人工沙灘穩定後會否有物種回歸,但市民可以用到這些工具及觀察技巧,去比較人工和天然的分別,看看人工沙灘的生物會否回去。」平時她多數會選擇就近教育中心的地點,於海下灣或元洲仔考察,但要留意海下灣屬海岸公園,公眾不可挖沙,只能觀察沙面。大家可考慮到一些交通方便的地點,例如大埔汀角,「可看看大埔市鎮發展之餘,在環境方面能否取得平衡」,或是鄰近烏溪沙的海星灣,「隱蔽小小,但不算太多泥沙,會安全點」。最關鍵是要選擇潮退時間,確保安全之餘也可以看到更多生物。雖然平時的公眾生態導賞團也會帶參加者到沙灘,但活動主要以肉眼觀察沙灘的生物多樣性,例如各種蟹洞形狀、雀鳥過客的腳印,並拍照記錄。學習活動側重科學探究,活用學生在課堂學到的生物與環境、應用生態學知識,將沙灘分成不同部分,嘗試假設、隨機抽樣、分類、量度、運用工具記錄生物的分佈和數目、即場實驗、考察附近生境等,一般需要兩小時。

劃潮間帶 橫直取樣觀察

到達沙灘後,Janice會大致確定潮間帶的範圍,「一般每日有兩次潮汐漲退,漲潮時有水覆蓋到的最高位,至退潮時沒有水覆蓋的最低位就是潮間帶,然後可劃分成高潮區、中潮區、低潮區」,三者按沙的乾濕狀態而定,不一定平均分佈。然後在各區內隨機放置1米乘1米的樣方,讓學生先根據平時對沙灘的認識,估計物種多少,例如蜆、螺、蟹、寄居蟹、魚類、蝦、蟲類等,間中會使用樣條,它是像拉尺般橫跨整個潮間帶的工具,每一兩米便放一樣方,能更仔細研究物種分佈。她指樣方和樣條屬科學儀器,市民可以簡單一點,用繩劃出50厘米乘50厘米,把取樣範圍縮小,「個灘好大,這樣可以聚焦看到部分生物」。之後可以將樣方閒置15至30分鐘,才回去觀察,「我們擺放樣方時可能驚擾到一些生物,等一段短時間,蟹仔有機會見到環境穩定,便再走回來,觀察到多一點」。學生會先檢視沙面生物,之後把樣方的沙挖深10至15厘米,比較沙土內的生物。她建議公眾可帶備工具例如鏟及鑷子,方便挖沙,如果發現在縫隙中的生物或穴居動物,可輕力夾起觀察再放回去。另外,也可參閱《香港野外圖鑑:沙灘》,這是連她自己也不時參考的指南,若與子女一同前往,則可預先列印WWF的考察工作紙(bit.ly/3iESVVc,頁1)。如果想更認真研究,可準備放大鏡、紙筆、小網及盛載生物的整理盤。經過多年考察,她指香港沙灘普遍都有以下的分佈規律:

高潮區:較接近陸地(後灘),浸水的時間最少,生物不太喜歡留在這區域,因日曬時間長,水分少,難覓食,無論沙面或沙土內的生物都不多。可能會見到已經死亡或快將死亡的海洋生物、來自陸地的落葉和潮水帶來的垃圾等。

中潮區:潮漲潮退時較長時間浸水,沙面的生物不多,但沙土內通常找到很多蜆,像海下灣的樣方不時見到二三十隻不同種類的蜆,她估計漲潮時潮水把蜆帶到這裏,但蜆不想留在沙面,怕給雀鳥叼走或想避開熾熱的陽光、防止脫水,於是自己鑽到沙裏。

低潮區:長期浸着淺水,較多食物,有更多獵食和競爭的相互作用,例如有的螺貝會進食潮退時暴露在沙灘表面的腐屍。通常有蟹或寄居蟹,以進食已死的生物或攝食沙粒中的碎屑為主,沙土裏則比較少生物,她推斷是因為長期在水下面,氧氣較少。

缺氧致黑沙 非人工灘獨有

同一沙灘,地貌也可能隨時間改變,像海下灣以往地勢開揚,近年中間積聚沙土,形成沙咀(sand spit),Janice形容像很高的沙丘,由本來的中潮區變成高潮區,海水較難覆蓋,生物分佈也因而轉變。她會簡單跟學生講解沙灘如何由山石及海洋泥沙冲積而成,然後抓起一把沙觀察,讓學生認識沙有不同顏色、攙雜其他礦物。像汀角會有大石及礫石散落海岸,因此沙灘上也有零星分佈的礫石灘。學生在挖沙研究生物的垂直分佈時,偶爾會見到像龍尾近日露出的黑沙,原來這不獨是人工沙灘的問題:「沙灘愈低層的氧氣愈少,裏面組成了厭氧細菌,有些化學物質令沙灘變黑,形成缺氧的環境。」一般而言,含氧量會隨沙灘深度增加而減少。由於厭氧細菌在沙灘較深層滋生及活動,故沙土會呈黑色,散發像臭雞蛋一樣的氣味。這情况較大可能在沙粒幼細的沙灘出現,因海水積聚易令氧氣不足,而生物一般不會生活在這樣的厭氧層,故此挖沙也並非愈深愈好,「通常靠水流帶些氧氣進來,有些生物例如在沙底的蜆,會伸條虹吸管出來汲取在沙灘表面帶有氧氣的海水,不會走到氧氣不足的底層」。她提到近年考察的蜆類有體積變小及數目減少的迹象,平時帶學生活動時大家都乖乖把動物和沙粒放回原處,灌滿挖開的洞口。假如公眾考察時想撿拾蜆類,建議先參考「蜆類保育尺」,量度蜆類大小,依循「細蜆長留」的原則。

拾蜆上沙面 學生對結果驚奇

取樣完畢後,學生要在每一區域拾起5隻蜆,再放在沙面觀察5至10分鐘,結果發現蜆會如同Janice所說,自己慢慢鑽進沙土內,令他們大感驚奇:「平時見到的蜆不是好活躍,但當被人放到沙面,其實動作會好迅速地鑽回去,牠們會感覺安全一點。」因應不同學科範疇和學生興趣,她會與學生觀察由初級生產者到獵食者的食物鏈,以及沙灘微生境(microhabitat),包括石底、石縫和水體等,像堆在一起的石蠔、依附鬆脫石頭的螺或蜆,躲於碎石間「乘涼喝水」的蜆,潮退時藏在石坑(rock pool)的捕食者。如果是初中生,則可以教一些分類學知識,從形態辨別螺貝、雙殼等生物。

學生去到沙灘,驟眼看通常覺得平平無奇、沒有什麼生物,「有些海星顏色與沙灘好似,要細心留意才發現,像每年夏天就會發現整個沙灘佈滿飛白楓海星,牠們上來繁殖。學生見到好開心。也沒想到中潮區可以找到這樣多蜆,有時多得誇張」。Janice指潮間帶是很多海洋生物的孕育地:「好多魚仔、蝦蟹、海洋生物小時候都是細小的浮游生物,需要躲藏在遮蔽沙灘,慢慢長大,才去到開闊的大海生活,我們才有海洋資源。」對修讀生物乃至其他科學學科的學生來說,這是研究生物多樣性的理想「戶外實驗室」。香港是沿海城市,有綿長的海岸線,她認為這提供了獨特的生態環境,交通也便利,公眾值得多到沙灘,發掘大自然的另一面。

■常見香港沙灘生物

寄居蟹

常見於遮蔽沙灘的低潮區沙面,為表居動物,又稱為附底動物。大部分附底動物都是行動迅速的甲殼類動物,當中大部分為食腐動物,以進食已死的生物或攝食沙粒中的碎屑為主。有些附底動物更會運用保護色來隱藏自己,以免行蹤被捕獵者及獵物發現

裂紋格特蛤

棲身於遮蔽沙灘的低潮區沙內,有鮮明的環形溝,一端比較鈍,略略伸長,另一端則為圓形。貝殼呈淺褐色,通常帶有黑色的班紋,或黑色的斑塊。屬穴居動物,又名底內動物,大多為雙殼類和蟲類

飛白楓海星

於遮蔽沙灘的低潮區沙面出沒,為肉食生物,這是一種小型的五臂海星,呈褐色,有的臂上帶深色斑塊,牠們會經常把身體藏於沙中

多形灘棲螺

一種螺塔很高的螺貝,常見於遮蔽沙灘的高潮區沙面,以覆蓋沙粒的生物膜和腐質為生,視乎潮汐周期,牠們可以是表層居住動物或是穴居動物。儘管穴居動物不易被海浪捲走,同時又易於躲避捕食者及減低脫水的風險,牠們卻須面對尋覓食物和伴侶的困難及缺氧的風險

奧萊彩螺

常見於遮蔽沙灘中潮區沙面,為間歇穴居動物,長度只有約1厘米,是細小、圓形的螺貝,純褐色、淺米色、橙色都有,有時帶斑點、條紋或波浪形線條

參考資料:漁農自然護理署網頁、《香港野外圖鑑:沙灘》

文˙ 梁雅婷

{ 圖 } 受訪者提供、網上圖片

{ 美術 } 張欲琪

{ 編輯 } 林曉慧

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