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一、溼地植生的定義及功能
溼地係位於水生生態系統與陸地生態系統兩者之間的過渡地帶，它能孕育許多溼地植物。溼地植物是生長於河域中的物種，其生長地區包括河川、水道、河畔、窪地、堤岸、以及排水溝等水域。溼地植物依其吸收水分來源（如降雨、漫地流、地下水、空中溼氣及土壤含水等）、水分儲存（即樹冠截留）、以及水體輸出（即蒸發散量）來決定水分循環；其程序為：吸收水分進入植株，然後藉由蒸發散的作用力循環水分進入大氣中。相較於陸域的植物，溼地植物能從地下水吸收更多的水分；其所吸收的地下水量，比吸收到的降雨量來得多。
根據實務觀察，水中與陸地的植物具有不同的特徵。在水中生長的植物，依抵抗水流能力以及根、莖、葉等營養器官特徵的不同，可分類為沈水性、挺水性及浮葉性植物。植被順應溼地水流流速與深度而生長。若流速慢，植被的根系深入土壤，則形成沈水性與挺水性植物。在流速緩慢及顆粒較細土壤的地區，植物生長密度會較高。在水深而且狹隘的水路，尤其是流速快加上土壤顆粒較粗的溼地，就不利於溼地植物的生長，植被分布就變得分離而且破碎化。許多物理及化學因素，例如水深、流速、地形、土壤、溫度、水質、光線、以及植物間的競爭等，均會影響溼地植被的分布。由於植被生長密集處通常伴隨著木質碎屑，因此會降低溼地水域流速，並且增加泥沙淤積。測量結果發現，植被生長愈密集，沈積作用愈強，使得河道曲率愈形增加。在上述的情況下，河水流動會受到妨礙，當降雨量增大時，河川負載力將無法承受大量水體，洪泛就會發生。然而過猶不及，太多植被會阻礙水流，太少植被又達不到生態復育效果。因此，溼地植物需要適度管理才能符合實際需要，並且產生下列的生態功能：
(1)控制洪泛與減輕乾旱：當逕流發生時，溼地植被能吸收水分，並降低逕流進入河道的速度。這種現象有如在豐水量期間，溼地像是巨大海綿或是天然蓄水池，能防止洪泛與侵蝕作用的發生。另者，當乾旱發生時，植物根部能經由毛細管作用，將植株內儲存的水分往上吸附而釋出體外，從而減輕自然界乾旱的壓力。
(2)調節地表溫度：溼地植被具有遮蔭河道，降低水溫的功能。它們亦能減少地表反射率(land-surface
albedo)及顯熱(sensible
heat)的產生。因此溼地植物能降低惱人的藻華現象，並作為河川中生物相的屏障。
(3)防止河川侵蝕：溼地植被能藉由阻擋水體流動的作用減低河岸侵蝕。植物根部亦能強化河流自淨能力，藉以保護河岸免於受到水體的侵蝕。此外，其落葉層可作為過濾系統，阻攔來自上游逕流的沈積物。這些落葉層能除去沈積物中的磷，阻攔沈積物與養分。它們不僅不會造成河道淤塞，還可以變成河底土壤的一部分。因此溼地植被在阻攔沈積物與污染物的同時，還擁有淨化河川水質的強大功能。
(4)營造生態能量：如上面所述，溼地植物的枯枝、落葉所產生的落葉層會分解為有機碎屑，形成底棲生物的食物來源。而未被吸收的有機碎屑，則向下滲透至缺氧底層，由厭氧細菌分解。在食物鏈龐大的生態體系中，溼地植物可說是其中一連串能量循環中的啟動者。
二、溼地植生工法的理論依據
從上面的描述，可以了解溼地植物是生態工法中不可或缺的良伴。尤其在營造實務上，溼地植物可說是自然的象徵。德國學者賽佛（Seifert）於1938年整治河溪時，提出了「近自然水利工程」(Naturnäherer
Wasserbau,
英文譯為Near-Natural-Hydraulic
Engineering)的概念。他倡議利用自然的水文及水利原理，並且輔以栽植溼地植物，以達到整治河川的目的，這是最早的生態工法的觀念。至於「生態工法」這個詞彙，則是一直到1962年，才由美國的生態學家奧登（Odum）提出。奧登認為生態工法包含了「生態的」(ecological)和「工程」(engineering)兩個部分。之後，密曲與何根深(Mitsch
& Jørgensen)在1989年開始將生態工法的兩個英文字彙(Ecotechnology與Ecological
Engineering)視為同義的名詞。
那麼，什麼是「生態」的工法呢？「生態學」(Ecology)乃是德國生物學家海克（Haeckel）於1866年提出的名詞。”eco”源自希臘字”oikos”，其意為家或生活棲所；”logos”之意是科學。因此「生態學」原意為物種棲地的科學，中文譯為生態科學。在此，依據語意學原義，我們將「生態工法」依簡明易懂的原則定義為「以大自然原理為基礎，藉由人為介入的系統工程設計，為生物營造一個適合的棲地為最終目標的作為」。近年來，國內將溼地復育稱為人工溼地生態工法，運用漫地流、礫間過濾等工法在高灘地進行溼地植物的栽種。然而，國內對溼地植物的研究普遍不足，一般在利用溼地時僅了解溼地植物對污染物之去除功能，並未對溼地植物的生長及傳播因子進行更深入的探討。學者多半僅對污染物的削減率進行測試，而未針對植物生殖特性進行評估，因此往往導致栽種的溼地植物生長速率快慢不一。有些植物蔓延太快，有些植物栽種不易，因而造成栽種及維護成本增加，形成溼地植栽復育的一大浪費。有鑒於此，本文依繁殖策略，將溼地植物區分為散播型繁殖植物及非散播型繁殖植物兩類，提出以生物特性為觀點的溼地設計方案，以供讀者參考：
(1)散播型繁殖植物（True
Dispersal）：這類植物具有主動播遷的生殖特性，其在成年期時，具有翅時期(winged
stage)。因此，當溼地水體減少時，能主動地遷移到另一個溼地水域環境，藉以延續生命。這類植物例子很多，例如水燭（具有毛狀種子，可隨風播遷）、瓜皮草、水芙蓉、滿江紅、槐葉蘋（種子比水輕，並具有特殊的構造，可隨波逐流播遷到其他地方）。此外，一般溼地環境水禽(生活史中大部分的時期都可以主動遷徙)、蜻蛉目昆蟲及蜉蝣（成年期時，具有翅時期），都屬於散播型的生物。
(2)非散播型繁殖植物(True
Resident)：在這類生物的生活史中，遇溼地水體減少時，具有滯育時期，以休眠的狀態抵抗惡劣的環境。它們具有休眠孢子(或種子)，能在土壤中休眠一段時期。舉例來說，溼地環境常見的輪藻植物(characeae)，在水位下降的環境中會形成配子囊，之後受精卵(合子)發育時，外被有五條不孕細胞包裹，藉以形成對抗惡劣環境的保護層。待發育成熟時，合子具有堅硬外壁，可耐酸鹼物質。此外，或是以播種的方式將種子存在土裡或球莖類，以鱗莖分生繁殖（例如：水仙花、茭白筍、臺灣水蕹、野薑花等）。甚至於被溼地水禽吃下後，這些植物仍然可藉著水禽遷徙的區域活動，將下一代的複合族群基因傳播到其他環境。
從上面的描述可知溼地植物或昆蟲的子代具備了複合族群(Metapopulation)的特性。什麼是複合族群呢？為了了解物種的拓殖特徵，美國生態學家雷文思(Levins)利用數學模式推導亞族群間的族群動態情形。他將複合族群
(亦稱為關聯族群)一詞明確定義為：「由經常局部性絕滅，但又重新定居而再生的族群所組成的族群」。也就是指複合種群是由空間上彼此隔離，而在功能上又相互聯繫的二個或二個以上的亞族群或局部族群，所組成的族群斑塊塊系統。著名的雷文思模型分析如下：
在上式中，p
表示有族群佔據的生境斑塊的比率（簡稱為斑塊佔有率），c
和
e
分別表示與所研究物種有關的定居係數和絕滅係數。根據這個公式，若是生態系統處於平衡狀態的時候，即
dp/dt
= 0，複合族群斑塊佔有率為
p
= 1- e/c。由此可知，複合族群斑塊佔有率隨定居係數和絕滅係數而改變。只要
e/c < 1，複合族群就能生存
(p>0)。
雷文思「複合族群模型」和麥克阿瑟與威爾森(MacArthur
& Wilson)的「島嶼生物地理學平衡模型」，在數學及概念上均有相似之處。上述的輪藻植物就是以此複合族群產生斑塊生殖的最佳例子。輪藻生活環境多為臨時性水域(有可能是動物腳印所形成的水灘地)，因為在大陸地區亞族群甚多，藉由水禽吃下它們的植株，將合子播遷到其他領域，以達基因交流的目的。因此「複合族群」在分布空間上雖然彼此隔離，但在功能上又相互聯繫。
三、如何以生物學觀點復育溼地植物？
根據生物學「複合族群」的概念，可知台灣水生植物需要適應嚴峻的乾枯水期。尤其在河川溼地復育時，如何在自然條件下的高灘地，運用乾枯季節的漫地流，將植物作適當的配置設計，成為生態工法上需要解決的問題。
當漲水期來臨時，河川中的營養物質被帶到河岸漫地流地區，使得初級生產力增加。當乾季來臨時，河水退去，營養及有機物隨著河川系統而退去，帶來的是單位面積生物量的增加。隨著河川水域水位逐漸退去而陸域化，散播型繁殖植物，如水緣植物莎草科水生植物及野薑花即重返此處（河岸漫地流地區）生長（見圖一：生物控制法）。
因此，應考慮以生命力較為強悍的物種作為生物控制法的標的。例如將散播型繁殖植物安排至河道水流轉彎處的岸邊。這種安排是考慮到水體力學。安排莎草科植物於水流切線處，藉其強硬莖幹的特性來降低水流動能，可避免土壤受到侵蝕。莎草科植物為散播型繁殖植物，具有藉風力傳播種子之能力，而且水陸兩棲，在水位降低時仍能維持生命。野薑花雖然靠走莖繁殖，但於水位降低時仍能維持生命，而且具有環境美學的功能。
非散播型繁殖植物主要是藉由走莖及塊莖繁殖，因此必須安排至長時間有水的環境，水域的連結度(connectivity)就非常的重要，可說非有水不可，所以應考慮將此類植物種植在長期有水的地區。這些植物包括芋頭、筊白筍、金魚藻及聚藻。它們具有生態環境教育、食用及除泥的效果，但不具有主動播遷的能力。依耐污性強弱，由上游至下游安排其順序為芋頭、筊白筍、金魚藻及聚藻。之所以安排金魚藻及聚藻於河道下游段，是因為此處水流減緩，可藉由它們的特殊植株構造來降低水中含泥量。
此外，為了達到強力除污效果，並防止外來物種的擴散，安排布袋蓮或大萍等非散播型繁殖植物到下游溼地（漲水期形成漫地流區域）。這類植物成體根系在漲水期可提供除污效果，因此安排於河道溼地漫地流的末端（圖一）。它們的生命力強勁，可藉由枯水期控制這類外來物種的生物量。而它們在枯水期仍可藉耐旱的走莖繁殖，不會導致全數滅絕。
圖一、以生物學觀點控制溼地植物
圖二、以生物學觀點復育溼地植物
在河川泥沙控制及侵蝕較為穩定之後，可思考在水質適宜的河道溼地復育植物，例如臺灣萍蓬草等指標植物。在此導入瀨流進入約35~75cm較深處，營造一座直徑20~30m水池（圖一之藍色橢圓形區）。水池挖成茶托狀，邊緣坡道宜緩和，營造成外緣自然之不規則形狀，並以支撐礫石防止滑動。在進水最深處，安排臺灣萍蓬草(屬True
Resident)等具有環境復育、教育及觀賞價值的本土性物種（見圖二：生物復育法）。營造土堤庇護環境，在土堤兩排植栽燈心草，區隔石龍尾區及莕菜區(屬True
Resident)。另外營造鴨舌草區(屬True
Dispersal)，利用此類散播型繁殖植物迅速擴散的能力，安排較大面積的溼地區域，可作為復育蛙類的隱蔽性安全網，以避免天敵干擾。另外，種植莎草科植物於水潭土堤外圍處，以莎草科強硬莖幹之特性，減輕土堤受到侵蝕。
四、 您也可以成功復育溼地植物
溼地之所以能給予人類帶來親切的感覺，是因其具有寧靜、安詳及愉悅的流動景觀。然而，台灣河域溼地因具有乾枯水期，一般在河岸高灘地營造的人工溼地，經常會遇到枯水期和漲水期的干擾，導致溼地植物不易存活，浪費公帑而沒有成效。在上述的溼地植物選種方面，我們以簡單的圖示，說明溼地應依河川地形、土壤、溫度、水質及光線等環境因子，栽種適應力強，且具有觀賞及教育價值的植物。下列設計原則可供復育溼地植物及其他水棲生物時之參考：
(1)河川溼地的設計，宜採不規則形狀的曲折造型，並栽種上述的護岸植物，以防止河岸侵蝕切力。
(2)利用植栽的特性，讓河域的邊緣隱藏在花葉之中，不留人工的痕跡，通過調節水位高度，可控制邊緣植被擴散的範圍。
(3)為了吸引溼地物種，河岸的邊緣應漸次傾斜，成為淺灘。其中栽種的水緣植物，如燈心草的高聳枝稈，可成為蜻蜓及蜻蜓幼蟲水蠆蛻變的棲所。
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水緣植物可以防止河岸侵蝕 |
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台北赤蛙是溼地植物營造後的產物（桃園龍潭） |
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溼地水禽可將植物基因傳播到其他環境 |
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溼地植被可以降低進入河道的水體流速 |
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