臺灣櫻花鉤吻鮭（Oncorhynchus masou formosanus）是相當珍貴的保育物種，但是在其棲息的七家灣溪流域中，卻豎立了數座防砂壩，對於環境與生態系統皆造成衝擊。本研究欲從過去20年的族群監測資料中，建立族群數量估計模型，並藉七家灣溪二號壩為案例，探討其沖毀前後的族群與環境之變動情形。此外，也希望建立族群估計模型的方法能有效率地簡化未來的調查工作。
本研究為了能針對防砂壩做單一變因的討論，先對數據做年效應的校正，以排除其他環境變因的影響。然而，在校正後的數據結果較難以達到顯著差異，這是由於許多負面的環境因子會被防砂壩放大其影響，如高水溫、颱風等，而這些影響在校正的過程中一併被剃除掉，因此校正後的顯著性與模型配適能力都較校正前來的低。
從統計檢定的結果中顯示，二號壩的沖毀對壩上游的族群有顯著的增加，原因為壩下游族群傾向上溯至水溫較低的上游，且防砂壩沖毀後的沉積物會持續影響下游河段的棲地狀況。而在三個年齡級比較上，無論是統計檢定或是迴歸分析，皆顯示小魚的數量有顯著的增加，說明了二號壩沖毀可增加成魚上溯繁殖的機會。此外，在有無防砂壩的族群數量估計模型上，亦顯示小魚在無防砂壩的時候數量有明顯增加，反而大魚與中魚甚至有些微的下降。原因為增加的幼魚造成的競爭關係並不明顯，且族群結構偏向快速成長的金字塔型結構，說明了無防砂壩的溪流對整個族群的更新能力較有幫助。
比較國外的文獻，推測二號壩沖毀後可能需要較長的恢復時間，原因在於經常性的颱風侵襲加上易崩塌的地質環境讓七家灣溪的棲地變動較大，而穩定且多樣的棲地關係著生態系統的恢復情形，因此從二號壩沖毀至今已過了十年，卻仍難斷言已得到對族群增加有顯著改善的統計結果。但即使需要較長的恢復時間，對於剩餘的防砂壩仍應予以拆除，還給臺灣櫻花鉤吻鮭原始的自然棲地。
在族群估計模型的應用研究上，發現可以透過選定的模式河段來估計全河段的族群數量。以單一河段而言，一號壩至二號壩、二號壩至三號壩、三號壩至四號壩以及五號壩至六號壩的估計能力均佳，但是對於數量變動較大的小魚族群估計誤差率較高。若選擇兩個河段做估計，以一號壩至二號壩加上二號壩至三號壩的估計能力最佳；但是考慮到調查距離，以二號壩至三號壩加上五號壩至六號壩為較有效率的模式河段。

Formosan landlocked salmon (Oncorhynchus masou formosanus) is a valuable protected species, but its last habitat, Chichiawan Stream basin, was built up numerous sabo dams, which has impacted both environment and ecosystem. By using the population monitoring data in past 20 years, this study set up a population-estimating model, in order to compare the change of the population and environment before and after the destruction of the dam #2 in Chichiawan Stream. In addition, the model also provides an efficient way to simplify the investigating work in the future.
For the purpose of focusing on the single variable, dam, the data have to calibrate first, to eliminate the influence of other environmental impacts. However, there was less significant difference for the statistic results of the calibrated data. Since the sabo dams might amplify some negative impacts, such as high water temperature or typhoon, the calibration will reduce the significance of the results and the fitness of the models.
The results of statistic tests show that the population in the upstream increased significantly after the destruction of the dam #2, because the population in the downstream were tend to trace to the cooler upstream, and the sediments from the dam destruction will impact the physical habitats in the downstream persistently. For the comparison of three age-classes, the small fishes were increased significantly, which proved that dam #2 blocked the pathway for reproduction. In addition, the results of the population-estimating model about the dam also showed that the small fishes increased when the dam wasn’t existed. In contrast, the number of the other two age-classes decreased slightly due to the competition of the increasing small fishes. Nevertheless, the population structure became pyramid-shaped, which means that the undamming streams benefit the renewal of the population.
According to the reference, this study inferred that the destruction of the dam #2 might need more time to recover, because the recovery of ecosystem depends on stability and diversity of the habitats. Furthermore, the incessant typhoons and the easily collapse geology lead to the dramatic change of the habitats in Chichiawan Stream, so it’s difficult to find a significant difference from the statistic results, even though ten years has passed. In spite of the long recovery, we should remove the rest of the dams to return natural habitats to the salmons.
The population-estimating model can estimate the total population from the “model section”. For the single model section, dam #1 to dam #2, dam #2 to dam #3, dam #3 to dam #4 and dam #5 to dam #6 were good at estimating in all nine sections, but the error was a little bit high for small fishes. As a result, for two model sections, dam#1 to dam #2 plus dam #2 to dam #3 were the best in estimating. However, considering the investigating distance, dam #2 to dam #3 plus dam #5 to dam #6 were the most efficient model.

謝誌 I
摘要 II
Abstract IV
目錄 VI
表目錄 IX
圖目錄 X
第一章、前言 1
第一節、研究動機 1
第二節、研究目的 1
第三節、研究架構 2
第二章、文獻回顧 3
第一節、物種簡介 3
一、分類地位與學術意義 3
二、歷史分佈與保育歷程 3
三、生態習性 4
第二節、防砂壩 4
一、防砂壩對河川生態的影響 4
二、防砂壩的拆除 5
三、七家灣溪的防砂壩狀況 5
第三章、研究材料與方法 6
第一節、野外調查 6
一、調查地點 6
二、調查時間 6
三、調查方法 6
第二節、數據分析 7
一、資料整理 7
二、統計方法 7
第四章、結果 11
第一節、防砂壩的影響 11
一、年效應校正 11
二、統計檢定 11
三、防砂壩效應之迴歸模型 12
第二節、族群估計模型 12
一、相關性分析 12
二、單一河段估計模型 13
三、雙河段估計模型 13
四、防砂壩影響族群數量估計 14
第五章、討論 15
第一節、統計結果之探討 15
一、檢定結果討論 15
二、防砂壩效應的迴歸模型 15
三、年效應校正方法之探討 16
四、防砂壩對族群影響之估計 16
第二節、防砂壩對環境的影響 17
一、防砂壩對魚群分佈的影響 17
二、防砂壩沖毀或拆除後的環境改變 18
三、防砂壩拆除之評估 20
第三節、七家灣溪整體棲地環境狀況 20
一、繁殖期的遷徙狀況 20
二、風災後的存活狀況 21
三、主支流的棲地狀況 22
第四節、模式河段的估計能力 23
第六章、結論與建議 25
第一節、結論 25
第二節、建議 26
參考文獻 27
附錄一、原始資料 63
附錄二、對數轉換之常態分布QQ-plot 66
附錄三、交叉驗證結果Boxplot 69

大島正滿，1935。大甲溪の鱒に關する生態學的研究，植物及動物學報。4卷，2期，1-13。
台灣省山地農牧局，1982。台灣省防砂壩工程調查報告。台灣省山地農牧局。
台灣省林務局，1992。台灣省近期防砂壩現況調查報告。台灣省林務局。
沈世傑、曾晴賢，2004。櫻花鉤吻鮭族群監測與動態分析。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
吳富春、鄭武慎，1999。七家灣溪櫻花鉤吻鮭棲地環境之改善分析，臺灣水利。47卷，4期，66-76。
汪靜明，1994。孑遺的國寶－臺灣櫻花鉤吻鮭專集。苗栗：內政部營建署雪霸國家公園管理處。
汪靜明，2011。七家灣溪一號壩壩體及棲地改善工程－生態檢核評估及保育效益評析。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
林幸助、王一匡、吳聲海、官文惠、邵廣昭、孫元勳、高樹基、郭美華、彭宗仁、曾晴賢、楊正澤、葉文斌、葉昭憲、蔡尚悳，2008。武陵地區長期生態監測暨生態模式建立。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
林幸助、王筱雯、吳聲海、官文惠、邵廣昭、孫元勳、郭美華、曾晴賢、楊正澤、葉昭憲、蔡尚悳，2011。武陵地區溪流生態系長期監測暨整合研究。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
林幸助、王筱雯、林鶯熹、吳聲海、官文惠、邵廣昭、孫元勳、郭美華、曾晴賢、楊正澤、葉昭憲、蔡尚悳，2012。武陵地區溪流生態系復育監測與研究。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
林幸助、王筱雯、官文惠、邵廣昭、郭美華、曾晴賢、葉昭憲，2013。武陵地區溪流生態系及七家灣溪一號防砂壩壩體改善後研究。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
林幸助、吳聲海、官文惠、邵廣昭、施習德、孫元勳、郭美華、彭宗仁、曾晴賢、楊正澤、葉文斌、葉昭憲、蔡尚悳，2006。武陵地區長期生態監測暨生態模式建立。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
林幸助、吳聲海、官文惠、邵廣昭、孫元勳、高樹基、郭美華、彭宗仁、曾晴賢、楊正澤、葉文斌、葉昭憲、蔡尚悳，2007。武陵地區長期生態監測暨生態模式建立。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
林幸助、吳聲海、官文惠、邵廣昭、郭美華、曾晴賢、葉昭憲，2010。武陵地區生態系長期監測與研究。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
林幸助、李慧琳、官文惠、邵廣昭、郭美華、曾晴賢、葉昭憲，2009。武陵地區長期生態研究。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
林曜松、曹先紹、張崑雄、楊平世，1988。櫻花鈎吻鮭生態之研究（二）族群分布與環境因子間關係之研究。行政院農業委員會77年生態研究第012號。
林曜松、張崑雄、詹榮桂，1991。臺灣大甲溪上游產陸封性鮭魚的現況，行政院農業委員會林業特刊第39號，166-172。
張石角，1989。櫻花鉤吻鮭保護區規劃。行政院農業委員會78年生態研究第010號。
曹先紹，1988。武陵農場櫻花鉤吻鮭族群分布與環境因子關係之研究。碩士論文，國立臺灣大學動物學研究所。
張志豪，2013。壩體改善工程對於物理棲地之影響－以七家灣溪一號壩為例。碩士論文，逢甲大學水利工程與資源保育學系。
莊鈴川，1988。櫻花鉤吻鮭資源生物學的基礎研究。碩士論文，國立臺灣大學漁業科學研究所。
曾晴賢，1994。櫻花鉤吻鮭族群調查及觀魚台附近河床之改善研究。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
曾晴賢，1995。櫻花鉤吻鮭復育研究。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
曾晴賢，1996。櫻花鉤吻鮭族群數量和生態調查。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
曾晴賢，1997。櫻花鉤吻鮭族群生態調查和育種場位址評估。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
曾晴賢，1998。櫻花鉤吻鮭族群監測和生態調查（一）。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
曾晴賢，1999。櫻花鉤吻鮭族群監測和生態調查（二）。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
曾晴賢，2000。櫻花鉤吻鮭族群監測和生態調查（三）。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
曾晴賢，2001。櫻花鉤吻鮭族群監測和生態調查（四）。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
曾晴賢，2002。櫻花鉤吻鮭族群監測和生態調查（五）。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
曾晴賢，2003。櫻花鉤吻鮭族群監測和生態調查（六）。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
曾晴賢，2005。武陵地區長期生態監測暨生態模式建立 櫻花鉤吻鮭族群監測與動態分析。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
曾晴賢、官文惠，郭美華，2014。七家灣溪及高山溪鮭魚族群及棲地監測。內政部營建署雪霸國家公園管理處。
曾憲郎、李政翔，2008。環境因子對櫻花鉤吻鮭族群動態的影響，農業經濟叢刊。14卷，1期，175-206。
童慶斌、李宗祐，2001。氣候變遷對七家灣溪流量之影響評估，農業工程學報。47卷，1期，65-74。
楊正雄，1997。水溫對櫻花鉤吻鮭族群的影響。碩士論文，國立清華大學生命科學所分子與細胞生物組。
廖林彥，2012。台灣櫻花鉤吻鮭保育生物學之研究。博士論文，國立臺灣海洋大學水產養殖學系。
鄧火土，1959。臺灣高地產陸封鮭魚的形態與生態。行政院農業委員會水產試驗所。
賴建盛，1996。防砂壩對櫻花鉤吻鮭物理棲地影響之研究。碩士論文，國立臺灣大學地理學研究所。
戴永禔，1992。臺灣櫻花鈎吻鮭之族群生態學研究。博士論文，國立臺灣大學動物學研究所。
興儀喜宣、中村廣司，1938。臺灣高地產鱒（さらまおます），臺灣總督府內務局天然紀念物調查報告第五輯。林曜松譯，1987，自然文化景觀保育論文集（二）鮭鱒魚保育專輯，行政院農業委員會林業特刊第10號，1-13。
魏夢麗、呂秀英，1999。決定係數(R2)在迴歸分析中的解釋及正確使用，科學農業。47卷，11/12期，341-345。
American Rivers, 2015. 72 Dams removed in 2014. (http://www.americanrivers.org/newsroom/press-releases/72-dams-removed-in-2014/) (2015/5/6)
American Rivers, Friends of the Earth and Trout Unlimited, 1999. Dam Removal Success Stories: Restoring Rivers through Selective Removal of Dams that Don’t Make Sense. American Rivers, Friends of the Earth and Trout Unlimited.
Babbitt, B., 2002. What Goes Up, May Come Down. BioScience. 52(8): 656-658.
Bednarek, A. T., 2001. Undamming Rivers: A Review of the Ecological Impacts of Dam Removal. Environmental Management. 27(6): 803-814.
Behnke, R. J., E. P. Bergersen, C. R. Chiou, Y. S. Lin and H. S. Tsao, 1996. A stream classification system for identifying reintroduction sites of Formosan landlocked salmon (Oncorhynchus masou formosanus, Jordan and Oshima). Acta Zoologica Taiwanica. 7(1): 39-59.
Behnke, R. J., T. P. Koh and P. R. Needham, 1962. Status of the Landlocked Salmonid Fishes of Formosa with a Review of Oncorhynchus masou (Brevoort). Copeia. 1962(2): 400-407.
Brenkman, S. J., J. J. Duda, C. E. Torgersen, E. Welty, G. R. Pess, R. Peters and M. L. McHenry, 2012. A Riverscape Perspective of Pacific Salmonids and Aquatic Habitats Prior to Large-Scale Dam Removal in the Elwha River, Washington, USA. Fisheries Management and Ecology. 19(1)36-53.
Doyle, M. W., E. H. Stanley, C. H. Orr, A. R. Selle, S. A. Sethi and J. M. Harbor, 2005. Stream Ecosystem Response to Small Dam Removal: Lessons from the Heartland. Geomorphology. 71(1-2): 227-244.
Graf, W. L., ed., 2002. Dam Removal Research: Status and Prospects Proceedings of The Heinz Center’s Dam Removal Research Workshop. Washington D.C.: The Heinz Center.
Healey, M., P. Kline and C. F. Tsai, 2001. Saving the Endangered Formosa Landlocked Salmon. Fisheries. 26(4): 6-14.
Greig, S. M., D. A. Sear and P. A. Carling, 2005. The Impact of Fine Sediment Accumulation on the Survival of Incubating Salmon Progeny: Implications for Sediment Management. Science of the Total Environment. 344(1-3): 241-258.
Hart, D. D., T. E. Johnson, K. L. Bushaw-Newton, R. J. Horwitz, A. T. Bednarek, D. F. Charles, D. A. Kreeger and D. J. Velinsky, 2002. Dam Removal: Challenges and Opportunities for Ecological Research and River Restoration. BioScience. 52(8): 669-682.
Jones, J. I., J. F. Murphy, A. L. Collins, D. A. Sear, P. S. Naden and P. D. Armitage, 2012. The Impact of Fine Sediment on Macro‐invertebrates. River Research And Applications. 28(8): 1055-1071.
Jordan, D. S. and M. Oshima, 1919. Salmo formosanus, a New Trout from the Mountain Streams of Formosa. Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia. 71(2): 122-124.
Kano, T., 1940. Zoogeographical studies of the Tsugitaka Mountains of Formosa. Tokyo: Shibusawa Institute for Ethnographical Researches.
Kato, F., 1991. Life Histories of Masu and Amago Salmon (Oncorhynchus masou and Oncorhynchus rhodurus) in Pacific Salmon Life Histories, pp. 447-520. Edited by Cornelis Groot and L. Margolis. Canada: UBC Press.
Ligon, F. K., W. E. Dietrich, and W. J. Trush, 1995. Downstream Ecological Effects of Dams: A Geomorphic Perspective. BioScience. 45(3): 183-192.
Marion, C., 2014. South Atlantic Stream Fish Assemblages: Multi-Scale Structuring Factors, Trait Associations and Channelization, and Responses to Dam Removal. Ph.D. Dissertation, Clemson University.
O’Neal, J. S., 2008. Snorkel Surveys, in Salmonid Field Protocols Handbook: Techniques for Assessing Status and Trends in Salmon and Trout Populations, pp. 325-340. Edited by State of the Salmon. Bethesda: American Fisheries Society.
Petts, G. E., 1979. Complex Response of River Channel Morphology Subsequent to Reservoir Construction. Progress in Physical Geography. 3(3): 329-362.
Pizzuto, J., 2002. Effects of Dam Removal on River Form and Process. BioScience. 52(8): 683-691.
Poff, N. L. and D. D. Hart, 2002. How Dams Vary and Why It Matters for the Emerging Science of Dam Removal. BioScience. 52(8): 659-668.
Stanley, E. H. and M. W. Doyle, 2003. Trading Off: the Ecological Effects of Dam Removal. Frontiers in Ecology and the Environment. 1(1): 15-22.
Tullos, D. D., D. S. Finn, C. Walter, 2014. Geomorphic and Ecological Disturbance and Recovery from Two Small Dams and Their Removal. PLoS ONE. 9(9): e108091.
Watanabe, M. and Y. L. Lin, 1985. Revision of the Salmonid Fish in Taiwan. Bulletin of the Biogeographical Society of Japan. 40(10): 75-84.
Wood, P. J. and P. D. Armitage, 1997. Biological Effects of Fine Sediment in the Lotic Environment. Environmental Management. 21(2): 203-217.