九二一地震震驚台灣社會，也顛覆了土

木工程師的傳統思維，其中生態工程的引

入就是要把安全價值從人的範圍擴展至生

態體系。近年來生態工程的應用逐步從中

上游集水區進入都會區，讓生態工程更貼

近一般大眾，和綠美化、綠建築緊密結

合。然而生態工程的終極價值並不是在學

理上的論證，而是積極地在生活中實踐，

這也正是本文要說明的一種觀念—以生態

工程營造優質的生活環境。

19世紀以降，現代都市樣貌成形。都市

中因為人口數量急遽上升，各項大型工程

建設也不斷地增加。於是，許多熟悉的工

程建築出現在周遭的生活環境中，諸如萬

家燈火的街道、大型摩天高樓、依賴汽車

的郊區、大型停車場和停車塔、飛機場、

購物中心、公園、快速高架道路、河濱建

設、巨大的混凝土集會中心等。尤其隨著

藍帶和綠帶的消逝（或可說是被犧牲），加

速都市空間品質惡化速度。越來越多民眾

意識到應該重新追求更協調、更優質的適

宜性都市生活空間。

科學發展 2009年2月，434期

民生工程新面貌Feature Report專題報導

■林鎮洋　陳湘媛

生態工程的具體實行，

簡單地說就是讓水能循環，

讓土壤能呼吸，

讓動植物得以安全生長、繁衍。

這些看來好像教科書裡的教條，

要如何實踐於生活中呢？

營造優質生活環境的

生態工程

科學發展 2009年2月，434期

今天的中小學生一

定很難想像他們的父母

曾經光著腳在田裡捉泥

鰍，在小山溝裡撿蛤

蜊、烏龜，在田埂上捉

蜻蜓的景象。當年的鄉

村少年，又怎麼會想到

今天大家必須靠每天購

買或安裝昂貴的過濾設

備，才可能喝到乾淨的飲用水？小朋友要

到山區野地才見得到螢火蟲，而伴著蛙鳴

入眠的經驗也只有在低度開發的鄉間才能

重拾。

每年的夏天，大家因乾旱而期待颱風能

帶來及時的雨水，卻又擔心土石流危及生

命財產的安全。不禁讓人思索：要如何才

能走出這樣的困境？而「生態工程」正為

我們提供了一條改變的線索。

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生活在 21世紀的我們享受到了許多 20

年前還很難想像得到的生活便利：電腦的普

遍化使資訊的傳輸快速而有效率，網際網路

的運用讓我們深切了解「天涯若比鄰」的意

境。從前遠行在外的遊子和家鄉的聯繫靠的

是信件往返，之後是電話聯絡，現在則是靠

網際網路互相聊天，出國旅行已經變成許多

家庭主要的休閒選項。但是回頭來看看我們

的生活，是否真的過得更安心快樂呢？

每年的夏天，大家期待颱風能帶來及時的雨水，卻又擔心土石流的問題。

不禁讓人思索：要如何才能走出這樣的困境？

而「生態工程」正為我們提供了一條改變的線索。

傳統工程的施作，常是為了處理單一的課題或危機，這種單線式思考的問題處

理模式，已證明無法真正地解決問題。

什麼是「生態工程」

簡單地說，生態工程就是盡可能在不破

壞原有生態和環境景觀的原則下，就地取

材，利用工程或保育方法進行環境的開

發、整治、復育和改良的工作，使結構安

全和當地的自然生態都能獲得保障，並讓

生物能在人為擾動後的空間中繁衍和成

長。由於生態工程基本上是遵循自然的法

則，使自然和人類共存共榮，把屬於自然

的地方還給自然，因此可以減少或避免工

程本身對自然環境造成傷害。

根據生態工程學者密旭（Mitsch）的說

法，生態工程是「使人類社會與自然環境

都能受惠的設計」，它具備自我設計、生態

科學發展 2009年2月，434期

民生工程新面貌Feature Report專題報導

生態工程基本上是遵循自然的法則，使自然和人類共存共榮，

把屬於自然的地方還給自然，因此可以減少或避免工程本身對自然環境造成傷害。

系保育、以太陽能為基礎、和大自然密不

可分等特性。最重要的是，生態工程是一

種系統性的設計。而傳統工程的施作，常

是為了處理單一的課題或危機，於是當河

川氾濫時，工程師馬上築堤防洪；當山坡

地出現土石流時，馬上修築防沙壩。這種

單線式思考的問題處理模式，已證明並無

法真正地解決問題。

在過去，工程師常常自豪「人定勝

天」，逢山開路，遇水架橋。然而隨著氣候

變遷和環境資源的破壞，科學家已經發

現，就生態學的角度而言，生態系其實一

直處於動態平衡，而且在這個平衡機制

中，無論是個體、群體和物種之間都相互

山坡地開發種植茶樹破壞水土保持

源工程時，應用生物學知識來處理不穩定邊

坡或河岸、河床時所採行的工程技術。

由於過去野溪治理的原則主要是減輕或

避免災害造成的損失，往往忽略對於生態

的影響，以及野溪周圍的景觀和環境的和

諧。因此因應前述觀念，便發展出生態水

利工程（eco-hydraulic engineering）觀念，

也就是把生態保育納入考慮的水利工程，

例如魚梯等的設計都可看作是以近自然工

法為出發點的相關產物。

到了 1962年，歐登等學者把「自我組

織」的生態學概念運用在工程中，並首度

提到「生態工程」這個名詞。歐登隨後在

1971年的著作《環境、權力與社會》中，

延伸生態工程的概念，認為「生態工程便

是自然的經營管理，力圖以一獨特的觀點

補強慣用工程，或可謂一種和大自然的合

夥關係」。1983年歐登在系統生態學的領域

中，再次為生態工程下註解：「這種融合

生態系的新式工程設計，便是一種利用自

我組織系統的領域。」

此外，烏拉曼等學者也開始重視這個新

興的應用科學，提出所謂「ecotechnolo-

gy」，也就是基於對生態的深度認知，一種

用於生態系管理的技術。它的目的在於把執

關聯。當面臨天然或人為干擾時，生物有可

能因為環境品質的不穩定或惡化而產生致死

（急性）或非致死（慢性）的反應，進而表

現在族群數量的增減中。

即便今日科技的發展和過去不可同日而

語，人們也開始意識到人類不過是生態系的

組成分子之一，位居食物網中的一個環節。

因此必須思考如何調整利用自然資源的心態

和方式，才能使人類族群在不破壞原有的協

調和平衡的狀態下，融入大自然演替循環

中。這才是人類生存的永續之道，也是生態

工程的最終目標！

生態工程觀念的演變

工業革命後，歐洲地區因急遽發展而必

須大量開發自然資源，以因應社會發展的步

調。然而，隨著林地的過度開發和超限利

用，位於阿爾卑斯山脈的國家不斷發生大規

模的災害，德國的賽佛特於是在 1938年首

先提出了近自然河溪整治的概念，強調不違

反生態原則的治山防洪工程，可謂「近自然

工法」的濫觴。

繼賽佛特之後，德國克理德爾在1951年

提出生物工程（bioengineering）一詞，指出

所謂「生物工程」是一種在進行大地或水資

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科學發展 2009年2月，434期

各類型生態技術的發展進程和整合

治山防洪

環境污染防治、減量

棲地復育

生態村

定義生態工程並整合衍生性生態技術發展生態意識發展需求

1900 1950 1990 時間軸

科學發展 2009年2月，434期

民生工程新面貌Feature Report專題報導

所謂的「生態營

建」趨勢正不謀

而合。

仔細想想，

近年來國際上流

行的一些名詞如

低衝擊發展、綠

色工程，何嘗不

是上述生態理念

的延伸！若把它

們逐步推展至「永續工程」，其實理念上也

是一脈相承。

由百年來各類型生態技術發展的歷程來

看，生態工程儼然已成為銳不可擋的時代主

流。事實上，這裡所謂的「生態工程」和當

下時髦的「節能減碳」又有何不同呢？

為什麼需要「生態工程」

挪威前首相布蘭登夫人於 1987年《我

們共同的未來》中，對「永續發展」的定義

是：「人類的發展在滿足當前需要的同時，

也不應危害後代子孫滿足他們需要的能

力。」在布蘭登夫人為「永續發展」所下的

定義中可以發現，思考的主體是「人類」，

然而在《不再寂靜的春天》一書中，密爾布

萊斯卻很激進地顛覆以人為本位的傳統價值

體系，重新建立新的價值體系。

密爾布萊斯認為：沒有人類，生態系仍

可能完整無缺地運作，但沒有一個健全的生

態系，人類根本無法生存。因此，應該把

「維持生態系的健全運作」視為至高無上的

價值。從密爾布萊斯的論點，可歸納出「唯

有永續發展才能保有永續社會」，而「維護

行相關措施的成

本和對環境造成

的損害降至最

低。

直至 1 9 8 9

年，生態學家密

旭和喬根森彙整

具有共同特質和

原則的各類型工

程技術並賦予定

義，首次明確地界定「生態工程」的觀念

及適用的範疇，生態工程這個學門可謂正

式誕生。

然而，由於歐登和密旭的專長分別是系

統生態學及濕地沼澤學，因此這項由他們

領導而發展出來的應用科學，泰半偏重於

濕地除污、生態自淨等的研究和應用，並

成為國際生態工程學會、美國生態工程學

會的研究重點。

近年來，生態工程理念落實在歐美國家

基礎建設的例子已俯拾皆是，例如加拿大

溫哥華東克萊頓村，就是以「建立宜居區」

的構想完成「宜居區策略計畫」，並以生態

營建措施落實「發展」、「景觀」和「生態」

兼具的願景。該區域透過交通型態、路線

以及實體品質（綠帶的伴襯）等的改善，

加上周延的空間利用規劃和自然環境保

留、區域排水渠道生態化等工程，使得現

在東克萊頓村社區風貌改善計畫已成為溫

哥華地區著名的生態營建案例之一。

再看看目前台灣公部門推動的生態工

程，其實涵蓋了交通、營建、水保、環

保、水利等專業部門，它的精神和國際間

美國的高爾以一部〈不願面對的真相〉紀錄片喚起全世界對全球暖化問題的關切。

在台灣，也有不願面對卻實際存在的環境危機。

產業道路的開闢破壞水土保持

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科學發展 2009年2月，434期

生態系的完整性和良好的運作狀態，是一個

永續社會的價值體系中最根本的價值」，這

個理念架構下的具體實踐正是「生態工

程」。

2006年，美國的高爾以一部〈不願面對

的真相〉紀錄片喚起全世界對全球暖化問題

的關切。在台灣，也有不願面對卻實際存在

的環境危機。這些問題已不僅局限於山坡地

和河溪，在都市聚落的嚴重性也不遑多讓。

2008年7月初的卡玫基颱風，讓台灣受

創嚴重，高雄縣甲仙鄉更發生兩戶人家被土

石流掩埋，形成7死2傷的慘劇。這樣的悲

劇一而再，再而三地發生在颱風豪雨過後的

台灣山區，其實是大自然在督促大家必須對

長期以來山坡地錯誤的開發和利用型態提出

對策。

例如高冷蔬菜和高冷地水果的種植，使

得原來的深根性原生植栽被淺根性作物所

取代，造成坡地逕流量增加，表土快速流

失，土壤面臨貧瘠化的危機。為增加生產

而過度使用肥料和農藥，也造成河川的優

養化。而配合農作生產所開闢的產業道

路，則像是一道道疤痕，對於林相的破壞

和水土流失更是雪上加霜。為了防止土石

滑動和沖刷，許多山坡地被以水泥噴漿方

式處理，除了使得坡面寸草不生外，也對

景觀形成莫大的衝擊。

在河川方面，我們也看到許多不合乎永

續發展原則的工程整治方式。例如防砂壩

的設置，不但破壞了水生動植物的生長環

境，也讓魚蝦蟹的洄游受到影響，並使河

川下游砂石的補給失衡。高達1米以上的防

砂壩，讓水生動物個個得是奧運撐竿跳選

手才跳得過去！

河川的截彎取直則是另一場生態災難，

不但使蜿蜒河道原先的多樣性棲地遭到破

壞，在大雨來時，反而變成海水入侵的管

道，讓許多新生地變成汪洋一片，當然也

造成很大的財物損失。為了穩定水岸，無

論是在風景絕倫的東海岸地區，還是在鄉

間溪床邊，都不難見到大型消波塊的蹤

跡。但是，果真避免水患了嗎？從牡丹溪

在納坦颱風之後消波塊被沖毀的照片可以

看出，如果我們對待環境的態度和方法不

改變，大自然的反撲無一日會停歇！

如何實踐生態工程的理念

生態工程的具體實行，簡單地說就是讓

2004年10月納坦颱風災後牡丹溪的景象

雙溪橋防砂壩和混凝土護岸

能使用最少的資源、資源再生

利用、廢棄物減量，以及維護

生物的多樣性。這些原則看來

好像教科書裡的教條，要如何

實踐於生活中呢？

舉例來說，在傳統環境工程

中，為了解決污染問題產生的

副產品，往往造成另一種環境

問題。例如廢水處理場產生的

污泥再經焚化處理後，會導致

空氣污染，而燃燒後的飛灰和

灰燼仍需設法掩埋處理。但若應

用生態工程手段，則可把污泥轉

變成有機營養物質，掩埋於農地

中可成為有機肥料，這就是廢棄

物減量和資源再生利用的例子。

又如人工濕地的應用，利用

人工濕地的濾淨特性於廢污水的

處理程序中；利用水生植物達到

過濾廢污水中重金屬和吸收過量

氮、磷的目的，不但可降低對環

境的衝擊，一旦完工後，基本營

運的管理成本也較低，並能提供多樣性的生

物棲地。

為了降低對動植物棲地的破壞，在道路

闢建過程中應儘量以生態工程的手法穩定邊

科學發展 2009年2月，434期

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日本東京傳統舖面和透水性舖面的滲透性比較

水能循環，讓土壤能呼吸，讓動植物得以

安全生長、繁衍。因此反應在我們的生活

中，就是要兼顧以下幾個原則：避免生態

環境的破壞、考量材料的生命周期、盡可

兼具水質濾淨和景觀功能的生態池

會呼吸的車道—高壓混凝土磚舖面。

科學發展 2009年2月，434期

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施作硬舖面，如果有施作硬舖面的必要

性，也應考量以透水性舖面取代，例如植

草磚、高壓連鎖磚，甚至碎石舖面等，都

是可以讓土壤透氣的施工方式。

總而言之，生態工程絕對不是學術圈裡

的教條，也不是工程界的口號，這個觀念

要靠大家實踐才有意義。小至個人生活周

遭環境的經營、保護，大至所有生存環境

的規畫、開發和管理，無一不是實現生態

工程理念的地方！ □

林鎮洋台北科技大學土木系

陳湘媛中華大學景觀建築學系

Milbrath, L.W.（1994）不再寂靜的春天（Envisioning A Sustainable Society）（鄭曉時譯），天下文化，台北。

Hawken P., A. Lovins and L. H. Lovins（2003），綠色資本主義：創造經濟雙贏的策略（Natural Capitalism）（吳

信如譯），天下雜誌股份有限公司，台北。

Colborn T., D. Dumanoski and J.P. Myers（1999），失竊的未來－生命的隱形浩劫（Our Stolen Future）（吳東

傑、李芸玫、李靜瑤譯），先覺出版社，台北。

林鎮洋、邱逸文（2003）生態工法概論，明文書局，台北。

打造永續發展的生態城市（德國海德堡）

會呼吸的步道——碎石舖面。

深度閱讀資料

坡，例如降低非自然資材的使用，多使用

當地的土石材料，並利用深根性植栽來穩

定山坡。至於水循環方面，最直接的方式

就是增加雨水的入滲量，減少地表逕流

量。換句話說，能夠種植物的地方就不要