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鹿野鄉志

第一篇

地理篇

姜國彰 目 錄 第一章 境域 .................................................................................................................... 14 第一節

位置 ............................................................................................................ 15

第二節

面積 ............................................................................................................ 17

第三節

行政區 ........................................................................................................ 19

第二章 地質 .................................................................................................................... 25 第一節

地質史 ........................................................................................................ 25

第二節

地層及岩性 ................................................................................................ 38

第三節

化石及定年 ................................................................................................ 51

第四節

地質構造 .................................................................................................... 55

第五節

地質現象 .................................................................................................... 67

【照片及說明】 ........................................................................................................ 80 【附錄】鹿野鄉地質圖 ............................................................................................ 88 第三章 地形 .................................................................................................................... 89 第一節

概說 ............................................................................................................ 90

第二節

邊坡地貌 .................................................................................................... 94

第三節

河流地貌 .................................................................................................. 107

第四節

構造地貌 .................................................................................................. 141

第五節

雨蝕地貌 .................................................................................................. 151

第六節

類火山地貌 .............................................................................................. 153

【照片及說明】 ...................................................................................................... 155 【附錄】鹿野鄉等高線地形圖 .............................................................................. 159 第四章 水文 .................................................................................................................. 160 第一節

水的發生-降水 ...................................................................................... 163

第二節

水的移動-河川水位與流量 .................................................................. 166 6


第一篇 地理篇 第三節

水的貯蓄-地下水 .................................................................................. 171

第四節

水的支出-蒸發散 .................................................................................. 175

第五節

水文循環的改變-人類的利用 .............................................................. 177

第六節

水質 .......................................................................................................... 180

第五章 土壤 .................................................................................................................. 184 第一節

土壤的形成 .............................................................................................. 185

第二節

土壤的成分及組成 .................................................................................. 194

第三節

土壤的構造及結構 .................................................................................. 201

第四節

土壤的分類 .............................................................................................. 204

第五節

鹿野鄉的土壤分布概況 .......................................................................... 208

第六節

鹿野鄉境內的土系 .................................................................................. 219

第七節

鹿野鄉的土壤特性及土地利用 .............................................................. 237

第六章 氣候 .................................................................................................................. 243 第一節

概說 .......................................................................................................... 245

第二節

全球的氣候分布 ...................................................................................... 256

第三節

臺灣與臺東縣的氣候概況 ...................................................................... 265

第四節

鹿野鄉的氣候概況 .................................................................................. 273

第五節

鹿野鄉的氣候類型 .................................................................................. 285

第七章 自然災害 .......................................................................................................... 286 第一節

颱風 .......................................................................................................... 288

第二節

地震與非同震變形破裂 .......................................................................... 291

第三節

土石流 ...................................................................................................... 295

第四節

焚風 .......................................................................................................... 299

第五節

地滑 .......................................................................................................... 302

第六節

山崩 .......................................................................................................... 304

結語 .......................................................................................................................... 306 【照片及說明】 ...................................................................................................... 308 致謝 .................................................................................................................................. 309 引用文獻 .......................................................................................................................... 310

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鹿野鄉志

表 次 表 1-1:鹿野鄉各村面積比較表 ...................................................................................... 18 表 1-2:鹿野鄉已登錄土地利用面積比較表 .................................................................. 19 表 3-1:鹿野鄉木坑溪及卑南溪四處曲流性質表 ........................................................ 126 表 3-2:鹿野鄉沖積扇特徵計測值 ................................................................................ 130 表 4-1:鹿鳴吊橋水位站(00S120)雨量觀測紀錄表 ............................................... 163 表 4-2:武陵水位站(01S130)雨量觀測紀錄表 ....................................................... 164 表 4-3:鹿野地區 1994-2004 年單日豪雨紀錄表 ........................................................ 165 表 4-4:鹿野鄉境內河川特性一覽表 ............................................................................ 167 表 4-5:卑南溪寶華大橋水位站(2200H022)水位觀測紀錄表 ............................... 167 表 4-6:鹿野溪鹿鳴吊橋水位站(2200H007)水位高度觀測紀錄表 ....................... 169 表 4-7:鹿野鄉境內河川計畫洪水量預估表 ................................................................ 171 表 4-8:瑞源地下水位觀測站水位高度紀錄表 ............................................................ 172 表 4-9:永安地下水位觀測站水位高度紀錄表 ............................................................ 172 表 4-10:龍田地下水位觀測站水位高度紀錄表 .......................................................... 173 表 4-11:臺東氣象站歷年來蒸發量統計表 .................................................................. 176 表 4-12:鹿野鄉境內水圳灌溉面積一覽表 .................................................................. 179 表 4-13:鹿野地區自來水抽水站日出水量一覽表 ...................................................... 179 表 4-14:河川水質污染程度分類表 .............................................................................. 181 表 4-15:卑南溪流或水質監測結果一覽表 .................................................................. 182 表 5-1:土壤無機成分之類別及母質礦物對照表 ........................................................ 196 表 5-2:成熟植物組織與土壤有機質部分組成物百分比對照表 ................................ 197 表 5-3:土壤構造型態分類表 ........................................................................................ 202 表 5-4:國際土壤學會土粒分類標準表 ........................................................................ 204 表 5-5:鹿野鄉各土類面積統計表 ................................................................................ 217 表 5-6:花東兩縣各土壤類群表土成分平均值表 ........................................................ 237 表 6-1:臺東縣的氣候類型及氣候區對照表 ................................................................ 271 表 6-2:鹿野鄉各月平均氣溫觀測統計表 .................................................................... 274 表 6-3:鹿野鄉各月最低氣溫觀測統計表 .................................................................... 274 表 6-4:鹿野鄉各月最高氣溫觀測統計表 .................................................................... 275 表 6-5:鹿野鄉各月降水觀測統計表 ............................................................................ 277 8


第一篇 地理篇 表 6-6:鹿野鄉各月降水日數觀測統計表 .................................................................... 277 表 6-7:鹿野鄉瑞源農場相對濕度觀測統計表 ............................................................ 278 表 6-8:鹿野鄉各月平均氣壓觀測統計表 .................................................................... 279 表 6-9:鹿野鄉各月平均最高氣壓觀測統計表 ............................................................ 280 表 6-10:鹿野鄉各月平均最低氣壓觀測統計表 .......................................................... 280 表 6-11:鹿野鄉各月平均風速及風向觀測統計表 ...................................................... 281 表 6-12:鹿野鄉各月份日照時數觀測統計表 .............................................................. 283 表 7-1:臺灣地區颱風強度分類表 ................................................................................ 288 表 7-2:鹿野鄉近年來颱風農作物損害統計表 ............................................................ 290 表 7-3:鹿野地區設置氣象觀測站以來焚風發生紀錄表 ............................................ 301 表 7-4:鹿野地區焚風對農作物損害情形統計表 ........................................................ 302

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鹿野鄉志

圖 次 圖 1-01:臺東縣鹿野鄉衛星影像圖 ................................................................................ 15 圖 1-02:鹿野鄉位置圖 .................................................................................................... 16 圖 1-03:鹿野鄉登錄土地各項利用比率圖 .................................................................... 19 圖 1-04:鹿野鄉各村及主要聚落位置圖 ........................................................................ 24 圖 2-01:世界板塊分佈圖 ................................................................................................ 26 圖 2-02:早中新世「古南海事件」示意圖 .................................................................... 27 圖 2-03:古馬尼拉海溝隱沒剖面示意圖 ........................................................................ 28 圖 2-04:晚中新世古呂宋島弧成長及移近示意圖 ........................................................ 29 圖 2-05:早上新世「弧陸碰撞」及臺灣誕生示意圖 .................................................... 30 圖 2-06:早更新世「弧陸碰撞」示意圖 ........................................................................ 31 圖 2-07:大坑弧碰撞閉合示意圖 .................................................................................... 32 圖 2-08:豐濱弧碰撞閉合示意圖 .................................................................................... 32 圖 2-09:靜浦弧碰撞閉合示意圖 .................................................................................... 32 圖 2-10:成廣澳弧碰撞閉合示意圖 ................................................................................ 32 圖 2-11:晚更新世「弧陸碰撞」示意圖 ........................................................................ 33 圖 2-12:現代「弧陸碰撞」示意圖 ................................................................................ 34 圖 2-13:成功弧碰撞旋轉示意圖 .................................................................................... 34 圖 2-14:卑南山臺地形成示意圖 .................................................................................... 34 圖 2-15:臺灣新地體構造示意圖 .................................................................................... 37 圖 2-16:鹿野鄉地層剖面位置圖 .................................................................................... 39 圖 2-17:利吉混同層隱沒雜岩層序圖 ............................................................................ 42 圖 2-18:利吉混同層演化示意圖 .................................................................................... 44 圖 2-19:混同層演化示意圖 ............................................................................................ 45 圖 2-20:木坑溪流域利吉混同層分佈及構造演化圖 .................................................... 46 圖 2-21:濁流岩中之鮑馬層序 ........................................................................................ 47 圖 2-22:卑南山礫岩構造運動示意圖 ............................................................................ 50 圖 2-23:鹿野龍田淺層震測結果示意圖 ........................................................................ 59 圖 2-24:木坑溪流域利吉混同層中之鱗片狀葉理與應力關係圖 ................................ 65 圖 2-25:木坑溪葉理面分期投影圖 ................................................................................ 65 圖 2-26:舊武陵橋東側左岸(左)與右岸(右)之板劈理位態 .......................................... 66 10


第一篇 地理篇 圖 2-27:鹿鳴吊橋東側左岸之板劈理位態 .................................................................... 66 圖 2-28:舊武陵橋東正斷層位置圖 ................................................................................ 67 圖 2-29:鹿鳴吊橋北端正斷層位置圖 ............................................................................ 67 圖 2-30:雷公火泥火山地形及植物分佈圖 .................................................................... 70 圖 2-31:東部泥火山甲烷成因 δ13C 與 V-PDB 之比值與 C1/C2+C3 比值分佈圖 ... 73 圖 2-32:臺灣地底熱流與震源分佈對照圖 .................................................................... 76 圖 3-01:鹿野鄉主要地形單元分布圖 ............................................................................ 91 圖 3-02:鹿野鄉邊坡地貌剖面位置圖 ............................................................................ 96 圖 3-03:濁水溪與木坑溪之間脊稜坡面地形剖面圖 .................................................... 97 圖 3-04:濁水溪流域溪谷坡面地形剖面圖 .................................................................... 99 圖 3-05:木坑溪流域縱切地形剖面圖 .......................................................................... 100 圖 3-06:木坑溪流域溪谷坡面地形剖面圖 .................................................................. 101 圖 3-07:中野溪至二層坪地形剖面圖 .......................................................................... 103 圖 3-08:鹿野高台東西向地形剖面圖 .......................................................................... 104 圖 3-09:鹿野高台南北向地形剖面圖 .......................................................................... 105 圖 3-10:新豐以西中央山脈山地地形剖面圖 .............................................................. 106 圖 3-11:加典溪至明德莊中央山脈山地南北向剖面地形圖 ...................................... 106 圖 3-12:鹿野鄉境河流縱剖面比較圖 .......................................................................... 109 圖 3-13:河谷橫剖面類型圖 .......................................................................................... 109 圖 3-14:鹿野鄉卑南溪流域河谷橫剖面地形圖 .......................................................... 110 圖 3-15:鹿野鄉鹿寮溪流域河谷橫剖面地形圖 .......................................................... 111 圖 3-16:鹿野鄉鹿野溪流域河谷橫剖面地形圖 .......................................................... 112 圖 3-17:鹿野鄉濁水溪流域河谷橫剖面地形圖 .......................................................... 113 圖 3-18:鹿野鄉木坑溪流域河谷橫剖面地形圖 .......................................................... 113 圖 3-19:鹿野鄉木坑南溪流域河谷橫剖面地形圖 ...................................................... 114 圖 3-20:Morisawa 河道類型圖 ..................................................................................... 115 圖 3-21:Brian 河道類型圖 ............................................................................................ 116 圖 3-22:橫向環流類型示意圖 ...................................................................................... 117 圖 3-23:鹿野鄉河流小地形分布圖 .............................................................................. 119 圖 3-24:木坑溪上游曲流發生與地質構造關係圖 ...................................................... 121 圖 3-25:木坑溪中游曲流發生與地質構造關係圖 ...................................................... 122 圖 3-26:木坑溪口曲流發生與地質構造關係圖 .......................................................... 125 11


鹿野鄉志 圖 3-27:卑南溪后湖南方曲流與地層關係圖 .............................................................. 126 圖 3-28:花東縱谷(南段)及海岸山脈東麓之沖積扇與河階分布圖 ...................... 129 圖 3-29:臺東縣縱谷沖積扇分布圖 .............................................................................. 130 圖 3-30:鹿寮溪與鹿野溪河階分布圖 .......................................................................... 134 圖 3-31:鹿寮溪河階階序圖 .......................................................................................... 135 圖 3-32:鹿寮溪河階橫剖面圖 ...................................................................................... 135 圖 3-33:林朝棨(1957)繪製之鹿野河階示意圖 ...................................................... 137 圖 3-34:鹿野溪河階階序圖 .......................................................................................... 138 圖 3-35:鹿野溪河階橫剖面圖 ...................................................................................... 138 圖 3-36:鹿野鄉東 33 線終點(鹿野橋附近)至紫熹山莊間河階分布圖 ................ 140 圖 3-37:鹿野河階附近地形構造圖 .............................................................................. 144 圖 3-38:鹿野高台地質構造圖 ...................................................................................... 145 圖 3-39:新良階地分布及變位示意圖 .......................................................................... 147 圖 3-40:二層坪地質構造圖 .......................................................................................... 148 圖 3-41:都巒山斷層斷層崖位置圖 .............................................................................. 149 圖 3-42:木坑溪口地質構造圖 ...................................................................................... 151 圖 4-01:水文循環示意圖 .............................................................................................. 161 圖 4-02:鹿野鄉水系、水位站、井位分布圖 .............................................................. 162 圖 4-03:武陵及鹿鳴吊橋水文站降水紀錄統計圖 ...................................................... 165 圖 4-04:武陵及鹿鳴吊橋水文站年雨量變化圖 .......................................................... 165 圖 4-05:卑南溪寶華橋水位站平均各月水位變化圖 .................................................. 168 圖 4-06:卑南溪寶華橋水位站年平均水位變化圖 ...................................................... 169 圖 4-07:鹿野溪鹿鳴吊橋水位站平均各月水位變化圖 .............................................. 170 圖 4-08:鹿野溪鹿鳴吊橋水位站年平均水位變化圖 .................................................. 170 圖 4-09:瑞源地下水位各月平均變化圖 ...................................................................... 172 圖 4-10:永安地下水位各月平均變化圖 ...................................................................... 173 圖 4-11:永安地下水位年平均變化圖 .......................................................................... 173 圖 4-12:龍田地下水位各月平均變化圖 ...................................................................... 174 圖 4-13:龍田地下水位年平均變化圖 .......................................................................... 175 圖 4-14:鹿野地區推估水收支比較圖 .......................................................................... 176 圖 4-15:鹿野鄉灌溉系統分布圖 .................................................................................. 178 圖 5-01:土壤發育示意圖 .............................................................................................. 187 12


第一篇 地理篇 圖 5-02:土壤組成剖面示意圖 ...................................................................................... 201 圖 5-03:土壤質地三角端成分分類圖 .......................................................................... 205 圖 5-04:鹿野鄉土壤分布概況圖 .................................................................................. 218 圖 6-01:地球運動對氣候影響示意圖 .......................................................................... 249 圖 6-02:古生代志留紀以來的古氣候變遷圖 .............................................................. 251 圖 6-03:六百萬來古氣候變遷圖 .................................................................................. 253 圖 6-04:二百萬年來冰期與間冰期變化圖 .................................................................. 254 圖 6-05:近 15 萬年來古氣候氣溫變化圖 .................................................................... 256 圖 6-06:柯本氏分類法臺灣氣候類型分布圖 .............................................................. 268 圖 6-07:桑士偉分類法臺灣氣候類型分布圖 .............................................................. 268 圖 6-08:中央氣象局農業氣候區域圖 .......................................................................... 269 圖 6-09:臺東縣氣候類型分布圖 .................................................................................. 273 圖 6-10:鹿野鄉各月平均氣溫觀測統計圖 .................................................................. 276 圖 6-11:鹿野鄉各月平均雨量統計圖 .......................................................................... 278 圖 6-12:鹿野鄉各月平均相對濕度分布圖 .................................................................. 279 圖 6-13:鹿野鄉各月平均氣壓變化分布圖 .................................................................. 280 圖 6-14:鹿野鄉各月平均風速及風向分布圖 .............................................................. 283 圖 6-15:鹿野鄉各月平均日照時數分布圖 .................................................................. 284 圖 6-16:鹿野鄉各月平均每日照度分布圖 .................................................................. 284 圖 7-01:臺灣地區歷年颱風路徑分布圖 ...................................................................... 289 圖 7-02:臺灣地震帶及震源分布圖 .............................................................................. 292 圖 7-03:2003 年 12 月 10 日臺東地震震央及震源剖面分布圖 ................................. 294 圖 7-04:鹿野鄉土石流潛勢溪流位置圖 ...................................................................... 298 圖 7-05:颱風誘發焚風示意圖 ...................................................................................... 300 圖 7-06:地滑類型示意圖 .............................................................................................. 303 圖 7-07:山崩類型示意圖 .............................................................................................. 305

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鹿野鄉志

第一章

境域

鹿野鄉為臺東縣不瀕海的鄉鎮之一,全域位於臺東縱谷南段,即在縣境內縱谷 之中央區域,東與海岸山脈接壤,西倚中央山脈東坡山麓地帶,中部則為南北向之 「通谷(Trough valley)」,地勢較為平坦,中央山脈與海岸山脈之水系在此匯流注 入卑南溪。 由於本鄉恰位於菲律賓海板塊向西北與亞洲大陸東南緣碰撞、聚合之板塊邊 界,地勢完全受此構造作用之影響,呈現東、西高聳、中央低緩之 V 型剖面,全境 亦呈現北高南低之狀,故主要河川─卑南溪─乃向南流,山地則分佈於卑南溪東側及 本鄉西北角之中央山脈山麓(圖 1-01)。 清光緒 19 年(1893)11 月 12 日,臺東直隸州知州胡傳(字鐵花)二度蒞臨本 鄉「鹿寮埔」巡視,譽為「臺東第一大平原」(胡傳,1960);加以氣候溫暖多雨、 水利充沛,故本鄉日後之發展以農業為主,聚落亦多分佈於縱谷平原內。

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第一篇 地理篇

圖 1-01:臺東縣鹿野鄉衛星影像圖(底圖取自國立中央大學太空及遙測中心)

第一節 位置 若離島不計,本鄉位於臺東縣地理中心附近,鄉治鹿野村約在地理中心東北 10 公里。全鄉北以中央山脈加拿典溪(加典溪)、海岸山脈濁水溪與關山鎮為鄰,東 以「豐濱-關山火山脊」向南延伸之稜線與東河鄉為界,東南以「中野溪」上游及 卑南溪與延平鄉接壤,南以鹿野溪之延平鄉狹長河谷與卑南鄉相望,西以中央山脈 山麓與延平鄉分隔,西北以中央山脈標高 700 公尺之山頭、向東北迭降至加典溪之 稜線與海端鄉相依,全域在北回歸線以南約 50 公里,屬熱帶邊緣地區(圖 1-02)。

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鹿野鄉志

圖 1-02:鹿野鄉位置圖(底圖取自國立中央大學太空及遙測中心)

本鄉之絕對位置如下:

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第一篇 地理篇

極東點:北緯 22 度 59 分 10.428 秒,東經 121 度 13 分 09.876 秒*,即在瑞和村 雷公火泥火山(泡泡)東方之山脊,與東河鄉尚德村為界。 極西點:北緯 22 度 53 分 54.204 秒,東經 121 度 05 分 06.792 秒*,即鹿鳴吊橋 東北端之橋頭,與延平鄉桃源村為鄰。 極南點:北緯 22 度 53 分 18.888 秒,東經 121 度 08 分 35.628 秒*,即在鹿野村 和平社區(擺那擺社)鐵路橋北端橋頭東方約 150 公尺之小崖崖底,與延平鄉鸞山 村毗連。 極北點:北緯 23 度 00 分 33.696 秒,東經 121 度 12 分 57.096 秒*,即在瑞和村 東北方海岸山脈標高 952 之山頭(其西北方為 956 山頭),與東河鄉尚德村、關山 鎮電光里分隔。

第二節 面積 本鄉之總面積為 88.71 平方公里(江美瑤,1999),佔全縣總面積 3,515.2566 平 方公里之 2.52%(鹿野鄉公所,2003),其大小在全縣 16 個鄉鎮市中排名第十一, 以下為池上鄉、大武鄉、關山鎮、蘭嶼鄉、綠島鄉。本縣面積最大之鄉鎮為海端鄉, 面積 880.0382 平方公里(臺東縣政府,2003),幾為本鄉之 10 倍。

*

根據內政部民國 90 年(2001)調製之「中華民國臺灣地區五千分之一像片基本圖」第二版,圖上 量取二度分帶座標換算為經緯度座標。 17


鹿野鄉志

由於本鄉境域之幾何平面圖形類似槍口朝下之手槍,即大致呈右下角略去之平 行四邊形,不具規則形貌,故本鄉東西最寬之處,在極東點向西至中央山脈標高 700 公尺之鄉界山頭,約為 9.826 公里;本鄉南北最長之處,在本鄉之極南點向北至鄉界 加典溪橋,約 11.791 公里。 本鄉各村之面積如表 1-1(江美瑤,1999),以瑞源村最大,瑞隆村次之,永安 村第三,龍田村最小。 表 1-1:鹿野鄉各村面積比較表 村

面積(平方公里) 11.00

13.03

17.03

16.05

15.10

7.40

鹿

9.10

截至民國 91 年底,本鄉已登錄之土地面積為 52.678534 平方公里,佔總面積之 58.73%,未登錄之土地面積為 37.019466 平方公里,佔總面積之 41.27%(鹿野鄉公 所,2003)。 已登錄之土地,依民國 91 年底之資料,其各項利用之面積如表 1-2,以農牧用 地最多,約佔 67.76%;其次為林業用地,約佔 14.19%;第三為都市土地,約佔 5.29%; 第四為水利用地,約佔 5.13%;第五為交通用地,約佔 3.70%,其餘建築、礦業、養

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第一篇 地理篇

殖、遊憩、生態保護、國土保安、墳墓、特定目的及未編定等用地合佔 3.93%(圖 1-03)(鹿野鄉公所,2003)。 表 1-2:鹿野鄉已登錄土地利用面積比較表 土地利用項目

土地利用面積(公頃)

甲種建築用地

45.2096

乙種建築用地

49.8486

丙種建築用地

15.3739

丁種建築用地

0.2760

農牧用地

3,569.5583

林業用地

747.5337

養殖用地

2.2817

礦業用地

1.1720

交通用地

195.0102

水利用地

270.2475

遊憩用地

0.5041

生態保護用地

3.4039

國土保安用地

6.2155

墳墓用地

7.2681

特定目的事業用地 都市用地

278.8013

暫未編定用地 總

11.9534 計

圖 1-03:鹿野鄉登錄土地各項利用比率圖

53.1902

5,267.8543

資料來源:中華民國九十一年臺東縣鹿野鄉 統計要覽。 說

明:根據民國 90 年行政院頒佈之「區

域計劃法施行細則」第十五條,甲種建築用 地為供山坡地範圍外之農業區內建築使用

者。乙種建築用地為供鄉村區內建築使用者。丙種建築用地為供森林區、山坡地保育區、 風景區及山坡地範圍之農業區內建築使用者。丁種建築用地為供工廠及有關工業設施建築 使用者。

第三節 行政區 清代初期,鹿野鄉原為布農族之獵場,了無人煙。同治、光緒年間,始有恆春 阿美及漢人入墾。清、日甲午戰爭後,臺灣割讓與日本,日本本州新瀉縣移民曾進 19


鹿野鄉志

入鄉境建立聚落,雖未成功,但開啟了臺灣本島向東移民之風。至日治晚期,本鄉 行政區之建制漸趨完備,稱「鹿野庄」,屬臺東廳關山郡管轄,其下各聚落之分佈 幾與現況無甚差異(江美瑤,1999)。 臺灣光復後,本鄉初設鹿野、瑞豐、瑞源及鹿寮四村。其後,外居本縣成功鎮、 東河鄉、卑南鄉及花蓮縣鳳林鎮、瑞穗鄉、富里鄉等地的阿美族分別返回其本鄉之 舊部落,「行政院退除役官兵輔導委員會」亦於民國 44 年(1955)開始在本鄉設立 「大同合作農場」拓墾溪埔地,為本鄉注入新血。民國 47 年(1958),本鄉設置「鳳 梨栽培事業區」,又有彰化、雲南、臺南等地的新移民進入。是時,臺灣中、南部 閩客族群,也因颱風災害及水患肆虐而放棄原居地,陸續東來本地另闢家園,全鄉 的發展在民國 50-60 年代進入最高峰。為因應人口之增加及聚落之發展,民國 50 年, 原鹿野村分為龍田及鹿野兩村;至民國 57 年,再由瑞豐及瑞源兩村分出瑞和村及瑞 隆村,本鄉乃增為七個村迄今,其分佈由北而南為瑞豐村、瑞和村、瑞源村、永安 村、瑞隆村、龍田村、鹿野村。各村位置(如圖 1-04)、範圍、沿革及主要聚落概 述如下(江美瑤,1999):

1、瑞豐村 瑞豐村位於本鄉之西北方,北以加拿典溪與關山鎮為鄰,西以中央山脈第一道 稜線及縣道東 33 線分別與海端鄉、延平鄉為界,南以鹿寮溪左岸堤防道路與永安村 接壤,東以重劃區之小路與瑞和村、瑞源村毗連,南北之長約為東西向之兩倍。清

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第一篇 地理篇

光緒 19 年即有漢人來本村入墾,成立「大埔庄」,後稱「義安庄」。日治時期稱「阿 緱寮」,光復後改稱瑞豐村。目前本村之主要聚落為「景豐」(阿緱寮)、「新豐」 (新七腳川)及「明德莊」(武陵外役監獄)。

2、瑞和村 瑞和村位於本鄉之北方,呈東西狹長之分佈,北以加典溪、卑南溪、濁水溪及 其上游海岸山脈支稜之稜線與關山鎮為界,西以重劃區小路與瑞豐村為鄰,南以重 劃區小路、卑南溪、木坑溪與瑞源村相望,東以海岸山脈稜線與東河鄉分隔。日治 時期,本村有「大埔尾」聚落,半數以上為客家族群,光復後更名「瑞和」聚落。 民國 57 年(1969)10 月,自瑞豐村分出為瑞和村。主要聚落為「瑞和(大埔尾)」、 「瑞興(大埔)」及「寶華」。

3、瑞源村 瑞源村在瑞和村之南,亦呈東西狹長之分佈,西以重劃區小路與瑞豐村為鄰, 南以重劃區小路、卑南溪、木坑南溪與瑞隆村接壤,東以海岸山脈稜線與東河鄉為 界。日治時期,臺灣西部之自由移民陸續來本村開發,形成「大原」聚落,光復後 改為瑞源村。主要聚落為「瑞源」(大埔尾南社)、「廣興」及「木坑」。

4、永安村 永安村在瑞豐村之南,呈南北狹長之分佈,西以中央山脈山麓與延平鄉毗連, 南以鹿野高台南面陡崖之稜線與龍田村分隔,東以鹿寮溪主流河道與瑞隆村為界。

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日治大正 6 年(1917),本村成立日人之「鹿寮移民村」,為本村拓殖之濫觴,其 後有臺灣西部之移民及恆春、車城、萬丹等地之平埔族陸續入墾。光復後更名為「鹿 寮村」,民國 37 年(1948)改為「永安村」。主要聚落自北而南有「永德」(永安 農場)、「永隆」、「永樂」(上鹿寮)、「永安」(下鹿寮)、「永昌」(務祿 干 pakuriyan)及「高台」。

5、瑞隆村 瑞隆村在永安村之東北、瑞源村之南,以中野溪上游、卑南溪石錦段至鹿寮溪 匯流處與東南方之延平鄉分隔,西南以鹿寮溪鐵路橋下游約 500 公尺之主河道與鹿 野村為鄰。東西向之長度略大於南北向,二層坪臺地恰位於本村之中央。本村原屬 於瑞源村之南部,因行政院退除役官兵輔導委員會於民國 44 年(1955)設置「大同 合作農場」(現址為瑞隆村大同 2 號),招募退除役官兵拓墾而人口激增,至民國 57 年(1968)10 月自瑞源村分出自成一村,主要聚落為「瑞隆」(大原)、「新良」、 「坪頂」(二層坪)及「后湖」。

6、龍田村 龍田村在永安村之南,向東、向南均以河階崖與鹿野村接壤,向西則以中央山 脈山麓及鹿鳴溪中游與延平鄉分界,全村位於河階面上,幾何形貌略呈車頭向西之 休旅車,東西之長約為南北向之三倍。本村原名「鹿野村」,為日治時期之日本人 移民村,地域涵蓋今鹿野車站聚落。光復後,鹿野村之範圍擴大至「擺仔擺」(和 平)、「老吧老吧」(四維)等地。民國 47 年(1958)本地成立鳳梨栽培事業區之 22


第一篇 地理篇

後,彰化、雲林、臺南等地居民大量移入,民國 50 年(1961)4 月乃另設新村,由 村民議決定名為「龍田村」,原位於低位河階之鄉公所附近及和平、四維等聚落, 遂沿用舊名為「鹿野村」。龍田村居民多集中於舊省道光榮路之兩側,主要聚落為 「龍田」、「五十戶」(豐田)、「馬背」(馬海)及湖底。

7、鹿野村 鹿野村位於龍田村之東,西北以鹿野高台崖頂稜線與永安村相連,東北以鹿寮 溪下游段與瑞隆村為鄰,東以卑南溪右岸、南以鹿野溪左岸與延平鄉為界,全村幾 何形貌呈「╝」形。本村原為龍田村之一部份,民國 50 年(1961)龍田村另訂新名, 本村乃沿用其舊名稱鹿野村,主要聚落為「鹿野」、「和平」(擺仔擺)及「四維」 (老吧老吧)。

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圖 1-04:鹿野鄉各村及主要聚落位置圖 底圖來源:國立中央大學太空及遙測中心

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第一篇 地理篇

第二章

地質

地質學(geology)為研究地表所出露之地層、岩性、化石、構造,進而解析其 形成年代、過程及伴生現象之科學。故一般地質工作者,均先從野外調查、測量、 記錄地層之層態、構造,並採集岩石及化石樣本運用儀器進行各種分析及定年,然 後研判其發生之及演變之過程(即地質史),以期為國計民生提供環境諮詢為鵠的。 本鄉位於菲律賓海板塊向西北斜向碰撞、擠壓、聚合之界限上,故地質內涵十 分複雜,至今仍有許多疑問尚待進一步的探索及研究,但大體上,鹿野鄉的地質已 有相當程度的瞭解。為使讀者易於接受起見,本文將先敘述本鄉的地質史,在認識 了演化過程之後,進而介紹地層的分佈及岩性,化石和定年的結果,地殼受應力作 用之構造,以及因特殊條件而產生的地質現象。期望經由整體而局部的次序,能呈 現本鄉的地質現況。

第一節 地質史 眾所週知,地殼由大小不一的板塊構成(圖 2-01),板塊受地球內營力的作用 而發生張裂、漂移、碰撞、逆衝、隱沒、再掘起等現象,形成現今之地表。

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圖 2-01:世界板塊分佈圖(取自 莊文星,1999) 說

明:1a 為環太平洋火山帶.1b 為日本-馬里亞納群島分支.2 為地中海-喜馬拉雅山火山帶.3a、 3b、3c 為中洋脊火山帶.4 為夏威夷熱點式火山島嶼.

臺灣位於菲律賓海板塊與歐亞板塊之間,板塊間的構造運動先後有古生代晚期 至中生代的「長春運動」、「南澳運動」(俞震甫等,2002)和新生代晚近的「蓬 萊運動」(何春蓀,1982)。但本鄉出露於地表的地層及構造,為「蓬萊運動」的 結果,故本節僅敘述「蓬萊運動」的發生及演化。

一、早「中新世(Miocene)」,古南海事件。 約在二千五百萬年至一千萬年前,古「南中國海板塊」張裂、向東南隱沒至「菲 律賓海板塊」之下(圖 2-02),觸發了菲律賓海板塊西緣的岩漿及火成活動,形成 了「古呂宋島弧」及「古馬尼拉海溝」。 26


第一篇 地理篇

「古呂宋島弧」就是臺灣東部海岸山脈的前身,而今日中央山脈「西部麓山帶」 的「西部板塊邊界(Western Plate Boundary)」,包括「車籠埔斷層」向南延伸的板 塊界限斷層,便是「古馬尼拉海溝」的遺址, 「東部板塊邊界(Eastern Plate Boundary)」 -臺東縱谷,則為消失的南中國海縫合線。 在那個時期,古臺灣仍為大陸邊緣的沈積物所覆蓋,尚未出露成為陸地。推測 菲律賓海板塊當時也持續向西北移動,若以每年 7 公分計,則此「古南海事件」發 生的地點,遠在今日臺灣東南方的一千餘公里之外(朱傚祖,2003)。

圖 2-02:早中新世「古南海事件」示意圖(取自 朱傚祖,2003) 說

明:Ma 即 Million age 之縮寫,為百萬年之意。

我們若從古馬尼拉海溝的隱沒剖面推測(圖 2-03),因古南海板塊隱沒作用和 菲律賓海板塊逆衝作用的相互摩擦及脆性破裂,板塊物質必然會剝離捲入上覆於板 27


鹿野鄉志

塊的深海泥質沈積物之中,這個沈積層序被攪亂的泥質沈積物,即今日海岸山脈西 側所見之「利吉混同層」,層內大小不一的「蛇綠岩系(Ophiolite)」岩塊,便是這 兩個板塊被摩擦、剪碎、剝離、捲入的物質。

圖 2-03:古馬尼拉海溝隱沒剖面示意圖(右圖為左圖內黑框之放大圖)

二、晚「中新世」,古呂宋島弧移近亞洲大陸邊緣。 從早「中新世」到中「中新世」,歷經了約一千五百萬年,因古南海板塊的向 下俯衝和菲律賓海板塊的向上逆衝、掩覆,古南海板塊差不多完全隱沒消失,古呂 宋島弧也持續的成長增加。 到了晚「中新世」、約一千至五百萬年前,古呂宋島弧隨著菲律賓海板塊的向 西北移動,已漸漸靠近古亞洲大陸邊緣(圖 2-04),菲律賓海板塊與大陸邊緣之間 的深海沈積物,也開始隆起變形為「增積岩體(Accretionary prism)」。此時,古亞 洲大陸水系的沈積物與大陸斜坡崩移的泥質、粉砂、砂質及礫質沈積物和古呂宋島 弧火山活動的物質,便混合覆蓋在島弧四周,此即今日海岸山脈西側的「大港口層」

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第一篇 地理篇

下段(何春蓀,1986),亦被稱為「蕃薯寮層」(鄧屬予,1979;陳文山、王源, 1996)。

圖 2-04:晚中新世古呂宋島弧成長及移近示意圖(取自 朱傚祖,2003)

三、早「上新世(Pliocene)」,古臺灣島隆起造山。 由於菲律賓海板塊向西北的碰撞,板塊與大陸邊緣之間的「增積岩體」受到擠 壓便不斷的增厚,並因壓縮而形成褶皺、斷層,且陸續堆疊增高,古臺灣島便從海 底隆起為陸,臺灣於焉誕生(圖 2-05)(朱傚祖,2003)。

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圖 2-05:早上新世「弧陸碰撞」及臺灣誕生示意圖(取自 朱傚祖,2003)

在此同時,古呂宋島弧的北端也逐漸靠近新生成的臺灣島而發生「弧陸碰撞 (arc-continent collision)」,古臺灣島因隆起而被侵蝕的沈積物,開始覆蓋在島弧 四周,是為「大港口層」的上段(何春蓀,1986),或稱「八里灣層」(鄧屬予, 1979;陳文山、王源,1996)。古呂宋島弧又因逐漸脫離古南海板塊的隱沒帶,火 山活動遂慢慢的休止。不過古呂宋島弧的南端則尚未脫離隱沒帶,火山活動仍持續 發生,火山島弧亦不斷的生成,本縣的兩大離島蘭嶼及綠島,即在此時形成。 當古南海板塊完全隱沒消失時,後繼的南海板塊也亦步亦趨的向東南隱沒,因 此,隱沒帶的岩漿及火成活動也未嘗稍歇,島弧也不斷的發生。

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第一篇 地理篇

四、晚「上新世」至早「更新世(Pleistocene)」,中央山脈快速隆起, 古呂宋島弧向西北碰撞、旋轉、閉合為海岸山脈。 在這個時期,菲律賓海板塊向西北的斜向弧陸碰撞逐漸進入高峰,從「中新世」 距離大陸邊緣至少一千公里以上,壓縮到「更新世」的二、三百公里,其間的「增 積岩體」就像被推土機推擠一般的快速增高,臺灣島隆起出露的面積愈來愈大。而 菲律賓海板塊西緣的古呂宋島弧,也開始一群一群的向臺灣島的東部靠攏、閉合, 形成海岸山脈(圖 2-06)。首先是「大坑弧」(圖 2-07),接著是「豐濱弧」(圖 2-08)、「靜浦弧」(圖 2-09)、「成廣澳弧」(圖 2-10)。東部的板塊邊界-臺 東縱谷,也因此而由北向南逐漸延長(陳中華等,1990;李德貴等,1990)。

圖 2-06:早更新世「弧陸碰撞」示意圖(取自 朱傚祖,2003)

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圖 2-07:大坑弧碰撞閉合示意圖 根

據:陳中華等,1990;李德貴等,1990 繪製。

圖 2-09:靜浦弧碰撞閉合示意圖 根

圖 2-08:豐濱弧碰撞閉合示意圖

圖 2-10:成廣澳弧碰撞閉合示意圖

據:陳中華等,1990;李德貴等,1990 繪製。

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第一篇 地理篇

五、晚「更新世」,臺灣造山運動達於巔峰,「成功弧」向海岸山脈碰 撞旋轉。 大約在四十萬年前,古呂宋島弧的前四群,已完成碰撞、旋轉 30 度、然後閉合, 形成現今的海岸山脈,呈現走向大致為北北東的四段雁行排列,並隨著菲律賓海板 塊的移動,逐漸轉向東北隱沒(圖 2-11)。此時,第五群的呂宋島弧─「成功弧」也 在成功附近開始碰撞、旋轉,與前四群的行徑如出一轍。

圖 2-11:晚更新世「弧陸碰撞」示意圖(取自 朱傚祖,2003)

六、現代,「成功弧」持續旋轉閉合,臺灣為舉世矚目的弧陸碰撞焦點。 從晚更新世至現代,綠島、蘭嶼的火山活動在四十萬年前已經停止,小蘭嶼的 火山活動則在二萬年前結束,臺灣島在一萬三千年前最後一次冰期結束後與大陸分 離,成為全球矚目的弧陸碰撞焦點(圖 2-12)。這個時期,由於「成功弧」的碰撞 33


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旋轉了 15 度(圖 2-13)(Yang, et al.,1983),使得原本在臺東市附近的淺海至陸相 沈積物,被推向西北並隆起為「卑南山向斜臺地」(圖 2-14)(朱傚祖等,1997), 「鹿野高台」也受「成廣澳弧」和「成功弧」的雙重閉合作用而形成。

圖 2-12:現代「弧陸碰撞」示意圖(取自 朱傚祖,2003)

圖 2-13:成功弧碰撞旋轉示意圖

圖 2-14:卑南山臺地形成示意圖

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第一篇 地理篇

七、鹿野地區的地質發育史。 鹿野地區的地質發育,應從「更新世」早期、「靜浦弧」之閉合後開始。由於 「靜浦弧」的末端向西北西的旋轉閉合,使得現今的池上、富里地區形成構造高區, 原本直流入海的新呂武溪,便轉向東南入海。當時關山以南地區,仍是汪洋一片, 中央山脈東翼的水系如古鹿寮溪、古鹿野溪、古太平溪等均直流入海(如圖 2-09)。 「靜浦弧」碰撞、閉合之後,緊接著是「更新世」中期「成廣澳弧」的碰撞、 旋轉、閉合。從這一段島弧現今彎曲的狀況、以及海岸山脈高峰均分佈於「成廣澳 弧」的撞點附近來看,它當時碰撞的地體動力應是空前的。在「成廣澳弧」逐漸旋 轉、閉合時,池上以南的海底沈積物便慢慢的擡升為陸地,古卑南溪也向南延長。 最後,「成廣澳弧」南端的都巒山向西閉合,河谷沖積平原也就不斷的向南伸展, 古鹿寮溪與古卑南溪終於會合,現今的瑞豐、瑞和、永安、瑞源地區,就在這個時 期出露(圖 2-13),古鹿野溪與古卑南溪也開始共同營造一個濱海的聯合沖積扇, 為「鹿野高台」及「鹿野河階」奠立基礎。 到了「更新世」晚期,「成功弧」的碰撞、旋轉,把古卑南溪河口及海底的沈 積物漸漸推向中央山脈,隆起為「卑南山臺地」。由於這個構造運動是漸進的,因 著「卑南山臺地」慢慢的北移擡升,同時原本古鹿野地區的海岸線也慢慢的向南退 卻,「鹿野高台」也就在都巒山向西、卑南山向北的雙重推擠之下慢慢形成,古鹿 野溪從原來的直流入海,轉而與古卑南溪會合,成為它的支流。從鹿野溪集水區的

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廣袤及「鹿野河階」寬闊的程度觀之,緩慢北移及擡升的「卑南山臺地」,不足以 阻流古鹿野溪的溪水,所以古鹿野溪一直是一個「先行河(Antecedent stream)」。 雖然最近數十年對晚「更新世」古氣候的研究已有豐碩的成果,全球海水的升 降也有相當的瞭解,但是由於鹿野地區的臺地與階地地層,至今仍缺少定年的研究, 縱谷的擡升率又缺乏可資運用的資料,土壤化學、古氣候、生物作用等變因對紅壤 發育的關係,亦尚無確切的定論;因此,「紅壤」的形成年代便很難予以確認。晚 「更新世」末期甚至「全新世」初期都有可能。 至於目前標高約 180 公尺的「二層坪」、標高 160 公尺的鹿野河階及其更低的 地區,從沖積層的的對比和無「紅壤」的發育,應可確認是「全新世」(一萬年以 內)形成的。

八、晚近構造運動事件所顯示的地質意義 1999 年 9 月 21 日集集大地震之後,臺灣的地體構造有了重要的發現。過去一直 認為「臺東縱谷」是「歐亞板塊」與「菲律賓海板塊」的板塊界限,九二一地震之 後的研究,Jacque Angelier 等人(Jacque Angelier et al.,1999)提出了「雙板塊邊界」 的結論。他們認為臺灣「西部麓山帶」西緣、從新竹「新城斷層」向南延伸的「車 籠埔斷層」一線至「馬尼拉海溝」,為「西部板塊邊界」;以「池上斷層」潛移活 動為主要性質的縱谷斷層,為「東部板塊邊界」。這兩個板塊邊界之間的中央山脈, 則是被壓縮、擡升的「增積岩體」(圖 2-15)。

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第一篇 地理篇

圖 2-15:臺灣新地體構造示意圖(取自 Jacque Angelier et al., 2001) 說

明:1.宜蘭平原(向陸延伸的沖繩弧後海槽)。 2.臺灣西部平原及未變形帶。 3.中央山脈西翼褶皺衝斷帶外緣、沈積的或輕度變質的地區。 4.源於歐亞大陸的中央山脈東翼變質帶。 5.分佈於第四紀地層內的縱谷縫合帶。 6.海岸山脈(菲律賓海板塊西緣)。 7.隱沒帶的增積岩體。 8.歐亞大陸板塊。 9.海洋地殼(主要為菲律賓海板塊和隱沒於呂宋島弧附近的南中國海板塊)。 10.上部地函。 11.臺灣西部的板塊邊界(馬尼拉海溝北邊的臺灣造山帶前緣)。 12.臺灣東部的板塊邊界(北端向東南連接琉球島弧的南緣),請注意琉球島弧和呂宋島弧 之間、相反的高角度隱沒帶。 13.馬尼拉海溝。 14.呂宋島弧(菲律賓海板塊西緣)。 15.琉球海溝。16.琉球島弧。 17.沖繩海槽。

2003 年 12 月 10 日,池上斷層再度大量釋放累積的壓縮應力,使成功、東河、 臺東地區發生規模 6 以上的地震。地震後,本鄉瑞和村寶華大橋的東段 80 公尺,發 37


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生顯著的擡升(照片 2-01),橋下的卑南溪河床上,亦出現多處上衝斷層小崖(thrust scarplet)、左移剪切破裂(left lateral shear fracture)、噴砂(sand blow)、伸張破 裂(extention fracture)、壓力脊(compression ridge)及土壤液化(ligue faction)等 地質現象。寶華大橋南邊的「坪頂」聚落附近,在通往「后湖」的產業道路上,也 發現了新的逆衝破裂。這些新證據,指出了懸疑已久的縱谷斷層南段位置(將在第 四節中詳述),有助於今後對縱谷區域地殼快速變形的研究。 本鄉龍田村光榮路 602 號附近,亦在這次地震中有新的地殼變形。龍田國小大 門兩側的矮牆,有十餘處新舊破裂;其北方三公里的永安國小及永安路上,還有多 處位態相似的破裂,有的具逆衝性質,有的具左移性質,有的則是共軛破裂。雖然 這些破裂有部份無法判定其新舊(也許新舊皆有),但都是近二、三十年間發生的, 事實上,它們正是「鹿野斷層」持續活動的結果。因此,密切注意這些區域的變動, 可增進對「鹿野斷層」活動性質的瞭解,有助於未來地震預測的研究。

第二節 地層及岩性 本鄉位於臺東縱谷的南端,西倚中央山脈,東與海岸山脈接壤;因此,本鄉的 地層(formation),可分成中央山脈變質岩系統、縱谷沖積層系統和海岸山脈系統 三大單元(圖 2-16)。以下按照由老至新的次序,分別敘述各主要地層的概況。

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第一篇 地理篇

圖 2-16:鹿野鄉地層剖面位置圖

一、板岩系地層 本層出露於古生-中生代的「大南澳片岩」東側、臺東縱谷的西側,自玉里向 南延伸至知本之間,長約 85 公里,寬約 3 至 10 公里。因岩性與中央山脈脊樑區域 的始新世「畢祿山層」相似,含砂岩較多;因此,何春蓀(1986)將之歸入「畢祿 山層」。但直至目前,本層尚未發現始新世之化石,無法確認其為始新世之地層, 雖與「畢祿山層」同為「大南澳片岩」之上的蓋層(cover rocks),有可能是同時沈 積的地層,卻因為「上新-更新世」造山運動的隆起,使覆於「大南澳片岩」之上 的部分被侵蝕殆盡,故而與「畢祿山層」分離成東西兩個互不相連的地層。基於這 個事實,有些學者便各自重新命名,如史丹利(Stanley, S. R.)等(1981)的「初來 層」,李春生等(1984)的「知本層」,楊昭男和王源(Yang. C. N. and Wang, Y.,1985) 的「崙山層」等。 39


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然則這些後來出現的板岩系地層單位,其層序、層準界限、厚度、上下層位關 係、岩性的對比、化石及定年等,均未有進一步詳實的瞭解,難以在地質圖中明確 的標出。而何春蓀將其歸入「畢祿山層」也只是權宜之計,在未能充分瞭解這一套 可能為始新世的地層之前,暫時以「板岩系地層」稱之較為適當,如胡賢能等(1981), 胡賢能與詹新甫(1984),何信昌(1995)等。 本鄉僅在鹿野溪左岸鹿鳴吊橋北端、及鹿寮溪舊武陵橋下游兩側約 200 公尺之 範圍內,有板岩系的地層出露,範圍甚小;新豐至加典溪之山麓地帶雖亦屬板岩系 地層,但無露頭可茲描述。鹿鳴吊橋北端可見厚約一至二公尺之變質砂岩及板岩的 互層,厚層板岩中常夾有一至三公分的薄層變質砂岩,且具交錯層理,可能為淺海 大陸棚之沈積物(照片 2-02)。舊武陵橋下游出露者亦為厚層變質砂岩及厚層板岩 的互層,厚度常超過 1 公尺(照片 2-03)。

二、都巒山層 早中新世,古南海板塊張裂並向東南隱沒至菲律賓海板塊之下,局部熔融之岩 漿上湧、噴出於菲律賓海板塊西緣,形成之「古呂宋火山島弧」。上新世中、晚期 至現代,因菲律賓海板塊向西北與亞洲大陸東南邊緣發生弧陸碰撞,「古呂宋島弧」 逐段與中央山脈發生碰撞、旋轉、閉合而形成海岸山脈之脊樑。徐鐵良(1956)首 先研究這些由火成岩組成之地層,以海岸山脈南段之最高峰命名為「都巒山層」。

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都巒山層的面積略少於海岸山脈的 1/2,北起花蓮溪口的嶺頂,南迄利吉村的阿 幫安,長約 150 公里,由四段北北東-南南西雁行排列之山系組成。火成岩的產狀 大部份為火山角礫岩、凝灰角礫岩、凝灰岩等火山碎屑堆積,少部分地區有柱狀熔 岩、塊狀熔岩、熔岩流及枕狀角礫岩出露。岩性以輝石角閃石安山岩、角閃石輝石 安山岩、角閃石安山岩、黑雲母輝石角閃石安山岩為主,大峰峰、都威溪上游、綠 島、蘭嶼則有玄武岩岩脈出露。岩漿庫底部最早結晶之橄欖石、輝石、角閃石安山 岩、玢岩及偏基性之安山岩,則零星出露於海岸山脈部分小溪之上游,或僅見於小 溪中之漂石。秀姑巒溪中游之大港山,則另有晚期的輝綠岩體侵入。 都巒山層在本鄉僅出露於濁水溪之上游(照片 2-04),即本鄉之東北角,為「靜 浦-關山火山弧」之最南端。由於森林覆蓋,無露頭可資觀察,唯從濁水溪中之漂 石推測(照片 2-05~2-08),其層序可能為底部之基性安山岩流,向上漸次為中性 安山岩流、火山角礫岩、凝灰角礫岩、凝灰岩等。

三、利吉混同層 利吉混同層原為方解石溶解深度 3600 公尺以下深海的泥質沈積物,沈積年代可 上溯至早中新世(黃廷章等,1979),受古南海板塊之張裂及隱沒作用,混入轉形 斷層中海洋地殼的崩移角礫岩(橄欖岩、輝長岩、輝綠岩、玄武岩、超基性岩等), 其後又上覆深洋紅色頁岩及岩漿活動貫穿之枕狀玻璃質玄武岩、火山角礫岩。劉忠 光等人(Liou et al.,1977)在關山鎮電光里嘉武溪等地,觀察到這樣的層序達三個循

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環以上(圖 2-17),因此稱利吉混同層的這一套層序為「隱沒雜岩(subduction complex)」。至上新世中、晚期及更新世,菲律賓海板塊開始碰撞亞洲大陸東南緣, 利吉混同層首當其衝,快速向西北擠壓變形;來自大陸邊緣或古中央山脈侵蝕而下 的沈積物又覆蓋其上,並隨之強烈剪切變形,這便是利吉混同層中大小不一被剪碎 的砂頁岩體。

圖 2-17:利吉混同層隱沒雜岩層序圖(改繪自 Liou et al.,1977)

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第一篇 地理篇

張中白等(Chang, C. P. et al.,2001)則從恆春海脊與呂宋島弧之間向北延伸至花 蓮縣富里鄉鱉溪之構造演化,認為利吉混同層原為呂宋島弧「弧前盆地(forearc basin)」中的沈積物,受菲律賓海板塊向西北的擠壓、逆衝而逐漸變形,板塊深部 的海洋地殼物質,在逆衝的過程中,亦捲入變形的沈積物中成為「碰撞雜岩(collision complex)」。當呂宋島弧完成碰撞、閉合之後,利吉混同層遂在海岸山脈西側逆衝 隆起為丘陵,上覆之後期沈積物-大港口層,部分被剪碎為利吉混同層中之砂頁岩 體(圖 2-18)。同時,大港口層與利吉混同層之接觸,亦呈現剪碎漸變的現象,可 區分為: α(未剪碎的砂頁岩相), β(輕度剪碎的砂頁岩相), γ(強烈剪碎的砂頁岩相), δ(強烈剪碎的泥岩相)等四個不同的面貌,連續出露於地表。 本鄉之利吉混同層,出露於海岸山脈西側濁水溪、木坑溪、木坑南溪流域,東 西寬約 4 公里,南北長約 5 公里,以青灰黑色、灰黑色及灰褐色之泥岩為主,泥岩 中含有緻密的鱗片狀葉理(scaly foliation),並夾有大小不一、種類繁多的蛇綠岩體 及砂頁岩體,東以都巒山斷層與大港口層為界,西以卑南溪與沖積層為界,但二層 坪之卑南溪西岸,仍有小區域之利吉混同層出露,且具強烈剪碎之 γ 及 δ 相,顯示 縱谷沖積層之底部,可能仍為利吉混同層。

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圖 2-18:利吉混同層演化示意圖(取自 Chang, C. P. et al.,2001)

本鄉之利吉混同層,具有極特殊之狀況,在上述東西向的濁水溪、木坑溪、木 坑南溪等流域中,夾有四段規模甚大呈北北東-南南西走向的帶狀砂頁岩體。這些 砂頁岩體自濁水溪逐漸向南尖滅,與利混同層呈犬牙交錯之排列,並以斷層接觸(照 片 2-09)。岩層走向大都為北北東,傾角甚高、多在 60 度以上。木坑溪上游及木溪 橋附近之層態,甚至呈現 80 度向西或向東倒轉(over turn)的現象,顯示岩層受剪 切之強烈(照片 2-10)。 Raymond, L. A.(1984)在研究加州的混同層時,最早提出混同層具有 α、β、γ、 δ 等四個漸變的相,α(coherent)為層序完整的岩體,β(broken)為層序出現破裂 但尚可判識的岩體,γ(dismembered)為層序肢解無法辨認的岩體,δ(mélange)則 為剪裂強烈無層序的岩體,且有外來岩塊捲入(圖 2-19)。 44


第一篇 地理篇

張中白等(2001)則在海岸山脈本鄉的木坑溪、木坑南溪等地,發現利吉混同 層與大港口層呈犬牙交錯之分佈,局部可見崩積構造與海底河道之礫石層,顯示利 吉混同層是海底斜坡至海底盆地之堆積(圖 2-20),且其接觸帶具有上述明顯的 α、 β、γ、δ 等漸變的岩層。基於此,他們認為利吉混同層是弧陸碰撞的過程中,因擠壓、 逆衝、背衝(back thrust)褶皺變形等作用,被剪碎、倒轉的大港口層。最近,簡至 暐(2003)從利吉混同層中微體古生物學的研究,發現利吉混同層基質泥岩的沈積 年代為早上新世,老於大部分泰源盆地中的大港口層,此一證據可推論利吉混同層 為弧前盆地的底部堆積。早先認為利吉混同層為隱沒帶海溝刮積物之論述,顯然不 會出現 α、β、γ、δ 等四個漸變的相;因此,利吉混同層的成因與演化,局部地區所 見之事實不盡相同,有待更多的研究予以整合。

圖 2-19:混同層演化示意圖(改繪自 Raymond, L. A., 1984)

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圖 2-20:木坑溪流域利吉混同層分佈及構造演化圖(取自 Chang, C. P. et al.,2001)

四、大港口層 覆蓋在都巒山層之上與利吉混同層之間,由頁岩、砂岩、礫岩混合火山物質所 組成的火山岩質碎屑岩系(volcaniclastic sediments),徐鐵良(1956)曾將下部的礫 岩-頁岩-混濁砂岩系,稱之為「大港口層」,上部的頁岩-混濁砂岩系稱之為「奇 美層」。畢慶昌(1969)認為這兩個地層是漸變的,只是同一沈積岩體的岩相變化 而已,遂加以合併稱之為「大港口層」,已為大家接受(何春蓀,1986)。發育良 46


第一篇 地理篇

好的濁流沈積構造,如分級層(graded bedding)、交錯層(cross bedding)、波痕(ripple mark)、底痕(sole mark)等,是大港口層的特徵,此乃顯示大港口層是大陸斜坡 至坡底的沈積物,不斷受到海底崩移運動-即濁流作用(turbidity currents)-的結 果,常具有典型的「鮑馬層序(Bouma sequence)(圖 2-21)。

圖 2-21:濁流岩中之鮑馬層序(改繪自 黃鑑水、方中權,1986)

張麗旭(Chang,1968;1969)以有孔蟲化石帶將大港口層分為下部的「蕃薯寮層」 和上部的「八里灣層」,但不符合岩石地層單位的國際及中國命名準則,中外學者 多不表認同。但鄧屬予(Teng,1979)卻依火山岩屑之差異,將下部含凝灰質或石 灰質之砂岩稱之為 TypeⅠ,代表火山島弧來源,對比於「蕃薯寮層」;上部含石英 質之雜砂岩稱之為 TypeⅡ,代表亞洲大陸來源,對比於「八里灣層」。雖然後來更 詳細的研究指出火山岩屑不能作為區分這兩個地層的依據和指標,鄧氏亦宣佈放棄 先前的作法,但大港口層的地層問題仍層出不窮。

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其後,何春蓀(1990)、李春生(1990)、陳文山(1988)、陳文山等(1996) 均對此一地層問題不斷討論。無論如何,蕃薯寮層和八里灣層的岩性差異、標準剖 面、層準界限、上下層位及接觸關係至今未明,故在沈積學的範疇之外,甚少引用 這兩個地層單位,國際間的看法尤然。從大地構造的演化而言,事實上,它們的差 異只是弧陸碰撞前、後沈積物的來源略有不同而已,區分為兩個地層單位仍有許多 爭議。 本鄉的大港口層主要分佈於兩個區域,一是都巒山斷層以東,即泰源盆地南段 部分,本鄉所占之部分甚小,由都巒山斷層向東至鄉界之稜線為止,呈帶狀分佈, 南北長約 6 公里,東西寬僅六至七百公尺,岩相是灰黑色之頁岩及淡褐色砂岩所組 成之砂頁岩互層,頁岩之厚度常超過砂岩之厚度。 另一個分佈區域是在都巒山層以西至卑南溪流域的利吉混同層中,此一分佈於 前項利吉混同層之描述時,已詳細說明其成因、層態及漸變關係,木坑溪及木坑南 溪流域可清楚見到 Raymond(1984)所謂的 β 及 γ 相(照片 2-11,2-12)。李民(1984) 在其瑞源地區的地質研究中,雖未敘述此漸變關係,但已指出木坑溪與木坑南溪流 域之利吉混同層中,夾有眾多的砂頁岩體,大致呈北北東-南南西走向之帶狀分佈, 李民依據紀文榮(1981)之超微化石分析,將之分為大港口層下、中、上三段。然 則以此南北兩端均呈尖滅之小區域出露予以分成三段,若對比於全部之大港口層, 並不適宜。張中白等(2001)之研究,指出這一段夾於利吉混同層中之大港口層,

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實因更新世中期以來弧陸碰撞剪碎、逆衝、背衝、閉合等作用之產物,底部仍為利 吉混同層(即圖 2-20 所示之 δ)。

五、卑南山礫岩 卑南山礫岩是海岸山脈最年輕的地層單位,由徐鐵良(1956)所訂定。這個極 厚的礫石堆積物,出露在鹿野溪下游南岸嘉豐村至臺 9 線綠色隧道之間,西側以首 洗谷、斑鳩溪為界,東側主要以卑南溪為界,但利吉村一區之卑南溪東岸,仍有小 部分狹長分佈,本鄉之和平聚落及其對岸之鸞山村南側瀕臨卑南溪部分,亦屬卑南 山礫岩,鹿野溪舊鐵路橋北端西側,曾有卑南山礫岩之小丘,最近已被洪泛夷平。 從這些事實推測,鹿野溪下游沖積層及北方龍田河階之底部,亦應屬卑南山礫岩, 利吉村西側之卑南溪沖積層底部,也應屬卑南山礫岩。 卑南山礫岩主要為中央山脈的片岩、大理岩、變質砂岩、板岩、變質基性火成 岩組成,也有少量的海岸山脈的岩塊,其層理及淘選度均不佳,為淺海至河相之沖 積物(何春蓀,1986;陳文山等,1996)。大南澳片岩之碎屑,未在海岸山脈其他 地層出現,僅見於卑南山礫岩,實具有構造運動上的重要意義;此一情況似可解釋 中央山脈東翼地區「先第三紀變質雜岩」的出露,在更新世中期以後,在此之前, 河系所侵蝕、搬運者,為其上覆之板岩系地層。 朱傚祖、游明聖(1997)認為卑南山礫岩與鯉魚山原為一體,晚更新世以來受 板塊之推擠而向西北移動,逆衝於中央山脈變質岩之上,成為一向斜臺地(圖 2-22)。

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地層受到強烈的褶皺及斷層作用,部分地區地層傾角甚至超過 70 度。本鄉和平聚落 所出露之卑南山礫岩,為卑南山向斜之東翼,岩層向西傾斜超過 50 度(照片 2-13)。 王執明與王乾盈(1991)曾對卑南山地區進行淺層震測研究,證實卑南山礫岩在西 側以斷層和下伏的中央山脈變質岩接觸,此斷層即為「鹿野斷層」,東側推測可能 以縱谷斷層與利吉混同層接觸。

圖 2-22:卑南山礫岩構造運動示意圖(改繪自朱傚祖、游明聖,1997)

六、臺地堆積層 龍田村以北之永安村,主要由中央山脈之沖積物沖積而成,因受構造運動之影 響,呈背斜狀隆起之臺地,背斜軸偏臺地之西側,大致為南北走向,自高台農特產 品展售中心向北至聖安宮、永安國小西北一線最為明顯。此一臺地因有紅壤發育,

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厚度可達 2 公尺以上,可對比於西部麓山帶之紅土臺地,應老於沖積層之形成年代, 故單獨予以分層。

七、階地及沖積層 本鄉卑南溪以西之地區,大部分係由卑南溪、鹿寮溪與鹿野溪沖積而成,為一 鬆軟之礫石、沙與泥之沖積層,沖積物主要來自中央山脈,少部分則來自海岸山脈。 由於晚更新世以來的構造運動及古氣候之變遷,沿卑南溪、鹿寮溪及鹿野溪河岸之 沖積層階地十分發達,至少有六階以上,顯示全新世以來降水強度之劇烈變化及地 盤隆起、間歇性擡升之快速。

第三節 化石及定年 本鄉之地層,由於研究文獻不足,大部分地區缺少化石定年資料,因此,其形 成時代多依相關地區地層之對比與化石資料推測而成。茲按由老至新之次序,敘述 於下:

一、板岩系地層 板岩系地層係新生代早期上覆於中生代古臺灣地層(大南澳變質雜岩系)之上 的蓋層,何春蓀(1986)曾將其歸入畢祿山層,但至今無進一步的化石佐證。唯從 岩性及岩相之相似性,目前的地質圖幅中,暫將其對比於「畢祿山層」之沈積時代 -「始新世(Eocene)」。

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二、都巒山層 都巒山層的定年(dating),先後有何春蓀(Ho,1969)、莊文星和貝倫(Juang and Bellon,1984)、理查等人(Richard et al.,1986)、莊文星(1988)、宋聖榮(1989) 等諸研究者以「鉀-氬」定年及楊燦堯等(Yang et al.,1988)以核飛跡定年。 陳 文 山 ( 1996 ) 綜 合 研 判 這 些 定 年 資 料 , 認 為 早 期 的 火 山 岩 流 , 應 老 於 15.7Ma-16.4Ma,即其噴發時代為「中新世早期」;其後的火山碎屑堆積,因「石門 火山角礫岩」與「石梯坪凝灰岩」之介面附近,有紀文榮發現之超微化石 Discoaster quinqueramas(Chi et al.,1980),對比的絕對年代為 8.5Ma-5.6Ma,因此,「石門火 山角礫岩」的上限年代與「石梯坪凝灰岩」的下限年代約為「中新世晚期」。 莊文星(1988)曾對海岸山脈南段做鉀-氬定年,所得的結果自 24.55Ma 至 6.07Ma,相當於「中新世」早至晚期;因此,本鄉之都巒山層雖出露面積不大,其 底部火山岩流的生成時代亦大致為「中新世」早期,上部火山碎屑岩的生成時代為 「中新世」晚期。

三、利吉混同層 由於利吉混同層歷經了一段相當複雜的構造作用而形成,無論是「隱沒雜岩」 或「碰撞雜岩」,是「傾瀉混同層」或「構造混同層」,都很難從化石中得到最初 的形成年代,因為這些化石都是後來因傾瀉作用或構造作用移置的,既是外來的,

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就難以確認是利吉混同層最早的沈積時代,因此,我們只能從這些資料推知大致的 情況。 黃廷章等(1979)在「關山火成雜岩」中的紅色頁岩,發現中新世早至中期的 超 微 化 石 。 張 麗 旭 ( Chang,1967 ) 曾 發 現 上 新 世 早 期 的 有 孔 蟲 Sphaeroidinella dehiscens。紀文榮等(Chi et al.,1981)、紀文榮(1982)、李民(1984)、Barreier and Muller(1984)等人,則認為利吉混同層基質泥的時代為中新世晚期至上新世早期。 陳 文 山 ( 1988 ) 另 發 現 屬 於 上 新 世 晚 期 的 超 微 化 石 small Gephyrocapsa 、 Pseudoemiliania lacunosa、Sphenolithos abies、Reticulofenestra pseudoumbilica。最近, 簡至暐(2003)在木坑溪、木坑南溪、鸞山大橋附近、利吉大橋附近的基質泥岩中, 從浮游性有孔蟲的鑑定結果,顯示其沈積年代為上新世早期。 綜合上述研究,利吉混同層包含了中新世早期至上新世晚期的化石資料,簡至 暐(2003)認為是移置的化石,故中新世早期或漸新世(Oligocene)的資料,僅顯 示供應沈積物原岩的年代,不宜用來代表利吉混同層形成時代的下限。黃奇瑜(Huang et al.,2000)、張中白(Chang et al.,2001)指出利吉混同層南延的花東海脊,係因碰 撞初期的背衝(back thrust)作用隆起而成,花東海脊實為利吉混同層的前身(圖 2-18)。然則利吉混同層中的關山火成雜岩,如何與黃奇瑜、張中白、簡至暐等所謂 的碰撞雜岩理論獲得整合,全盤解釋它的形成及演化過程,仍待進一步的研究。

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四、大港口層 對大港口層進行化石及定年研究的,先後有張麗旭(Chang,1967;1968;1969)、 紀文榮等(Chi et al.,1981)、魏國彥等(Wei and Chen,1982)、陳志雄(1988)、 陳文山(1988)等人。 陳文山(1996)綜合前人的研究,認為大港口層下段(蕃薯寮層)的沈積時代 為上新世早期,大港口層上段(八里灣層)的沈積時代為上新世晚期至更新世早期, 其介面化石為 Globorotalia tosaensis。換句話說,大港口層的沈積時代為上新世早期 至更新世早期。

五、卑南山礫岩 對卑南山礫岩做化石研究者僅紀文榮等人(Chi et al.,1983),但他們認為所發 現的少量中新世與上新世有孔蟲化石是移置的,因此,目前無指標化石可茲判定其 沈積時代。陳文山(1996)認為其沈積時代可能為更新世中至晚期。

六、臺地堆積層 本鄉鹿野高台有紅壤發育,目前無化石定年資料,但從層位可對比於西部麓山 帶之紅土臺地堆積及卑南山礫岩,可能是更新世中至晚期之產物。

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七、階地及沖積層 本鄉之階地及沖積層,目前無化石資料可茲判定其形成年代,但依岩性、層位 及接觸關係,可對比於臺灣西部麓山帶之沖積層,可能為「全新世」中期以後之產 物。

第四節 地質構造 地質構造(tectonic structrue)為地殼受應力作用所產生的幾何變形,這些變形 反應在地層、岩石和礦物之中,主要的研究對象有褶皺、斷層、劈理、葉理等。臺 東縱谷為菲律賓海板塊向西北碰撞、擠壓的東部板塊界限(圖 2-15),本鄉西半部 恰位於縱谷之南段,東半部則屬於向西北逆衝之海岸山脈,因此,地質構造以斷層 為主。此外,利吉混同層的基質泥岩中,有發達之鱗片狀葉理可顯示古應力之方向; 板岩系地層中的板岩,另有發達之劈理,亦為探討大地構造演化之指標。故本節以 出露在本鄉境內的斷層、葉理、劈理為對象,敘述如下。

一、斷層 鹿野地區的斷層(fault)研究,最早始於 1957 年林朝棨的「臺灣地形」。畢慶 昌於 1965 年發表的 ”The eastern Taiwan rift” 一文中,曾指出鹿野西邊及西南邊有三 處斷層。從地形上較有系統的研究,則是石再添為首的師大地理系研究群(石再添, 1983),其中以楊貴三(1986)的博士論文,對本鄉二層坪、高台及龍田地區的斷

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層地形描述最為詳細。余水倍(1989)後來從三角點的檢測分析,確認了畢慶昌所 言鹿野地區斷層(即鹿野斷層)的活動性。 最近,游明聖(1994)、朱傚祖與游明聖(1995)對縱谷地區的活動斷層,重 新加以調查研究。張徽正等(1998)與林啟文等(2000),則將鹿野斷層列為第二 類活動斷層,兼具逆衝及左移性質。2003 年 12 月 10 日中午,因池上斷層發生地震, 造成本鄉寶華大橋之逆衝變形,河床上之地震斷層破裂長達數公里,二坪層地區、 龍田地區、鸞山大橋橋下河床及和平社區西南圳溝農路等地,亦出現斷層活動的新 期破裂。中央研究院地球科學研究所與經濟部中央地質調查所,於 2004 年展開鹿野 地區全面的斷層活動監測及研究,短期內將有新的成果發表。 前述之部分斷層研究,係從地形上的判識而得,缺少進一步的資料如:地表破 裂、斷層擦痕、震測剖面、衛星定位測量或三邊測量變形數據、電測成果等加以佐 證,因此本文均予以保留,僅就斷層證據較為充分者,自西而東敘述如下: (一)鹿野斷層 鹿野斷層自本鄉永安村上鹿寮聖安宮之北方約 500 公尺處起,向南經馬背、龍 田村的五十戶,至縣道「東 33 線」終點與臺 9 線會合之處附近截切鹿野溪,再向南 從嘉豐村的首洗谷,沿卑南山向斜臺地陡崖之西側經龍過脈、初鹿、賓朗,然後轉 向東南沿太平溪北側至鯉魚山北麓後,續向東入海,全長約 24 公里。

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鹿野斷層在鯉魚山北麓舊鐵路一線和卑南山向斜臺地西側,有明顯的斷層崖出 露(照片 2-14,2-15),王執明與王乾盈(1991)在賓朗的震測剖面,指示卑南山 臺地以低角度向西逆衝於中央山脈變質岩之上,朱傚祖與游明聖(1997)則認為卑 南山與鯉魚山原為一體,受菲律賓海板塊之推擠而向西北移動,此乃形成鹿野斷層 南段的動力機制,故賓朗至鯉魚山段為左移性質,上鹿寮至賓朗段為逆衝性質。筆 者認為楊耿明(Yang, et al., 1989)發現綠島古地磁已順時針旋轉 15 度的成果,顯示 「成功-綠島火山弧」的向西閉合,與鹿野斷層的形成有密切關聯。 鹿野斷層向北過首洗谷後,在鹿野溪的河床上,有不尋常的隆起使河道寬度驟 然縮短。至臺 9 線轉東 33 線上坡處,2004 年 9 月中旬,水土保持局第五工程所在此 興建箱涵開挖土方,筆者發現明顯之逆衝礫石層(照片 2-16,2-17)可確認斷層之 位置。在地貌上續向北至龍田村光榮路及五十戶,則可見東西兩側之河階面不等高 (照片 2-18),鹿野高台西側至上鹿寮北,亦有約 1 公里長之南北向背斜狀隆起。 自從 2003 年 12 月 10 日之地震後,龍田村光榮路 602 號附近駁坎,新的逆衝破裂出 現於較早的逆衝破裂和共軛破裂東側,此為鹿野斷層新期活動的證據。經濟部中央 地質調查所目前將鹿野斷層列為第二類活動斷層,即更新世晚期(10 萬年)以來曾 經發生錯移之斷層,依據上述新期活動證據,鹿野斷層應可視為第一類活動斷層。 鍾惠玲等(2004)最近進行龍田地區鹿野斷層兩側之精密地形測量,顯示斷層 崖兩側之比高由北而南遞增,北側為 7 公尺,南側為 14 公尺,平均比高為 11.02 公

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尺。鍾惠玲等(2004)同時指出中央研究院地球科學研究所於 2002 至 2003 年對鹿 野龍田地區之水準測量,其中跨越鹿野斷層崖的相對擡升速率為 7mm/yr,此一事實 證明鹿野斷層的活動性相當高,鍾等亦認為鹿野斷層符合中央地質調查所對臺灣第 一類活動斷層之定義。 (二)永安斷層 楊貴三(1986)首先提出鹿野斷層在馬背之東方,有一北北東斜走之斷層,向 北延伸約 1 公里,具有反斜斷層小崖,故稱其為「永安斷層」。然對比其原文之圖 24,此小區域之斷層實為鹿野斷層之一小段,原圖所繪之鹿野斷層位置為虛線,此 虛線應不存在。 自從 2003 年 12 月 10 日之地震後,筆者在永安國小附近及永安路,發現多處地 表逆衝、背衝及共軛破裂(照片 2-19,2-20,2-21),永安路受東西向之擠壓,呈波 浪狀起伏(照片 2-22),龍安宮(永安路 363 巷 28 號)南側之崖壁,出現疑似地殼 變形之露頭(照片 2-23)。永安國小南方 3 公里之龍田國小,校門東西向之兩側矮 牆,則出現老及新的共軛、逆衝、背衝等破裂(照片 2-24,2-25)。再向南約 1 公 里,於和平社區西方之農路及湖底水圳,亦有新期擡升及破裂(照片 2-26,2-27)。 若將這些破裂予以連貫,可能為一斷層平行出現於鹿野斷層之東方約 1 公里,可追 蹤長度約 4 公里,暫以「永安斷層」稱之。林啟文等(2004)於龍田村自西而東長 2480 公尺的淺層震測測線中,研判距西端 800-850 公尺處,為鹿野斷層的位置;距

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西端 1430-1500 公尺處,可能存在次要逆移斷層(圖 2-23)。林啟文等(2004)認 為此次要逆移斷層,與本項所言之永安斷層位置極為接近,可視為永安斷層的地球 物理證據。推測此斷層可能為鹿野斷層之次級逆衝斷層,亦可能同時產生向東背衝 (back thrust)之小斷層。因其地表破裂明確,地形特徵相符,震測剖面支持,故暫 時稱之為「永安斷層」。至於斷層之性質,有待進一步的研究。

圖 2-23:鹿野龍田淺層震測結果示意圖(取自林啟文等,2004)

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鹿野鄉志 (三)縱谷斷層 眾所週知縱谷雖然是臺灣的東部板塊界限,必定有一大斷層帶存在,但因沖積 層的覆蓋,無法得知其正確位置,所以縱谷斷層一直是一個推測斷層。陳文山(1996) 認為僅能從重力資料判斷其位置可能偏縱谷東側,即海岸山脈之西緣附近;且以瑞 穗為界,以北為平移性質,以南為逆衝性質。 朱傚祖與游明聖(1994)則將縱谷斷層依新期構造與地震之關係,斷層之幾何 形狀分為四段,即花蓮段、鳳林段、玉里段、臺東段。與本鄉相關之縱谷斷層屬臺 東段,其下又劃分為加拿小段、新良小段、高台小段、初鹿小段、利吉小段與知本 小段。這些小段主要係根據楊貴三(1986)之研究及王乾盈未發表之震測資料再細 分,在本鄉境內的為新良小段及高台小段。 然則楊貴三(1986)的研究多依據地形面之判識而得,缺少其他相關證據,不 易確認其位置及性質。楊貴三所謂的高台小段斷層群,本文已如前述僅能確認鹿野 斷層的存在及本文推測之永安斷層,其他小斷層則予以保留。新良小段亦然,楊貴 三在二層坪地區依地形特徵分為新良斷層、大埔尾斷層、瑞隆斷層、瑞隆北斷層、 瑞隆南斷層、後湖斷層、大埔尾南斷層,新良南斷層等 8 條。事實上,大斷層常因 岩性及地層之不同、應力作用之特性,不一定呈現明顯的主破裂線,斷層分岔、雁 行排列或馬尾狀構造等情況十分普遍,若依此分成若干小斷層,在大地構造上並不 具有特別的意義。

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2003 年 12 月 10 日之成功地震後,朱傚祖、李建成、詹瑜璋、Jacques Angelier 及筆者等人,在寶華大橋北方河床約 1 公里起,向南至鸞山大橋南方長約 9 公里的 範圍內,發現多處地表變形及破裂(照片 2-28~2-33),尤以寶華大橋擡升之位置 (照片 2-34),鹿野鄉第五公墓東方后湖產業道路旁之逆衝破裂(照片 2-35),以 及向南至鸞山大橋之河床變形破裂(照片 2-36),可明確的指出縱谷斷層在本鄉之 位置(如附圖鹿野鄉地質圖所示)。這些新期破裂,從 2004 至 2005 年的觀察,發 現仍持續的在潛移變形之中。從寶華大橋之擡升及鸞山大橋之變形,亦可確認縱谷 斷層兼具逆衝及左移性質。 (四)永豐斷層 海岸山脈的永豐斷層係由王源等(1993)及陳文山等(1996)提出,他們認為 「縱谷斷層為一寬廣的斷層帶,帶寬約數公里,斷層帶間的物質為利吉混同層;斷 層帶東側與海岸山脈正常層序岩層的接觸面,稱為永豐斷層」,但未敘明其斷層性 質。王源等(1993)的地質圖認為永豐斷層自花蓮縣玉里鎮東方的鐵份,向南至臺 東縣延平鄉的鸞山村,全長約 60 公里,但陳文山(1996)的斷層位置圖,則續向南 經卑南鄉的利吉村、富原村至東海岸的郡界為止。 張中白等(2000)對利吉混同層的研究,首先明確指出永豐斷層係利吉混同層 逆衝或反逆衝於大港口層之上的斷層,標準露頭在花蓮縣富里鄉永豐村豐南社區附 近的鱉溪流域,逆衝之斷層面傾斜約 40-60 度(照片 2-37)。

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鹿野鄉志

張中白(Chang, C. P., 2000)續指出永豐斷層在本鄉出露於 197 公路之木溪橋東 側約 200 公尺處(照片 2-38)。本斷層沿木坑溪上游向北北東延伸至濁水溪,此段 在李民(1984)的地質圖中為推測之「木坑溪斷層」。永豐斷層續自木溪橋向南南 西延伸至木坑南溪上游止,在本鄉出露的長度約 6 公里。王源等(1993)和陳文山 等(1996)雖將永豐斷層繼續沿利吉混同層與大港口層之地層界限向南延伸,筆者 在 1999 年中野溪野外地質工作中,亦在中野溪中游發現走向 010、向東傾斜 60 度之 利吉混同層向西逆衝於大港口層之上的斷層,但向北、向南均因地形險惡而難以追 蹤。利吉混同層與大港口層的接觸關係因構造作用變得十分複雜,在沒有充分的證 據之前,暫以張中白(Chang, C. P., 2000)之研究為準。 (五)都巒山斷層 都巒山斷層為徐鐵良(Hsu,1976)命名,自花蓮縣富里鄉之竹田向南以北北東走 向至本縣延平鄉中野村之都巒山南麓(照片 2-39),轉東至東河鄉都蘭村西南方止, 全長約 50 公里。本鄉出露於與東河鄉之鄉界西側崖底,走向北北東,為大港口層層 間向西逆衝之斷層(照片 2-40),其底部推測應為「靜浦-關山火山弧」下伏之都巒 山層,否則不會有此層間斷層出現。

二、利吉混同層中的鱗片狀葉理 在利吉混同層中對鱗片狀葉理(scaly foliation)進行構造分析研究的有林益正 (1993)、張中白(1996)、張中白等(Chang, C. P. et al.,2001)。

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第一篇 地理篇

林益正(1993)在木坑溪利吉混同層的基質泥中所得之葉理面,主要位態為走 向北偏東 0°~30°,傾角向東 70°~90°,擦痕傾沒角向北或向南約 0°~20°,為左移 之剪動面;另一組葉理面為走向北偏東 20°~45°,傾角向東 50°~80°,擦痕傾沒角 向北或向南 40°~70°,為逆衝斷層所造成,且為前述左移之剪動面所截切。 張中白(Chang, C. P. et al.,2001)在木坑溪利吉混同層中進行葉理面位態及擦痕 之測量(圖 2-24) ,綜觀 5 處量測之結果,優勢之葉理面為〔走向 030-075/ 傾角 40-70E/ 擦痕傾沒角 90-130thrust〕 ,係由逆衝作用造成。另一組葉理面互為共軛〔走向 000-015/ 傾角 70-90W/ 擦痕傾沒角 160-10 right lateral fault;走向 300-310/ 傾角 80S-80N/ 擦 痕傾沒角 150-20 left lateral fault〕。這一組互為共軛的葉理面截切了前一組優勢的葉 理面(照片 2-41),反應了構造發育的先後次序,即早期的壓應力主要來自東南方 (135°),後期的共軛構造的主應力則來自東北方(60°)。 張中白(1996)認為利吉混同層反應了主要來自東南方的壓應力,顯然是受菲 律賓海板塊向西北擠壓的結果。但也存在著來自東北方的壓應力,其原因不明,有 賴更多的資料才能加以研判解釋(圖 2-25)。 張中白(1996)亦在木坑南溪獲得與木坑溪大致相仿的葉理面構造,一組為〔走 向 010-040/ 傾角 60-90E/ 擦痕傾沒角 70-110thrust〕,另一組為〔走向 005-030/ 傾 角 70-90E/ 擦痕傾沒角 30-40 left lateral fault〕,但二者的切割關係難以判定,無法 辨識其構造發育之先後次序。

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綜合而言,利吉混同層為一剪裂構造極發達的區域,其葉理面之構造形態非單 純的橫移或逆衝作用一次完成,而是經由多次的應力作用造成的。筆者於 2003 年 12 月 10 日之地震後,於雷公火泥火山發現規模甚大之共軛橫移斷層,一為走向 016 的 右移斷層(照片 2-42),另一個為走向 075-080 之左移斷層(照片 2-43),其壓縮 主應力方向亦來自東北,與張中白的研究相符。但從縱谷大斷層為向西北逆衝及兼 具左移之性質來看,此一來自東北的壓應力,是否因局部地區(如泰源盆地)的弧 陸碰撞閉合作用所伴生,有賴更多的研究予以闡明。

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第一篇 地理篇 圖 2-24:木坑溪流域利吉混同層中之鱗片狀葉理與應力關係圖(取自 張中白 Chang, C. P. et al.,2001)

圖 2-25:木坑溪葉理面分期投影圖(取自 張中白,1996)

三、板岩系地層中的劈理 中央山脈板岩系的地層中,受弧陸碰撞作用的影響,亦產生發達的劈理 (cleavage),本鄉的板岩系地層,僅在鹿鳴吊橋北端和舊武陵橋下游數十公尺內有 小面積的出露,因此可得的劈理之資料極為有限。筆者在 2003 年進行卑南溪河系支 流流域情勢調查時(經濟部水利署,2004),大體上獲得如圖 2-26 及 2-27 所示之結 果。舊武陵橋附近之板岩,主要優勢劈理面走向為 015-045,傾角 20S-60S(照片 2-44);鹿鳴吊橋附近之主要優勢劈理面走向為 010-020,傾角 45S-60S(照片 2-45)。 綜合這些資料,顯示主應力方向來自東南東(120°),即受菲律賓海板塊之擠壓而 造成。

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圖 2-26:舊武陵橋東側左岸(左)與右岸(右)之板劈理位態

圖 2-27:鹿鳴吊橋東側左岸之板劈理位態

四、其他小區域之斷層 本鄉在中央山脈山麓東側,無論是舊武陵橋附近或鹿鳴吊橋附近,均有下滑之 正斷層出露,位態十分相似,可能為中央山脈擡升在局部地區所造成之小斷層,是 否具有關聯性,因資料不足難以驟下斷語。 如圖 2-28,舊武陵橋東有一正斷層出露,走向北北東,約以 30 度向東傾,此斷 層常造成當地之山崩(照片 2-46)。

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第一篇 地理篇

圖 2-28:舊武陵橋東正斷層位置圖(右圖顯示斷層擦痕位態)

鹿鳴吊橋北端橋下,亦有一組正斷層出露(照片 2-47),走向北北東,以極高 的角度東傾(如圖 2-29)。

圖 2-29:鹿鳴吊橋北端正斷層位置圖(右圖顯示斷層擦痕位態)

第五節 地質現象 所謂地質現象(geological phenomenon),就是地殼受內營力及外營力的作用, 所產生的動態行為,如火山噴發、地震、山崩、地滑、溫泉、泥火山等等。山崩、 地滑、地震等現象將在第七章自然災害中敘述,本節僅敘述泥火山及溫泉如下:

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一、泥火山 本鄉境內有臺灣東部兩座泥火山(mud volcaon)之一,即在瑞和村東方之雷公 火泥火山(照片 2-48)。清光緒年間對臺灣東部進行「開山撫番」時,於今關山鎮 對岸之恆春阿美聚落設「雷公火社」,屬臺東直隸州廣鄉管轄。此社名之由來,即 因早年「里壠(今關山)」居民夜間望見當地紅火滿天,認為此怪火為「雷火」, 閩南語為「雷公火」,故名(江美瑤,1999)。從這一項史實,可知雷公火泥火山 至少在 1894 年以前就已經出現。日治時期,安倍明義的研究(1938),認為此怪火 可能為沼氣瓦斯或石油瓦斯所引起。 王鑫(1988)從地形及區域地質的特性,將本省泥火山分為四大區域,即「古 亭坑背斜軸沿線」、「旗山斷層沿線」、「高屏海岸平原」及「東部海岸山脈西南 段」。並指出泥火山之生成,乃因地表下之天然氣或火山氣體沿地下裂隙上湧時, 混合泥沙與地下水形成泥漿噴出之結果。陳肇夏(1994)則認為深埋地下未固結之 巨厚泥岩層,由於強大之壓力作用將岩層內之水分沿裂隙擠出地面時,也將泥岩中 之部分組成物質攜出地表,因而形成其所謂的「混濁泥泉」。若地層水來自地殼淺 處(例如:一公里之內),則湧出接近常溫之泥漿水,是為「冷泥泉」;若來自三 公里以下之較深處,則形成「熱泥泉」。由於泥漿中含有天然沼氣,故可引燃有水 火共生之現象。綜合王與陳之描述,可窺知泥火山形成之機制,但關於泥火山氣體 之來源和組成,則未有進一步的研究。

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石再添(Shih, T. T.,1967)曾於 1961 年夏季,對雷公火泥火山進行初步研究。 從 9 個直徑 10 公分以上噴泥口,分析泥火山之活動性等級為 4(1 為不活動,5 為極 活躍)。噴泥口直徑介於 10 公分-1 公尺之間。泥流速率估計約為每小時少於 0.1m3 或 0.1-1m3。噴發狀態為數秒鐘噴發一次。泥水重量比為 22.6%-37.9%(水多於泥)。 固形物之含量泥多於砂,砂之重量僅占固形物之 3.3%-9.4%。X-ray 黏土礦物分析主 要為伊來石、綠泥石、石英,可能含有高嶺石(本項為臺灣泥火山之綜合資料)。 土壤之 pH 值為 5.8,泥漿之溫度 28-30℃略低於氣溫(33℃),泥火山地形屬噴泥盾 (mud shield)。 謝建泉等(1993)對雷公火泥火山的地形、噴發量做進一步的研究,指出雷公 火泥火山由南北走向之兩個主噴泥盾構成,裸地面積約 4317 平方公尺,主噴泥口亦 分為南北兩群,30 公分以上之噴泥口超過 20 個,最大之噴泥口為 206 公分。主噴泥 盾之東北方及東南方,有小規模之噴泥口及裸地(圖 2-30)。主噴口之總噴泥量每 日約 3.3m3。冬季噴出之泥溫明顯大於氣溫,夏季則略高於氣溫。 謝建泉等委請經濟部中央地質調查所張郇生先生進行泥樣之 X-ray 分析,其結果 黏土礦物以「伊來石(Illite)」最多,占 90%;次為「綠泥石(Chlorite)」,占 5%; 「高嶺石(Kaolinite)」僅占 1%。國立臺灣大學海洋研究所之黏土礦物 X-ray 分析, 結果為長石、石英、綠泥石與伊來石。

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再經由臺灣省臺東區農業改良場蘇德銓先生對土壤及懸浮液之分析,結果為: 有機質 1.7%,磷含量 14.77ppm,鉀含量 120.11ppm,鈣含量 8516.17ppm,鎂含量 665.44ppm,pH 值為 7.5,陽離子交換能力(CEC)為 17.8meq/100g soil。土壤懸浮 液之電導度(EC)高達 32.9mS/cm,顯示含有較高之鹽類,主要為 Cl-、NO3-、SO4-, 但 Cl-之含量較 NO3-、SO4-高出甚多,為 7038mg/kg(199mmol/L)。原子吸收光譜 測得之鈉含量則為 3874mg/kg(169mmol/L)。綜合分析成果顯示泥火山土壤懸浮液 之鹽類含量甚高,以 NaCl 為主,濃度約為千分之 22.14,其他少量之鹽類為鉀、鈣 及鎂之氯鹽、硝酸鹽及硫酸鹽。

圖 2-30:雷公火泥火山地形及植物分佈圖(修改自 謝建泉等,1993)

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第一篇 地理篇

其後,謝佩珊(2000)對臺灣主要溫泉及泥火山之氣體加以分析,其結果指出 雷公火泥火山之氣體成分,去水後為:CH4(甲烷)占 96.47%,N2(氮)占 2.26%, O2(氧)占 0.46%,Ar(氬)占 0.04%,CO2(二氧化碳)占 0.22%。 謝佩珊(2000)又對氣體中之氦同位素進行研究,發現雷公火泥火山 3 He/4He 之比值為 0.38RA,小於空氣之比值(1RA)。一般而論,地球形成初始之氦氣保存於 下部地函中,故源於下部地函的物質通常會有很高的3He/4He 之比值(>30RA); 而源於上部地函的中洋脊玄武岩(Mid Ocean Ridge Basalt),則有均一的比值(8±1 RA);地殼中3He/4He 之比值通常很低(0.1~0.01 RA),僅由富含之鈾、釷等元素 蛻變而來。因此,謝佩珊認為雷公火泥火山之氣體屬「地殼來源」。東部另一泥火 山-羅山泥火山-之3He/4He 之比值為 1.72~1.89,謝佩珊認為可能有地函成分之物 質混入。 趙鴻椿(2003)、趙鴻椿等(2004)亦對臺灣泥火山噴出之氣體加以研究,並 指出雷公火泥火山之氣體成分為:CH(甲烷) 占 95.73%,Air(N2+O2+Ar)占 3.93%, 4 CO( 占 0.193%,C2H( 占 0.144%,這一部分的研究與謝佩珊(2000) 2 二氣化碳) 6 乙烷) 的成果極為接近。趙又計算雷公火泥火山每年自然釋放至大氣中的甲烷,約為 0.49-0.84 公噸。另一項未發表的的研究(鍾全雄,2003),則指出雷公火泥火山液 體中鍶同位素之比值(87Sr/86Sr)為 0.709193,與海水之值 0.709 十分相近,可視為 利吉混同層原為深海沈積物之必然結果。

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針對泥火山的主要氣體-甲烷-的生成,一般認為有兩大來源,一為「生物源 (biogenic)」,即在深度由地表至 1000 公尺的沈積盆地中,溫度 20-50℃的狀況下, 甲烷菌分解有機物而成,其 δ13C 與「V-PDB(古生物化石-箭石之含量)」的比值, 範圍在-550/00 至-700/00 之間,C1/C2+C3(甲烷/乙烷+丙烷)的比值大於 1000。另一 來源為溫度 50-200℃、深度 1000-6000 公尺之地層中,因熱裂解而成,稱之為「熱 形成(thermogenic)」其 δ13C 與 V-PDB 的比值為-400/00 至-550/00 之間,C1/C2+C3 (甲烷/乙烷+丙烷)的比值則小於 100。 雷公火泥火山之甲烷氣體,趙鴻椿等(2004)從甲烷中碳同素 δ13C 與 V-PDB 相 比,結果較箭石少 50.300/00,即-50.300/00;C1/C2+C3(甲烷/乙烷+丙烷)的比值為 665。趙根據 Bernard et al.,1976 的研究,認為雷公火泥火山甲烷的來源是介於「熱成 因」與「生物源」之間的「混合來源」(圖 2-31),並指出火成岩體的殘熱以及利 吉混同層劇烈的剪切作用,都會造成溫度的增加而使得熱形成階段的深度上升。從 雷公火泥火山座落於極厚的利吉混層之上,又相當靠近都巒山層之「靜浦-關山火 山弧」南端來看,此一分析結果與地層分佈之背景一致。

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第一篇 地理篇

圖 2-31:東部泥火山甲烷成因 δ13C 與 V-PDB 之比值與 C1/C2+C3 比值分佈圖(根據 趙鴻 椿,2003;趙鴻椿等,2004 改繪)

至於泥火山流體-泥漿水-之來源,根據游鎮烽等(You et al.,1993)採取泥火 山噴出地表之泥漿水所做的化學分析,與 Gisekes et al.(1990)在 Northern Barbados 增積雜岩體岩芯的研究,從氯離子、鈉+鉀離子、鋰離子、錋離子等濃度之證據和 錋同位素(δ11B)、氫氧同位素的分析,發現所有標本之氧同位素(δ18O)皆高於天 水線。基於這些事實可解釋為:在地底深處高壓高溫之作用下,黏土脫水的過程中, 產生了流體與礦物之間的交互作用;因此,泥火山之泥漿水不僅來自地底深部之增 積雜岩體(accretionary complex),且與沈積岩之間產生了交互作用。咸信陳肇夏 (1994)以這些研究,提出了前述他對泥火山流體成因的解釋。 73


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二、溫泉 眾所週知,溫泉(hot spring)之成因有兩大來源,一為火山活動或後火山活動 地區之潛藏地熱逸出使地下水加熱,另一則為地溫使地下水加熱沿地殼裂隙上升之 作用而產生。陳肇夏(1989)曾統計全省之主要溫泉,位於北部火山區者有 15 處, 位於中央山脈變質岩區者有 70 處,位於西部及東部沈積岩區者有 13 處,合計為 98 處,尚有在深山未被發現之溫泉及人工鑽鑿之溫泉不在此列。因此,臺灣現有之溫 泉實不下百餘處。 一般而言,溫泉之生成需具備三大條件: (一)地下必須有熱源及地下水存在。 (二)地層中必須有深長裂隙如斷層、節理等供熱水上達地面。 (三)必須有高靜水壓力使熱水上湧。 臺灣北部之大屯山火山群溫泉,明顯因後火山活動之作用而生成,地表下 100 公尺處之地溫即已達 100℃;若至地面下 1 公里處,則地溫高達 280℃。熱水主要蓄 集於「五指山砂岩」內,沿金山斷層、嵌腳斷層上湧至地表(礦研所,1970)。 中央山脈變質岩區之眾多溫泉,陳肇夏(1975,1982)認為係因天水自高山沿 透水層滲入地下,經地溫加熱後受高山與深谷之間的高靜水壓力差,循地殼裂隙湧 出而形成溫泉,故多數溫泉出露於溪谷河床之中。劉康克等(Liu et al.,1990)分析

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第一篇 地理篇

宜蘭清水及土場地區熱水之氫氧同位素,指出當地之熱水來自周圍較高山區的天 水,此一結果支持陳肇夏對溫泉水來源的推論。 但林正洪(Lin, C. H.,2000)的研究,發現中央山脈之下的 350℃等溫線異常接 近地表(圖 2-32),且中央山脈底部且為一地震極為稀少之區域(圖 2-32c),不似 剛性地殼應有之現象。因此,林正洪認為 350℃等溫線為地殼脆性-塑性轉換邊界(圖 2-32b) ,故中央山脈底部為一高熱流之塑性區域,其原因係板塊隱沒作用(subduction) 之後期,隱沒至深處之板塊因軟流圈之作用發生斷裂拆離,使淺部地殼因重力消減 而發生回彈(exhumation),地熱遂隨之上湧造成中央山脈地底高熱流之現象。

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鹿野鄉志

圖 2-32:臺灣地底熱流與震源分佈對照圖(取自 Lin, C. H.,2000)

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第一篇 地理篇 說

明:(a)臺灣熱流計算值與觀測值之比較,虛線為計算值,○及+為不同研究者之觀測值。(b) 熱流模型,白線為等溫線。(c)地形與地震分佈剖面,點線為地震可能發生之最底部, 虛線為隱沒地殼邊界。

固然厚達數千公尺之中央山脈所產生之壓力,可造成地溫梯度分佈異常之效 應,且中央山脈在晚上新世以來的快速擡升,使地殼深處被加熱的岩層在未冷卻前 即上升至地殼淺處,因而孕育眾多溫泉(陳肇夏,1989);但林正洪的研究,亦顯 示可能為中央山脈變質岩區的主要熱源機制之一。唯謝佩珊(2000)的研究,似未 發現本區氦同位素的比值有地函來源的傾向,仍以地殼來源為主;故中央山脈溫泉 之熱源機制,尚未顯示有地函物質介入。 至於沈積岩區之溫泉,陳肇夏(1975)認為其熱源來自正常之地溫梯度,平均 為 30℃/km,則地表下五、六公里處亦可達 150-200℃使地下水作深循環加熱,遇有 斷層極易上升形成溫泉。 本鄉鄰近之延平鄉紅葉村鹿野溪谷,屬中央山脈變質岩區之溫泉發生環境,極 可能附近存在著中央山脈東翼之斷層,故有著名之「紅葉溫泉」出露於溪谷。但本 鄉卻無自然發生之溫泉。然則本鄉之四維地區位於中央山脈東麓溪谷,地電阻特性 顯示地表下可能為中央山脈變質岩,又具有中央山脈變質岩區高靜水壓力差之環 境,亦可能存在著向東逆衝之中央山脈斷層(林啟文等,2004)提供熱水湧升之管 道。從上述之地質構造、地形及地球物理特徵,顯示本鄉中央山脈東麓附近之地面 下,蘊藏地熱資源。

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在本縣積極推展觀光產業之際,鹿野鄉農會及若干居民,曾於 1995 年前後在鹿 野斷層西側之四維地區試鑽若干深井,均獲得相當成功的溫泉資源。目前從事商業 經營者有鹿鳴溫泉及盈家溫泉,其溫泉特性如下: (一)鹿鳴溫泉-位於臺 9 線 355k 附近 溫泉水質:碳酸氫鈉泉。pH 值:6.0-8.5。出口水溫:60-70℃。井深 900-1100 公尺。 (二)盈家溫泉-位於臺 9 線 356k 附近 溫泉水質:碳酸氫鈉泉。pH 值:8.4。出口水溫:47℃。井深 450 公尺。 陳肇夏(1975)的研究指出中央山脈變質岩區的溫泉均屬碳酸氫鈉泉,pH 值為 6~10。水中主要離子為「鈉(Na+)」(600~1150mg/l)和「碳酸氫根(HCO3-)」 (760~2800mg/l),乃因水中之碳酸溶解岩石中之「鈉長石(Albite)」而來。陳肇 夏(1994)亦曾綜合國外發表之文獻,指出溫泉氣體以水蒸氣為主,約占 94.5-99.8% (體積百分比),其他氣體僅占 0.2-5.5%,其中又以 CO2 為主,約占 65-95%。從二 氧化碳之含量,可推知為溫泉水中碳酸氫根之主要來源。 中央山脈變質岩區之溫泉,另一特色為「氯離子(Cl-)」含量甚低,多數不超 過 30mg/l(陳肇夏,1975),與火成岩區和沈積岩區之溫泉水差別很大,此乃因為 變質岩區缺少氯化物之沈積來源所致,故變質岩區之溫泉多無特別之氣味,本鄉人 工鑽鑿之溫泉,亦兼具上述兩項特質。

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第一篇 地理篇

最近,以農會為首的若干民間團體,正在鹿野斷層西側近鹿鳴溪口之四維地區 大興土木,名之曰「鹿野溪遊季」,亦以溫泉資源為重要號召,咸信本鄉將成為縱 谷南段紅葉溫泉之外的溫泉觀光勝地。

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【照片及說明】

2-01:2003 年 12 月 10 日地震後,寶華大橋東側 80 公尺明顯抬升,指示縱谷斷層的位置,應在第一 橋墩以西的卑南溪河床上。(上左圖) 2-02:鹿鳴吊橋下北端的板岩系地層,可見灰色的厚層板岩,夾褐色的薄層變質砂岩,變質砂岩具交 錯層理。(上右圖)

2-03:舊武陵橋附近左岸出露的板岩系地層,可見厚層變質砂岩與板岩的互層。(上左圖) 2-04:都巒山層(虛線以上)在本鄉僅出露於濁水溪上游集水區之南側,缺少露頭以資觀察其產狀及 岩性。(上右圖)

2-05:黑色岩基夾白色斜長石之「基性安山岩」(或稱玢岩),為岩漿火成活動早期結晶之產物,推 測為都巒山層底部較老之岩塊。(上左圖) 2-06:濁水溪中之「輝石、角閃石安山岩」為都巒山層主要岩性之一。其中黑色礦物為輝石及角閃石, 白色礦物為斜長石及石英。(上右圖)

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第一篇 地理篇

2-07:基性安山岩受熱水換質作用呈綠色之青盤化現象,黑色之輝石、角閃石等鐵鎂礦物,逐漸換質 為綠泥石、綠簾石等綠色礦物。(上左圖) 2-08:濁水溪中之凝灰岩漂石,具分級層、交錯層等濁流沈積構造,顯示其為淺海之堆積物。(上右 圖)

2-09:木坑溪之木溪橋上游,可見受強烈剪切作用之斷層剪切帶。(上左圖) 2-10:木坑溪之木溪橋下游附近,可見受強烈剪切作用而層位接近垂直的砂頁岩體。黃色虛線顯示之 荷重及脫水構造,翻轉近 90 度。(上右圖)

2-11:木溪橋上游之木坑溪,出露受剪切作用之大港口層,呈現 Raymond 所謂的 β 相。黃點顯示大 小不一的共軛破裂。(上左圖) 2-12:木榽橋上游之木坑溪,出露受剪切作用之大港口層,呈現 Raymond 所謂的 γ 相,強烈之剪切 使大港口層之岩體破裂,層理難以辨認。(上右圖)

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2-13:本鄉和平社區東北方堤防盡頭之卑南溪畔,所出露之卑南山礫岩景觀。岩性及層態清晰可辨。 (上左圖) 2-14:鯉魚山北側堅硬之陡崖,為鹿野斷層之斷層崖。虛線顯示近似水平之層態,為「鯉魚山背斜」 之軸部。(上右圖)

2-15:從初鹿五家坡山上東望卑南山臺地,可清晰辨認鹿野斷層之斷層崖,虛線顯示鹿野斷層的位置。 (上左圖) 2-16:本鄉東 33 線南端箱涵工程開挖路基,顯示逆衝之礫石排列,指示鹿野斷層之位置。(上右圖)

2-17:近觀照片 2-16 之東側,不同角度向西逆衝之礫石排列,十分清楚。(上左圖) 2-18:鹿野河階之階面不等高,為鹿野斷層向西逆衝之結果。(上右圖)

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第一篇 地理篇

2-19:本鄉永安村永安路新興茶園西側約 100 公尺路邊之水溝,所見之逆衝破裂。(上左圖) 2-20:照片 2-19 附近的另一處背衝(反逆衝)破裂,此為共軛應力作用的結果。(上右圖)

2-21:照片 2-19 附近的另一處共軛破裂,為接近水平之壓應力作用之結果。(上左圖) 2-22:永安路西行近聖安宮之上坡路段,受水平壓應力作用而呈現波浪狀起伏。(上右圖)

2-23:永安路 363 巷 28 號龍安宮南側之崩崖,疑似地殼變形之背斜狀隆起及共軛構造。(上左圖) 2-24:龍田國小校門兩側之矮牆,出現多處地殼變形破裂,此為典型之共軛破裂。(上右圖)

2-25:龍田國小校門兩側矮牆出現之另一處背衝破裂。(上左圖) 83


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2-26:和平社區西方低位河階上之農路及湖底水圳旁,出現地殼抬升變形及新期破裂。(上右圖)

2-27:前一照片之新期破裂,與卑南山向斜軸遙遙相對,可能具有不尋常之意義。(上左圖) 2-28:2003 年 12 月 10 日成功地震後,在本鄉寶華大橋週邊發生多處同震破裂,紅線示破裂之位置, 黃線為寶華大橋。(上右圖)

2-29:寶華大橋北方之卑南溪河床上,2003 年 12 月 10 日成功地震後出露之逆衝破裂。(上左圖) 2-30:寶華大橋南方之卑南溪河床上,2003 年 12 月 10 日成功地震後出露之逆衝破裂。(上右圖)

2-31:寶華大橋北方之卑南溪河床上,2003 年 12 月 10 日成功地震後出露之巨大左剪破裂及噴砂, 噴出之泥沙呈粉褐色。(上左圖) 84


第一篇 地理篇 2-32:寶華大橋北方之卑南溪河床上,2003 年 12 月 10 日成功地震後出露之另一群左剪破裂及噴砂 口,此類破裂南北綿延超過一公里。(上右圖)

2-33:寶華大橋北方之卑南溪河床上,2003 年 12 月 10 日成功地震後出露之巨大噴砂口。(上左圖) 2-34:2003 年 12 月 10 日成功地震後,寶華大橋東側抬升之情形。(上右圖)

2-35:2003 年 12 月 10 日成功地震後,二層坪北方后湖產業道路出露之逆衝破裂,由許多雁行排列 的破裂組成,至今仍持續變形中。此破裂可指示縱谷斷層之位置。(上左圖) 2-36:2003 年 12 月 10 日成功地震後,鸞山大橋南方河床上出露之地殼破裂(白色箭頭所示)。(上 右圖)

2-37:花蓮縣富里鄉永豐村豐南社區附近,在鱉溪流域西側出露的永豐斷層標準露頭。(上左圖) 2-38:永豐斷層在本鄉木溪橋東木坑溪上游約 200 公尺附近出露之剪碎帶。(上右圖)

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2-39:從高台東望都巒山斷層之位置。(上左圖) 2-40:從雷公火泥火山入口向東南望都巒山斷層之斷層崖。(上右圖)

2-41:出露於木坑溪上游利吉混同層中之兩組葉理面,早期優勢之葉理面 a,被晚期的共軛葉理面 b、 c 所截切。(上左圖) 2-42:2003 年 12 月 10 日成功地震後,在雷公火泥火山出露之右移斷層。(上右圖)

2-43:2003 年 12 月 10 日成功地震後,在雷公火泥火山出露之左移斷層。(上左圖) 2-44:舊武陵橋東鹿寮溪右岸出露之板岩系地層優勢劈理面。(上右圖)

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第一篇 地理篇

2-45:鹿鳴吊橋下北端溪邊出露之板岩系地層優勢劈理面。(上左圖) 2-46:舊武陵橋東鹿寮溪左岸出露之正斷層。(上右圖)

2-47:鹿鳴吊橋下北端溪邊出露之兩個正斷層。(上左圖) 2-48:本鄉瑞和村東方出露之雷公火泥火山,由南北兩個噴泥盾組成。(上右圖)

2-附

錄:法國國家科學院院士 Jacques Angelier 教授(中立者),於 2004 年 2 月 13 日在龍田國小 附近進行地殼變形地質調查工作時,與龍田國小林華貴校長(左二)、臺灣大學地質系盧 佳遇教授(右二黃帽者)、臺灣大學地質系胡植慶教授(左一)等人合影。

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鹿野鄉志

【附錄】鹿野鄉地質圖

根據 王源等(1993)、李民(1984)、Chang, C. P. et al(2001)及本調查繪製

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第一篇 地理篇

第三章

地形

地形(topograhpy)是對地表的形態、結構及其發生、演化和分布規律的描述, 研究此範疇的科學稱之為「地形學」或「地貌學」。地形學因研究目的、對象、變 因計量、發生時間等的不同,又再細分為構造地形學、氣候地形學、地形動力學、 岩石地形學、古地形學、工程地形學、礦床地形學、地形定年學、遙測地形學、地 形製圖學等等(楊景春,1990)。 地表形態具有各種不同的規模,最大的規模是將全球分為陸地和海洋,最小的 規模則是局部地區的小地形,如河流地形中的河階、沖積扇、氾濫平原等。地形的 發生,主要受構造運動、岩漿火成活動等內營力的作用和太陽、風、降水、降雪、 潮汐、波浪等外營力的作用,經由風化、侵蝕、搬運和堆積的過程而產生。簡而言 之,地質和氣候兩大因素,主導了地形的發生、演化和分布規律。例如:火山活動 地區,建構了火山地形的分布;降水強度的界線,則操縱了荒漠地貌的發生;板塊 碰撞的造山帶,形成了高聳的寒漠、高山及高原;氣候寒冷的高緯度區域,因終年 積雪而塑造了冰河地形;氣候炎熱的海洋地帶,則孕育了生物礁島及石灰岩地貌。 區域地形的描述,可依地形特徵予以分類,如平原、丘陵、盆地、山地、高原、 沙漠等;亦可依發生、演化的機制予以分類,如邊坡地貌、河流地貌、火山地貌、 溶岩(石灰岩)地貌、冰川地貌、構造地貌等。本章先依地形之特徵,在第一節敘

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鹿野鄉志

述本鄉主要地形之分布;再依地形發生和演化之機制,進一步於二至四節敘述本鄉 之所出露的邊坡地貌、河流地貌及構造地貌。其他本鄉未發生之地貌,如冰河地貌、 荒漠地貌、火山地貌、溶岩地貌、海岸地貌、凍土地貌等,則不再贅述。

第一節 概說 鹿野地區恰位於菲律賓海板塊與亞洲大陸前緣擠壓、碰撞、斜聚合之南端,又 位於副熱帶季風氣候區,氣溫高、熱帶風暴多、降水集中且強烈;故更新世以來, 受中新世古南海板塊隱沒作用形成之火山島弧─成廣澳弧、成功弧─的旋轉、閉合運 動,以及高溫、高強度降水之風化及侵蝕、搬運、堆積等作用,主導了本鄉地形之 發生。因著板塊擠壓之隆起、錯移、剪碎,以及卑南溪、鹿寮溪、鹿野溪、濁水溪、 木坑溪、木坑南溪等之切割、沖積,逐漸形成本鄉現今之高山、丘陵、臺地、沖積 平原等主要地形。因此,本鄉依地形面之特徵,自西而東可分為「中央山脈山地」、 「縱谷沖積平原」和「海岸山脈丘陵」等三大單元。東西剖面為兩側較高、中央低 緩之 U 形;南北剖面則跡近平坦,北略高於南(圖 3-01)。事實上,本鄉僅觸及中 央山脈山地極小的區域,主要的地形仍以縱谷沖積平原和海岸山脈丘陵為主。以下 分別敘述各單元之分布、面積和主要形貌。

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第一篇 地理篇

圖 3-01:鹿野鄉主要地形單元分布圖(底圖取自 農業委員會農林航空測量所)

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一、中央山脈山地 本鄉之中央山脈山地,分布於瑞豐村新豐、景豐聚落之西側,面積約 1 平方公 里,僅占全鄉面積之 1.1%。以高度而言,似不足以稱之為「山地」,然其地層、岩 性、發生及演化關係,與中央山脈有不可分割之一致性、連續性,故仍稱之為「山 地」。本區位於加拿典溪(加典溪)與鹿寮溪侵蝕殘餘之間的中央山脈支稜東麓, 此一支稜的走向為西北西,向東迭降至海拔 700 公尺之高地,即為本鄉之西界。此 高地以東之山麓,又因侵蝕、崩塌、間歇搬運之結果,呈現東北走向及東南走向之 兩小稜如「」形,山勢逐降至海拔 250 公尺處與縱谷沖積扇接壤。此兩小稜為本鄉 西北與海端鄉和西南與延平鄉之鄉界,「<」型小稜之間面向東方的山麓,亦因侵 蝕作用形成兩個小沖積扇,小沖積扇之間為海拔 371 公尺的「大原山」所分隔。這 兩個東西向小沖積扇的低緩之地,即為新豐和景豐兩聚落分布之處。 若自本山地海拔 700 公尺之鄉界、向東作一地形剖面至海拔 250 公尺之坡腳, 其平均坡降為 3750/00,平均坡度約為 23 度。若將此剖面自海拔 450 公尺處分為上下 兩段,則上段之坡降約為 5000/00,坡度約為 32 度;下段之坡降約為 2860/00,坡度約 為 17.5 度。 本山地由變質砂岩及板岩構成,因植被覆蓋,缺少可供觀察之露頭。但從附近 舊武陵橋下之露頭(第二章圖 2-28),可推知地層大致為北北東、南南西走向,層 面向東南東傾斜約 30 度,以此地層層態對比於山麓地形面,其坡面性質應為「順向

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第一篇 地理篇

坡」。如前所述,本山地之坡度雖然均小於安息角 34 度,但因順向坡之易滑動性, 故仍有山崩或地滑之可能。

二、縱谷沖積平原 本鄉縱谷平原之面積約為 54.5 平方公里,占全鄉總面積之 60.76%;若不計鹿野 高台及二層坪兩臺地,則面積約為 48.8 平方公里,占全鄉總面積之 54.41%。其分布 自西以等高線 250 公尺之中央山脈東麓向東至等高線 150 公尺之卑南溪河床止,寬 約 4 至 5 公里,相對高差約 100 公尺,平均坡度小於 1 度。自北則以等高線 120 公 尺之加典溪口向南至等高線 100 公尺之鹿野溪口止,長約 11 公里,相對高差僅 20 公尺,坡度甚緩。 本鄉縱谷平原屬全新世之沖積層,鹿野高台則可能為更新世晚期之沖積層,主 要由源自中央山脈之卑南溪、鹿寮溪、鹿野溪沖積而成,為本鄉發展最重要之地形 單元。鹿野高台及二層坪為縱谷平原內因構造作用而隆起之臺地,分布於鹿寮溪下 游之西南及東北兩側,另於第四節構造地貌中述之。

三、海岸山脈丘陵 本鄉卑南溪以東之區域為海岸山脈丘陵。南北最長約 8 公里,北端較寬,約 4.7 公里,南端較窄,約 1.2 公里,面積約 34.2 平方公里,約為全鄉總面積之 38.13%。 丘陵最低處為卑南溪東岸(左岸),海拔 150 公尺,向東高度漸增,至最高處為海 拔 952 公尺,最大之相對高差約 800 公尺。但海岸山脈丘陵海拔超過 500 公尺之部 93


鹿野鄉志

分,僅侷限於東部稜線附近,約 2.3 平方公里,占丘陵總面積之 6.7%;故超過 93% 之海岸山脈丘陵,海拔均低於 500 公尺。 由於海岸山脈丘陵主要之地層為利吉混同層及大港口層之砂頁岩互層,因含豐 富之黏土礦物及剪切極為強烈之砂頁岩,顆粒極細且膠結良好,透水性及透氣性甚 差,降水僅能進行表面侵蝕,故常呈現陡峻之惡地地貌,尤以木坑溪、木坑南溪等 溪流兩側最為明顯。層內局部夾有安山岩體、蛇綠岩體或砂頁岩體,亦因差異侵蝕 之結果而成為突兀之小峰,如大埔山、寶華山(雷公火山)、錐圓山等即是。丘陵 東部最高之稜線附近為大港口層,因受都巒山斷層逆衝之作用,呈現陡峭之斷層崖, 將於構造地貌中述之。大體而言,以濁水溪與木坑溪流域之間的地形剖面觀之,平 均坡降約為 1100/00 。東半部較陡,平均坡降為 2500/00 ,西半部較緩,平均坡降為 66.70/00。以坡度而言,東部之 0.5 公里內最陡,平均坡度約為 38 度;向西坡度漸緩, 坡度約為 17 至 28 度。

第二節 邊坡地貌 本鄉之邊坡地貌(slope morphology),主要分布於海岸山脈丘陵區,其次為西 北角新豐以西之中央山脈山地,但面積甚小。另外,縱谷沖積平原內之鹿野高台及 二層坪,因形成原因特殊,雖地勢不高,亦一併敘述之。 依邊坡之性質,本鄉之邊坡地貌可分為兩大類型,即:「脊稜邊坡」和「溪谷 邊坡」。「脊稜邊坡」係指溪流之間的分水嶺剖面,如圖 3-02 中之 a-a’剖面;「溪 94


第一篇 地理篇

谷邊坡」則指垂直於溪流流向之剖面,取上游、中游、下游三段,如圖 3-02 中、粉 紅色標示之剖面。 大體而言,脊稜邊坡除因斷層通過或地層界限岩性之改變、造成陡崖之外,一 般坡度均在 30 度以下;溪谷邊坡則因不同區段侵蝕作用之不同,如上游以下蝕及溯 源侵蝕為主,中游以側蝕為主,下游之侵蝕力降低,以堆積為主,故呈現上游兩側 邊坡較陡,至中、下游則漸趨平緩之現象,亦同時受岩性之差異而有局部地區較陡 之情形。 坡面與層位之關係,常是邊坡穩定與否的重要因素,也同時控制一個邊坡的坡 度角。例如:一個平行層面的順向坡,坡面的坡度角會與層面的傾斜角度趨近於一 致;但是一個截切層面的側向坡或逆向坡,往往受到硬岩的保護及節理的垂直發育, 而成為較陡的邊坡。 臺灣位於弧陸碰撞的造山帶,除宜蘭平原、嘉南沿海及屏東平原因特殊原因而 沈降外,全島均在快速的抬升之中。菲律賓海板塊每年以 8.2 公分向西北的擠壓,亦 因褶皺衝斷之作用,造成各地不等量的水平位移。這些地體動力的影響,不但使本 鄉之地貌,受隆起、變形、錯移之作用在快速的破裂之中,亦因亞熱帶季風氣候之 影響,地表常曝於高溫、高濕之下而加速風化,強度高而集中的降水,又以猛烈的 侵蝕、搬運作用,使本鄉海岸山脈丘陵地區的邊坡極不安定。以下依圖 3-02 所標示 之順序,逐一描述各邊坡之類型、成因、性質、特徵。

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圖 3-02:鹿野鄉邊坡地貌剖面位置圖(底圖取自 行政院農業委員會農林航空測量所)

一、濁水溪與木坑溪之間的脊稜坡面 濁水溪與木坑溪之間的東西向脊稜坡面,東北自鹿野鄉極北點開始,西南至是 卑南溪畔止,全長約 6 公里,是本鄉海岸山脈丘陵最長也是最具代表性的坡面。整 體而言,它顯示海岸山脈西側自「靜浦-關山火山弧」以南的地貌,是東高西低、 96


第一篇 地理篇

由東向西逐漸降低的態勢,本鄉與東河鄉的鄉界,即以「靜浦-關山火山弧」向南 之脊稜為界(圖 3-03)。綜觀海岸山脈全境,每段火山弧與火山弧之間,均無此順 勢南延之脊稜,推測可能為更新世中期以來,「成廣澳-都蘭火山弧」南段向西閉 合、逆衝之結果。 本段坡面地形的起伏變化,主要受岩性、層態及構造線的影響。由圖 3-03 自東 向西觀之,其地質剖面首先為「靜浦-關山火山弧」之「都巒山層」,由堅硬之安 山岩構成,故呈現高達 40 度之「凸凹坡」。其後坡度角突然趨緩,降至 10-16 度 左右,坡面近似於「直線坡」,此乃出露之地層,變為以沈積碎屑岩為主的「大港 口層」所致,其間存在著地層界限斷層-「都巒山斷層」。根據李民(1984)在濁 水溪源頭的地質調查,其地層走向為北至北偏東 16 度,地層向東南傾斜 53 至 63 度, 此坡面為地層高角度傾斜之逆向坡,故地勢較為平緩,若地層為低角度傾斜,其地 勢將變為陡峭。

圖 3-03:濁水溪與木坑溪之間脊稜坡面地形剖面圖

續向西約 1 公里,地勢突然出現 29 度的坡面,然後急降為 17 度,此一現象乃 因永豐斷層向西之逆衝、及岩性由大港口層轉變為利吉混同層的結果。至濁水溪上

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游西側,坡度角又抬高為 24 度,為一「凸坡」之形貌,此係經過下伏砂頁岩體之利 吉混同層支稜所致。及至濁水溪下游之支流,右岸、左岸均為砂頁岩體之「直線坡」, 如圖 3-03 之小圖所示,右岸之層態顯示此坡面為側向坡,左岸之層態顯示此坡面為 逆向坡,故左岸之坡腳可高達 45 度。 至濁水溪支流以西,因利吉混同層中「大埔山砂岩體」硬岩之控制,出現隆起 之小丘,「凸坡」、「凹坡」互現,唯坡面均在 20 度以下。及至卑南溪畔,因卑南 溪之側蝕作用,使利吉混同層出現惡地之「直線坡」,且坡面甚陡,可達 33 度以上。 總結而言,本段剖面因地層、岩性變化甚大,故坡面性質呈現「凸凹坡」、「凸 坡」、「凹坡」、「直線坡」等互見之情況,坡度角可由小於 5 度變化至 45 度。由 於濁水溪強烈之侵蝕作用及本區之地震頻繁,未來本段之坡地地貌,仍將快速的改 變,為一極不安定的區域。

二、濁水溪流域的溪谷邊坡 濁水溪之溪谷邊坡,如圖 3-02,上游剖面取自源頭兩小支流交會處之兩側,中 游剖面截切自寶華山西北方之溪谷兩側山頭,下游剖面取自「大埔山砂岩體」之最 高山頭(海拔 360 公尺)與北北西方對岸最高山頭(海拔 320 公尺)之連線。 上游截切坡面為大港口層之砂頁岩互層相,砂岩具凝灰質。截切線北(右)岸 整體坡面之層態,為南北走向高角度東傾(59-63 度),屬逆向坡,坡度角較緩,均 在 20 度以下。截切線南(左)岸整體坡面之層態,為北北東走向高角度南傾(52 度), 98


第一篇 地理篇

屬斜側向坡,坡度角自 20 度至 38 度,較北岸為陡。由於南北兩岸均非順向坡,故 北岸呈現「凸坡」之形貌,南岸則呈現「凸凹坡」之形貌。 中游截切坡面之地層為利吉混同層,但南岸夾有剪碎之砂頁岩體出露,故北岸 截切線為 15 度以下之「微凸坡」,南岸因砂頁岩體之影響,且為南傾 45 度以下之 逆向坡,坡頂坡度角高於坡底達 30 度,乃呈現「凹坡」之形貌。 下游截切坡面全屬利吉混同層,但南岸有「大埔山砂岩體」出露,故形貌與中 游相似,北岸為「微凸坡」,南岸為「凹坡」,坡度角南岸高於北岸,最高可達 25 度,北岸則未超過 12 度。

圖 3-04:濁水溪流域溪谷坡面地形剖面圖

三、木坑溪流域的邊坡 木坑溪流域為本鄉海岸山脈丘陵地區流域面積最廣之溪流,發源於海岸山脈鄉 界附近,向西南流入卑南溪。由於先後流經大港口層、利吉混同層等不同岩性之地 層,同時受到都巒山斷層、永豐斷層之逆衝、剪切作用,因此坡面變化甚大。

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如圖 3-05,木坑溪源於鄉界附近之大港口層,屬「泰源向斜」西翼之最西側, 地層層態為北北東走向高角度(超過 70 度)東傾,又因都巒山斷層之逆衝,故呈現 高達 57 度之陡坡,隨即急降為 27 度以下之逆向坡,自鄉界至泥火山段,為一「凸 凹坡」形貌,與濁水溪上游之坡面形態相同。 迨泥火山以西至木溪橋段之溪谷,為大港口層剪碎之 β 及 γ 相,小部分河床為 δ 相,地層層態複雜,走向可自東北東轉變為西北,傾角均高於 45 度,甚至可達 85 度及倒轉至 45 度(Chang, C. P., 2000),故呈現緩起伏之「凹坡」或「凸坡」。 木溪橋以西至卑南溪之溪谷,主要為利吉混同層夾小段之大港口層 β 相,其間 亦有逆衝及背衝之小斷層,但因溪流之侵蝕、堆積旺盛,乃呈現極緩之坡面形貌, 接近於「直線坡」。

圖 3-05:木坑溪流域縱切地形剖面圖

四、木坑溪流域的溪谷邊坡 木坑溪之溪谷邊坡,如圖 3-02,上游取自寶華山至海岸山脈鄉界稜線之剖面, 中游取自慈惠堂東北 400 公尺等高線至南溪橋東南海岸山脈稜線之剖面,下游取自 河道 N 形曲流之南北剖面至 300 公尺等高線止。

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如圖 3-06 藍線,上游北(右)岸截切坡面之頂部為利吉混同層中剪碎之砂頁岩 體,地層走向為東北,向東南傾斜 36 度,故此段坡面從層態的關係可知為順向坡, 坡度角 19 度,為一「直線坡」。續向東南至溪底,地層即轉變為利吉混同層,坡面 亦變為「微凸坡」,坡度角約為 15 度上下。溪底河床為永豐斷層逆衝、剪碎之大港 口層。再向東南之南(左)岸截切坡面至約 350 公尺等高線止,除近河床之部分外, 皆為利吉混同層。 南岸由坡底向坡頂細觀,首先為主流與支流之分水嶺,此分水嶺北側坡面之砂 頁岩體,其地層走向為東北,向東南傾斜 72 度,為一坡度角 20 度之逆向坡,大致 呈「直線坡」;分水嶺之南側坡面則為利吉混同層,為一坡度角約 16 度上下之「微 凸坡」。越過支流河床至 350 公尺等高線附近,亦為利吉混同層,坡度角約 17 度, 屬「微凸坡」。自 350 公尺等高線以南,地層又轉變為大港口層,地層走向東北, 60 度以上向東南傾斜,故為一逆向坡,坡度角增加至 28 度,呈現「凹坡」之形貌。 至鄉界之稜線附近,因都巒山斷層之逆衝,坡度角增至 35 度以上。

圖 3-06:木坑溪流域溪谷坡面地形剖面圖

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中游北(右)岸之截切坡面(圖 3-06 棕色虛線),慈惠堂以北為利吉混同層, 坡度角 12 至 17 度,為「微凸坡」。慈惠堂以南至溪谷底為大港口層,地層走向東 北,以極高之角度(85 度)向北傾斜,至溪底附近則地層倒轉(over turn)向南傾 斜 85 度,故為一逆向坡,坡度角約 13 度,屬「凸坡」形貌。南(左)岸由溪底至 坡頂皆為大港口層,地層走向北北東至東北,溪底附近為向南傾斜 68 度,至海拔 300 公尺轉為向北傾斜 78 度,此段之地質為一向斜構造,屬逆向坡,坡面卻呈現「凸坡」 形貌,坡度角約 26 度上下。續越過稜線至南溪橋段之支流上游谷底,地勢漸降,為 走向東北、向北傾斜 45 度之大港口層,故為逆向坡,屬低角度之「凸坡」。再向東 南爬升至鄉界段,因上游溪谷之下切旺盛,出現 56 度之陡坡於谷底,向上為坡度漸 緩之「凹坡」,至鄉界之稜線附近坡度角陡增為 60 度,乃因都巒山斷層逆衝之結果。 下游截切坡面之岩性,為利吉混同層中夾砂頁岩體,北(右)岸之砂頁岩體走 向東北,向東南傾斜 85 度,為順向坡,坡度角 10-18 度,溪底較陡,屬「凸坡」。 南(左)岸之砂頁岩體走向東北,向東南傾斜 80 度,為逆向坡,坡度角 8-30 度, 屬「凹坡」形貌。

五、中野溪谷至二層坪的脊稜邊坡 本段脊稜邊坡為本鄉海岸山脈丘陵之最南端,亦為最短之一處,不及 1.3 公里。 由鄉界中野溪谷向西至卑南溪,並截切一無名小溪溪谷之坡面觀之,約自海拔 200 公尺以上為大港口層,其下則為利吉混同層,兩地層以斷層接觸。大港口層之走向

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第一篇 地理篇

為北北東至東北,向東南傾斜 40-66 度,197 公路旁之稜線以東為順向坡,因硬岩 (砂岩)之高角度出露,故呈「凸坡」形貌,且因中野溪上游之侵蝕作用,順向坡 極易滑動,故坡度角均較小。稜線以西則為逆向坡,因小溪之侵蝕切割,除稜線附 近坡度角達 39 度外,餘均甚小,屬「凹坡」形貌。唯若觀察此小溪溪口之南北兩側, 則坡度角甚大,可達 56 度以上,此乃卑南溪側蝕之結果。 卑南溪以西至二層坪,其間有利吉混同層與大港口層交互出露,因縱谷斷層在 二層坪向西逆衝之作用,故出現隆起之二階臺地,將在構造地貌述之。

圖 3-07:中野溪至二層坪地形剖面圖

六、鹿野高台的脊稜邊坡 鹿野高台為更新世晚期之沖積、堆積物,由固結不佳之礫石、砂及泥構成,地 表有數十公分至數公尺之紅壤發育,不僅為本鄉在縱谷沖積平原中極為特殊之地 形,亦為臺東縱谷中、少見的臺地地貌之一。 如圖 3-08,自鄉公所向西北西經鹿野高台最高點(海拔 376.7 公尺)至馬背,全 域呈現 20 度以下緩起伏之臺地,僅東側南北流向之小溪谷,因侵蝕作用而有 22-28 度之坡面。馬背為鹿野斷層通過之處,高台之隆起與鹿野斷層之向西逆衝有關,其 103


鹿野鄉志

向西之逆衝坡面應有較高之坡度角,亦因降水之侵蝕作用,僅有 24 度之坡度角。過 馬背即進入中央山脈,屬延平鄉,地勢漸陡。 圖 3-09 則顯示鹿野高台自永安至龍田之南北向地形剖面,北側永安村附近因有 東西向之小溪切割,故有 35 度之坡面出現。越過小溪向南至高台頂,坡面甚緩,未 超過 5 度。由高台頂向南出現一相對高差 30 公尺之崖面,坡度角 23 度,此崖面之 成因不明。再向南至高台末端,則出現坡度角 43 度之陡崖,此為早期鹿野溪殘留之 河蝕崖。 鹿野高台東西向類似背斜之地形面,有可能為向西逆衝之結果;但南北向亦出 現類似背斜狀之地形面,且在高台頂點至南側,出現高差約 30 公尺之兩階面,均向 北低角度傾斜,此一現象因研究資料不足,其形成原因未明。

圖 3-08:鹿野高台東西向地形剖面圖

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第一篇 地理篇

圖 3-09:鹿野高台南北向地形剖面圖

七、新豐以西之中央山脈山地脊稜邊坡 本鄉之中央山脈山地,僅出露於景豐、新豐聚落以西,至海拔 700 公尺即為鄉 界,故面積甚小。推測為始新世之沈積物,經區域變質作用,已達中度變質之變質 岩,由厚度不一的變質砂岩及板岩之互層構成。全域因植被覆蓋,缺少露頭可茲判 斷其坡面性質;但從鄰近舊武陵橋下之層態推測(見第二章圖 2-28),走向大致為 北至東北,向南傾斜 26 至 30 度。依此對比於新豐以西之坡面(圖 3-10),應為順 向坡;且因小溪之侵蝕、搬運及小沖積扇之發育,坡度角由底部之 4 度向上漸增, 至海拔三、四百公尺已達 20 度,至鄉界海拔 700 公尺處更高達 40 度,為一典型之 「凹坡」。由海拔 700 公尺向北北東至加典溪之鄉界稜線,以及向東南轉南之鄉界 稜線,亦屬「凹坡」性質,可能為岩性差異侵蝕之結果。 若自北端加典溪向南截切此一山地之山麓區域至坡底之明德莊,其地形面起伏 如圖 3-11 所示,主要受大原山南、北側小溪之侵蝕作用所控制,在北、中、南三個 小稜之間形成凹谷,坡度角在 17 至 37 度之間。

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鹿野鄉志

圖 3-10:新豐以西中央山脈山地地形剖面圖

圖 3-11:加典溪至明德莊中央山脈山地南北向剖面地形圖

上述全鄉之坡地地貌,由於菲律賓海板塊對亞洲大陸前緣之弧陸碰撞,「成功 -綠島火山弧」自晚更新世以來向西順時針之新期旋轉、閉合運動,仍猛烈的、持 續的進行之中,本鄉又恰位於弧陸碰撞之東部板塊邊界兩側,故地殼變形快速、斷 層林立、節理發達且地震頻繁。加以副熱帶季風氣候高溫、高降水及颱風之侵襲, 風化及侵蝕作用之旺盛,使本鄉之坡地地貌,有快速演化之趨勢,坡面極不穩定。 因此,本鄉對坡地之管理及運用,應審慎為之。

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第一篇 地理篇

第三節 河流地貌 本鄉境內的主要河流有卑南溪、鹿寮溪、濁水溪、木坑溪、木坑南溪。鹿野溪 依行政區域之劃分雖不屬於本鄉,但從地形演育之角度而言,卻與本鄉之南部地區 關係密切,故不宜劃地自限,而應一併納入本鄉河流地貌之探討。卑南溪、鹿寮溪、 鹿野溪源自於中央山脈,雖然卑南溪僅中游末段約十餘公里流經本鄉中部,鹿寮溪 與鹿野溪亦僅下游不及十公里之河段在本鄉境內或附近注入卑南溪,但此三條溪流 集水區廣袤達數百平方公里,流量甚豐,營造了本鄉主要的沖積平原。濁水溪、木 坑溪、木坑南溪則源自於海岸山脈之西側,除濁水溪為本鄉與關山鎮電光里之界溪, 上游部分地區屬關山鎮外,木坑溪與木坑南溪全域均在本鄉境內。但由於地勢不若 中央山脈之崇墉綿延,集水區較小,故平日流量甚微,僅梅雨期及颱風豪雨期流量 稍豐。 鄒豹君(1990)認為雨水、河流、風、冰川、波浪是地形演育的五大外營力, 就陸地表面而言,則以河流的營力所占的百分比最大。事實上,太陽輻射、生物作 用亦是重要的外營力。河流由於侵蝕(erosion)、搬運(transportation)、沈積 (depositions)等三大作用之影響,構建了各種不同的小地形;而流量的大小即代表 了河水能量的多寡,因而主導河流作用的發生及小地形的演化。綜觀本鄉全境之地 形,除鹿野高台、二層坪及泥火山之外,幾乎全為河流作用所形成,由此可見河流 作用對本鄉地形發生之重要性。以下就河流地貌之特徵為單元,分別敘述河流作用 在本鄉所形成的小地形。 107


鹿野鄉志

一、河谷 河谷(valley)就是河流自源頭(source)至河口(mouth)的整體幾何地貌,有 兩種剖面可分析比較河谷的不同。一是河谷的縱剖面(long profile),亦即從源頭至 河口沿河道所切的剖面;另一個是在不同的河段、垂直於河水流向之全谷地形剖面, 亦即河流之橫剖面(cross sections)。一條河谷只有一個縱剖面,但可以有無數個橫 剖面,故橫剖面之選擇,視描述者對地形解釋的意義而定。 1. 本鄉河谷之縱剖面 如圖 3-12 為本鄉境內主要河川之河谷縱剖面。卑南溪流經本鄉之部分屬中、下 游段,約 12 公里,海拔自 170 公尺至 100 公尺,高差僅 70 公尺,故坡降極緩,約 為 50/00(每 1000 公尺下降 5 公尺)。鹿野溪在本鄉南方之部分屬下游至河口段,坡 降亦緩,約為 90/00。鹿寮溪流經本鄉之部分亦屬下游至河口段,因接近縱谷南段之 北方,地勢漸高,故坡降略增,約為 170/00。濁水溪、木坑溪、木坑南溪均源自海岸 山脈「靜埔-關山弧」南延之西翼,並向西注入卑南溪,故流域短促、平均坡降較 高,濁水溪約為 510/00,木坑溪約為 500/00,木坑南溪約為 760/00;唯此三條溪流下游 至河口之 2 公里部分坡降均緩,約為 200/00。

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第一篇 地理篇

圖 3-12:鹿野鄉境河流縱剖面比較圖(高程為距離之 3 倍)

2. 本鄉河谷之橫剖面 河谷之橫剖面,因流域環境及河流作用(侵蝕、搬運、堆積)之不同,呈現截 然不同之形貌。如圖 3-13,一般而言,河流之上游因向下侵蝕旺盛,多呈現 V 字形 之峽谷形貌(圖 3-13,A 剖面);中游部分因若干搬運物質在河床沈積,向兩側之 侵蝕較為優勢,故呈現 U 形之槽狀谷形貌(圖 3-13,B 剖面);至下游因兩岸地勢 漸低,且河流能量銳減以堆積作用為主,故呈現盆狀谷或碟狀谷之形貌(圖 3-13,C 剖面)。

圖 3-13:河谷橫剖面類型圖(取自 Brian J. S., Stephen C. P.,1992)

(1)卑南溪

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卑南溪為流經本鄉最重要之河流,雖屬於全流域中游之下段,但因沿菲律賓海 板塊邊界之縱谷大斷層帶發育,故其橫剖面仍有相當之變化。如圖 3-14,新豐至寶 華之剖面,為卑南溪中游典型之河谷橫剖面,今河道偏河谷之東側,顯示為縱谷大 斷層帶可能之位置。由於中央山脈河系集水區遠大於海岸山脈,故沖積扇十分發達, 由地形剖面可明顯發現其差異。 高台至梅山剖面則受縱谷大斷層帶晚更新世以來向西逆衝作用之影響,將河道 西側之沖積扇,隆起為背斜狀臺地,河寬因而縮減。此一現象亦在二層坪重演,可 視為鹿野高台早期發育之雛形,從 2003 年 12 月 10 日地震後、二層坪附近快速之地 殼變形觀之,原為卑南溪氾濫平原之二層坪,有發展為高台之趨勢。

圖 3-14:鹿野鄉卑南溪流域河谷橫剖面地形圖

(2)鹿寮溪

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第一篇 地理篇

鹿寮溪自舊武陵橋進入本鄉,約 6.7 公里即注入卑南溪,故屬下游至河口段。此 段流域之橫剖面有兩大特徵,首先,在舊武陵橋附近(如圖 3-15、A),因溪流兩側 尚處於中央山脈東翼之山麓地帶,以巨觀之角度言之,實具槽狀谷之形貌,河谷南 側可能因曲流之不斷向北遷移及地盤之抬升,因而發育成「武陵河階」,河谷北側 則受曲流之侵蝕而形成陡崖。目前河道位於武陵河階之河階崖與中央山脈山麓陡崖 之間,河寬不及 30 公尺,近觀其谷底橫剖面,頗具峽谷形貌。 及至河口附近之永昌、新良剖面(圖 3-15、B),河口寬達 2 公里,南側為低緩 之河階崖,北側為沖積扇隆起所形成之小崖,呈現碟狀谷之形貌。唯河道受堤防之 壓縮,鹿寮大橋附近河寬僅 150 公尺,河口河寬亦僅約 520 公尺。

圖 3-15:鹿野鄉鹿寮溪流域河谷橫剖面地形圖

(3)鹿野溪 鹿野溪雖不屬於本鄉之行政管轄範圍,但其河流作用影響本鄉之龍田村、鹿野 村和平及四維聚落甚鉅,故加以敘之。 鹿野溪自舊鹿鳴橋以東進入本鄉之南端,如圖 3-16A,因仍界於中央山脈東翼山 麓之間,兩側均為堅硬之變質岩,河寬不及 50 公尺,以谷底剖面觀之仍具峽谷形貌。 111


鹿野鄉志

雖然北側變質岩之上為鹿野河階之高位河階,顯示全新世早至中期之河寬曾超過 1 公里,但因地盤上升快速,現今之河階崖已高達 50 公尺以上,河流作用僅侷限於目 前之河道,且已下切至較老之地層,故呈現二重之「疊置谷(superposed valley)」 形貌(Brain J. S., Stephen C. P.,1992)。 及至河口附近之和平橋剖面(圖 3-16、B),嘉豐及鹿野兩側河階以內之氾濫平 原,可寬達 1 公里,具碟狀谷之形貌,唯河道受堤防之壓縮,寬僅 450 公尺,至河 口附近之鐵路橋,河道寬尚不及 400 公尺。

圖 3-16:鹿野鄉鹿野溪流域河谷橫剖面地形圖

(4)濁水溪 本鄉之濁水溪、木坑溪、木坑南溪屬海岸山脈系,且均注入卑南溪,因集水區 面積遠小於中央山脈之水系,故河谷橫剖面之形貌亦明顯不同,最大之差異在下游 之河口段,因不若中央山脈有龐大之沈積物以發展廣大之沖積扇,故無盆狀谷或碟 狀谷之形貌。

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第一篇 地理篇

濁水溪流域全長不及 6 公里,為本鄉與關山鎮之界溪,上游之北方支流屬關山 鎮,南方支流則屬本鄉,其間之分水嶺乃成為行政區域之界線。若自兩支流會合處 以下之河段取上游(侵蝕段)、中游(搬運段)、下游(沈積段)三處橫剖面觀之 (如圖 3-17),雖然全域屬岩性鬆軟之大港口層及利吉混同層,但上游因侵蝕作用 旺盛,仍呈現峽谷形貌,中、下游因河谷加寬,則呈現槽狀谷之形貌。 (5)木坑溪 木坑溪為本鄉海岸山脈最長之溪流,全長約 6.5 公里,其流域岩性與濁水溪相 若,但全域受到強烈之逆衝、剪切等構造作用,故形貌亦不盡相同。如圖 3-18,上 游為峽谷形貌,中游為槽狀谷形貌,下游則因構造隆起而呈疊置谷形貌。

圖 3-17:鹿野鄉濁水溪流域河谷橫剖面地形圖

圖 3-18:鹿野鄉木坑溪流域河谷橫剖面地形圖

(6)木坑南溪 木坑南溪為本鄉海岸山脈流域最短 之溪流,全長不及 3 公里,亦因構造作用

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鹿野鄉志

之強烈,上游為峽谷形貌,中游為槽狀谷形貌,下游則為疊置谷形貌(圖 3-19), 與木坑溪相若。

圖 3-19:鹿野鄉木坑南溪流域河谷橫剖面地形圖

1945 年以前,戴維斯氏(W. M. Davies.)倡導侵蝕輪迴說(Cycle of Erosion), 曾對河流的演化提出「幼年期(youth)」、「壯年期(maturity)」和「老年期(old age)」等三個階段。然而影響河流發育及演化的因素眾多,實際上的演變和戴氏假 設的理想化常態循環差距頗大,從幼年期到老年期的一個循環,常因某個因素的影 響而改變。例如:海水面因冰期的變化所產生的升降,或者板塊張裂及碰撞作用所 產生的地盤隆起、下沈,往往在壯年期或老年期的河谷中,出現幼年期的地形特徵, 此即所謂的「回春作用(Rejuvenation)」,谷中谷、回春階地等小地形,即因回春 作用而產生。因此,至今幾無學者採用侵蝕輪迴學說來描述地形的發生及演化,故 本文亦不再根據戴氏學說做進一步的討論。 河谷尚可依地質構造的影響而加以分類,例如:沿斷層發育的稱斷層谷(fault valley),沿背斜軸發育的稱背斜谷(anticlinal valley),沿向斜軸發育的稱向斜谷 (synclinal valley),沿節理發育的稱節理谷(joint valley)等(王鑫,1988)。卑南 溪沿縱谷大斷層帶向南流,故其河谷為斷層谷。鹿寮溪、鹿野溪因中央山脈之地質 調查尚未完備,無法判斷其類型。至於海岸山脈的濁水溪、木坑溪與木坑南溪,除

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第一篇 地理篇

木坑溪之中、上游明顯受斷層剪切帶之影響可視為斷層谷外,其它部分與地質構造 尚無確定之相關性。

二、河道 所謂河道(channel)即河水流經路徑的平面形態,此一形態受到岩性、地層層 態、地質構造、流水動能、水流類型及地球自轉效應的影響而有所不同。王鑫(1988) 引述 Morisawa(1985)在 Rivers 一書中之論述,將河道分為直流型、彎流型、曲流 型、網流型(辮狀流路)、交織型等 5 種(圖 3-20)。Brain J. S.& Stephen C. P.(1992) 則在其「地球動力學(The Dynamic Earth an introduction to physical geology.)」的著 述中,將河道分為直流(straight channels) 、曲流(meandering channels)與辮流(braided channels)三大類(圖 3-21)。

圖 3-20:Morisawa 河道類型圖(改繪自 王鑫,1988)

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鹿野鄉志

圖 3-21:Brian 河道類型圖(改繪自 Brian J. S., Stephen C. P.,1992)

一般而言,河流的上游因為下蝕及溯源侵蝕旺盛,常受岩性、地層層態、地質 構造等因素的影響而呈現直流型或彎流型。中、下游因河道漸寬、坡降漸緩,且河 床逐漸充填較厚的沈積物,地球自轉效應及橫向的環狀水流,遂使河道發展為曲流 和辮流。至大型河川的出海口附近,因大量沈積物營造了沖積平原或三角洲,地勢 極為平坦,河道乃發展為網流型或交織型。 流水的基本特徵可分為「層流」、「環流(渦流)」和「紊流」等三種形式, 「層流」是水中質點平行於水平面保持恆定速率和方向的流動,天然的河道中,只 有在極緩的水域中會短時間的出現,對河道的變動幾無影響。「環流」是水中質點 與河床的摩擦效應及地球自轉所產生的螺旋狀運動,為河川中最常出現的流水形 式,對中、下游河道的改變影響最大。「紊流」則是水中質點不規則的運動,且不 斷的改變速率和方向,這種流水形式僅出現於起伏甚大又不規則的河床,如「急瀨」 便是,因此對河道變遷的影響亦甚小。

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第一篇 地理篇

曲流和辮流的發生及演變,與環流的形式有極密切的關係。如圖 3-22,A 為環 流向底部輻散,遂產生向下侵蝕的現象而營造成河床底部的深槽(pool)和河床兩側 的水下灘(submerged bar)。B 為環流向底部匯流,水流因在河床兩側摩擦侵蝕,遂 在河床底部碰撞沈積而孕育成心灘(或稱河中洲 Island),此即辮流發生的動力機制。 C 為不對稱的邊灘在直流河或彎流河形成後,邊灘附近略似三角形的河道橫剖面, 使水流變成三角形的單向環流,於是邊灘因摩擦作用而不斷沈積,河道外側因離心 力而不斷的侵蝕外移,終至發展為曲流型的河道。D 為寬闊的河道所出現的複合環 流,網流型和交織型河道即因此而發生。

圖 3-22:橫向環流類型示意圖(改繪自 楊景春,1990)

本鄉因不臨海,無大型沖積平原或三角洲發育,故無網流型及交織型的河道發 生。如圖 3-23,流經本鄉的河川,其河道類型如下: 117


鹿野鄉志 (一)直流型及彎流型 本鄉之濁水溪、木坑溪、木坑南溪,因全域在海岸山脈境內,且大致發源於不 甚堅實之大港口層,流經鬆軟之利吉混同層,坡降較大而下蝕強烈,故上游及中游 為直流型及彎流型,下游因側蝕增強,則均屬彎流型。 鹿寮溪流經本鄉之河段為下游至河口段,原屬辮流型,近年來因上游截水嚴重 致使水量銳減,中、下游又受築堤、採砂及再截水等人為干擾,辮流已不復存在而 呈現直流或彎流之形態。 (二)辮流型 卑南溪流經本鄉之河段已近中游下段,河道寬闊,除每年梅雨期或颱風逼近時 有豪雨發生外,平日水流不豐,氾濫平原浮現,故河道乃呈現辮流型,甚至亦出現 較複雜之小規模網流,以寶華大橋附近最為明顯。 鹿野溪流經本鄉南側之河段屬下游至河口段,且受鹿鳴溪注入之影響,河道亦 呈現辮流之形態。唯近年來人為截水日益龐大,若遇枯水期或聖嬰現象之乾旱季節, 不但辮流消失,平日河道甚且有斷流之虞。

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第一篇 地理篇

圖 3-23:鹿野鄉河流小地形分布圖

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鹿野鄉志

(三)曲流型 以本鄉河川之規模,原不具曲流發生的條件,但木坑溪上游、中游及河口,因 地質構造之因素而發生極為特殊之曲流;卑南溪后湖南側,亦因晚近快速之構造隆 起,出露之大港口層阻滯河水之侵蝕作用而發生曲流,今一一敘述如下: 1.木坑溪上游之曲流(圖 3-23、a 框所示) 木坑溪上游出現 S 形之曲流,完全受地層層態、共軛逆衝斷層及寬廣之剪切帶 所控制。如圖 3-24,曲流發生前,河道沿大港口層走向東北之態勢順流而下,突然 受阻於一群快速抬升之共軛斷層 a 及 b(照片 3-01),共軛斷層 a 為高角度向西北抬 升之逆衝(thrust)斷層(斷層擦痕如照片 3-02),共軛斷層 b 則為高角度向西南抬 升之背衝(back thrust)斷層(照片 3-03、3-04),當水流之侵蝕速率小於斷層之抬 升速率時,河道不得不急轉彎再順地層走向而下,於是形成了曲流之上段。行約百 餘公尺又遇見大規模之剪切帶,大港口層被強烈剪碎(照片 3-05),河道遂沿破碎 帶轉彎,向南轉西南而下,乃形成曲流之下段。因此,若無共軛逆衝斷層及大規模 剪切帶之出現,木坑溪上游不太可能有 S 形之曲流發生。

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第一篇 地理篇

圖 3-24:木坑溪上游曲流發生與地質構造關係圖

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鹿野鄉志

2.木坑溪中游之曲流(圖 3-23、b 框所示) 木坑溪自上游曲流之末端起至木溪橋附近,皆沿大規模之剪切帶順勢而下。及 至木溪橋下游約 500 公尺處,如圖 3-25a 框所示,走向北北東、高角度向西北傾斜之 大港口層(照片 3-06),阻滯溪水之前進,溪水因而如圖中淺藍色虛線所示沿層位 南流,約 200 公尺,再遇見北北西走向之左移及逆衝剪切帶,圖中 b 框位置有其最 佳之露頭(照片 3-07,3-08)。

圖 3-25:木坑溪中游曲流發生與地質構造關係圖

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第一篇 地理篇

受此剪切帶之牽引,溪水漸漸向北迴轉至圖之 c 框處,始回復原來之流向,並 留下寬約 10 公尺之河槽(照片 3-09)。此一淺藍色虛線所示之舊河道,即為早期發 育之曲流,其後因剪切帶不斷的受溪水之侵蝕,曲流之上段遂漸漸北移;而曲流之 下段,則因流水離心力持續之向外側侵蝕,河道亦漸漸北移。從淺藍色虛線右岸(北 側)所遺留之平坦階地,可指示曲流河道遷徙至今之過程,預測未來曲流上段仍將 繼續向北移動。

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鹿野鄉志

3.木坑溪口之曲流(圖 3-23、C 框所示) 木坑溪河口段,過去並無急轉折之曲流出現,而是直流注入卑南溪,如圖 3-26 棕色所示之第四紀沖積層可為明證。然則曾經為河口之河床,今已隆起為高達河面 40 公尺以上之陡崖,此一現象肇因於一群快速抬升之共軛逆衝斷層(圖 3-26,a 及 b 所示)。 斷層 a 本身即為一組共軛斷層(照片 3-10),由向北逆衝及向南背衝之兩個斷 層組成(斷層擦痕如照片 3-11,3-12),可能因背衝斷層發育較慢,而使原來的河 床堆積物呈現不等高的第一階及第二階,且不整合於利吉混同層之上,細觀露頭附 近,尚有許多相似之小型共軛斷層。 斷層 b 則為向南抬升之背衝斷層,其發育時期更晚,因此形成最低的第三階(照 片 3-13)。整個共軛逆斷層群之西側,如圖紅線所示又受左移剪切帶的剪移作用(照 片 3-14,3-15)而呈現筆直的線崖。綜合這些地質上的證據,木坑溪已流至河口仍 發生急轉折的曲流,此悖於常態之現象,實因構造隆起之故。

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第一篇 地理篇

圖 3-26:木坑溪口曲流發生與地質構造關係圖

4.卑南溪后湖南方之曲流(圖 3-23、D 框所示) 本縣曲流最發達的溪流,首推東河鄉之馬武窟溪。卑南溪中、下游河段之河床 雖較馬武窟溪更為寬闊,但因流經縱谷大斷層帶,構造運動頻繁,流域右岸(西側) 快速抬升之沖積扇及構造臺地,阻礙自由曲流之發育,故反而無曲流小地形之出現。 唯在本鄉瑞隆村后湖聚落之南方,卑南溪河道竟發生約 110 度轉彎之情況,此一曲 流之出現,實與二層坪區域構造隆起有關。 如圖 3-27,在后湖及石錦兩處階地未隆起之前,如淺藍色虛線所示之邊界,應 為卑南溪之河道,屬彎流型。當后湖、石錦地區快速隆起,下伏較堅硬之大港口層 出露(照片 3-16),阻擋溪水較早之流路,故迫使溪水向西迴轉而發生曲流。倘無 二層坪、后湖、石錦地區持續的構造隆起,此曲流將不致形成。

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鹿野鄉志

圖 3-27:卑南溪后湖南方曲流與地層關係圖

根據王驌(1985)之曲流公式,本鄉溪流四處曲流之性質如表 3-1: 表 3-1:鹿野鄉木坑溪及卑南溪四處曲流性質表 編號

a

木坑溪上游

曲流半徑(γ)

河道長()

波 長 ( λ )

曲 率 ( Ρ )

560m

210m

2.66

540m

350m

1.54

440m

120m

3.66

1310m

720m

1.82

(上段)25m

(下段)60m b

木坑溪中游

(上段)45m (下段)60m

c

木坑溪口

(上段)30m (下段)30m

d 說

卑南溪后湖南方

320m

明:1.河道長為曲流起點至終點之河道中線總長。 2.波長為一段曲流兩個波峰(或波谷)之間的直線距離。 3.曲率即曲流彎曲之程度,以右式求得:Ρ=/λ。一般而言,曲率達 1.5 以上者始能稱 為曲流。

三、氾濫平原 流量變動較大之河川,河水常在洪水期越過河道漫流至廣大之區域,枯水期則 僅在河道之中流動,因此,凡在洪水期被河水氾濫淹沒之地區,稱之為「氾濫平原」 126


第一篇 地理篇

(floodplain)。由於氾濫平原鄰近水源,為農作或水禽養殖的良好地點,故常有逐 段向河心築堤阻絕洪水,以取得土地加以利用之情事,倘洪峰來臨,往往潰堤而發 生災難。由此可知氾濫平原必有其洪泛發生之物理機制,非人類所能掌控。 氾濫平原的形成與環狀水流及洪、枯水期的流量變化有直接關係。如圖 3-20 至 3-22 所示,由於各式環流作用的增強,河道中逐漸由水下灘增厚為中心位置的心灘 及兩側的邊灘,是為氾濫平原的雛形。若洪、枯水期不斷的交替,河道因側蝕而不 斷的擴張,心灘及邊灘就會不斷的擴大而成為氾濫平原。 洪水期,氾濫平原上之水流流速遠較河道中之流速為小,故上覆之沈積物粒徑 較小,以細砂和細泥為主,稱為「氾濫平原沈積物」。下層河道中之水流較強,故 僅能使粒徑較大之粗砂及礫石沈積,而且有向下越粗之現象,稱為「河道沈積物」。 這兩種沈積物構成了氾濫平原的沈積相。 氾濫平原的發育,受洪水水位的高低及攜帶沈積物的多寡所控制;換言之,即 受降水強度及流域地層之岩性所操縱。流域上游之侵蝕區若為堅硬之岩盤,即使有 高強度之降水,氾濫平原之發育仍將遲滯緩慢;反之若為鬆軟之岩層,則氾濫平原 之發育將十分快速。 如圖 3-22,本鄉之氾濫平原主要分布於卑南溪及鹿寮溪流域,但因河堤之壓縮, 其實際面積遠小於圖上之區域。和平社區東北方之卑南溪心灘,已長年未再受洪水

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鹿野鄉志

淹沒,大型先驅植物盤據其上,是否將成為河中島仍有待觀察。其他區域之氾濫平 原,僅甜根子草等中小型溪埔植物散生其間,顯示洪水之擾動仍然存在。

四、沖積扇 河川流至與主流交會處,或開闊之山麓及平坦地區,由於坡度變緩、流路分散、 流速趨緩,搬運能力降低,沈積作用亦隨之發生,遂形成以谷口為頂點向下游展開 之扇狀地形,稱之為「沖積扇」(alluvial fans)。 沖積扇之構造,依其特徵可分為輻散圓心之「扇頂(apex of the fan)」、輻散 兩邊之「扇側(side of the fan)」及輻散底緣之「扇端(toe of the fan)」;亦可依 高程之變化分為「扇頂部(head part of the fan)」、「扇央部(middle part of the fan)」 和「扇端部(apron part of the fan)」(張瑞津等,1994)。其沈積物之性質,自扇 面觀之,其粒度由扇頂部向扇端部逐漸變細;自扇體縱剖面觀之,其粒度由扇端之 泥或細砂向扇頂上部逐漸變粗為礫石,且沖積扇之剖面常見礫石層夾砂質透鏡體或 砂層中夾礫石透鏡體。由此可知,沖積扇上部為孔隙較大之礫石,滲水性頗佳;底 部為孔隙較小之細砂或泥,滲水性漸弱,故可匯集豐富之地下水系,甚且在扇端附 近以湧泉溢出,池上鄉之大坡池即有此現象,人類聚落常出現於沖積扇邊緣,此為 重要的原因之一。 林朝棨(1957)首先對縱谷的地形加以描述,如圖 3-28,其所繪製縱谷的地形 圖(本文摘錄其南段部分),在本鄉境內的沖積扇有加拿典溪沖積扇和鹿寮沖積扇,

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第一篇 地理篇

河階有新良河階和鹿野河階。新良河階實為二層坪臺地,源於構造作用而隆起之兩 段不等量上升臺地,並非河階,本文將不在河流地形中討論。加拿典溪沖積扇當時 的紀錄僅有扇頂高度約 400 公尺一項,鹿寮溪沖積扇亦簡單說明為:扇徑 5800 公尺, 扇頂高 280 公尺,扇端高 140 公尺,比高 140 公尺。

圖 3-28:花東縱谷(南段)及海岸山脈東麓之沖積扇與河階分布圖(林朝棨,1957)

其後,張瑞津等(1994)對花東縱谷之沖積扇進行地形學研究,共分為花蓮溪、 秀姑巒溪及卑南溪三大系統,在本鄉轄區內者有「加鹿溪扇」、「加拿典溪扇」、 「鹿寮溪扇」及「加拿水溪扇」,屬卑南溪系統(圖 3-29)。事實上,加鹿溪(加 樂溪)扇與加拿典溪(加典溪)扇雖各自源於不同的溪流,但兩溪流之扇頂極為接 近,自扇頂部以下則完全重疊,難以區分其界限,故本文將其合併為「加樂溪、加 拿典溪聯合沖積扇」(圖 3-22,1)。而瑞豐村景豐、新豐聚落之西側,各有一小規

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鹿野鄉志

模之沖積扇,其扇端部接合,並與「加樂溪、加拿典溪聯合沖積扇」和「鹿寮溪沖 積扇」接觸,本文稱之為「景豐、新豐小沖積扇」(圖 3-22,2)

圖 3-29:臺東縣縱谷沖積扇分布圖(取自 張瑞津等,1994)

張瑞津等(1994)亦計測花東縱谷各沖積扇之特徵,茲摘錄本鄉轄區之部分如 表 3-2。 表 3-2:鹿野鄉沖積扇特徵計測值(取自 張瑞津等,1994) 面

扇 扇面 平

央 高度 均 角 (m) 坡

km2

km

km

值 深 (m) 度 (m)

加 鹿 溪 扇

2.5

5.0 2.8

47.3

235

20.2 26.9

1.3

2.7

2.3

1.2

0.7

2

0.50 0.60

6

A

加 典 溪 扇

5.3 11.1 4.4

58.5

285

19.8 60.8

3.1

7.4 44.4

1.3

0.5

1

0.38 0.52

6

A

鹿 寮 溪 扇 19.6

8.7 5.9

65.0

210

18.4 28.0

1.5

27.0 19.1

1.7

0.5

3

0.55 0.62

6

A

加拿水溪扇

7.1 4.9

52.8

270

26.7 67.3

1.8

10.2 18.0

1.2

1.0

2

0.40 0.55

6

A

4.5

明:1.流幅係指最大弧長。 2.扇央角度為各等高線邊線點與頂點夾角角度之平均值。 130


第一篇 地理篇

3.扇面高度為扇頂與扇端高度的平均。 4.平均坡度(0/00)為扇頂與扇端高度差值除以縱長。 5.扇頂坡度(0/00)為扇頂部分之頂點與最低等高線間高度差值除以扇頂縱長。 6.坡度比為扇頂坡度除以平均坡度之值。 7.河川下切深度為扇頂、扇央、扇端三點下切深度之平均值。此可顯示河道之特性是侵蝕抑 或埋積。 8.下切差值為扇頂與扇端下切深度差值,可反應河道與扇面之關係。 9.切割度為等高線長度除以弧長之和,其值愈大者反應水流開析旺盛。 10.偏倚度為弧與河道間交點與等高線中點間之距離的兩倍,除以弧長之和;值愈大者河道偏 離扇中線愈遠。 11.平均最大粒徑為 10 個最大礫石直徑之平均值,再依 Wentworth(1992)之 Grade Scale 畫分 等級,1 為小礫,2 為大礫,3 為巨礫。 12.圖度為礫石邊與角之銳利程度,依 Pettijohn(1957)之分類:0-0.15 為稜角狀,0.15-0.25 為 半稜角狀,0.25-0.40 為半圓狀,0.40-0.60 為圓狀,0.60-1.00 為極圓狀。(根據 陳汝勤、 莊文星,1992) 13.球度為礫石之形狀,Wadell(1932)最早的定義是礫石之表面積除以同體積圓球表面積之 值,但實際上難以測得。Zingg(1935)以中間截距(b)與最大截距(a)之比值(b/a)為 Y 軸,最 小截距(c)與中間截距(b)比值(c/b)為 X 軸作關係圖:X-Y 軸連曲線小於 0.3 者,大部分屬 扁平形,小部分為棍棒形。X-Y 軸連曲線介於 0.3-0.5 之間者,約 1/2 為扁平形,1/4 為扁 長形,另 1/4 為棍棒形。X-Y 軸連曲線介於 0.5-0.7 之間者,扁長形約占 4/10,棍棒形約 占 3/10,扁平形約占 2/10,球形約占 1/10。X-Y 軸連曲線介於 0.7-0.9 之間者,約 5/10 為 球形,4/10 為扁長形,1/10 為棍棒形。X-Y 軸連曲線介於 0.9-1.0 之間者,全部為球形。 (根據 陳汝勤、莊文星,1992) 14.淘選度為沈積物顆粒大小分布之情形,若大小極為接近為淘選度佳,若大小差異頗大則淘 選度差。Folk and Ward(1957)依據統計學標準偏差的值將淘選度分為七級:<0.35 者為 淘選極佳,0.35-0.50 者為淘選良好,0.50-0.71 者為淘選尚可,0.71-1.00 者為為淘選中等, 1.00-2.00 者為淘選不良,2.00-4.00>4.00 者為淘選極差。(根據 陳汝勤、莊文星,1992) 15.下切類型分為五種:A 為扇頂下切深度大於扇端,B 為扇頂下切深度小於扇端,C 扇頂下 切深度與扇端大約一致,D 為扇頂下切、扇端埋積,E 為扇頂埋積、扇端下切。

五、河階 在河岸兩側出現的階狀地形稱為河階(terraces),河階的形貌可簡單分為河階 面和河階崖兩部分。河階的成因很多,地盤持續或間歇性的上升,導至河水下切, 可形成構造階地。氣候的變遷,乾旱時期,河水流量少、地面植被少、坡面侵蝕強, 131


鹿野鄉志

河流堆積作用盛行而加積;至氣候濕潤時期,河水流量增加,侵蝕作用盛行而下切, 遂形成氣候階地。冰期出現時,寒凍風化作用盛行,河流的中、上游發生堆積階地, 下游則因海水面下降而發生侵蝕階地;至冰期結束之間冰期,河水流量增加,中、 上游因下切旺盛而形成侵蝕階地,下游卻因堆積作用而形成埋藏階地,行為完全相 反,是為冰期階地。在短期的季節變化中,河水的流量若因洪峰而暴增,可搬運巨 厚物質至中、下游堆積,至洪峰結束水位下降亦能形成階地,是為洪峰階地。河川 發生襲奪,在襲奪處附近因跌水作用而下切旺盛,可形成所謂的襲奪階地。(根據 王 鑫,1988;楊景春,1990) 臺灣地區的河川兩岸,受到晚更新世以來的冰期變遷、侵蝕基準面的升降,以 及自上新世晚期以來的構造運動(菲律賓海板塊向西北與歐亞板塊東南緣的碰撞及 斜聚合運動),地殼不斷的間歇性隆起,階地十分發達,甚至可高達七階。本縣東 河鄉的馬武窟溪流域,為河階最發達的區域。本鄉的河階小地形,主要出露在卑南 溪、鹿寮溪及鹿野溪河岸;木坑溪及木坑南溪下游河岸,雖有小規模的階地發育, 但因河道仍在變遷之中,階地尚未穩定。 雖然林朝棨(1957)首先提出本鄉境內河階之報導(如圖 3-28),但直至張瑞 津等(1992)才對縱谷南段的河階進行地形學之研究,並將本區分為高位的紅土階 地(LT)和低位的非紅土階地(FT)兩大類(圖 3-30)。但張瑞津等(1992)所提 出之階地,部分為沖積扇隆起之結果,且又在其後來之研究中(張瑞津等,1994)

132


第一篇 地理篇

列為沖積扇已如前項所述。沖積扇抬升為階地固為事實,但與氾濫平原抬升之階地 其原始地形顯然不同,故本文乃將沖積扇抬升之階地不列入河階小地形,而以氾濫 平原抬升之階地為對象,綜合張瑞津等(1992)之研究敘述於後。 卑南溪流經本鄉之流域,僅在后湖、石錦地區,形成小規模之低位河階。張瑞 津等(1992)在圖 3-30 所示卑南溪瑞和村附近右岸之河階,本文認為它仍屬加樂溪、 加典溪聯合沖積扇及鹿寮溪沖積扇之扇端,無證據顯示其為河階;另張氏認為寶華 地區之 FT3 河階,本文亦認為其幾無河階崖,仍屬氾濫平原,僅受河堤保護而較為 安定。故本鄉出露之主要河階,僅鹿寮溪河階及鹿野河階兩處。 (一)鹿寮溪河階 張瑞津等(1992)認為鹿寮溪在舊武陵橋附近及其下游,南(右)、北(左) 兩岸均有河階發育。北岸有 FT1、FT2、FT3 三階,FT1 以 10-20 公尺之階崖與 FT2 及鹿寮溪河床接觸;FT2 階面甚小,以 10 公尺階崖與 FT3 接觸;最低位的 FT3,臨 河岸建有堤防,階崖高僅 2 公尺,明德山莊(武陵外役監獄)位於其上。 南岸亦有 FT1、FT2、FT3 三階,FT1 屬延平鄉武陵村,階面高約 280 公尺,階 崖高 7 公尺;FT2 階面亦甚小,階面高 275-245 公尺,階崖高 6 公尺,屬本鄉管轄; FT3 階面較廣,高 245-190 公尺,以 2-3 公尺高之階崖臨鹿寮溪。三階均各有副階, 且階崖甚小,張瑞津等(1992)認為可能為河流自律作用(self-regulation)所成。南、 北岸之河階階序如圖 3-31,河階橫剖面如圖 3-32。

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鹿野鄉志

圖 3-30:鹿寮溪與鹿野溪河階分布圖(取自 張瑞津等,1992)

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第一篇 地理篇

圖 3-31:鹿寮溪河階階序圖(取自 張瑞津等,1992)

圖 3-32:鹿寮溪河階橫剖面圖(取自 張瑞津等,1992)

本文認為鹿寮溪北岸河階之 FT1、FT2,其原始地形暨屬沖積扇,且張氏後來的 研究亦列為沖積扇(如圖 3-29),故不宜在河階地形中重複出現,因此本文將此 FT1、 FT2 仍歸屬沖積扇,北岸僅有 FT3(如圖 3-22、A 所示)。圖 3-30 所示南岸之東南 部分,亦與加拿水溪之沖積扇重疊(見圖 3-29),本文亦不將其列為河階而歸屬於 加拿水溪沖積扇(如圖 3-22、4 所示)。

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鹿野鄉志

張瑞津等(1992)認為南岸各階面之副階,可能為河流自律作用所成,自律作 用係交代性的名詞,事實上,控制河階發育之因素已如前述,臺灣東部因地盤上升 快速,加以每年侵臺之颱風豪雨,會週期性暴發大規模土石流填塞河床,此構造與 天氣因素之交互作用,極可能為張瑞津等(1992)所言副階發生之原因。亦即劇烈 天氣變化的大規模土石流可產生較厚之氾濫平原,俟後河川的側蝕及地殼之上升, 若逐漸形成穩定的階面,迨下次的土石流,就會形成較低的氾濫平原,此低位氾濫 平原可能為後來的側蝕作用全部蝕去,也可能殘餘部分形成所謂的低位河階。本文 認為每一個階地的形成,均有其特定之條件,代表特定之事件及意義,不能以其規 模的大小或階崖的高低,而有所謂的主、副階之分。因此,臺灣東部之河階,仍有 必要從第四紀構造運動、全新世之氣候變遷、沈積學及河階定年的研究,以重新解 釋河階之發生及演化過程。 (二)鹿野河階 鹿野河階最早為林朝棨(1957)所報導(圖 3-33)。林氏指出北絲鬮溪(今鹿 野溪)以老吧溪(今鹿鳴溪)為界,西為北絲鬮河階(今桃源村西北方之高位沖積 扇階地,原為松風溪沖積扇),東為鹿野河階。鹿野階地被鹿鳴溪所切割,此階地 分上、下兩段。上段階面東西 4 公里,南北 1.5-2.0 公里,高度 170-220 公尺(大部 分 200 公尺),階面大致平坦,唯中央部分有淺窪地,窪地西側逐漸移化為平坦階 面,此窪地並非侵蝕谷之遺跡,似因地盤之撓曲運動(warping)所形成。其撓曲運 動與由鹿野階地西緣之馬背溪谷,經過鹿野溪與南方首洗谷之一條斷層線有關(即 136


第一篇 地理篇

鹿野斷層) 。鹿野階地下段以 30-40 公尺之階崖與上段階面相接,其南側向東西伸長, 於和平(擺仔擺)擴大其階面,此階面與鹿野溪河床呈 30 公尺高之階崖。鹿野階地 之上下兩段均為砂礫階地,膠結甚鬆,階崖面無基盤岩層露出(實際上,在鹿鳴吊 橋下有板岩系地層出露)。

圖 3-33:林朝棨(1957)繪製之鹿野河階示意圖 說

明:此示意圖係自鸞山地區向西南望之寫景圖,右方為北,左方為南。左側中下方略為傾斜之 地形為卑南山向斜之西翼,鹿野溪在其下方與卑南溪交會。圖之下方為卑南溪,圖之中左 最高地形面為鹿野高台,低位之廣大地形面為鹿野河階臨卑南溪之部分,鹿野河階臨鹿野 溪之部分,未顯示在本圖中。林氏原圖說明之圖下方為鹿野溪,實為誤植。

張瑞津等(1992)指出鹿野河階可分為三階(階序如圖 3-34,橫剖面如圖 3-35), 其中以 FT1 最廣,面長 6.5 公里,寬 1 公里餘,高度自 225 公尺向(東)下降至 166 公尺,坡降約 1/100,是鹿野河階的主體,其末端(東側)被卑南溪所切,以 30-35 公尺的陡崖接 FT2 階面。FT1 階面被鹿鳴溪切割為二,西為桃源村所在,東為龍田 村,其向南之階崖相當大,鹿野橋附近為 40 公尺,龍田附近 40-45 公尺,階崖皆露 出大礫至小礫之砂礫層,覆瓦方向為東。

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鹿野鄉志

FT2 階面高 160-120 公尺,可分為 a、b 兩面,兩面之間崖高約 5 公尺。和平社 區位於 a 面上,階崖可達 8.8 公尺;臺九線則通過 b 面,階崖為 5 公尺。張氏認為當 時河流呈網流狀,二面應為河中洲與河床之關係。 FT3 階面甚小,階崖也較低,僅 1-2 公尺,受到河流的侵蝕,大部分地區無 FT3, 而以 FT2 直接臨河,因此階崖較高,可達 10 公尺。

圖 3-34:鹿野溪河階階序圖(取自 張瑞津等,1992)

圖 3-35:鹿野溪河階橫剖面圖(取自 張瑞津等,1992)

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第一篇 地理篇

張瑞津等(1992)亦指出在 FT1 之高位階地,又可分為 a、b、c 三面,a 即前述 之龍田階面,但未指出 b、c 等較低階面之位置,僅稱此二階面窄狹,階崖又小,似 河川自律作用所成。 然則東 33 線終點往紫熹山莊之舊臺九線上,可在上坡路段之兩側發現不等高之 a、b、c 三個小階。如圖 3-36,a 階面積約 500 平方公尺,與 FT1(Ⅰ)崖高 5 公尺, 與 b 階崖高亦為 5 公尺,與 FT2(Ⅱ)則崖高 35 公尺。b 階面積最廣,近 900 平方 公尺,西北端以崖高 25 公尺臨鹿鳴溪,東南端以崖高 25 公尺臨 FT2,以崖高 10 公 尺臨 c 階。c 階面積最小,僅約 100 餘平方公尺,以階崖 10 公尺臨 FT2。由此觀之, 此區域之 FT1(Ⅰ)與 FT2(Ⅱ)之間,實為 4 階,與 FT2 共為 5 階,再與 FT3 併 計則共為 6 階,加上桃源村西北方隆起之松風溪沖積扇,可達 7 階。因此,在鹿野 溪下游河段,至少有七個事件構成此七個不等高的地形面,本縣霧鹿溪之霧鹿河階 與泰源盆地之美蘭河階,其階數亦高達 7 階,其間可能含有相同之因果關係,若以 河川自律作用言之,似過分簡單,有待日後的研究予以闡明。

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鹿野鄉志

圖 3-36:鹿野鄉東 33 線終點(鹿野橋附近)至紫熹山莊間河階分布圖

鍾惠玲等(2004)利用四十公尺數值地形分析及精密之地形測量,認為鹿野溪 形成至少有三到四個不同高度的河階。最高階(即最老的一河階)面積分佈最廣, 距離現今河床面之高差約 60-70 公尺(即張瑞津等,1992 所謂之 FT1)。精密地形 測量結果顯示河階中部為南北向之鹿野斷層所截切,形成階面不等高之斷層崖,崖 的東西兩側高差為 7-14 公尺,平均為 11.02 公尺,北側高差較小,而越往南側越大, 應和斷層崖隨後受水流的沈積侵蝕作用有關。 鍾惠玲等(2004)續指出中央研究院地球科學研究所於 2002 至 2003 年對鹿野 龍田地區做水準測量,其中跨越鹿野斷層崖的相對抬升速率為 7mm/yr,因此,鹿野 河階正快速的進行構造變形之中。 另外,鹿野河階在龍田地區光榮路以北,可見一東西走向之小崖及伴隨之淺窪, 類似小型之背斜構造,尤以鹿野斷層之下盤最為明顯,目前無證據顯示是否受構造 作用之影響,推測可能為河蝕之結果。 140


第一篇 地理篇

第四節 構造地貌 因褶皺(folding)、斷層(faulting)和橫移壓縮(transpression)等構造作用所 形成的地表形貌,稱之為構造地貌(tectonic landform)。 構造地貌依其發生之機制,可分為:構造線(lineament) 、構造崖(tectonic scarp) 、 構造窪(tectonic depression)、構造隆起(tectonic bulge)及水平斷錯地形(laterally offset)等五大類型。構造線係指地形上成因不明而尚待確認的線形。構造崖通常為 斷層作用產生的崖面,如斷層崖(fault scarp)、斷層小崖(fault scarplet)、三角切 面(triangular facets)等。構造窪係由斷層或皺褶作用所形成的凹陷,如地塹(graben) 、 斷層谷(fault valley)、斷層池(fault sag)、斷層鞍部(fault saddle)等。構造隆起 係由褶皺或斷層所引起,如地壘(horst)、壓力脊(pressure ridge)、斷塊脊(fault slice ridge)等。水平斷錯地形係由斷層的橫移作用產生,如斷錯河(offset stream)、 斷錯山腳(offset spur)、閉塞丘(shutter ridge)等。(石再添等,1982) 出露於本鄉的構造地貌,有構造隆起、構造崖及水平斷錯地形等三類,皆分布 於縱谷的板塊碰撞地區及海岸山脈構造單元內。事實上,本鄉位於活動構造之區域, 各地形單元,無不受構造作用之影響,今其依類型敘述如下:

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鹿野鄉志

一、構造隆起 本鄉因構造作用而隆起之地形單元首推「鹿野高台」,其次為「二層坪臺地」, 另外在鹿野斷層向南延伸之鹿野溪河床上,尚有因構造而隆起之氾濫平原。 (一)鹿野高台 鹿野高台位於本鄉永安村之南側,林朝棨(1957)首先提出其野外之觀察命名 為「高台階地」,並敘述其特徵為:「階面呈緩起伏面,南部最高點為 371.5 公尺, 向北及向東逐漸降低,而以 140 公尺高之崖面與鹿野階地之上段階面相接。本階地 由砂礫層而成,其西部之砂礫層呈北北東、南南西走向而向東傾斜 30 度,階面上之 表土為淡色之紅土,砂礫層之上部亦成輕微紅土化。此地形面似屬於紅土緩起伏面, 但其紅土化較低,亦可能屬於高位階面。」 林朝棨(1957)續指出:「高台階地被切割,形成無數段之階面,互相以數公 尺高之階崖相接,其表面均有紅色土壤,故屬於高位階面無疑。高台之南側並無此 種階面,但其北側與西側,高位階面甚為顯著,與鹿野上位階面之高度差甚小,甚 至有部分雙方界線之不明。」綜合林氏之觀點,認為鹿野高台為紅土化高位階地之 傾向較高,但亦呈現紅土緩起伏面,是否隱喻有構造成因未見明示。 張瑞津等(1992)稱鹿野高台為「高台階地」,但內文均為對此階地之構造描 述,如:「鹿寮溪與鹿野溪之間的高台,受到地殼變動的影響,斷層、撓曲兼具, 因此斷層崖、斷層谷、背斜隆起等之特徵明顯。」並引用楊貴三(1986)之研究,

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第一篇 地理篇

陳述高台區域內,鹿野斷層、永安斷層、高台斷層、馬海斷層之分布、特徵及相互 關係(如圖 3-30),並認為「最南端的階面,亦有斷落並且北傾現象(即現今飛行 傘和觀光特產中心之階面),其與北側階面形成 15 公尺之小崖」,另指出高台階地 「階面上之斷層東側附近,皆伴有輕微的背斜。」 鍾惠玲(2004)則在其研究區域之地形構造圖中(圖 3-37),認為鹿野高台係 受鹿野斷層向西逆衝之作用,所形成的背斜構造,背斜軸呈北北東走向,向南延伸 至鹿野河階,長約 3.5 公里。

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鹿野鄉志

圖 3-37:鹿野河階附近地形構造圖(取自 鍾惠玲等,2004)

本文認為鹿野高台在尚未形成之前,如圖 3-38,應為古加拿水溪自現今永康聚 落向東南所形成之沖積扇,受古呂宋島弧之最南段「成廣澳、都蘭火山弧」及呂宋 島弧之「成功、綠島火山弧」向西北之閉合作用,將此沖積扇拱起為背斜構造,並 形成鹿野活動斷層。鹿野高台隆起之後,古加拿水溪漸向北遷移其河道,形成現今

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第一篇 地理篇

之加拿水溪沖積扇,且加拿水溪沖積扇受此構造運動之影響亦逐漸抬升,鹿野活動 斷層也因此而向北延伸至上鹿寮。 永安村永安路 363 巷 28 號(龍安宮)旁小溪南側之崖面上(如圖 3-38 白點所示) , 有一似為背斜所隆起之構造剖面(照片 2-23),此背斜構造向北北東延伸至永安國 小西北方,總長約 4 公里。因此,本文認為鹿野高台為構造運動所形成之隆起,主 要地質構造為鹿野斷層及高台背斜。楊貴三(1986)所提出之斷層及背斜構造(如 圖 3-30),僅從地形之變化根據經驗法則判識而得,目前缺少進一步地質剖面之證 據予以支持。

圖 3-38:鹿野高台地質構造圖

(二)二層坪 二層坪最早在林朝棨(1957)的報導中稱之為「新良階地」,張瑞津等(1992) 亦稱為「新良階地」,並指出其「高度原為 165 公尺左右,受到斷層影響,形成向 西及西北傾動的斷塊。傾動的階面上有幾條平行的斷層,並有楔形窪地。斷層自西 145


鹿野鄉志

向東有新良、大埔尾、瑞隆、后湖及大埔尾南斷層等五條,前四者呈南北向平行, 後者介於新良及大埔尾斷層之間,呈東北、西南向(如圖 3-39)。新良斷層南北長 1.8 公里,東側隆起 15 公尺,向北減至 10 公尺。崖高由南段的 20 公尺向北減至 5 公尺。其與大埔尾南斷層所夾的階面向北傾斜,高度由 180 公尺降至 160 公尺。該 階面南段有大埔尾南斷層通過,呈東北、西南向,長約 300 公尺,東側相對下降 5 公尺。瑞隆斷層亦大致呈南北向,東側隆起 15 公尺,向北減至 10 公尺;其與大埔 尾斷層所夾的階面甚狹,且被東西向的楔形窪地所截斷。瑞隆斷層以東為一向西傾 動的大斜面,高度由 200 公尺降至 185 公尺,中段陷落 10 公尺,成一楔形窪地。階 面東南側有后湖斷層,東側下降約 5 公尺,成一直線崖,崖下階面向西傾斜。」 上述有關斷層之描述,係取自於楊貴三(1986)之研究,皆從經驗法則依地形 特徵判識而得,缺少進一步的地質或地球物理證據如地殼變形破裂、震測剖面等予 以支持,但南北向之新良斷層、大埔尾斷層、瑞隆斷層與西部麓山帶之斷層特徵極 為類似,可能由向西北之應力所產生的覆瓦狀斷層(imbricate faults)。

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第一篇 地理篇

圖 3-39:新良階地分布及變位示意圖(取自 張瑞津等,1992)

2003 年 12 月 10 日成功地震時,二層坪北側往后湖之產業道路南側護坡(如圖 3-40 白點所示) ,出現一向西北逆衝之同震破裂(照片 2-35) ,經法國安吉利爾(Jacques Angelier)教授、朱傚祖博士、李建成博士等人佈下監測網進行觀測,至 2004 年 11 月底發現仍在持續縮短變形之中。此同震破裂向北與寶華大橋下卑南溪東側河床之 大規模破裂相連,向南與鸞山大橋下卑南溪河床中央之破裂,亦有相關性,可能指 示縱谷主斷層(main fault)之位置(圖 3-40,a 所示)。二層坪西側隆起之小崖(圖 3-40,b 之點線所示),有可能為此縱谷主斷層之前緣斷層。圖 3-40 中之虛線 c,為 卑南溪東側海岸山脈利吉混同層與大港口層之接觸帶(照片 3-17),王源、陳文山 等(1993)認為是「永豐斷層」之一部分,顯示本區地質構造複雜。綜合上述之資 料,二層坪若為卑南溪之階地,不可能出現高位階地鄰近河岸而低位階地遠離河岸 之現象,因此,二層坪實為構造隆起之臺地,其主應力來自東邊之海岸山脈,應力

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鹿野鄉志

方向可能為西北西至西北,故形成坪頂等東側高位臺地向西北西傾斜,西側之低位 臺地略向東南東傾斜,成微背斜狀隆起。

圖 3-40:二層坪地質構造圖

(三)鹿野溪河床之構造隆起 鹿野溪流經鹿鳴橋之後,至鹿野斷層南方,如圖 3-37 紅點所示其河道突然變窄, 北側之氾濫平原及南側之河階亦突然變寬(照片 3-18),此為鹿野斷層持續向西逆 衝、隆起之結果,顯示鹿野斷層近期十分活躍。中央研究院地球科學研究所已在鹿 野溪兩岸佈下監測網,期能了解其變形模式及速率。

二、構造崖 本鄉之構造崖,皆因逆衝之斷層作用形成,規模最大者為東側鄉界之都巒山斷 層斷層崖,其次為鹿野斷層之斷層崖,二層坪高位臺地與低位臺地之間,則有小區 域之斷層小崖。

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第一篇 地理篇 (一)都巒山斷層斷層崖 本鄉境內之都巒山斷層斷層崖,自東北角鄉界起沿海岸山脈稜線西側向南延伸 至石錦東方止,長約 7 公里(圖 3-41),若從雷公火泥火山入口處向東南平視,斷 層崖景觀至為明顯(照片 2-40),崖面主要地層為大港口層,層面向東至東南傾斜, 多為側向坡。

圖 3-41:都巒山斷層斷層崖位置圖(淺藍色鋸齒線之東側)

(二)馬背、龍田之鹿野斷層斷層崖及斷層小崖 鹿野斷層在本鄉境內北起上鹿寮、南至鹿野溪,長約 5 公里。上鹿寮至永安段 之斷層構造,以低緩之背斜狀隆起為特徵。高台西側段之馬背地區則為斷層崖,崖 高可達 60 公尺。龍田地區段之斷層構造為斷層小崖,崖高由北向南漸增,約為 1 至 10 公尺,鹿野鄉農會推廣部附近最為明顯。

149


鹿野鄉志 (三)二層坪縱谷斷層小崖 二層坪為一構造隆起之臺地前已敘及,其東側高位臺地與西側低位臺地之間, 最近顯示可能為縱谷主斷層通過之處,構造特徵為斷層小崖,長約 1 公里。南段較 高約為 15 公尺,至北段僅高約 5 公尺。

三、水平斷錯地形 水平斷層地形,一般常出現在橫移的剪切帶,本鄉境內有此形貌者,僅木坑溪 口附近。木坑溪原為直流注入卑南溪,其小區域之地質變動,已在本章第三節之曲 流小地形中敘明,除因逆衝之共軛斷層群使溪口沈積物快速抬升阻擋溪水流路外, 走向 016 之左移剪切帶(圖 3-42、a 所示,圖中白點為左移剪切露頭位置),亦將抬 升之溪口沈積物水平錯動為直線崖,迫使溪水轉向南流繞過直線崖之南端後,再順 坡勢向西流入卑南溪。因此,木坑溪在溪口遂成為小規模水平斷錯之「斷錯河(offset stream)」。 水平之剪切帶一般均以共軛之形式成對出現,木坑南溪溪口南方亦有一利吉混 同層之直線崖(圖 3-42、b)(照片 3-19),可與木坑溪口之直線崖連接為左移剪切 帶(圖 3-42 之紅色實線所示),若此必有一右移之剪切帶與之對應。檢視週遭,木 坑南溪實有可能由此右移剪切帶所引導(圖 3-42 紅色虛線所示),其主應力方向如 圖 3-42 之白色大箭頭所示,約為南南東至北北西方向,與「成廣澳、都蘭火山弧」 之閉合方向接近,故木坑溪口之地質構造,較有可能為此閉合應力所產生之應變。

150


第一篇 地理篇

圖 3-42:木坑溪口地質構造圖

第五節 雨蝕地貌 雨水降落可以破壞鬆軟的地表,這種現象叫做「雨蝕作用(rain erosion)」。雨 水進行侵蝕時,有「撞擊(bumping)」、「腐蝕(cirosion)」、「溶解(solution)」、 「淋蝕(leaching)」、「沖洗(washing)」等五種方式。撞擊是雨點直接打在地表, 可衝擊土壤帶走細沙及泥土。腐蝕是酸性的雨水可侵蝕石灰岩地貌,形成石灰岩小 地形。溶解是滲入地表內的雨水,可溶解其間之鹽類及鹼類而將之搬離現地,漸漸 形成空隙。淋蝕是雨水滲入土內,把表土中微細之顆粒及可溶解之物質運至底土層 沈澱,使土壤漸趨貧脊及砂礫化。沖洗是大量的降雨在地表流動(即所謂的逕流), 藉其動能強烈沖擊地表,可對地表產生最大的破壞。(根據 鄒豹君,1990) 在雨水侵蝕的五種方式中,以沖洗的效應最具威力,而沖洗依地形面之不同, 又有「片洗(sheet-wash)」及「溝洗(gully-wash)」的區別。平緩的坡面受到薄

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鹿野鄉志

層雨水「片流(sheet flow)」的作用稱為片洗,亦稱為「坡洗(slope-wash)」,通 常陡坡不易出現坡洗。雨水若沿崎嶇的地表向下流動,自然會向凹陷之處集中,形 成紋溝、小溝乃至大溝,在溝底產生較大的侵蝕,是為溝洗。片洗與溝洗只是階段 之不同,片洗為初始階段,而溝洗則為雨水侵蝕最後的階段。(根據 鄒豹君,1990) 雨蝕作用所形成的小地形,只有侵蝕類而無沈積類,依其發生之過程,可分為 紋溝、小溝、大溝、惡地、土柱等五種(鄒豹君,1990)。紋溝是指地表最細微的 紋流刻蝕的結果,如漸深、漸寬、相互兼併,即成為小溝。小溝持續加深、加寬、 加長,便能形成大溝。泥質的地層因粒徑小、孔隙小,雨水難以滲透,植群也難以 著生其上,故受長期之雨水沖洗,便形成陡峭的雨蝕溝、雨蝕谷,連線不絕,不但 寸步難行,也幾乎寸草不生,故稱之為惡地(bed land)。若泥質地層含有大小不一 的岩塊,當其受雨蝕露出地表後,因較能抵抗侵蝕作用而延緩其底部之侵蝕,常形 成錐狀或指狀之外貌,稱之為土柱(earth pillars)。 本鄉的雨蝕地貌,主要分布於木坑溪及木坑南溪流域,寶華至后湖間的卑南溪 流域兩岸,亦有小規模的出露。由於這些區域多為利吉混同層,長期雨蝕的結果均 已呈現惡地景觀(照片 3-20)。雷公火泥火山是本鄉觀察雨蝕作用最佳的野外教室, 由片洗至沖洗所形成的紋溝、小溝、大溝及土柱(照片 3-21),一應俱全,尤以土 柱景觀可作為雨蝕作用之定量分析研究,十分珍貴。

152


第一篇 地理篇

第六節 類火山地貌 所謂類火山地貌並非真正的火山,而只是具有火山的外形而已,楊景春(1990) 將其分為泥火山和隱火山兩種。泥火山乃泥岩層中之氣體沿裂隙噴出時,遇地層水 混成泥漿湧出而成,依其泥水比例之高低,有噴泥錐、噴泥盾、噴泥窪、噴泥池、 噴泥洞等小地形。隱火山係指殞石撞擊地表所形成的類似破火口之景觀,亦非真正 的火山。 石再添(Shih, T. T., 1967)最早對臺灣的泥火山進行研究,他指出泥火山的外貌, 受泥漿稠度的影響可分為五類: 一、噴泥錐(Mud cone)-邊坡陡峻,坡角在 20 度以上,噴泥口直徑約數十公 分,泥漿稠度最高。 二、噴泥盾(Mud shield)-邊坡較緩,坡角在 5-20 度之間,噴泥口直徑約數十 公分。 三、噴泥窪(Mud maar)-邊坡極緩,坡角在 5 度以下,噴泥口直徑約數十公 分至一、二公尺。 四、噴泥池(Mud basin)-泥漿稠度極稀,噴泥口直徑可達數公尺以上。 五、噴泥洞(Mud hole)-噴泥量極低,地表僅見直俓數公分之噴泥口。 雷公火泥火山為本鄉唯一之類火山地貌,位於木坑溪之上游,謝建泉等(1993) 指出其為兩個大致南北走向的噴泥盾組成,裸地面積約 4317 平方公尺,直徑十公分 153


鹿野鄉志

以上之噴泥口超過 60 個,主要分為南北兩群,但噴口游移不定,部分噴口休眠後會 再度噴發,新噴口亦不斷產生(照片 2-48)。主噴泥盾之邊坡角度為 7-12 度,屬噴 泥盾,最大之噴泥口直徑超過 2 公尺,噴泥高度常超過 1 公尺,且轟轟作響,極遠 便能聽聞。其它十公分以下之噴泥洞亦十分並遍,唯不見噴泥錐、噴泥窪、噴泥池 等小地形,顯然與泥漿之稠度有關。 近年來,雷公火泥火山之噴發有漸漸萎縮之趨勢,噴泥高度常不及 2 公分,噴 泥口數量及口徑亦減少甚多。2004 年 6 月 19 日 10 時 53 分,筆者於雷公火泥火山上 巧遇地震,其芮氏規模 4.5,震源深度極淺僅 2.5 公里,泥火山距震央亦僅數公里, 地表搖晃強烈如臥水床,卻無任何噴發狀況,顯見泥火山之活動大不如前,可能與 地層中氣體之消耗有關。

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第一篇 地理篇

【照片及說明】

3-01:木坑溪上游曲流先端之共軛斷層群。a 為向西北之逆衝斷層,兼具右移性質,b 為向東南之逆 衝斷層,溪水受此共軛斷層抬升之阻擋作用而轉向。(上左圖) 3-02:前圖斷層 a 之擦痕,具低角度右移性質。(上右圖)

3-03:木坑溪上游曲流先端的共軛斷層群,圖為向東南逆衝之斷層(左)伴隨發生向西北逆衝之小 斷層(右)。(上左圖) 3-04:前圖向東南逆衝之斷層擦痕,兼具低角度左移性質。(上右圖)

3-05:木坑溪上游曲流末端之剪切帶,黃色虛線以北之區域,地層明顯破碎。(上左圖) 3-06:木坑溪中游曲流先端之大港口層層態,其高角度北傾之砂頁岩地層阻擋溪水流路使之轉向。 (上右圖)

155


鹿野鄉志

3-07:木坑溪中游曲流末端之左移剪切帶。大港口層因剪切作用而呈現 α、β、γ、δ 等四種相貌。此 剪切帶導引溪水做 S 形轉彎形成曲流。(上左圖) 3-08:前圖左移剪切帶之高角度左移擦痕。(上右圖)

3-09:木坑溪中游曲流中端之早期河道堆積層,顯示曲流下段較早之河道。(上左圖) 3-10:木坑溪溪口曲流先端之共軛斷層群,a 為向西北逆衝之斷層,b 為向東南背衝之斷層。上覆之 第四紀沖積層顯示早先曾為河床,木坑溪直流注入卑南溪。(上右圖)

3-11:照片 3-10 中、逆衝斷層 a 之擦痕。(上左圖) 3-12:照片 3-10 中、背衝斷層 b 之擦痕。(上右圖)

156


第一篇 地理篇

3-13:木坑溪口曲流末端斷層崖東側顯示向東南背衝之斷層群。(上左圖) 3-14:木坑溪口曲流末端斷層崖南端之左移剪切帶,左剪逆斷層伴生左剪褶皺。(上右圖)

3-15:照片 3-14 左剪逆斷層之高角度斷層擦痕。(上左圖) 3-16:后湖南方卑南溪左岸之第四紀沖積層,顯示早先曾為卑南溪之河床,因快速抬升而出露較堅 硬之大港口層,使溪水轉向成為曲流。(上右圖)

3-17:虛線為卑南溪東側(左岸)海岸山脈利吉混同層與大港口層之接觸帶,王源、陳文山等認為 是「永豐斷層」之一部分,顯示本區地質構造複雜。(上左圖) 3-18:鹿野斷層南方之鹿野溪,河道突然變窄,北側之氾濫平原及南側之河階亦突然變寬,此為鹿 野斷層持續向西逆衝、隆起之結果。(上右圖)

157


鹿野鄉志

3-19:木坑南溪溪口南側之直線崖與木坑溪口之直線崖位態相同,可能同為左移剪切帶之一部分。 (上左圖) 3-20:木坑南溪所見之利吉混同層,受雨蝕作用呈現惡地景觀。(上右圖)

3-21:雷公火泥火山噴泥盾上,因雨蝕作用所形成的紋溝及因葉片覆蓋所形成之土柱。(上左圖)

158


第一篇 地理篇

【附錄】鹿野鄉等高線地形圖

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鹿野鄉志

第四章

水文

水文學一詞相當英文之 Hydrology,係取自希臘字語首 Hydro(水)、加上 logy (學科)之字尾而成,故依文字之本義,水文學即「研究水之科學」,其所涵蓋之 領域,包括水在大氣中、地表、地表下之發生、存在、分布、活動之種種規律及性 質(徐義人,2003;姜承吾,1984)。 聯合國教育科學文化組織(United Nations Eductional, Scientific and Cultural Organization. UNESCO)於 1964 年對水文學定義為:「研究地球上水之科學,處理 地球上水之發生、循環、分布,與其物理、化學特性,及其物理、生物環境與水相 互關係之科學。此種情況將水對人類之反應亦包含在內,其領域涵蓋地球上所有之 水圈活動過程。」 徐義人(2003)綜合各學者對水文之不同觀點,扼要定義為:「水文學係針對 其循環過程中,以水之存在狀態、地域、分布、移動、水平衡等為重點,進而研究 水行為之一門科學」。近年來,區域環境變遷、生態平衡、自然演化等問題日益受 到重視,環境水文學、生態水文學遂快速興起。 人類的生活是建立於地球之生態系中,地球之生態系則是建立於「水文循環 (hydrological cycle)」之上。水文循環簡言之,係指水在大氣及地層上、下循環流 動之過程。其概念雖然簡單,實際上,水自海洋或地面蒸發而後降下,在流入大海 完成循環之前,其路徑變化卻非常複雜。圖 4-01 簡要顯示水文循環的過程,只要太 160


第一篇 地理篇

陽之熱能永不止息,水文循環亦永不停止。人由物理、化學等方面,理解、把握、 預測此水文循環與流動過程,即為水文學。人的生活不能離開水,我們經由水利用, 把降水於地表至流入海洋之間,流域所貯蓄的水作為生活資源,故水文學為水資源 工程之重要知識,也是人類生活重要之基礎。(徐義人,2003)

圖 4-01:水文循環示意圖(改繪自徐義人,2003)

水文循環過程中,存在著四種極為重要之水文現象,即降水、表面逕流、蒸發、 貯蓄(地下水);因此,描述一區域性之水文,必須建構此四者之因果關係。但是 從應用水文學、水工學之觀點視之,重要的是這些水文量如何定性和定量的推求, 進一步應用統計學之學理,處理各水文因子之相互關係,以從事數量之推估、預測 與機率發生問題(徐義人,2003)。

161


鹿野鄉志

本鄉面積不大,境內水系與相關測計水文之測站不多(圖 4-02),不易呈現完 整的水文循環面貌,僅能從以下各節內陳述已知之現況,至於水文循環過程中各因 子的相互關係,則有賴未來更多的研究。

圖 4-02:鹿野鄉水系、水位站、井位分布圖 資料來源:經濟部水利署第八河川局

162


第一篇 地理篇

第一節 水的發生-降水 本鄉地處熱帶邊緣,因海岸山脈及卑南山臺地的阻隔,季風對氣候之影響稍弱 於本縣之沿海地區,「陸域性(continentality)」則較沿海地區為高,因此降水之情 況亦略有差異。水文學之「降水(precipitation)」,乃指降落於地表之 H2O,不論 其為液態、固態均屬之,亦即為雨、雪、霙(雨夾有雪)、霰、雹之總稱(徐義人, 2003)。自然界之降水以雨水為最多,本鄉位於亞熱帶低海拔地區,無降雪之可能, 故所謂降水者,實際上皆為降雨(rainfall)。 降水為水文循環之起源,因緯度、高程、陸域性及地形等因素的影響而有不同 的型態,主要有「地形性降雨(orographic rainfall)」、「對流性降雨(convective rainfall)」 、 「鋒面性降雨(frontal rainfall)」和「熱帶氣旋降雨(tropical cyclone rainfall)」 等四大類,其中鋒面性降雨又可分為「暖鋒雨」、「冷鋒雨」和「滯留鋒雨」三種。 本鄉主要之降水類型為熱帶氣旋降雨(即颱風雨)和鋒面雨,幾無地形性降雨和對 流性降雨之發生。鋒面雨之雨量以每年春夏之交之滯留鋒雨(梅雨)為最多,冷鋒 雨次之,暖鋒雨則非常稀少。 經濟部水利署第八河川局,在本鄉境內及附近有鹿鳴吊橋及武陵兩座水位站同 時觀測降雨,根據最近 11 年之統計,其降雨情形如表 4-1 和表 4-2。 表 4-1:鹿鳴吊橋水位站(00S120)雨量觀測紀錄表(單位:mm) 年\月

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10 月

11 月

12 月

1994 1995 1996 1997

28 17 4 24

46 71 3 114

8 61 2 70

48 43 121 45

190 106 180 82

157 238 0 127

515 420 642 84

684 496 285 451

49 218 185 70

30 34 245 37

0 17 300 3

100 0 11 20

163

總量 1855 1721 1978 1127

日最高 452 312 303 104


鹿野鄉志 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

19 30 10 51 56 19 13

141 16 63 16 5 6 30

121 24 36 32 16 24 30

184 83 70 52 51 47 41

120 257 61 257 128 35 182

311 477 139 451 92 103 165

14 107 369 327 258 70 554

220 563 1041 139 249 665 76

187 330 94 741 143 618 236

1265 390 497 54 17 56 5

89 49 103 17 22 198 1

40 35 30 34 61 3 487

2711 2361 2513 2171 1098 1844 1820

平均

24.6

46.5

38.5

71.4

145.3

205.5

305.5

442.6

261

239.1

72.6

74.6

1927.2

總量

499 284 639 444 65 350 358

資料來源:經濟部水利署第八河川局

表 4-2:武陵水位站(01S130)雨量觀測紀錄表(單位:mm) 年\月

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10 月

11 月

12 月

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

33 29 11 31 36 29 9 40 59 16 20

63 68 4 97 153 8 52 20 14 17 50

13 65 1 84 105 25 26 26 29 29 36

81 39 100 25 158 117 103 66 70 66 29

167 99 174 82 81 255 63 297 121 36 155

139 234 1 153 365 468 118 449 135 95 159

653 333 750 56 12 114 330 371 290 190 516

683 433 228 436 279 485 1039 96 239 629 92

69 229 233 78 137 369 102 846 135 676 279

69 41 261 61 1317 323 650 126 59 99 9

1 38 415 2 58 30 140 22 20 209 8

123 3 16 23 45 46 33 49 68 7 415

1737 1611 2194 1128 2746 2269 2665 2408 1239 2069 1768

平均

28.5

49.6

39.9

77.6

139.1

210.6

328.6

421.7

286.6

274.1

85.7

75.3

1982.7

日最高 466 267 332 102 446 258 579 432 117 402 274

資料來源:經濟部水利署第八河川局

由上述兩站及鹿野高台站(見第六章表 6-5)之降雨紀錄,可繪製每月平均降雨 分布如圖 4-03,每年八月降雨最多,一月則降雨最少,雨季集中於每年之 5-10 月, 佔全年降雨之 83.37%,故降雨極不平均,全年呈現乾、濕兩季十分明顯。

164


第一篇 地理篇 圖 4-03:武陵及鹿鳴吊橋水文站降水紀錄統計圖

若以時間尺度觀察本鄉逐年之降水,如圖 4-04,自 1994 年至 2004 年的 11 年之 間,有兩次降水顯著偏低,即民國 86 年(1997)和民國 91 年(2002)。其原因為 該兩年颱風雨甚少,係受「聖嬰現象(El Nino)」影響之故。聖嬰現象平均每 2-7 年發生一次,因此本鄉之降水,將隨聖嬰現象之週期而變化。

圖 4-04:武陵及鹿鳴吊橋水文站年雨量變化圖

若以單日降雨量觀之,如表 4-3,1994-2004 年的 11 年之間,降雨超過中央氣象 局豪雨標準者(單日降雨達 130mm 以上)共有 33 次,均為颱風之影響。其中以民 國 83 年 8 月 4 日(1994)的凱特琳颱風、民國 87 年 10 月 15 日(1998)的瑞伯颱風、民 國 90 年 9 月 26 日(2001)的利其馬颱風、民國 92 年 9 月 2 日(2003)的杜鵑颱風所造成 的單日降雨竟高達 400mm 以上,平均約 3-4 年一次。 表 4-3:鹿野地區 1994-2004 年單日豪雨紀錄表(單位:mm)(*為大雨) 序號 發生時間

1

2

3 1994

4

5

6

1995 165

7

8 1996

9

10

11

12

1997

1998


鹿野鄉志

鹿鳴橋站

0710 130

0711 223

0803 138

0804 452

0830 312

0725 138

0726 303

0727 184

1109 118*

1110 112*

0802 104*

1015 499

武陵站

148

282

131

466

267

153

332

256

148

168

102*

446

序號

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

1998 1025 190

1026 257

0606 284

1999 0821 0903 198 176

1008 252

0822 159

2000 0823 0824 168 639

1031 419

2001 0619 133

190

257

258

183

143

201

183

579

154

481

-

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

發生時間

1024 137 鹿鳴橋站 201 武陵站 序號 發生時間 鹿鳴橋站 武陵站

25

2001 0623 0926 154 444

2002 0711 0803 65*

0723 -

0803 200

2003 0804 199

0820 161

0902 0701 350 149

2004 0704 140

1203 358

130

117*

185

190

147

146

402 127*

115*

274

432

-

資料來源:經濟部水利署第八河川局

觀察區域性之降水,在分析雨量深度(depth)、延時(duration)及集水面積(area) 三者之相互關係,稱為 DDA 解析。但此區域之設定均以集水區為準,本鄉僅屬卑南 溪流域之一小部分,甚難單獨切割論述降水之意義,僅能呈現歷年降水之現況,做 為水收支之基礎參照而已,將於第四節敘之。

第二節 水的移動-河川水位與流量 水文循環自降水之後,除一部分滲入地下及被森林截留外,大部分在地表發生 逕流(runoff)形成河川,其集水區之含蓋範圍稱為流域(drainage basin)。針對河 川全區間或部分區間之水流情況,可分為「暫時河溪(ephemeral stream)」、「間 歇河溪(intermittent stream)」與「常流河溪(perennial stream)」三種。臺灣河溪 特性亦大致有此三類,河溪上游坡度大於 1/50 者多為暫時河溪,需有大雨才有水;

166


第一篇 地理篇

中游一帶河溪坡度在 1/50 至 1/200 者多為間歇河溪,枯水期會呈現水量極少或乾涸 之現象;下游河溪坡度在 1/200 至 1/1000 以上者多為常流河溪。 民國 88 年 1 月精省之後,臺灣之河川分為「中央管河川」及「縣管河川」兩類, 本鄉境內屬中央管河川者有卑南溪,鹿寮溪、鹿野溪為其主要支流,加典溪、加拿 水溪及海岸山脈之濁水溪、木坑溪、木坑南溪則為其次要支流。除木坑溪及木坑南 溪無資料外,其餘河川特性如表 4-4。 表 4-4:鹿野鄉境內河川特性一覽表

河川名稱

發源地

主流長度(km) 流域面積(km2)

卑南溪

卑南主峰

84.35

1,603.21

鹿寮溪

尖石山

62.90

鹿野溪

卑南主峰

加典溪

平均坡降 (高程/主流長)

逕流率(%)

1/165

85

150.38

1/63

32.15

490.02

1/109

加拿山

9.20

14.30

1/54

加拿水溪

鹿鳴山

9.47

7.01

1/36

濁水溪

大埔山

6.70

10.73

1/12.5

明:「-」為無資料。卑南溪逕流率取自徐義人(2003);其餘資料取自經濟部水利署第八河川 局。

河川之水位及流量,為水移動之重要觀測項目。水位(river stage)係指某基準 面至河川截面之水面高度,臺灣地區此基準面是以基隆港之平均低潮線為準。本鄉 及鄰近之重要河川,除鹿寮溪因大部分溪水均被延平鄉武陵村之鹿野圳截留,水位 計測已無意義,卑南溪自 2000 年 7 月在寶華橋新設水位站,近年來之水位觀測結果 如表 4-5。 表 4-5:卑南溪寶華大橋水位站(2200H022)水位觀測紀錄表(單位:距海平面\公尺) 167


鹿野鄉志

年\月

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10 月

11 月

12 月

平均

最高

最低

2001 2002 2003 2004

159.23 158.83 158.67 158.27

159.17 158.73 158.48 158.23

159.07 158.68 158.49 158.21

159.22 158.70 158.67 158.21

159.38 158.69 158.54 158.37

159.90 159.02 158.93 158.35

159.07 159.12 158.71 159.93

158.61 159.16 158.90 159.22

158.75 159.03 159.74 159.21

159.18 158.80 158.47 158.95

159.02 158.78 158.70 158.78

158.98 158.84 158.40 159.67

159.13 158.86 158.73 158.78

160.71 159.54 160.90 160.81

158.35 158.59 158.27 158.08

平均

158.75 158.65 158.61 158.70 158.75 159.05 159.21 158.97 159.18 158.85 158.82 158.97 158.88 160.49 158.32

資料來源:經濟部水利署第八河川局。粗體字示月最高值,灰底示月最低值。

依表 4-5 可繪製平均各月水位變化如圖 4-05,顯示全年月平均水位在 158.61 公 尺至 159.21 公尺之間,水位差為 0.6 公尺。其中 6-9 月因颱風影響水位較高,1-4 月 因降水較少故水位較低。日水位最高與最低之水位差,則可達 2.82 公尺。

圖 4-05:卑南溪寶華橋水位站平均各月水位變化圖

若觀察卑南溪寶華橋水文站之逐年水位變化,完整資料雖僅有 4 年(圖 4-06), 亦足顯示水位之變化與降水有密切關係。以民國 91 年(2002)為例,是年因逢聖嬰 現象,颱風多未經過本鄉附近,故降水較少而水位之「最高值」偏低。2001 年有利 其馬颱風、2003 年有杜鵑颱風、2004 年有南瑪都颱風之豪雨,故降水集中而水位「最 高值」較高。

168


第一篇 地理篇

圖 4-06:卑南溪寶華橋水位站年平均水位變化圖

鹿野溪緊鄰本鄉之南側,其水位之變化,影響本鄉四維至和平村之低位河階。 表 4-6 為其近 11 年來的水位觀測。 表 4-6:鹿野溪鹿鳴吊橋水位站(2200H007)水位高度觀測紀錄表(單位:距海平面\公尺) 年\月 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

1月

149.06 148.61 149.09 149.37 149.17 149.75 147.64 147.42 148.13 148.33 149.75 平均 148.76

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10 月

11 月

12 月

平均

最高

最低

149.09 148.71 148.98 149.55 149.52 149.69 147.64 147.38 148.05 148.31 149.76 148.79

148.96 148.67 149.06 149.42 149.61 149.63 147.68 147.42 147.99 148.31 149.68 148.77

149.04 148.67 149.17 149.35 149.46 149.62 147.77 147.40 147.98 148.30 149.66 148.77

149.47 148.73 149.85 149.33 149.47 150.19 147.73 147.94 148.01 148.30 149.72 148.98

150.24 149.21 149.56 149.71 150.22 151.17 148.02 148.89 148.18 148.88 149.74 149.44

150.82 150.27 151.19 149.57 149.40 149.28 148.68 149.06 148.19 148.64 150.66 149.61

150.99 150.75 151.54 149.84 149.45 150.13 149.43 147.92 148.58 149.85 148.11 149.69

149.08 150.21 150.16 149.75 149.49 149.28 148.06 149.26 148.53 150.96 148.69 149.41

148.84 149.84 150.29 149.37 150.69 149.57 149.31 148.58 148.38 149.98 148.62 149.41

148.63 149.37 150.91 149.21 150.11 147.79 149.25 148.18 148.35 150.13 148.46 149.13

148.71 149.14 149.50 149.23 149.87 147.71 147.51 148.15 148.34 149.86 149.26 148.84

149.41 149.35 149.94 149.47 149.71 149.48 148.23 148.13 148.22 149.15 149.34 149.13

152.78 152.34 153.14 150.24 152.05 152.86 151.15 150.98 148.93 151.99 153.29 151.80

148.55 148.50 148.81 149.15 149.15 147.60 147.33 147.22 147.82 148.29 148.04 148.22

資料來源:經濟部水利署第八河川局。粗體字示最高值,灰底示最低值。

上列資料可繪製圖 4-07,顯示全年月平均水位變化在 148.76 公尺至 149.69 公尺 之間,水位差為 0.93 公尺。其中 6-10 月受颱風之影響而水位較高,12 月至翌年 4 月水位較低。

169


鹿野鄉志

若觀察鹿野溪逐年之水位變化,如圖 4-08,1997 年和 2002 年之「最高值」偏低, 對照圖 4-04,完全因聖嬰現象導至降水較少之故。而 1996、1998、1999、2004 等四 年,「最高值」超過平均值達 3 公尺以上者,亦因颱風導至之高降水所造成。因此, 每年颱風影響本鄉之次數,是河川水位高低之關鍵。

圖 4-07:鹿野溪鹿鳴吊橋水位站平均各月水位變化圖

圖 4-08:鹿野溪鹿鳴吊橋水位站年平均水位變化圖

關於河川的流量,因本縣的河川受氣候不均勻降水及地殼變形快速之影響,河 道異動頻繁,洪水期及枯水期之河寬亦相差懸殊,故甚難進行流量之測定與計算。 最近第八河川局在寶華大橋新設水位流量站,但完整之觀測數據僅 4 年,尚未達成 果發表之階段,故無法推估本鄉境內之河川流量。唯第八河川局根據歷年來之降水 170


第一篇 地理篇

及洪峰流量,推估每百年發生之最高洪峰,其計畫洪水量如表 4-7。此數據之建立, 主要用於堤防構築之規畫設計。 表 4-7:鹿野鄉境內河川計畫洪水量預估表(資料來源:第八河川局) 河川名稱

計畫洪水量(立方公尺/秒)

預估週期

卑南溪

17400

100 年

鹿寮溪

2600

100 年

鹿野溪

6470

100 年

第三節 水的貯蓄-地下水 地下水(groundwater)為地球除南北極以外最大之淡水源,以目前可行抽水深 度約 800 公尺之水量,估計約為 3500 萬 km3,相當於地面河川、湖泊、水庫、池沼 等淡水總儲量之 35 倍,由此可見其重要性(徐義人,2003)。 事實上,地下水與地表水均為整體水文循環之一部分,二者之間關係密切,掌 握地下水之分布及水位變化,有助於地下水資源之利用及了解建設工程基磐之安定 與否。徐義人(2003)認為縱谷地區海拔在 120 公尺以下,為沖積層,透水性及含 水性均佳,唯開鑿之水井不多,依有限資料判斷,地面下 400 公尺均為礫石及粗砂, 出水量約為 1.5-3.8m3/min。 本鄉在瑞源、永安和龍田地區,第八河川局設有地下水位觀測井,從瑞源井 3 年之觀測資料和永安、龍田井最近 11 年之觀測資料,顯示地下水位之變化與降水之 變化密切相關,唯均有延遲之現象。

171


鹿野鄉志

表 4-8 為瑞源井 3 年之觀測資料,圖 4-09 顯示其各月份之水位變化,最高值與 最低值相差達 11 公尺以上。 表 4-8:瑞源地下水位觀測站水位高度紀錄表(單位:距海平面\公尺) 年\月

1月

2 月

3月

1994 153.75 153.52 152.97 1995 153.66 153.11 153.00 1996 154.23 152.31 151.71 平均 153.88 152.98 152.56

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10 月

11 月

12 月

平均

最高

最低

152.05 152.65 151.66 152.12

152.31 152.90 153.93 153.05

154.20 155.72 153.26 154.39

159.94 155.71 151.86 155.84

165.61 162.17 161.36 163.05

162.09 164.11 160.55 162.25

158.17 162.21 160.13 160.17

156.30 158.83 164.35 159.83

154.81 156.06 160.52 157.04

156.31 156.68 156.32 156.44

165.61 164.11 164.35 164.69

152.05 152.90 151.66 152.20

資料來源:經濟部水利署第八河川局。粗體字示最高值,灰底示最低值。

圖 4-09:瑞源地下水位各月平均變化圖

表 4-9 為永安井最近 11 年之觀測資料,圖 4-10 顯示其各月份之平均水位變化, 其絕對最高值與最低值相差約 4.91 公尺。對照圖 4-03,其高水位與低水位之分布時 機,較高降水與低降水之時機略為延遲,此乃地層滲透速率影響之故。 表 4-9:永安地下水位觀測站水位高度紀錄表(單位:距海平面\公尺) 年\月

1月

2 月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10 月

11 月

12 月

平均

最高

最低

1994 1995 1996 1997 1998 1999

126.46 125.78 125.48 126.08 125.32 126.11

126.38 125.83 125.48 126.06 125.48 125.81

125.81 125.90 125.37 125.83 126.08 125.63

126.18 125.33 125.30 125.91 126.40 125.18

125.78 125.55 125.64 125.76 125.92 126.26

126.01 126.48 125.74 125.63 126.48 127.46

127.59 126.67 125.26 125.48 126.09 126.82

127.50 128.18 127.68 126.14 125.82 127.73

126.96 127.43 127.07 126.97 126.02 127.91

126.53 126.98 128.93 126.40 128.15 127.89

125.98 126.52 127.72 125.80 127.37 126.97

125.63 125.73 126.71 125.69 126.55 126.06

126.40 126.37 126.37 125.98 126.31 126.65

127.59 128.18 128.93 126.97 128.15 127.91

125.63 125.33 125.26 125.48 125.32 125.18

172


第一篇 地理篇 2000 2001 2002 2003 2004

125.80 126.11 124.90 124.35 125.26

125.81 126.02 125.13 125.52 125.23

125.93 125.45 125.40 124.90 125.11

125.77 125.66 125.05 124.02 125.44

125.97 125.93 124.95 124.62 125.13

126.08 127.62 125.60 125.21 125.17

127.02 127.36 125.80 124.35 127.16

126.45 125.71 126.11 126.56 126.56

127.45 125.02 125.86 127.32 126.64

127.21 126.97 125.41 126.48 126.12

127.43 126.11 125.13 126.33 126.22

126.45 125.28 125.10 125.78 126.37

126.45 126.10 125.37 125.45 125.88

127.45 127.62 126.11 127.32 127.16

125.77 125.02 124.90 124.02 125.11

平均 125.60 125.70 125.58 125.48 125.59 126.13 126.33 126.77 126.79 127.01 126.51 125.94 126.12 127.58 125.18

資料來源:經濟部水利署第八河川局。粗體字示最高值,灰底示最低值。

圖 4-10:永安地下水位各月平均變化圖

圖 4-11:永安地下水位年平均變化圖

表 4-10 為龍田井最近 11 年之觀測資料,圖 4-12 顯示其各月份之平均水位變化, 其絕對最高值與最低值相差約 2.8 公尺。對照圖 4-03,亦顯示其高水位與低水位之分 布時機,較高降水與低降水之時機略為延遲。每年 4 月為低水位期,每年 10 月為高 水位期。 表 4-10:龍田地下水位觀測站水位高度紀錄表(單位:距海平面\公尺) 年\月

1月

2 月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10 月

11 月

12 月

平均

最高

最低

1994 179.04 179.09 179.16 178.83 178.88 179.62 180.47 179.72 179.41 179.38 179.23 179.38 179.35 180.47 178.83 1995 178.85 178.84 178.54 178.36 178.53 177.98 179.01 179.29 179.33 179.18 179.23 178.48 178.72 179.33 177.98 1996 179.08 178.78 178.44 178.74 178.92 178.98 178.33 179.23 179.19 179.23 179.26 179.19 178.95 179.26 178.33

173


鹿野鄉志 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

179.33 178.87 178.89 179.16 178.78 178.61 178.26 179.45

179.42 178.88 178.87 179.21 179.06 178.58 178.45 179.10

179.12 179.33 178.63 178.70 179.04 178.86 178.20 179.33

179.38 179.13 178.04 178.55 178.97 177.87 178.23 179.35

179.05 178.74 178.81 178.58 179.16 177.78 177.67 179.19

179.18 178.87 179.28 179.34 179.53 179.17 178.61 179.00

179.11 179.01 179.16 178.87 179.20 179.22 178.76 179.71

178.79 179.00 179.34 179.11 179.09 179.30 179.48 179.54

178.90 179.23 179.11 179.13 178.48 180.31 180.84 179.47

179.45 179.63 179.28 179.00 179.06 179.32 182.39 179.20

179.12 179.12 178.81 179.15 178.90 179.21 179.24 179.39

178.98 179.01 178.58 178.62 178.32 178.89 179.37 179.02

179.15 179.07 178.90 178.95 178.97 178.93 179.13 179.31

179.45 179.63 179.34 179.34 179.53 180.31 182.39 179.71

178.79 178.74 178.04 178.55 178.32 177.78 177.67 179.00

平均 178.94 178.93 178.85 178.59 178.66 179.05 179.19 179.26 179.40 179.56 179.15 178.89 179.04 179.89 178.37

資料來源:經濟部水利署第八河川局。粗體字示最高值,灰底示最低值。

圖 4-12:龍田地下水位各月平均變化圖

圖 4-13 則顯示龍田井地下水位之逐年變化,與永安井不盡相同,僅 2003 年水位 之最高值和最低值相差甚大。可能因 2002 年聖嬰現象之乾旱延續至 2003 年 5 月, 故為 11 年來最低;至 2003 年8、9 月,因颱風季節連續之高降水,使地下水位上升 為 11 年來最高。其他各年之平均地下水位,均在 179 公尺上下 50 公分之間,最高 水位與最低水位差變化亦較永安井穩定,未有超過 1.5 公尺者。

174


第一篇 地理篇

圖 4-13:龍田地下水位年平均變化圖

第四節 水的支出-蒸發散 植物吸收土壤中之水分後,經由氣孔氣化回到大氣層中之過程稱為「蒸散 ( transpiration ) 」 , 地 表 水 因 太 陽 輻 射 再 氣 化 回 到 大 氣 層 的 過 程 稱 為 「 蒸 發 (evaporation)」,水文氣象學中合稱蒸發與蒸散為「蒸發散(evapotranspiration)」, 因蒸發與蒸散甚難區分。 蒸發散與降水同為水文循環過程中,決定流域水平衡及乾濕狀態之重要因子, 地表因蒸發散所移動至大氣層之總水量稱為「蒸發散量」,一般均以大型蒸發皿所 測得之發散水深計量,其單位為 mm,與降水量相同。 就水文現象而言,蒸發為降水之支出,唯能調節氣溫氣候類型。蒸發量之多寡, 受太陽輻射、溫度、氣壓、風、相對濕度、水質及土壤組織、顏色之不同而改變, 對土地利用、長期水資源之控制,佔有極重要之地位,故必須對蒸發量有一合理之 估計。

175


鹿野鄉志

唯本鄉氣象站無蒸發量之觀測資料,只能參照鄰近臺東站之資料做一推估,由 於本鄉全年各月之平均氣溫均略低於臺東站之各月平均氣溫(請參考表 6-2),因此 推測各月蒸發量亦略低於臺東氣象站之觀測值。若以臺東氣象站各月蒸發量之觀測 值(表 4-11),對比於本鄉之降水統計圖(圖 4-03),可繪製推估之降水收支比較 圖如圖 4-14,唯其實際值應略低。 表 4-11:臺東氣象站歷年來蒸發量統計表(單位:mm) 月份

1

2

3

4

5

6

蒸發量

109.5

107.8

131.8

146.4

166.1

169.6

7

8

9

10

11

12

總量

196.8

175.4

158.0

149.9

126.9

114.9

1753.1

取自陳國彥、楊貴三,1995。粗體字示最高值,灰底示最低值。

圖 4-14:鹿野地區推估水收支比較圖

由圖 4-14,可確認本鄉自 11 月至翌年 4 月的 6 個月期間,為水支出大於收入甚 多,即所謂的乾旱期。此一事實可對本鄉水資源的運用及分配,提供重要的基礎情 勢。

176


第一篇 地理篇

第五節 水文循環的改變-人類的利用 自然界的生物無法離開水而生活,人類尤為自然界中需水量最龐大之族群,故 水為人類生活、生存最重要的資源。自古以來,人類均選擇河川為最重要的水資源 供應者,無論生活或農業生產,均依賴河川供給水資源,其次為鑿掘水井抽取地下 水,以補注河川之不足;因此,人類生活遂成為水文循環的介入者,各項水利措施, 甚至對環境造成重大之衝擊。 臺灣地區目前平均每人每日用水約 350 公升,居世界之高位,鄰近之日本僅約 260 公升,英國約 200 公升,美國則為 650 公升(徐義人,2003),然水文循環受氣 候因子之控制,河川與地下水之水位,常隨季節或特殊氣候之變異而起伏不定,故 水資源之開發與管理,遂成為國計民生之重要課題。 鹿野地區對水資源的利用,以農業灌溉用水及民生用水(自來水)為大宗,其 概況分別敘述如下:

一、灌溉用水 本鄉最早構築之灌溉水圳始於 1887 年之「鹿寮圳」,該圳全為當地之原住民自 建。其後,續有 1911 年之和平圳、民國 45 年(1956)之豐源圳、民國 46 年(1957) 之鹿野圳次第完成,其中豐源圳亦為當地居民與原住民共同出資興建(臺灣省臺東 農田水利會,1990)。近三十餘年,政府亦逐年修建、增建至今日之規模,目前本

177


鹿野鄉志

鄉境內之灌溉水圳計有關山大圳、豐源圳、鹿野大圳、鹿寮圳、和平圳,其位置及 分布如圖 4-15,各圳取水口及灌溉面積如表 4-12。

圖 4-15:鹿野鄉灌溉系統分布圖(資料來源:臺東農田水利會)

178


第一篇 地理篇 表 4-12:鹿野鄉境內水圳灌溉面積一覽表 圳別 關山大圳 豐源圳 鹿野大圳 鹿寮圳 和平圳

區域面積(公頃)

取水口

雙期田

海端鄉初來村

(卑南溪)

568.1765

693.3262

178.6307

73.3822

(鹿野溪) 合計

398.7949

178.6307

鹿野鄉鹿野村

797.5093

合計

545.4964

125.1497

(鹿寮溪) (鹿寮溪)

餘水灌溉地

545.4964

延平鄉武陵村 延平鄉武陵村

旱作田

398.7949

(新武呂溪) 關山鎮月眉里

單期田

523.9446

568.1765

84.5832

157.9654

84.5832

1974.2136

資料來源:臺灣省臺東農田水利會

二、民生用水(自來水) 本鄉之民生用水,除馬背地區引用中央山脈伏流水蓄池供應外,餘皆以抽取地 下水補注之。中央山脈之伏流水,因旱季缺水供應量有限,故本鄉之民生用水,主 要來自地下水源,其井位如圖 4-15 所示,計有瑞豐抽水站、瑞源抽水站及永安抽水 站三處,日出水量如表 4-13。 表 4-13:鹿野地區自來水抽水站日出水量一覽表 名

日出水量(噸)

瑞豐抽水站

1200

瑞源抽水站

700-800

永安抽水站

600-800

資料來源:臺灣省自來水公司臺東管理處

近數十年來,全球因工業生產及都市擴大之緣故,地域性用水激增,水資源匱 乏之問題日益嚴重。本鄉之經濟型態雖仍以農業經營為主,但灌溉用水之截取,常

179


鹿野鄉志

使河川下游地區跡近斷流,尤以鹿寮溪最為明顯。因此,農業生產與區域水環境、 區域生態系統之保全,為當前之重要課題,如何做合理的管理運用,以維繫週邊之 生態系統,有賴水資源使用者拋棄本位主義,以宏觀之角度重新審視大自然水文循 環既有之規律,釐訂符合整體環境永續發展最適切之用水計畫,實為政府與人民應 迅速建立之態度。

第六節 水質 水利用之形式及水文循環管理之規模,直接與水質的形成有關;而週邊環境之 變遷與人類活動,尤為影響水質之主要因素。近數十年來全球之工業化,使污染源 伴隨大氣層快速之擴散而無遠弗屆,環境污染亦日益嚴重,故已開發之國家無不改 弦易轍,以環境保護為第一優先,全面遏止污染環境之任何事業及行為。我國亦於 民國 91 年 11 月(2002)完成「環境基本法」之立法,法案之第 3 條明訂:「基於 國家長期利益,經濟、科技及社會發展,均應兼顧環境保護,產業發展對環境有嚴 重不良影響或有危害之虞者,應以環境保護為優先。」 臺東縣自成立環境保護局以來,對水資源之水體品質亦不斷的進行監測,以維 護人民及生產事業之用水安全。水質污染係指由生活或社會經濟活動所排放之污染 物,使天然水發生化學或生物性的變化,一般而言,河川之水質最易遭受污染,因 此也成為防治工作之重點。

180


第一篇 地理篇

為獲知河川水質之狀況,臺東縣環境保護局主要之監測項目為:水溫、酸鹼值 (pH)、溶氧量(DO)、生化需氧量(BOD)、懸浮固體(SS)、氨氮(NH3-N)、 重金屬(鎘 Cd、鋅 Zn、汞 Hg)等污染指標。並經由河川溶氧量、生化需氧量、懸 浮性固體及氨氮等四種水質監測項目,進行積分計算以求得水質狀況之指標,依此 指標將水質分為未受、輕度、中度及嚴重污染等四個程度,其分類標準如表 4-14。 表 4-14:河川水質污染程度分類表 項目

A 未受污染

B 輕度污染

C 中度污染

D 嚴重污染

溶氧量 mg/L

>6.5

4.6-6.5

2.0-4.5

<2.0

生化需氧量 mg/L

<3.0

3.0-4.9

5.0-15.0

>15.0

懸浮固體 mg/L

<20

20-49

50-100

>100

氨氮 mg/L

<0.5

0.5-0.99

1.0-3.0

>3.0

點數

1

3

6

10

積分

<2.0

2.0-3.0

3.1-6.0

>6.0

資料來源:臺東縣環境白皮書。

由於水質監測係以全縣為單位,本鄉境內目前僅卑南溪流域進行長期監測,地 下水及飲用水則缺乏監測資料,表 4-15 為卑南溪流域民國 85-89 年之監測結果。

181


鹿野鄉志 表 4-15:卑南溪流或水質監測結果一覽表 檢

年 度

測 站

污染

值 pH

溫 ℃

指數

(NTU)

mg/L

需 氧

mg/L

河川

mg/L

度 μs/cm

mg/L

85

86

87

88

89

臺東大橋

8.40

1.10

807.7

0.09

7.88

357.88

474.25

22.63

3.25

鹿鳴橋

8.05

0.66

1108.3

0.14

7.90

928.00

465.75

22.38

3.25

初來橋

8.27

0.78

39.0

0.12

7.90

14.90

387.00

21.00

1.5

臺東大橋

7.08

1.15

40.5

0.15

7.98

51.00

477.00

24.13

1.5

鹿鳴橋

8.20

1.60

22.0

0.19

8.03

111.00

443.33

22.67

1.5

初來橋

8.23

1.37

5.4

0.17

8.13

3.57

406.25

21.50

1

臺東大橋

7.58

0.97

646.0

0.21

8.05

426.25

449.50

26.00

3.25

鹿鳴橋

7.50

0.70

793.5

0.20

8.13

543.00

443.25

24.00

3.25

初來橋

7.93

1.67

493.8

0.28

8.23

227.30

407.00

22.88

3.25

臺東大橋

7.38

0.63

29.3

0.13

8.08

74.83

476.75

25.25

1.5

鹿鳴橋

7.58

0.88

136.7

0.14

8.23

76.00

466.00

24.50

3.25

初來橋

7.63

0.87

36.7

0.11

8.38

19.13

431.50

24.25

1.5

臺東大橋

7.60

0.80

72.2

0.09

8.13

35.73

166.00

26.00

2.25

鹿鳴橋

7.90

0.70

15.4

0.13

8.20

6.93

464.67

24.00

1

初來橋

8.07

0.70

43.3

0.11

8.27

10.63

406.33

22.17

1.5

資料來源:臺東縣環境白皮書(2001)。

上表之監測結果,由於本鄉境內無監測站,僅能從卑南溪全域之溶氧量、生化 需氧量、氨氮、酸鹼值之結果,推論本鄉河川之水體品質均在未受污染之範圍內。 唯懸浮固體濃度較高使卑南溪污染程度列為中度者,臺東縣環境保護局(2001)認 為「懸浮固體可能來自砂粒、黏土、有機物及廢水,其原因可能與季節性雨量變化 或河域內採砂有關」。

182


第一篇 地理篇

為確保本鄉之水體品質,鄉公所及鄉民代表會應透過適當途徑,向臺東縣環境 保護局爭取在本鄉設立地下水及飲用水質監測站,主要農田灌溉系統之排水口、民 生用水之排水口、特殊事業之污染管制,亦應同時長期監測,才能掌握本鄉水質之 實際狀況,以維護居民用水之安全及生態環境之永續發展。

183


鹿野鄉志

第五章 土壤的「土」字在甲骨文中刻作「

土壤 」,在金文(鍾鼎文)中鑴作「

」,這

兩個商周時代的土字,其外形看來差別不大,字底下的一橫象徵地面,而一橫之上 空心或實心的形,象徵著從地面生出之物,其意義就是指「吐生萬物的物質」,也 就是「土」。土字在小篆中寫作「

」,與現在的寫法十分接近,字中的兩橫代表

地之下和地之上,中間的一豎象徵由地之下向上生出的物質,字的涵義與甲骨文、 金文相同,即「地之吐生萬物者也」。我們都知道東漢的許慎著說文解字,他首先 整理所有的古文字,並定出古人造字的六個法則,就是「象形、指事、會意、形聲、 假借、轉注」,稱之為「六書」,而「土」字是依據「指事」的法則造出來的。許 慎給「土」字下的定義是:「地之吐生萬物者也,『二』象地之下、地之中,物出 形也」。換句說話,「土」就是指地面上能長出植物的那一層。 從西洋文明發展的歷程觀之,土壤(soil)一詞係由拉丁文的古代語法 Solum 演 變而來,它的涵義是「腳底、底下、地面或地表的物質」。 一般而言,土壤是指地球疏鬆的表層,使之與下部堅固的岩石有所區別,所以 大家皆認為它是滋養並支持植物生長的物質,而地質學家則視土壤為岩石風化的產 物。事實上,土壤是各種物質之混合體,它包括固體、液體和氣體三相系。在大部 分的土壤中,固相包括了形成各種架構的礦物粒子群及其表面所吸附的腐植質或有 機物;液相主要是由降水作用在固相粒子群表面或周圍所形成的一層薄膜,佔據微

184


第一篇 地理篇

小孔隙的大部分;氣相則是大氣在土壤中的粗大孔隙相互交流的物質。液相與氣相 在土壤中是互補的,彼增我減或我增彼減;而植物、微生物的活動,又會使土壤中 的氣相不斷的改變。(Henry D. Foth,1991) 土壤是農、牧、林業經營最重要的基質,固、液、氣各相所占的容積比率是不 固定的,亦隨時間和地點而有所不同,且不斷的進行改變。美國土壤學會曾對土壤 一詞定義為:「土壤是覆蓋於地表之疏鬆礦物質物體,受母質、氣候、大生物、微 生物及地形的化育及影響而產生的新物質,其物理、化學性質和形態、特徵,皆異 於原來的物質或岩石。」(Henry D. Foth,1991) 綜觀古今中外對土壤一詞的描述,只是一般性的界定,若從土壤學的觀點加以 探討,實際上,土壤包含了更大、更深的範圍,並有各種不同的質地、構造、結構 和類型,將一一於後文中敘述。

第一節 土壤的形成 簡言之,土壤是氣圈(atomsphere)與岩石圈(lithosphere)之間的界面,由氣 圈(包含太陽輻射)與岩石圈的交互作用累積而成。換言之,即岩石圈上部之岩石, 經太陽輻射、溫度、風、降水、降雪、生物(植物、動物、微生物)及地質(擠壓、 抬升)等作用,漸漸形成岩石碎塊或碎片,續經時間、氣候、生物及地形的不斷影 響,演變為較細小的土壤母質(parent material),最後再由生物分解、沈積及化學

185


鹿野鄉志

作用,氣候之風化及侵蝕作用,母質之物理及化學變化,形成由砂粒、坋粒、黏粒、 有機質、腐植物等所組成的物質,即稱之為土壤。 臺東地處於熱帶邊緣,Mohr 和 Van Baren 認為熱帶土壤的發育,有下列五個階 段(Henry D. Foth,1991): 一、初期階段-未經風化的母質。 二、年幼階段-風化已開始,但有許多物質未風化。 三、成年階段-礦物大部分已被分解,黏土含量增加而結構疏軟。 四、老邁階段-分解達到最後階段,只有抗風化最大之礦物殘存。 五、最後階段-土壤發育完成,分解作用停止。 而從農、牧、林業經營的觀點來看,則可分為如圖 5-01 的四個階段:

186


第一篇 地理篇

圖 5-01:土壤發育示意圖(取自 Henry D. Foth,1991) 說

明:Bt 層是指黏粒蓄積的土壤層,t 是由德文 ton 而來,為黏粒之意。

綜合上述有關土壤發育的過程,我們可以獲得清晰的概念。但影響土壤的發育 有眾多因子,以下簡述其間之交互作用以及本鄉的土壤發育過程。

187


鹿野鄉志

一、土壤化育與氣候的關係 傅良敏等(1984)認為氣候為影響土壤生成之最大因子,在相同的氣候條件之 下,只要時間久遠,不論母質為何,俱能生成相同之土壤,故世界上土壤之分布, 與氣候有密切之相關,而影響土壤發育的重要因子則是溫度與降水。 礦物風化時的物理和化學反應與溫度的高低正比,溫度之高低,影響風化之速 率、風化之深度、鹽基之生成、黏粒之含量及化學成分、土壤粒團之含量,故其他 條件一致時,較高的溫度將加速風化作用而形成土壤。同時,溫度的高低對有機物 和氮素的含量及活力有直接的作用,故亦能促進土壤之生成。 雨量之多寡,則能影響土壤有機質之含量、礦物之化學風化作用、黏粒之含量、 鹽基物質之洗失、陽離子交換能力(CEC)、可交換性鹽基量、可交換性氫量、土 壤的酸鹼度(pH 值)、微生物分解有機物之作用、土壤剖面之發育(傅良敏等,1984; Henry D. Foth,1991)。因此,適度的雨量固然會增進土壤的生成;但雨量過多,則 易造成鹽基和結晶性矽酸鹽黏土的流失,使土壤趨於酸性,鐵鋁氧化物的相對增加, 改變土壤的性質和顏色。

二、土壤化育與母質的關係 不同的母質含有不同的礦物組成,對化育中的幼年土性質,如土壤質地、成層 程度等有決定性的影響。一般而言,母質的來源可分為原生性的和次生性的。

188


第一篇 地理篇

所謂原生性的,係指岩漿火成活動冷卻而成的岩層,由於母岩漿之差異,其岩 層主要可分為含矽較高的花岡岩、流紋岩,含矽中等的安山岩,含矽較少的玄武岩、 輝長岩等。含矽較多的花岡岩、流紋岩等,因熔點低的低溫礦物較多,不易風化, 故形成土壤的時間較長,「在適當條件下要累積 1 公分深度土壤需約 100~250 年」 (黃裕銘,2005)。玄武岩等含矽較少的岩層,則因熔點高的高溫礦物較多,在常 溫中甚不安定,故較易發生風化而成為土壤。 所謂次生性的,係指經由冰河、風、河流搬運的沈積岩,和生物作用所形成的 生物礁、經由成岩作用而成的石灰岩以及它們的變質岩類。這些岩類包括礫岩、砂 岩、泥岩、頁岩、板岩、片岩、石灰岩、大理岩(變質石灰岩)等,其礦物組成與 粒徑差異甚大,故形成的土壤亦截然不同,特別是在有機質的含量、土壤的滲透度 和土體(soil body)的厚度,顯而易見。 例如:由泥岩、頁岩等細質地物質發育而成的土壤可供給較多的水分及養分, 使植物易於生長,往往比礫岩、砂岩等粗質地發育的土壤含有較多的有機質。如果 土壤滲透性良好,則土壤將因鹽基和膠體的易於流失而生成酸性土壤,但過於粗大 的石礫質,反而因水分之易於流失而土壤化育緩慢。但是,細質地的母質使淋洗作 用和膠體的轉移較慢,故形成的土體較為淺薄;較粗質地的母質反而因滲透性佳而 發育成較厚的土體。(Henry D. Foth,1991)

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鹿野鄉志

三、土壤化育與時間的關係 土壤是不斷產生變化之相系,此改變之快慢即時間之長短,亦與諸多因素有關。 例如:坡地因母質的快速移動而延遲土壤的發育,母質性狀之不同,也直接影響土 壤發育的時間。一般而言,加速土壤發育速率之條件是具有溫暖潮溼之氣候、森林 植物之覆蓋、碳酸鈣含量低、浸透良好的疏鬆母質、平坦或低窪的地形等。故時間 的長短,實在是上述變因之函數,而非單獨控制土壤發育的因子之一。無論如何, 時間充分則風化程度深,土壤發育完整;時間不夠則風化程度不足,土壤發育剖面 不明顯。唯有上述變因均相同時,才能顯現時間對土壤發育的影響,例如:同為基 性火成岩生成之土壤,時間短者多為黑色或暗棕色,時間長者則成為紅色之土壤。 (Henry D. Foth,1991;黃裕銘,2005)

四、土壤化育與生物的關係 動植物和人類都會影響土壤的形成。地球和所有的生物體構成了生物圈 (ecosphere)亦即所謂的生態系統(ecosystem),依據碳的來源,生態系統的生物 可分成「自營生物(autotrophs)」和「異營生物(heterotrophs)」兩大類型。自營 生物可利用無機碳源營生命現象,故又稱為「生產者(producers)」;異營生物僅 能 利 用 有機 碳 源 營生命 現 象 ,故 又 稱 為「消 費 者 ( consumers )」 和 「 分解 者 (decomposer)」。

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第一篇 地理篇

細菌是土壤中最多的生物,1 克表層土壤可能含有超過十億個細菌。細菌亦可粗 分為自營性(autotrophic)和異營性(heterotrophic),自營性的細菌如:亞硝酸生 成菌、硝酸生成菌、硫磺氧化菌、鐵氧化菌及某些利用氫及氫化物的細菌,具有漸 漸分解母質成為土壤的作用。屬異營性的真菌,則能有效的分解植物等有機物質, 促進土壤的化育。 藻類是協助植物化育土壤的先驅。土壤中較普遍的藻類有藍綠藻、綠藻和矽藻, 以藍綠藻最多,它能固定碳素,增加土壤中有機質的含量。具光合作用的藍綠藻多 生長於暴露的岩石和土壤表面,某些藻類與真菌共生而形成地衣(lichen),能分解 暴露之岩石及母質而形成土壤。而某些藍綠藻可固定大氣中的氮素,幫助植物在暴 露的岩石或母質上建立群落,進而化育土壤。 介於消費者和分解者之間的土壤動物,如線蟲、蚯蚓、百足綱千足綱等節肢動 物、躍尾蟲(springtails)、蟻類甲蟲等昆蟲、蛞蝓等軟體動物,牠們生活在植物的 根部之間,經由「固定化作用(immobilization)」攝取無機營養料離子,或經由「礦 質化作用(mineratization)」將有機營養料轉變為無機離子,產生所謂的「營養料循 環」,並促進土壤的化育及移動。 植物除根部的楔裂作用及共生菌的分解作用可增進母質的化育外,其大量的腐 葉、腐木等有機質混入土壤中分解後,可增加土壤的肥力,改善土壤的透水性、透 氣性及生產力。並經由淋洗作用,向下發育土壤層。

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鹿野鄉志

動物都是以消費者的立場消耗植物的有機質產生營養料循環,並能垂直和水平 搬運土壤,如蚯蚓、白蟻、螞蟻、鼠類等齧齒動物、草原狗,均有此種功能。尤以 蟻類的活動,可使下部之 Bt 化育層(心土)物質,加入 A 化育層中,有利於較厚的 黑色 A 化育層,使 A 層的黏粒增高。 人類將土地分類使用於農業、牧業、森林、交通、聚落等用途,使土壤發生巨 大之改變,導至沖蝕現象、土地用途變更、排水系統變更、有機物的增加及消耗、 無機鹽類含量的變化、土壤的壓密與浸水等非自然演育情況的發生,對土壤的擾動 影響最大。 (改寫自 Henry D. Foth,1991)

五、土壤化育與地形的關係 土壤所處之地形,常影響土體之深度、有機物之含量、土壤剖面之相對濕度、 土壤顏色、化育層的分化程度、土壤反應、土壤之酸鹼質、可溶性鹽類之含量及土 體溫度,其最主要之因子為地形之坡度、高度及坡向之不同。 坡度較大之地區,常因雨水截流少,植被少表土又容易被沖刷,所以土層較薄, 有機質含量較少,土壤 pH 也較高。且又因排水過量而使土壤物質難以聚集,無土層 發育之機會,故土壤剖面不發達,常產生石質土。坡度平緩之高地,則因地下水位 甚深,土壤物質受大氣之作用,易發生氧化、脫水和有機質分解之現象。而坡度平

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第一篇 地理篇

緩之窪地,因雨水浸入土壤內之機會較多,若排水不良,可能因有機質分解慢而累 積形成泥炭土。 高度之不同影響溫度、雨量等因素,使土壤之風化速率、風化層之深度、土壤 顏色、鹽基物之含量發生變化。坡向之不同,導至日照之差異,影響土壤剖面之相 對濕度、溫度、雨量等因素,使土壤顏色、土壤分化程度、有機物含量、土體深度 發生變化。 另外,水分之存在是母質風化作用的必要條件之一,故坡面之不同,亦影響土 壤之水分作用及懸浮液或溶液的流動,將發育成不同的土壤剖面,但在乾旱地區則 不明顯。 (改寫自 Henry D. Foth,1991)

六、本鄉土壤化育的主要因子 本縣境內土壤的形成,根據傅良敏等(1984)的研究,以母質與地形的影響最 大,次為時間,再次為生物與氣候。本縣的土壤母質種類繁多,中央山脈以變質岩 類的片岩、板岩、大理岩為代表,海岸山脈以火成岩、砂岩、泥岩、頁岩、石灰岩 為代表,縱谷地區則以中央山脈的岩屑為主要母質,間夾海岸山脈的岩屑。因此, 不但本縣所生成的土壤種類十分複雜,本鄉亦因地跨中央山脈、海岸山脈與臺東縱 谷,境內土壤的種類,隨母質之不同而差異甚大。

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鹿野鄉志

由於本鄉的地形以山地、臺地、河谷平原為主,故山地地區因高度較高、坡度 較陡,地形多不安定,土壤物質難以聚積深厚,土壤剖面發育不顯著。臺地地區因 地形平緩、立地較為安定,有較好的土壤化育;加以氣候及時間的影響,多形成紅 壤。至於河谷平原地區多為現生河床及沖積地,故不容土壤之多量物質沈積,僅能 形成極薄的礫石質壤土或砂土,甚且仍為礫石地。 本鄉土壤受時間影響最顯著者為紅壤的生成,故紅壤為本鄉最老之土壤,次為 黃壤,較新者為石質土及新沖積土。而生物對本鄉土壤生成的影響,主要為植物因 子。因境內山坡地開發已久,森林破壞與耕作的結果,土壤中有機物質被加速分解 或被作物快速吸收,故降低了土壤中的氮碳比,並使土壤的 pH 值改變,土壤構造被 擾亂及破壞,常使植生破壞之區域成為裸岩地帶。氣候因子對本鄉土壤之生成,主 要受高溫多雨的影響最鉅,磚紅壤化作用最強。凡地形安定成土時間較久之區域多 形成紅壤,成土時間稍短者多形成黃壤。

第二節 土壤的成分及組成 土壤是供給生物營生最重要的環境,更主宰了人類農、牧、林業的發展;因此, 對土壤的成分與組成的了解,是經營者、政府相關單位、學術單位首要的課題,以 期發揮適土適用的最高效益。

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第一篇 地理篇

一、土壤的成分 (一)固相成分 固相成分主要由母質風化而來,是土壤最重要的基本結構,稱之為「無機成分」; 但生物在土壤中由於水及氣體的介入,不斷的進行交互作用,因而產生含碳、氮之 新物質,稱之為「有機成分」,故土壤的固相成分,主要可分為無機成分和有機成 分兩大類。 1. 無機成分 土壤中的無機成分,G. H. Bolt & M. G. Bruggenwert(1988)依據陰離子的組成 加以分類如表 5-1:

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鹿野鄉志 表 5-1:土壤無機成分之類別及母質礦物對照表 類

氧化物/氫氧化物 矽氧化物 鐵氧化物/氫氧化物 鋁氧化物/氫氧化物 矽酸鹽 單性矽酸鹽

石英,鱗石英。 針鐵礦,赤鐵礦,褐鐵礦。 水鋁氧,伯姆石,水鋁石。 橄欖石(鎂),石榴子石(鈣、鎂、錳、鈦、鉻),電氣石(鈉、鈣、鋰、 鎂、硼),鋯英石(鋯)。

鏈性矽酸鹽

普通輝石(鈣、鎂),角閃石(鈉、鈣、鎂、鈦)。

片性矽酸鹽

滑石(鎂),黑雲母(鉀、鎂),白雲母(鉀),黏土礦物-伊來石(鉀),

格性矽酸鹽

高嶺石(鋁),蒙脫石(鈉、鈣),蛭石(鎂)。 鈉長石(鈉),鈣長石(鈣),正長石(鉀),沸石(鈣、鈉、鉀、鋇)。

碳酸鹽

方解石(鈣),白雲石(鈣、鎂)。

硫酸鹽

石膏(鈣)。

鹵化物

石鹽(鈉),鉀鹽(鉀),光鹵石(鉀、鎂),氯化鈣(鈣)。

硫化物

黃鐵礦(鐵、硫)。

磷酸鹽

磷灰石(磷),藍鐵礦(鐵、磷)。

硝酸鹽

鈉硝石(鈉),硝石(鉀)。

明:矽酸鹽之單性、鏈性、片性、格性,係指二氧化矽晶體聯結的不同方式。無聯結者稱為單 性,一維向限聯結者稱為鏈性,二維向限聯結者稱為片性,六角柱狀三維向限聯結者稱為 格性。

上述土壤的無機成分中,屬於結晶粗大而高溶解性者有硝酸鹽和大部分鹵化 物,因此,這些固相成分平常不會在土壤中存在可觀的量,但其飽和溶液具有高滲 透壓而阻止植物之生長。中溶解性者為石膏與方解石,其飽和溶液不會阻止植物之 生長,但足以影響土壤溶液之離子組成。其他成分則屬低溶解性,它們在土壤中偶 發的化學反應,僅扮演次要的角色。 (改寫自 G. H. Bolt & M. G. Bruggenwert,1988) 2. 有機成分

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第一篇 地理篇

無機成分可追溯其母岩,有機成分則源於土壤中特有的生物體,故活的生物體 及其分解之後的成分,均可視為土壤的有機成分;但一般所謂的有機成分,係指由 生物腐變而分解的有機化合物,其中以植物性物質為主,通常稱之為「腐植質 (Humus)」。腐植質可視為安定及平衡狀態的有機物,其分解已進行至相當程度, 能抵抗進一步的分解或改變。 隨著氣候與耕作條件之穩定變化,土壤中腐植質的含量,常趨於某一定值,其 碳與氮之比率,從新鮮物質之大於 20,經由腐植化過程之後,通常減至較穩定的 8 ~15。 腐植質的化學組成及其構造,因其化學性不斷的隨著外在因子而改變,故無一 定的化學式存在。但在腐植化的過程中,仍可由母質的分解得到基本的化合物,例 如:多醣類、胺基酸、酚類、羧類及木質素等。 在植物殘體形成腐植質的過程中,纖維及半纖維的水溶性成分會迅速的減少, 而木素和木素複合體因 C6 的環狀構造能抵抗酵素的分解,故其百分比則相對的增 加。同時經由微生物的合成作用,能形成大量的蛋白質,因此,木素及蛋白質便不 斷的累積。脂質及石臘質對於分解作用則表現中等的抵抗。表 5-2 顯示植物體在腐植 作用前後的部分組成百分比。 表 5-2:成熟植物組織與土壤有機質部分組成物百分比對照表(取自 Henry D. Foth,1991) 組

百分比 植物組織

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土壤有機質


鹿野鄉志

20-50

2-10

10-30

0-2

10-30

35-50

1-15

28-35

脂質及石臘質等

1-8

1-8

木 蛋

腐植質不溶於水,但大部分可溶於稀鹼液中,亦有若干可溶於酸性溶液中。腐 植質的氮含量為其重要性質之一,通常在 3-6%之間。碳的含量則變化較小,通常認 為是 58%,而碳與氮的比值則在 10 至 12 之間。腐植質亦貯存少量的磷與硫,其碳、 氮、磷、硫之比約為 120-100:10:1:1。 腐植質另一個重要性質是具有高的陽離子置換能量,此與有機質中若干化學活 性大的基團(active group)有關,最重要的基團是羧基(-COOH)。羧基是木素腐 植化的產物,它們大量吸附陽離子,如鈣(Ca++)、鎂(Mg++)和鉀(K+)等,因 而能保持有效性營養料以避免淋失,供高等植物和微生物利用。 土壤腐植質能吸收大量的水分,有助於土壤進一步的化育,也是形成土壤「粒 團」的重要因子,故腐植質是價值甚高的土壤組成物。 (改寫自 G. H. Bolt & M. G. Bruggenwert,1988;Henry D. Foth,1991) (二)液相成分 土壤的液相又稱之為土壤溶液,通常是由 Na+、Mg++、Ca++、Cl-、NO3--、SO4--、 HCO3-等離子所組成的稀薄水溶液,也可能因固相化合物的組成而含有微量的其他離 子。由於某些有機化合物與重金屬離子會形成錯合物,因此,土壤水溶液中之有機

198


第一篇 地理篇

成分會顯著影響這些離子在土壤中的移動性,各種有機、無機的污染物質,也因為 人類的在土壤中的不當行為而存在於土壤溶液中。 由於土壤溶液為地球水文循環(Hydrological cycle)中之一環,極容易移動成為 地表水或地下水,亦易被植物吸收或由氣相中消失,故甚難明瞭其組成。雖然如此, 測定土壤溶液的電解質濃度,仍有助於對土壤鹽化程度的了解。 (改寫自 G. H. Bolt & M. G. Bruggenwert,1988) (三)氣相成分 土壤中氣相所佔的體積與液相是互補的,二者之和即為土壤孔隙之容積,但此 容積因環境及時間而異,無一定之比例關係。當氣相所佔容積少於全土壤之 10%時, 氣相孔隙間之聯繫將嚴重受阻。 以體積計,大氣中含有約 78%的氮,21%的氧及 0.03%的二氧化碳,餘為極微量 的稀有氣體。由於氣相之擴散速率甚快,當土壤孔隙未阻礙氣相之擴散時,則土壤 中之氣相成分,將與大氣極為接近。(G. H. Bolt & M. G. Bruggenwert,1988) 但在植物生長的土壤中,因根部及其他生物的呼吸作用,消耗土壤中的氧而產 生二氧化碳,因此,土壤中二氧化碳之濃度,通常為大氣之 10 至 100 倍,氧氣則較 大氣為少。不過由於氧氣、二氧化碳在大氣與土壤中之濃度不同,所產生的分壓互 異,故大氣中之氧常向土壤中擴散,而土壤中之二氧化碳則常向大氣擴散。正常狀

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鹿野鄉志

況下,這種擴散作用足以克服土壤中缺氧問題及二氧化碳的毒害問題。(Henry D. Foth,1991)

二、土壤的組成 依土壤化育的歷程,土壤的組成剖面如圖 5-02 所示,森木覆蓋的區域,由於多 量的樹木枝葉之堆積,使森林底部形成含多量有機質之暗色淺薄層次,此稱之為「A0 層」。在 A0 層之下,因植被之根系參與了土壤的化育,由動植物腐朽之殘體亦進入 了土壤表層,蓄積大量之有機質,使土壤呈現極深暗的顏色,稱之為「A 化育層」。 若 A 化育層在潮溼的森林土壤中,被滲透水將極細的黏粒、鹽基、鐵鋁等礦物質向 下淋洗,則會在該層的下方呈現「漂白」或淺灰色之現象,由此可將 A 化育層再細 分為上層之「A1 化育層」和下層之「A2 化育層」。 母質的風化過程中,孔隙使植物的根系向下深入,並使地表水不斷的滲入土層, 可溶性及懸浮性的膠體物質便不斷的向下沈澱聚集,在 A 化育層之下形成了膠體富 集的地帶,是為「B 化育層」。這些膠體物質包括極細的黏土礦物、有機質、鐵鋁 氧化物等。B 化育層之下,為風化極少的母質,稱之為「C 化育層」。再往下即為岩 床,稱之為「R 化育層」。土壤便是由上述各層組成其剖面,但並非所有地區都有 完整的剖面,新發育的地區,甚至僅有 A 化育層和 R 化育層。 (改寫自 Henry D. Foth,1991)

200


第一篇 地理篇

圖 5-02:土壤組成剖面示意圖(取自 Henry D. Foth,1991)

第三節 土壤的構造及結構 一、土壤的構造 土壤中土粒間排列的情形稱之為「土壤構造(soil structure)」,亦即土粒團集 而形成複合體的情形。土壤構造的形成,因土壤質地(texture)與膠體(colloid)的 相互關係而定。所謂土壤質地就是土壤顆粒的大小,由粗而細一般可分為砂粒、坋 粒、黏粒三種。膠體則是懸浮、游移於水分子中甚小的有機或無機帶電粒子,它是 引導土壤粒團化最重要的結合劑,主要有黏粒物質、鐵鋁錳氧化物和微生物膠性物 質三種。 土壤中的土粒若缺乏膠體,彼此不互相黏著而以單獨的狀態存在,稱之為「單 粒構造(single-grained)」;若因豐富的膠體充填土壤中之孔隙,使土壤更為緊密, 201


鹿野鄉志

乾燥時形成大型土塊,如此產狀稱之為「整塊構造(massive)」。故水分子的存在, 是土壤膠體發揮作用形成土壤結構的關鍵。 土 壤 構 造 依 土 壤 粒 團 ( aggregates ) 或 土 塊 ( peds ) 的 形 狀 分 為 : 似 球 形 (spheroidal)、碟形(platelike)、塊形(blocklike)和稜柱形(prismlike)等四種 基本型,但一般均將其細分為七種型態(如表 5-3),以描述土壤的剖面構造。

表 5-3:土壤構造型態分類表(取自 Henry D. Foth,1991) 構 造 型 態 a.團粒狀 (granular) b.屑粒狀 (crumb)

孔隙少,土塊小,近乎球形,

粒 團 圖 形

一般存在之土層 A層

與鄰接之粒團不互相連結。 內部孔隙較多,土塊小,近乎

A層

球形,與鄰接之粒團不互相連 結。

c.碟狀 (platy)

粒團呈碟形,板狀或薄片狀, 常相累疊使滲透性減低。

森林及具黏磐土壤之 A2 層 Bt 層

d.稜塊狀

稜角形土塊,與其他粒團接

(blocky)

觸,表體具有銳角,呈現土塊

Bt 層

之集合體,粒團常破碎成為較 小之稜塊狀。 e.亞稜塊狀

稜角形土塊,與其他粒團接

Bt 層

(sub-angular blocky) 觸,具較平滑又彎曲之平面, 構成土塊集合體。 f.稜柱狀 (prismatic)

稜柱形土塊,無圓狀頂,常與 其他稜柱狀粒團形成土塊集合 體,某些稜柱狀粒團則破壞成 稜塊狀。

202

Bt 層


第一篇 地理篇

g.柱狀 (columnar)

柱形土塊,具圓柱頂,側面與

Bt 層

鄰接之柱狀粒團接觸,形成土 塊之集合體。

(改寫、改繪自 Henry D. Foth,1991)

二、土壤的結構 所謂土壤結構是土壤對外來應力或破壞力所表現的抗拒程度,此抗拒程度以整 個土塊的內聚和附著性來衡量。土壤構造與自然土壤粒團的形狀、大小及結合程度 有關,土壤結構則與土壤間結合力的強度和性能有關;因此,土壤結構是考慮田間 耕作及交通運輸的重要因素。例如:砂丘中的砂土的內聚性和附著性極為微弱,當 車輛行走其間時很容易變形,故其結構鬆散。黏土在乾燥時內聚性和附著較佳,不 易變形,故其結構緊密。 然而土壤潮溼時因水分子對附著性的破壞,可能呈現塑性變形之特徵,故含高 量水之黏土,其結構強度反而不及乾燥之黏土。由此可知,土壤結構受水分含量之 影響甚鉅,因之土壤學者將土壤中含水量之大小,分為潮溼、溼潤和乾燥等三類型 來敘述土壤之結構。一般而言,土壤在潮溼時表現黏塑性,溼潤時表現密實,乾燥 時則表現堅硬,其描述類型如下: (一)潮濕土-無黏性、黏性、無塑性、塑性。 (二)濕潤土-鬆散、易碎、緊密、 (三)乾土-鬆散、柔軟、堅硬。

203


鹿野鄉志

膠結(cemented)也是土壤結構的一種型態,它是土壤中的碳酸鈣、矽氧化物、 鐵鋁氧化物及黏土礦物等膠結物,受應力作用而聚集、結合及再結晶的現象,展現 堅強之內聚性和附著性。 描述土壤的膠結程度常用「膠結」和「堅結(indurated)」加以區別,堅結表示 土壤結合非常堅硬,需用鐵鎚猛敲才能打破其結構。經膠結或堅結的土壤,不利於 土壤之透水及透氣,亦不利於植物之根系發展,故在農業或林業的經營上,必需將 其結構予以破壞,才能獲得較高的效益。 (改寫自 Henry D. Foth,1991)

第四節 土壤的分類 土壤中首要的物理性質即為土壤的質地(texture),亦即土粒的大小或粗細;明 確的說,質地就是砂粒、坋粒、黏粒的組成比率,它直接影響土壤表面積的大小, 控制植物生長的物理及化學反應速率和強度。故土壤學者將土壤粒子依其大小分成 幾個組(group),稱之為「土粒部(soil seprates)」,表 5-4 為國際土壤學會對土 粒的分類標準: 表 5-4:國際土壤學會土粒分類標準表(取自 Henry D. Foth,1991) 土粒部

土粒直徑 (mm)

每公克粒子數

每公克表面積(mm3)

粗砂(coarse sand)

2.00-0.20

720

23

細砂(fine sand)

0.20-0.02

46,000

91

坋粒(silt)

0.02-0.002

5,776,000

454

黏粒(clay)

0.002 以下

90,260,853,000

8,000,000

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第一篇 地理篇

根據土壤土粒部中各土粒組含量的百分比,可描述土壤質地的粗細,故常使用 砂粒、坋粒、黏粒為其三角端成分,製圖如圖 5-03,以對土壤質地之不同加以分類 及命名:

圖 5-03:土壤質地三角端成分分類圖(取自 Henry D. Foth,1991)

土壤為一自然體,各地的土壤均有其特定的形態(Morphology),此形態是由母 質、氣候、地形、生物及其存在時間內交互作用的綜合表徵。因此,土壤的分類學 家依此特定的形態,訂定土壤分類的法則。1960 年,美國農業部出版了「土壤分類 系統(Soil classification, a comprehensive system)」,並在 1975 年正式命名公佈為 「土壤分類法(Soil Taxonomy)」。

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鹿野鄉志

土壤分類的最高階類目為「土綱(orders)」,係依嚴謹的化育層特徵予以分類, 全世界目前共分為十大土綱,即:「近代土綱(Entisols)」、「轉變土綱(Vertisols)」、 「新土綱(Inceptisols)」、「乾旱土綱(Aridisols)」、「軟土綱(Mollisols)」、 「灰土綱(Sporosols)」、「淋餘土綱(Alfisols)」、「後成土綱(Ultisols)」、 「氧化物土綱(Oxisols)」、「沼澤土綱(Histosols)」等。 土綱又可根據化育層中不同的物理和化學性質,再分成「亞綱(sub-orders)」; 亞綱又依植物生長的特性,如質地、礦物組成、土壤平均溫度等再分為不同的「土 科(Soil family)」;而土科則依土壤剖面之不同,再分為「土系(Soil Series)」; 「土型(Soil Type)」是土壤分類最低階的項目,它是在土系之下,包括 A 層全部 剖面性質都相同的土壤構成。 (改寫自 Henry D. Foth,1991) 傅良敏等(1984)援用美國農業部修訂之土壤分類系統,並依照本省土壤測量 之慣例,將花、東兩縣之土壤予以分類如下: (一)紅壤(R) 正常環境下為紅色,發育時間久遠,坋粒、細砂粒部份存留之未風化礦物極少, 土壤成分嚴重淋失,pH 值及鹽基飽和度均低,鐵鋁含量相對增加,土壤構造極佳, 但有效水分保持力不佳。剖面上部之黏粒向下滲移,形成黏粒膜。

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第一篇 地理篇 (二)黃壤(Y) 黃壤原為溫熱潮溼之氣候、平坦安定、排水良好之地形,成土時間甚久之土壤, 其可風化礦物、pH 值、鹽基飽和度均較紅壤高,而黏粒膜之位置則較紅壤淺。本省 多雨及酸性母岩的特性及花、東兩縣母質極為複雜的情況之下,常不符合此種條件, 故本類土壤相當於美國新分類中的「淋餘土(Alfisols)」或「幼育土(Inceptisols)」, 前者將達高度發育之土壤,後者則為發育程度尚淺之土壤。因此,本類土壤在花東 兩縣土系繁多,性質亦各有不同。 (三)黑色土(B) 黑色土多生成於火成岩或火成岩母質混同石灰岩、泥岩之山麓及山腰坡面,故 多分布於海岸山脈地區,本鄉分布甚廣,為重要的農業土壤之一。 (四)崩積土(C) 崩積土為較新之土壤,多生成沖蝕較強烈的緩坡丘陵、臺地崩積坡、安定之山 麓崩積坡或急陡的山腰至山麓地區,依母質及土色之不同,又分為「黃棕色崩積土 (Cy)」和「暗色崩積土(Cg)」。本類土壤占花、東兩縣土壤調查面積之 30%, 為重要之農業土壤。 (五)石質土(L) 石質土為最新形成的土壤或嚴重沖蝕殘存之土壤底層,多分布於急陡或不安定 的地形面上,性質與母岩極為接近。其一般之土壤剖面含石量甚高、土層甚淺,漂

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鹿野鄉志

石量亦多且粒徑較大,土壤發育程度薄弱,但養分含量較高,在安定之地形面上, 作物生長多屬優良。花、東兩縣山地及較陡之丘陵崩積坡,有大面積之分布。 (六)沖積土(A) 沖積土散見於各山間谷地,除坡度較陡外,土壤性質與平地水田無甚差異。 (七)雜地 上述六類之外,尚有部分河床、岩石碎屑坡、沖積扇礫石坡、礦區、裸地、臺 地崖及土壤淺於 10 公分者之非土壤地區,皆稱為雜地,因其皆不適農、林業之利用。

第五節 鹿野鄉的土壤分布概況 從上述傅良敏等(1984)的研究,本鄉的土壤亦不外乎紅壤、黃壤、黑色土、 崩積土、石質土、沖積土等六大類。若依據行政院農業委員會(1989)發行之臺灣 地區土壤分布圖臺東縣部分觀之(如圖 5-04),本鄉之土壤在西北方之中央山脈山 麓有黃壤、崩積土、石質土等三類。縱谷及高台地區則有沖積土、紅壤、黃壤及崩 積土等四類。海岸山脈地區亦有黑色土、崩積土、石質土及黃壤等四類。 該分布圖之圖例由五組英文字、數字及羅馬字組成,其意義如下: 第一組英文代號表示土壤類別。 第二組 0-9 數字表示土壤之質地剖面。 第三組英文字母 b、c 表示排水等級,無標示者表示排水良好或尚良好。

208


第一篇 地理篇

第四組羅馬字Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示土壤有效深度,無標示者土層厚逾 90 公分。 第五組英文字母 B、D、F 表示土壤坡度等級,無標示者坡度小於 5%。 以下依照本鄉由北而南、自西而東之次序,按十萬分之一「臺灣地區土壤分布 圖臺東縣圖幅」內容,簡述本鄉之土壤分布概況:

一、中央山脈山麓地區 (一)Cn-6

ⅢD

分布於本鄉西北角之粉紅色圖示區域,屬「板岩暗色崩積土」,主要土系有「佳 義村系」。土壤質地為中質地,由極細砂質壤土、砂質壤土、壤土、坋土、坋質壤 土等構成。土壤排水良好,土層厚度約 20 至 50 公分,坡度 16%至 55%。 (二)Yn-9

ⅢD

分布於本鄉景豐村西側山麓之黃色圖示區域,屬「板岩黃壤」,主要土系有「符 灣村系」。土壤質地細或極細,由砂質黏壤土、黏質壤土、坋質黏壤土、砂質黏土、 坋質黏土、黏土等構成。土壤排水良好,土層厚約 20 至 50 公分,坡度 16%至 55%。

Yn-6

ⅢD

分布於本鄉新豐村西側山麓之黃色圖示區域,屬「板岩黃壤」,主要土系有「符 灣村系」。土壤質地為中質地,由極細砂質壤土、砂質壤土、壤土、坋土、坋質壤 土等構成。土壤排水良好,土層厚度約為 20 至 50 公分,坡度 16%至 55%。

209


鹿野鄉志 (三)Ln-6

ⅢF

分布於舊武陵橋至臺九線道路西側之淡灰色圖示區域,屬「板岩石質土」,主 要土系為「霧臺村系」。土壤質地為中質地,由極細砂質壤土、砂質壤土、壤土、 坋土、坋質壤土等構成。土壤排水良好,土層厚度約為 20 至 50 公分,坡度甚陡, 逾 55%。

二、縱谷及高台地區 (一)Kx-1

分布於鹿寮溪沖積扇、加拿水溪沖積扇及鹿野河階全域如藍綠色圖示部分,屬 「片岩沖積土複合區」,土系為「瑞穗系」,乃本鄉最重要之農業土壤。土壤質地 為極粗至粗,由砂質壤土、細砂質壤土、壤質極細砂土、壤質砂土構成,底土為砂 和礫石。土壤排水良好,土層厚度約為 20 至 50 公分,坡度小於 5%。 (二)K-6b 分布於臺九線道路瑞豐國小附近之兩側、二層坪坪頂地區及后湖東方如圖示之 藍綠色部分,面積不大,屬「片岩老沖積土」,土系為「富里南系」。土壤質地為 中質地,由極細砂質壤土、砂質壤土、壤土、坋土、坋質壤土等構成,土壤排水不 完全,土層厚度逾 90 公分,坡度小於 5%。

K-1

分布於上鹿寮、永昌及二層坪中部地區如藍綠色圖示部分,屬「片岩老沖積土」, 主要土系有「初鹿村系」。土壤質地為為極粗至粗,由砂質壤土、細砂質壤土、壤 210


第一篇 地理篇

質極細砂土、壤質砂土構成,底土為砂和礫石。土壤排水良好,但土層厚度不足 20 公分,坡度小於 5%。

K-6

分布於永安村北方近臺九線道路永隆聚落附近及上鹿寮近玉龍泉附近如藍綠色 圖示部分,面積不大,屬「片岩老沖積土」,未設土系。土壤質地為中質地,由極 細砂質壤土、砂質壤土、壤土、坋土、坋質壤土等構成,土壤排水良好,土層厚度 約 20 至 50 公分,坡度小於 5%。

K-6bⅢ 分布於二層坪南側新良地區如藍綠色圖示部分,面積不大,屬「片岩老沖積土」 或「石質土」,主要土系為「風谷系」。土壤質地為中質地,由極細砂質壤土、砂 質壤土、壤土、坋土、坋質壤土等構成,土壤排水不完全,土層厚度為 20 至 50 公 分,坡度小於 5%。

K-4b 分布於永安村及龍田村光榮路鹿野斷層崖以西之北側如藍綠色圖示部分,面積 不大,屬「片岩老沖積土」或「石質土」,土系有「風谷系」。土壤質地上層為中 質地,由極細砂質壤土、砂質壤土、壤土、坋土、坋質壤土等構成;下層為粗或極 粗質地,由砂質壤土、細砂質壤土、壤質極細砂土、壤質砂土構成,底層為砂和礫 石。土壤排水不完全,土層厚度逾 90 公分,坡度小於 5%。

211


鹿野鄉志 (三)Rp-9 分布於鹿野高台北側如紫紅色圖示部分,屬「洪積母質紅壤」,土系為「鹿野 系」。土壤質地為細或極細,由砂質黏壤土、黏質壤土、坋質黏壤土、砂質黏土、 坋質黏土及黏土等構成,土壤排水良好,土層厚度逾 90 公分,坡度小於 5%。 (四)Rn-9

ⅢD

分布於鹿野高台南部西側如紫紅色圖示部分,面積甚小,屬「板岩紅壤」,土 系主要為「萬朝系」。土壤質地細或極細,由砂質黏壤土、黏質壤土、坋質黏壤土、 砂質黏土、坋質黏土、黏土等構成。土壤排水良好,土層厚度約為 20 至 50 公分, 坡度 16%至 55%。 (五)Rv-6

ⅢD

分布於鹿野高台南部東側如紫紅色圖示部分,面積甚小,屬「洪積臺地沖積土」, 主要土系為「符灣村系」。土壤質地為中質地,由極細砂質壤土、砂質壤土、壤土、 坋土、坋質壤土等構成。土壤排水良好,土層厚度約為 20 至 50 公分,坡度 16%至 55%。 (六)Gn-6

ⅢD

分布於鹿野河階北部與高台接壤處如橙色圖示部分面積不大,屬「板岩淡色崩 積土」,主要土系有「霧臺村系」、「萬朝系」、「牡丹池山系」。土壤質地為中 質地,由極細砂質壤土、砂質壤土、壤土、坋土、坋質壤土等構成。土壤排水良好, 土層厚度約為 20 至 50 公分,坡度 16%至 55%。 212


第一篇 地理篇 (七)Yn-6

ⅢD

分布於鹿野鄉公所西側階地如黃色圖示部分,面積不大,屬「板岩黃壤」,與 新豐村西側山地相同,主要土系為「符灣村系」。土壤質地為中質地,由極細砂質 壤土、砂質壤土、壤土、坋土、坋質壤土等構成。土壤排水良好,土層厚度約為 20 至 50 公分,坡度 16%至 55%。 (八)V 分布於鹿野河階邊緣及永安圳如圖示之棕色部分,為崖地及裸岩地區。

三、海岸山脈地區 (一)Be-9

D

分布於大埔山西側及南側如圖示灰色部分,屬「火成岩、泥岩混合黑色土」, 主要土系為「永豐系」。土壤質地細或極細,由砂質黏壤土、黏質壤土、坋質黏壤 土、砂質黏土、坋質黏土、黏土等構成。土壤排水良好,土層厚度逾 90 公分,坡度 16%至 55%。

Be-9

ⅡD

分布於大埔山東方之濁水溪左岸支流、濁水溪上游之南支流、寶華山稜線兩側、 木溪橋東木坑溪上游右岸大支流兩側等地如圖示灰色部分,屬「火成岩、泥岩混合 黑色土」,主要土系為「雷公埔系」。土壤質地細或極細,由砂質黏壤土、黏質壤 土、坋質黏壤土、砂質黏土、坋質黏土、黏土等構成。土壤排水良好,土層厚度 50 至 90 公分,坡度 16%至 55%。 213


鹿野鄉志

Be-9

ⅢD

分布於濁水溪中游左岸、木坑溪上游、木坑溪中游左岸及跨南溪橋支流流域等 地如圖示灰色部分,屬「火成岩、泥岩混合黑色土」,主要土系為「富興系」。土 壤質地細或極細,由砂質黏壤土、黏質壤土、坋質黏壤土、砂質黏土、坋質黏土、 黏土等構成。土壤排水良好,土層厚度約 20 至 50 公分,坡度 16%至 55%。

Be-5 分布於木溪橋以西木坑溪中游左岸,屬「火成岩、泥岩混合黑色土」,主要土 系為「雷公埔系」。土壤質地上層為細或極細,由砂質黏壤土、黏質壤土、坋質黏 壤土、砂質黏土、坋質黏土、黏土等構成。土壤排水良好,土層厚度逾 90 公分,坡 度小於 5%。

Be-5

D

分布於后湖對岸之卑南溪左岸如圖示灰色部分,面積甚小,屬「火成岩、泥岩 混合黑色土」,土系為「三臺系」。土壤質地上層為細或極細,由砂質黏壤土、黏 質壤土、坋質黏壤土、砂質黏土、坋質黏土、黏土等構成。土壤排水良好,土層厚 度逾 90 公分,坡度 16%至 55%。 (二)Ba-9

ⅢD

分布於寶華山北方之濁水溪中游、泥火山東北方山坡、木坑溪下游河口左岸、 木坑南溪上游左岸等地如圖示灰色部分,屬「安山岩等火成岩黑色土」,主要土系 有「和平系」。土壤質地細或極細,由砂質黏壤土、黏質壤土、坋質黏壤土、砂質 214


第一篇 地理篇

黏土、坋質黏土、黏土等構成。土壤排水良好,土層厚度約 20 至 50 公分,坡度 16% 至 55%。

Ba-1

ⅣF

分布於濁水溪上游南支流源頭及泥火山北方稜線兩側、如圖示灰色部分,屬「安 山岩等火成岩黑色土」,主要土系為「水墜村系」。土壤質地為為極粗至粗,由砂 質壤土、細砂質壤土、壤質極細砂土、壤質砂土構成,底土為砂和礫石。土壤排水 良好,土層厚度不足 20 公分,坡度甚陡,逾 55%。

Ba-9

ⅢF

分布於木坑溪中下游右岸及木坑南溪中游右岸如圖示灰色部分,屬「安山岩等 火成岩黑色土」,主要土系為「富興系」。土壤質地細或極細,由砂質黏壤土、黏 質壤土、坋質黏壤土、砂質黏土、坋質黏土、黏土等構成。土壤排水良好,土層厚 度約 20 至 50 公分,坡度甚陡,逾 55%。 (三)Ct-9

ⅣD

分布於大埔山砂岩體如圖示粉紅色部分,屬「砂頁岩、泥岩混合暗色崩積土」, 主要土系為「大農村系」。土壤質地細或極細,由砂質黏壤土、黏質壤土、坋質黏 壤土、砂質黏土、坋質黏土、黏土等構成。土壤排水良好,土層厚度不足 20 公分, 坡度 16%至 55%。

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鹿野鄉志

Ct-9

ⅣF

分布於寶華山西南標高 476 山頭附近之砂岩體,如圖示粉紅色部分,屬「砂頁 岩、泥岩混合暗色崩積土」,主要土系為「大農村系」。土壤質地細或極細,由砂 質黏壤土、黏質壤土、坋質黏壤土、砂質黏土、坋質黏土、黏土等構成。土壤排水 良好,土層厚度不足 20 公分,坡度甚陡,逾 55%。 (四)La-1

ⅢF

分布於木坑溪全域河道兩側、寶華山東方稜線兩側、南溪橋東方標高 300-400 公尺之崖坡等地如圖示灰白色部分,屬「火成岩石質土」,未設土系。土壤質地為 為極粗至粗,由砂質壤土、細砂質壤土、壤質極細砂土、壤質砂土構成,底土為砂 和礫石。土壤排水良好,土層厚度約 20 至 50 公分,坡度甚陡,逾 55%。 (五)Yt-9

ⅡD

分布於木坑南溪下游兩側如圖示黃色部分,屬「砂頁岩、泥岩混合黃壤」,主 要土系為「鹿寮東系」。土壤質地細或極細,由砂質黏壤土、黏質壤土、坋質黏壤 土、砂質黏土、坋質黏土、黏土等構成。土壤排水良好,土層厚度 50 至 90 公分, 坡度 16%至 55%。

Ys-9b

D

分布於鹿寮東山東方如圖示黃色部分,屬「砂頁岩黃壤」,主要土系有「東里 系」。土壤質地細或極細,由砂質黏壤土、黏質壤土、坋質黏壤土、砂質黏土、坋 質黏土、黏土等構成。土壤排水不完全,土層厚度逾 90 公分,坡度 16%至 55%。 216


第一篇 地理篇 (六)Ga-1 分布於錐圓山西南 197 公路兩側如圖示橙色部分,屬「火成岩淡色崩積土」, 未設土系。土壤質地為為極粗至粗,由砂質壤土、細砂質壤土、壤質極細砂土、壤 質砂土構成,底土為砂和礫石。土壤排水良好,土層厚度逾 90 公分,坡度小於 5%。 (七)V 分布於本鄉極東之海岸山脈稜線西側如圖示之棕色部分,為崖坡及裸岩地區。 綜合前述本鄉之土壤分布,以海岸山脈之「黑色土」面積最廣,但若以農業經 營而言,則以沖積土、紅壤、黃壤及部分坡度較緩之崩積土,具有較重要之地位。 本鄉各土類所占之面積統計如表 5-5。 表 5-5:鹿野鄉各土類面積統計表(取自傅良敏等,1984) 土類名稱 主要土系

紅壤 ly.

黃壤 Fws.Tl.Llt. Tft.

黑色土 Yf.Lkp.Fhs. St.Hpy.Mky. Wnt.Ky.

崩積土 Cfs.Mcs.Hlk. Slw.Cmi.Fug. Fln.Ssh.Tlt.

石質土 Was.Scs.Chs.

沖積土 Cig.*

面積(公頃)

96

323

2027

500

266

23

明:上表各土系之英文代號,其中名如下(依表中由左至右、由上而下排列): 紅壤-ly:鹿野系。 黃壤-Fws:筏灣村系。Tl:東里系。Llt:鹿寮東系。Tft:東富村系。 黑色土-Yf:永豐系。Lkp:雷公埔系。Fhs:富興系。St:三臺系。Hpy:和平系。Mky: 貓公越系。Wnt:萬寧村系。Ky:廣源村系。 崩積土-Cfs:中福系。Mcs:牡丹池山系。Hlk:壢坵系。Slw:水漣尾系。Cmi:奇美系。 Fug:富榮系。Fln:富里南系。Ssh:三仙溪系。Tlt:大農村系。 石質土-Was:霧臺村系。Scs:水墜村系。Chs:慈惠寺系。 沖積土-Cig:織羅系。 *占有縱谷重要地位之瑞穗系(Js)沖積土,傅良敏等(1984)未將其面積統計於表內,但 其二萬五千之一之土壤土系分布圖中,在本鄉有明確之分布位置。依該圖之估計,瑞穗系 在本鄉至少有 250 公頃,故本鄉之沖積土面積,實際上超過 278 公頃。

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鹿野鄉志

圖 5-04:鹿野鄉土壤分布概況圖

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第一篇 地理篇

第六節 鹿野鄉境內的土系 根據傅良敏等(1984)對花、東兩縣之土壤研究,在 116 個土系中,分布於本 鄉較重要之土系計有 25 個,茲將其土系名稱、土壤類別、土壤特徵、主要土壤剖面 性質及主要分布概況,依中央山脈地區、縱谷高台地區及海岸山脈地區之次序,分 別簡介於後:

中央山脈地區: 一、佳義村系(Chia I T’sun Series)-Pci 由板岩母質風化而成之黃棕色或黃紅色「黃壤」,土層厚度約 20 公分,呈棕色 或明棕色,中等發育。質地為坋質黏壤土至坋質黏土,pH 值為 4.8。 土系代表剖面: 採自屏東縣瑪家鄉佳義村。 0 至 20 公分為明棕色坋質壤土,屑粒狀構造,極易碎,層界明顯平滑,pH4.8。 20 至 50 公分為明棕色坋質黏土,團粒狀構造,稍緊密,pH4.8。 本系土壤主要分布於屏東縣瑪家鄉、春日鄉、泰武鄉、來義鄉、獅子鄉等地, 本鄉僅分布於瑞豐村西側山地,面積甚小。 二、符灣村系(Fa Wan T’sun Series)-Fws 由板岩母質風化而成之黃棕色或黃紅色「黃壤」,土層厚度約 50 公分,呈棕色 或明棕色,中等發育。質地為坋質壤土或壤土,pH 值為 5.4 至 5.5。 219


鹿野鄉志

土系代表剖面: 採自屏東縣三地門。 0 至 35 公分為棕色壤土,中等發育,小鈍角塊狀構造,易碎,含 5%石礫,層界 明顯波狀,pH5.4。 35 至 60 公分為明棕色壤土,中等發育,小鈍角塊狀構造,緊密,含石礫 30%, pH5.5。 本系土壤主要分布於屏東縣三地門鄉,本鄉僅分布於瑞豐村西側山地,面積不 大。 三、霧臺村系(Wu Tai T’sun Series)-Was 由板岩母質風化而成之「石質土」,土層厚約 50 公分,呈暗棕色,發育極細微, 含石礫 70-80%。質地為壤土或坋質壤土,pH 值為 4.1 至 4.5。 土系代表剖面: 採自屏東縣霧臺鄉。 0 至 25 公分為黑棕色坋質壤土,微弱發育,屑粒狀構造,易碎,含石礫 50-60%, 模糊平滑下界,pH4.5。 25 至 60 公分為黑棕色坋質壤土,微弱發育,屑粒狀構造,含石礫 70-80%,pH4.1。

220


第一篇 地理篇

本系土壤主要分布於屏東縣霧臺鄉、三地門鄉、春日鄉、泰武鄉,本鄉僅分布 於武陵至臺九線道路之兩側,面積甚小。 四、中福系(Chung Fu Series)Cfs 由深灰色板岩、千枚岩等變質岩類崩積化育而成之淺層「黃棕色崩積土」,多 生成於中央山脈東南板岩系之地質區內。土層厚度約 30 至 50 公分之間,質地以坋 質壤土為主,pH 值為 5.4。 本系代表剖面: 採自臺東縣知本溫泉果園。 0 至 50 公分為棕色坋質壤土,弱度鈍角塊狀構造,易碎,含 30%石礫,pH5.4。 本系土壤主要分布於臺東縣卑南鄉、太麻里鄉、達仁鄉、海端鄉及花蓮縣的卓 溪鄉,為中央山脈東南山麓重要之農業土壤。本鄉之二萬五千分之一土壤分布圖中 未見其標示,僅在面積統計中列出 9 公頃。

縱谷高台地區: 一、瑞穗系(Juisui Series)-Js 為在片岩母質之上極淺層的較新「沖積土」,灰色或棕灰色,土層深度僅 15 至 30 公分,一般在 20 公分以下,土壤有銹紋或灰斑。質地為壤土至砂質壤土,常含礫 石。因本系土壤位於河流他移之氾濫平原、低位河階或沖積扇,故其土壤與礫石層

221


鹿野鄉志

之界面為灰色,或僅有少許之棕黃色,且常因母質含石灰或灌溉水沈澱之石灰質, 故一部分土壤有石灰性,pH 值為 4.9 至 7.0。 土系代表剖面: 採自臺東縣鹿野鄉瑞源村者,厚度 0 至 10 公分,坋質壤土,無構造,極脆,下 為礫石層,pH6.3。 採自花蓮縣富里鄉西側高沖積扇者,厚度 0 至 15 公分,灰棕色礫質砂壤土,小 團粒構造,脆性,pH4.9。 採自臺東市豐樂里田 1135-1 號者,厚度 0 至 30 公分,灰色具灰黃色銹紋,坋質 壤土,無構造,pH5.8。 採自臺東市豐樂里 1182-39 號者,厚度 0 至 30 公分,灰色砂質壤土,無構造, 脆性,pH7.0。 本系土壤為縱谷之大土系,分布甚廣,本鄉主要分布於鹿寮溪沖積扇全域及鹿 野河階。 二、富里南系(Fu Li Na Series)-Fln 由石灰性棕色泥岩混雜火成岩塊崩積化育而成的「黃棕色崩積土」,生成於利 吉混同層內,因化育自泥岩,故細緻而黏重,土層厚度多大於 90 公分,部分具黑色 表層或具石灰性。質地以坋質黏土為主,黏粒含量常超過 35%,pH 值為 6.7 至 8.0。 土系代表剖面: 222


第一篇 地理篇

採自臺東縣富源山農場甘蔗園。 0 至 30 公分為棕黑色坋質黏土,稜柱狀構造,結構緊密,漸變不規則下界,pH6.7。 30 至 60 公分為黃棕色坋質黏土,稜柱狀構造,結構硬,漸變波狀下界,pH7.0。 60 至 110 公分為橄欖棕色坋質黏土,稜柱狀構造,結構緊密,含 20%泥岩碎屑, pH8.0 本系土壤主要分布於臺東縣卑南鄉、長濱鄉、鹿野鄉。本鄉主要分布於二層坪 坪頂地區,面積不大。 三、風谷系(Feng Ku Series)-Fks 由片麻岩、片岩等變質岩類崩積化育而成之「石質土」,多生成於中央山脈「大 南澳變質雜岩系」地質區,土層厚度約 30 至 50 公分。質地以坋質壤土為主,pH 值 為 5.1。 土系代表剖面: 採自花蓮縣光復鄉風谷南方薑園。 0 至 30 公分為棕黑色坋質壤土,弱度屑粒狀構造,易碎,含 30%石礫,漸變平 滑下界,pH5.1。 30 至 50 公分為暗棕色坋質壤土,無構造,含 70%石礫,pH5.1。 本系土壤主要分布於花蓮縣秀林鄉、壽豐鄉,本鄉僅零星分布於新良、石錦北 方溪岸及龍田之鹿野斷層西側光榮路北方小區域。 223


鹿野鄉志 四、初鹿村系(Chu Lu T’sun Series)Clt 為洪積臺地紅壤崩積混雜其他土壤或砂頁岩母岩化育而成之「黃棕色崩積土」。 一般土層多淺,厚度約 30 至 50 公分,質地以壤土為主,pH 值為 4.9 至 5.0。 土系代表剖面: 採自臺東縣卑南鄉初鹿村西南甘蔗園。 0 至 15 公分為棕色坋質壤土,中等屑粒狀構造,易碎,漸變平滑下界,pH4.9。 15 至 48 公分為棕色壤土,弱度屑粒狀構造,易碎,pH5.0。 本系土壤主要分布於臺東縣卑南鄉,本鄉分布於永德、上鹿寮、永隆等地。 五、符灣村系(Fa Wan T’sun Series)-Fws 本系土壤亦分布於本鄉永安村西方及鹿野村中油公司加油站西北方坡地,面積 不大。土系描述見前二頁之第二項。 六、牡丹池山系(Mutan Chih Shan Series)-Mcs 為板岩母質風化之「黃棕色崩積土」,土層厚度約 30 公分,發育中等,土色棕 至黃棕色。質地為壤土或坋質壤土,pH 值為 4.6。 本系代表剖面: 採自屏東縣牡丹鄉。 0 至 15 公分為棕色坋質壤土,中等發育,小鈍角塊狀構造,易碎,pH4.6。 本系土壤主要分布於屏東縣牡丹鄉,本鄉僅分布於高台南方坡地。 224


第一篇 地理篇 七、鹿野系(Lu Yeh Series)-Ly 為片岩及一部分板岩之母岩、經長時間成土作用而形成之深層細質地「紅壤」, 土層厚度超過 150 公分,質地為坋質黏壤土或坋質黏土,pH 值為 5.0 至 5.7。 本系代表剖面: 採自臺東縣鹿野鄉高台微斜坡。 0 至 20 公分為暗棕色坋質壤土,較粗團粒構造,脆性,突變平滑下界,pH5.0。 20 至 48 公分為裂面暗棕色粉末棕色坋質黏壤土,中度大小、中等安定鈍角塊狀 構造,脆性,漸變下界,pH5.6。 48 至 71 公分為裂面明棕色粉末、稍淡之明棕色坋質黏壤土,大、中等安定鈍角 塊狀構造,脆性,漸變下界,pH5.6。 71 至 113 公分為裂面明棕色粉末、明紅棕坋質壤土,構造及結構同上,擴散下 界,pH5.7。 113 至 170 公分為裂面暗紅棕色粉末、明紅棕坋質壤土,構造及結構同上,突變 波狀下界,pH5.7,其下為圓礫及片礫質壤土。 本系土壤分布於臺東縣鹿野鄉之鹿野古臺地。

225


鹿野鄉志 八、壢坵系(Li Kyu Series)-Hlk 由板岩、千枚岩等變質岩類崩積化育而成的「灰暗色崩積土」,多生成於中央 山脈東南之板岩系地質區內,土層厚度 30 至 50 公分,質地以坋質壤土或壤土為主, pH 值為 4.7 至 4.9。 土系代表剖面: 採自臺東縣太麻里鄉壢坵村北芒果園。 0 至 30 公分為棕黑色壤土,弱度屑粒狀構造,易碎,明顯不規則下界,含 10% 石礫,pH4.9。 30 至 50 公分為明棕色坋質壤土,弱度屑粒狀構造,易碎,含 40%石礫,pH4.7。 本系土壤主要分布於臺東縣延平鄉、海端鄉、太麻里鄉、卑南鄉和花蓮縣的卓 溪鄉、玉里鎮,為重要之農業土壤,本鄉僅分布於高台,面積不大。 九、萬朝系(Wan Chao Series)-Wcs 由板岩或千枚岩等變質岩類化育而成之「淺層紅壤」,多生成於中央山脈板岩 系地質區,土層厚度約 30 至 50 公分,質地以坋質黏壤土為主,因沖蝕嚴重,土層 薄而缺有機質層,pH 值為 4.7 至 4.8。 土系代表剖面: 採自臺東縣池上鄉萬朝聚落西方桑園。 0 至 20 公分為紅棕色坋質黏壤土,中度鈍角狀構造,結構緊密,擴散下界,pH4.8。 226


第一篇 地理篇

20 至 47 公分為明紅棕色坋質黏壤土,中度鈍角狀構造,結構緊密,pH4.7。 本系土壤主要分布於臺東縣達仁鄉、大武鄉和花蓮縣玉里鎮,本鄉分布於高台 南側坡地,面積不大。

海岸山脈地區: 一、永豐系(Yung Feng Series)-Yf 為石灰質棕色泥岩及基性、超基性岩屑所形成之深層黑色黏重「黑色土」,近 「轉變土綱(vertisols)」,多生成於海岸山脈西側利吉混同層中之緩丘及山脊鞍部。 質地黏重,以坋質黏壤土、坋質黏土為主。土層厚度常超過 1 公尺,pH 值為 5.8 至 7.1。 土系代表剖面: 採自花蓮縣富里鄉永豐村。 0 至 30 公分為黑棕色坋質黏壤土,具中量細小之明棕色銹紋,無構造,緊密, 突變波形下界,pH6.5。 30 至 40 公分為黃灰色坋質黏壤土,構造體外皮為灰色,不明顯小鈍角塊狀構造, 緊密,擴散下界,pH7.0。 40 至 55 公分為坋質黏壤土,粉末暗灰黃色,具中量擴散而明顯之黃棕色斑紋, 構造體外皮為灰黃色,大孔之表皮為黑棕色,不明顯小鈍角塊狀構造,緊密,突變 波形下界,pH6.9。 227


鹿野鄉志

55 至 70 公分為黑至黑棕色坋質黏土,餘同上,漸變下界,pH6.4。 70 至 92 公分為黃灰色坋質黏土,具稍暗黃棕色少量而細小之點,餘同上,突變 下界,pH6.5。 92 至 120 公分為稍暗黃橙色坋質黏壤土,具中量而細小之棕色斑紋及 30%細小 而不明顯之灰橄欖色斑紋,含約 30%之硬質頁岩,pH6.5。 本系土壤面積廣大,本鄉主要分布於大埔山西側及南側坡地。 二、雷公埔系(Lei Kung Pu Series)-Lkp 由石灰性灰棕色泥岩混同基性或超基性火成岩塊化育而成之「黑色土」,多生 成於海岸山脈利吉混同層中,因由泥岩化育,故細緻而黏重,土層厚度約 50 至 90 公分,部分土層具 20 公分以上之黑色表層,部分表土則具石灰性。質地以坋質黏壤 土為主,黏粒含量大於 35%,甚有高至 48%者,故土壤之滲透性及透氣性較差,pH 值為 5.6 至 6.4。 土系代表剖面: 0 至 25 公分為暗棕色坋質黏壤土,鈍角塊狀構造,漸變平滑下界,pH5.6。 25 至 60 公分為棕黑色坋質黏土,鈍角塊狀構造,結構硬,pH6.4。 本系土壤在臺東縣池上鄉、關山鎮、鹿野鄉有大面積分布,花蓮縣富里鄉一帶 亦有分布。本鄉主要分布於大埔山與寶華山之間及木坑溪中游右岸。

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第一篇 地理篇 三、富興系(Fu-Hsing Series)-Fhs 由石灰性灰棕色泥岩混同基性或超基性火成岩所化育而成之「黑色土」,多生 成於利吉混同層內,土層厚度很淺,約在 30 至 50 公分之間,且由於沖蝕旺盛,多 無黑色表層。質地以坋質黏土為主,黏粒含量超過 35%,pH 值為 5.7 至 6.0。 土系代表剖面: 採自臺東縣池上鄉水墜村(今富興村)木瓜園。 0 至 15 公分為稍暗黃色黏質壤土,鈍角塊狀構造,結構緊密,擴散波狀下界, pH5.7 至 6.0。 15 至 50 公分為黃灰色坋質黏土,鈍角塊狀構造,結構硬,pH6.0。 本系土壤主要分布於臺東縣池上鄉、鹿野鄉之海岸山脈境內。本鄉則分布於濁 水溪上游南支流及木坑溪中、上游。 四、三臺系(San Tai Series)-St 為安山岩質火山屑碎及含石灰質泥岩、崩積物、沖積物等所形成之細質地「黑 色土」,土層厚度 70 至 90 公分。質地下為稍暗黃棕色黏土至坋質黏壤土,時有大 小不一半風化之安山岩塊,表土則為墨粒(Mollic epipedon)表被,pH 值為 5.6 至 5.9。 土系代表剖面: 採自花蓮縣富里鄉三臺。

229


鹿野鄉志

0 至 25 公分為黑棕色粉末之壤土,明顯細至中團粒構造,脆而鬆,漸變平滑下 界,pH5.6。 25 至 90 公分為黏質壤土,構造體內部裂面稍暗黃棕色,外被黃灰色,粉末稍暗 黃橙色。明顯中度大小鈍角塊狀構造,脆性,突變平滑下界,pH5.9。 90 公分以下為暗灰黃色粗砂壤土,夾雜於直徑小於 5 公分之礫石層中,礫石以 較硬之棕色砂岩為主。 本系土壤主要分布於花蓮縣富里鄉及臺東縣池上鄉,本鄉則分布於后湖對岸之 卑南溪左岸及木坑溪中游左岸。 五、和平系(Hou Pyng Series)-Hpy 由安山岩質火山碎屑岩等火成岩類化育而成之「黑色土」,多生成於海岸山脈 之都巒山層,土層厚度約為 30 至 50 公分之間,部分土層具黑色表層,部分表土具 石灰性。質地以坋質黏壤土為主,黏粒含量在 27%至 34%左右,pH 值為 5.7 至 5.9。 土系代表剖面: 採自臺東縣成功鎮和平里。 0 至 15 公分為黃棕色至稍暗黃色坋質壤土,屑粒狀構造,易碎,明顯平滑下界, pH5.8。 15 至 30 公分為稍暗灰黃色坋質黏質土,鈍角塊狀構造,結構緊密,擴散下界, pH5.7。 230


第一篇 地理篇

30 至 48 公分為暗灰黃色至灰黃色坋質黏壤土,不明顯鈍角塊狀構造,結構緊密, pH5.9。 本系土壤主要分布於臺東縣之鹿野鄉、東河鄉及花蓮縣的富里鄉、光復鄉及壽 豐鄉等地,本鄉則分布濁水溪中游左岸、泥火山東北方山坡、木坑溪及木坑南溪上 游。 六、水墜村系(Shui Chui T’sun Series)-Scs 由安山岩質火山岩屑堆積化育而成的淺層「石質土」,多生成於海岸山脈之都 巒山層,土層厚度約 20 至 50 公分之間,質地以砂壤土為主。 本系代表剖面: 採自臺東縣池上鄉水墜村(今富興村)北方柑桔園。 0 至 25 公分為稍暗黃色砂壤,無構造,含 80-90%之石礫,pH6.8。 本系土壤分布於臺東縣池上鄉、鹿野鄉、關山鎮等地,面積不大,本鄉則分布 於濁水溪上游南支流源頭及泥火山北方山坡。 七、大農村系(Ta Lun T’sun Series)-Tlt 由灰棕色泥岩混雜砂頁岩崩積化育而成之「灰暗色崩積土」,多生成於海岸山 脈之大港口層中,土層厚度小於 20 公分,尚不穩定。質地變異亦大,主要為坋質黏 壤土,pH 值為 7.5。 土系代表剖面: 231


鹿野鄉志

採自花蓮縣光復鄉臺糖大農村廢耕地。 0 至 12 公分為灰色坋質黏壤土,弱度鈍角塊狀構造,結構硬,含 10%石礫,下 為礫石層。 本系土壤分布於花蓮縣光復鄉、豐濱鄉、瑞穗鄉、玉里鎮及臺東縣長濱鄉、東 河鄉、卑南鄉,為重要之農業土壤,本鄉則分布於大埔山及寶華山附近。 八、鹿寮東系(Lu Liao Tung Series)-Llt 由無石灰之淡黃棕至棕色砂岩或硬坋質頁岩化育而成之「黃壤」,多生成於海 岸山脈之大港口層內,土層厚度約 50 至 90 公分之間。質地黏重,以坋質黏土為主, 部分土層具黑色表層,黏粒含量約 37%,pH 值為 5.4 至 5.9。 土系代表剖面: 採自臺東縣鹿野鄉鹿寮東山西側。 0 至 20 公分為灰黃棕色坋質黏壤土,小鈍角塊狀構造,緊密結構,明顯波形下 界,pH5.4。 20 至 65 公分為稍暗黃色坋質壤土,鈍角塊狀構造,結構緊密,擴散波形下界, pH5.5。 65 至 88 公分為稍暗黃橙色黏土,不明顯鈍角塊狀構造,結構硬,pH5.9。 本系土壤主要分布於臺東縣卑南鄉、鹿野鄉及花蓮縣壽豐鄉等地,面積不大, 本鄉則分布於木坑南溪下游。 232


第一篇 地理篇 九、東里系(Tung Li Series)-Tl 為黏質暗色「黃壤」,質地為坋質黏壤土,排水良好,表土色較暗,但尚未達 「墨粒土(Mollisols)」之標準,底土呈稍暗黃棕色至稍暗黃橙色,無顯著黏粒集聚 層(Augillic horizon),其母岩主要為甚硬之無石灰性淡黃棕色粉砂岩,亦為易於形 成環片或碎片剝離之坋質頁岩,並混雜具石灰性之黑色或黑棕色之泥岩及頁岩。pH 值為 5.5 至 6.0。 本系代表剖面: 採自花蓮縣富里鄉之南、三臺之東。 0 至 17 公分為稍暗黃橙色、粉末同色之坋質黏土,明顯至不明顯中度大小團粒 及小鈍角塊狀構造,結構頗為緊密,明顯波形下界,pH5.7。 17 至 56 公分為切口黑棕至黃灰色、構造體表皮黑棕色、粉末灰黃棕色之坋質黏 土,不明顯至明顯小鈍角塊狀構造,突變波形下界,pH5.5。 56 至 86 公分為切面稍暗黃橙色、具少量小之暗棕色(似鐵錳凝聚物)、構造體 外皮黃灰色之坋質黏土,明顯中度大小鈍角塊狀構造,構造體破裂為小構造體,結 構緊密,pH6.0。本層之下為含極暗棕色之半硬質頁岩母岩。 本系土壤面積最大,自臺東縣鹿野鄉瑞源村東北之卑南溪左岸丘陵,向北延伸 至東里東方之海岸山脈低緩丘陵,以及花蓮縣富里鄉向南延伸至臺東縣東河鄉泰源 村之低緩丘陵。

233


鹿野鄉志 十、奇美系(Chi Mei Series)-Cmi 由灰棕色砂頁岩、凝灰岩等岩類混雜崩積化育之「黃棕色崩積土」,多生成於 海岸山脈大港口層內,其土層多介於 50~90 公分之間,部分具黑色表層。質地以坋 質黏壤土或黏質壤土為主,中度或弱度鈍角塊狀構造,pH5.4。 土系代表剖面: 採自花蓮縣瑞穗鄉的奇美村東側雜木林。 0 至 23 公分為稍暗黃棕色坋質黏壤土,中度鈍角塊狀構造,易碎,擴散波狀下 界,pH 值為 5.4。 23 至 65 公分為稍稍暗黃橙色坋質黏壤土,弱度鈍角塊狀構造,結構緊密,含 20%石礫,pH5.4 本系土壤主要分布於花蓮縣的壽豐鄉、鳳林鎮和臺東縣的成功鎮、鹿野鄉。但 本鄉之二萬五千分之一土壤分布圖中未見其標示,可能面積甚小。 十一、水璉尾系(Shui Lien Wei Series)-Slw 由灰棕色砂頁岩、含石灰性泥岩、凝灰岩或安山岩質火山碎屑混雜崩積化育而 成之黃棕色「崩積土」,多生成於海岸山脈大港口層與利吉混同層之交界處,土層 厚度約為 50 至 90 公分,無黑色表層或石灰性。質地以坋質黏土為主,pH 值為 5.7 至 6.0。 本系代表剖面:

234


第一篇 地理篇

採自花蓮縣壽豐村水漣尾村桑園。 0 至 20 公分為橄欖棕色黏質壤土,中度鈍角塊狀構造,易碎,明顯波狀下界, pH6.0。 20 至 45 公分為黃棕色坋質黏土,中度鈍角塊狀構造,結構緊密,含 15%大小不 等之石礫,漸變平滑下界,pH5.8。 45 至 85 公分為橄欖棕色坋質黏土,弱度鈍角塊狀構造,結構緊密,含 20%之石 礫,pH5.7。 本系之土壤主要分布於花蓮縣壽豐鄉、玉里鎮及臺東縣之鹿野鄉。本鄉分布於 錐圓山北北西方坡地,面積甚小。 十二、萬寧村系(Wan Ning T’sun Series)Wnt 由凝灰岩及安山岩質之火山碎屑化育而成之「黑色土」,多分布於海岸山脈都 巒山層及其坡下區域,土層厚度約 30 至 50 公分,部分土層具有黑色表層,質地多 為坋質壤土。pH 值為 5.9 至 7.1。 本系代表剖面: 採自臺東縣成功鎮。 0 至 10 公分為灰橄欖色壤土,屑粒狀構造,易碎,漸變平滑下界,pH5.9。 10 至 30 公分為黃棕色坋質壤土,屑粒狀構造,易碎,漸變平滑下界,pH7.0。

235


鹿野鄉志

30 至 50 公分為灰橄欖色坋質壤土,不明顯屑粒狀構造,易碎,pH6.8。 本系土壤主要分布於花蓮縣壽豐鄉、豐濱鄉、玉里鎮、富里鄉及臺東縣成功鎮、 東河鄉、鹿野鄉,為花、東兩縣重要之農業土壤。但本鄉之二萬五千分之一土壤分 布圖中未見其標示,僅在面積統計中列出 294 公頃。 十三、織羅系(Chi Lo Series)-Ci 由海岸山脈沖積而成之母岩「沖積土」,安山岩質岩屑頗多,土層厚度常在 90 公分以上,質地主要為坋質壤土及壤土,滲透性中上,構造不良,pH 值為 6.0 至 7.4。 本系代表剖面: 採自花蓮縣富里鄉西側沖積平原。 0 至 20 公分為黃灰色之坋質壤土,具多量大而明顯之暗橄欖色銹紋,無構造, 結構脆,明顯平滑下界,pH6.0。 20 至 40 公分為橄欖棕色坋質壤土,具中量細小但明顯之棕色銹紋,無構造,結 構脆,pH6.9。 40 至 60 公分為黃灰色坋質壤土,具中量中度大小而明顯之暗棕色銹紋,無構造, 結構脆,pH7.3。 60 至 90 公分為暗灰黃色坋質壤土,具少量細小而不明顯之棕黑色銹紋,無構造, 結構脆,pH7.3。

236


第一篇 地理篇

本系土壤分布於海岸山脈沖積平原,為優良之旱作地。本鄉分布於永昌聚落, 雖面積不大,但甚為特殊。

第七節 鹿野鄉的土壤特性及土地利用 綜合上述本鄉之土類及土系,最大之特色為酸性和極酸性土壤甚多,中性及弱 鹼性土壤極少,排水多良好,坡度 16%至 55%者較多。各土類之特性如表 5-6 傅良 敏等(1984)的研究所示。 表 5-6:花東兩縣各土壤類群表土成分平均值表(取自傅良敏等,1984) 有機質 %

pH 值 表土成分

平 均 值

土 壤 類 型

紅壤

4.6

黃壤

4.8

黑色土

5.8

黃棕色 崩積土 灰暗色 崩積土

最高值 最低值 8.4 3.9 8.2 4.0 7.5 4.8

平 均 值 1.7 1.8 4.3

7.4 5.8

4.5

5.8

沖積土

5.5

3.7 0.9 4.4 0.8 21.7 1.8

0.9

7.8 4.2 6.9 4.6

平 均 值

11.5 12.7 30.4

2.4

最低值 34.2 5.4 33,1 6.3 52.6 21.3

8.7

12.7 1.4 3.8 1.4

平 均 值

最高值 最低值

68.2 71.1 84.3

12.8

53.4

38.4 11.2 16.8 5.6

平 均 值 4.1 4.7 5.3

73.6

最低值 10.6 0.7 15.4 0.5 16.3 2.4

1.2 12.6

5.6 78.4

102.3

最高值

27.6 5.6

212 103.1

9.3

18.9

82.3 54.1 93.6 48.4 102 56.4

有效性磷 Pppm

201

85.1

27.1

12.4 2.1

3.4

最高值

32.3

14.8

5.4 3.2

4.7

石質土

最低值

交換性鉀 Kppm

力(me/100g)

6.8 2.6

7.1 5.6

最高值

陽離子交換能

215 67.8 83.4 46.1

3.3 6.7 5.4

24.3 4.8 16.3 4.8

說明:1.部分紅壤及黃壤 pH>7.3 係因石灰岩之影響。 2.部分紅壤及黃壤陽離子交換能力較高係因火成岩化育所致。 3.陽離子交換能力(cation exchange capacity,C.E.C.)之定義為:每 100 克(g)烘乾土吸附的置換 性陽離子毫克當量數(m.e.)。當量在化學意義上是相當於 1 克氫之量,1 當量氫原子之數 目即「亞佛加德羅(Avogadros)常數=6.02×1023」;換句話說,1me/100g 的意思就是每 100 克的土壤中,有 6.02×1023 個帶負電荷的吸附單位可以吸附陽離子。 237


鹿野鄉志

根據上列特性,傅良敏等(1984)認為各類土壤宜做下列適當的經營管理,本 鄉之上列土壤,亦可參酌爰用: 一、紅壤(R) 因形成年代較老,淋溶較烈,植物所需之養分多半淋失,有機質含量偏低,陽 離子交換能力偏底,多在 10m.e./100g 以下,pH 值偏強酸性,如不予以人為的施肥 及土壤改良,作物難有良好生長。 二、黃壤(Y) 本類土壤性質與紅壤相近,因可風化礦物含量稍高,故土壤肥力較紅壤略佳, 陽子離子交換能力亦略高,但仍屬貧瘠之土壤,施肥及改善 pH 值仍極重要。 三、黑色土(B) 為海岸山脈之特殊土壤,在本鄉面積甚廣,表層因混有多量有機質,故呈色甚 黑,陽離子交換能力為所土壤類型中最優者,pH 值則呈現弱酸至中酸,若土壤不太 黏重,一般肥力較佳,多為良好之作物栽培土壤。然因多分布於山坡,須注意水土 保持。倘開發快速、沖蝕加劇,肥沃之表層易於流失,面積將逐漸縮小。 四、黃棕色崩積土(Cy) 本類土壤性質較接近黃壤,淋溶作用亦強,故養分含量不佳。雖然有機質含量 稍高於黃壤,pH 值亦偏弱酸至中酸,但陽離子交換能力未明顯優於黃壤,整體而言, 仍屬貧瘠土壤,施肥及改善土壤是加強土地利用的必要措施。

238


第一篇 地理篇 五、灰暗色崩積土(Cg) 本類土壤性質介於黃棕色崩積土與石質土之間,為崩積旺盛之新土壤,母岩成 分甚濃, pH 值隨母質而變異,多為中酸至強酸,陽離子交換能力則未明顯優於黃 棕色崩積土,但有機質含量略優於黃棕色崩積土,故仍可視為良好之農業土壤,唯 須注意水土保持工作。 六、石質土(L) 本類土壤因形成年代最新,成土時間較短,故土層淺、石礫多,土壤性質俱為 母岩所左右,質地、pH 值及陽離力交換能力差異甚大。一般而言,其有機質含量尚 豐,如欲做農業利用則水土保持為重要課題。 七、沖積土(A) 本類土壤成土年代亦新,分布亦廣,因地勢平坦利用方便,其 pH 值、有機質、 陽離子交換能力亦不遜於其他土類,故長久以來即為重要之農業土壤。由於隨環境 之不同,其母質、質地、土層厚度、排水等條件仍有相當差異,宜應分別做適度之 土壤改良。 從不同的土壤質地及厚度觀之,傅良敏等(1984)亦分析其利用及管理之要點 如下:

239


鹿野鄉志 一、深層黏質土壤 本群土壤之土層厚度大於 50 公分,質地多為黏質壤土至黏土,因土層較厚,保 水及保肥能力較佳。唯其滲透性較緩,根系之呼吸作用頗受影響,若逢長期降水, 易生根腐病。 二、深層中質地土壤 本群土壤之土層厚度大於 50 公分,質地多為坋質壤土至壤土,保水及保肥能力 均佳,施肥效果顯著,為最優之農業經營土壤。 三、深層粗質地土壤 本群土壤之土層厚度大於 50 公分,質地多為坋質壤土至壤土,或壤質砂土至砂 質壤土,其優點為排水良好,但保水及保肥能力則略遜於前兩類土壤,須以良好之 灌溉及施肥以增進作物之生長。 四、淺層黏質土壤 本群土壤之土層厚度介於 20 至 50 公分之間,質地多為黏質壤土至黏土,因土 層較薄,作物可持續利用之水分及養分有限,且在乾季易受旱害,而雨季又影響根 系之呼吸,須以水土保持及有效施肥之策略以改善作物之生長環境。 五、淺層中質地土壤 本群土壤之土層厚度介於 20 至 50 公分之間,質地多為坋質壤土至壤土,其性 質雖優於前者,仍因土層厚度不足,保水及保肥能力不佳,須以良好之灌溉及施肥 以提升作用生長效益。 240


第一篇 地理篇 六、淺層粗質地土壤 本群土壤之土層厚度介於 20 至 50 公分之間,質地多為壤質砂土至砂質壤土, 保水及保肥能力甚差,乾季易受旱害,較適宜種植淺根性耐旱之作物,並加強灌溉 及施肥。 七、極淺層土壤 本群土壤之土層厚度小於 20 公分,可為任何質地之土壤,保水及保肥能力甚差, 極易受旱害,故僅適宜淺根性耐旱之作物,對肥料需求甚高。 再從土壤之環境觀之,坡度之變化為本鄉土地利用之重要因子,故水土保持極 為重要。然坡度超度 55%者仍不適於農耕,僅能造林或植草以保持立地安定。坡度 介於 40%至 55%之間者,因土壤多屬淺層,仍以長年性之果樹或牧草為宜。坡度介 於 15%至 40%之間者,仍不適宜甘蔗、玉米等需勤耕之作物,高經濟效益之果樹、 茶樹較為適宜。 續從 pH 值之影響觀之,一般作物之適應範圍多在 5.5 至 7.0 之間,本鄉偏中酸 性至強酸性之土壤分布甚廣,故較適於耐酸之作物,如水稻、鳳梨、茶等。少部分 pH 值大於 7.3 之鹼性土壤則甚難予以改良,唯有長期洗滌及排水雙管齊下,若干年 後始能加以利用。 總而言之,土地之利用仍以「適地適作」、「適時適用」為最重要之原則,任 何土壤均有其使用之限制及極限,不宜過度以人為之措施超限利用,大自然自有其

241


鹿野鄉志

生息循環之功能,一旦遭受破壞則難以再起沈疴。是故,如何認識土壤、善待土壤, 永遠為土地利用應努力之方向。

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第一篇 地理篇

第六章

氣候

當天一亮,每個人首先關心的事幾乎都是今天的天氣如何?的確,天氣的好壞, 影響我們每個人的生活至鉅,惡劣的天氣甚至帶給我們恐怖的災難。因此,自古以 來,人類無時無刻不想了解天氣的變化及其原因,也累積了許多觀測天氣的經驗傳 諸後世,最膾炙人口的就是那些氣象諺語,例如:「日暈三更雨,月暈午時風。」 「初一落、初二散,初三落到月半。」「春濛曝死鬼,夏濛做大水。」「六月雷響 止九颱,七月雷響九颱來。」……這些又順口、又有趣的諺語,不但化解了人對極 端天氣的恐懼,也拉近了人與自然的距離,老祖宗的智慧誰不佩服?其間最令我們 自豪的便是秦漢時代二十四節氣的發現與製訂,它融合了天文與氣象的規律,定出 一年四季的氣候變化,成為農業經營的時令準則,可以說是人類最早的氣候學研究。 所謂「天氣(weather)」,它是指一個區域中,短期的溫度、濕度、大氣壓力、 降水或降雪、蒸發及凝結、風速及風向、雲量及日照等因子的變化情形。將這些變 化加以紀錄、分析、研究,所得的綜合結果及推論便是「氣象(meteorology)」。 而「氣候(climate)」則是氣象長期的變化模式、特徵及規律性的循環(涂建翊等, 2003),研究這些變化模式及特徵的學問便稱之為「氣候學(climatology)」。事實 上,氣候與時空的差異有密切的關係,可以說因時空的差異而造成氣候的不同;因 此,氣候學就是研究時空氣候差異的科學,它隨著地理環境的改變而有明顯的區別。 氣候學依其研究對象及目的,可分為下列四種:

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普通氣候學:以全球為其對象,研究、分析各區域的氣候特徵及變化,並比較 其差異及相互影響的關係。 區域氣候學:依研究目的所設定的空間範圍,探討區域內的氣候特徵、變化及 模式,並解釋其成因、科學應用及適應之道。 小氣候學:也稱之為微氣候學,依研究目的所設定之小區域,探討此空間內的 氣候特徵及變化,期能提供社會及民眾之事業發展、生活適應及科學應用之參考。 古氣候學:探索各地質時代的氣候變化,解釋地球古氣候的變遷及其原因,推 演未來的氣候趨勢。 氣候的變化不僅與我們的生活息息相關,也主宰了全球物種的興替與演化。今 日的全球社會,有識之士無不憂心溫室效應對未來氣候所產生的不利影響,加強小 區域的氣候研究,不但可對當地的人民生活、地方產業、環境利用做最佳的調和, 也可以對全球氣候的變化,提供地區性的指標。中央氣象局於民國 86 年 7 月 1 日 (1997)在鹿野鄉龍田村龍海路 7-6 號設立無人氣象測站,開始觀測雨量、風速、氣 壓、風向、氣溫等變化。鹿野(Lu-Yeh)測站的站碼為 COS710,絕對位置為:北緯 22°55’07”(N),東經 121°06’53”(E),海拔 313 公尺(m/sl)。本文將取其民國 89-93 年(2000-2004)較完整的氣象觀測資料,逐項綜合統計敘述於後。

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第一篇 地理篇

第一節 概說 全球各地氣候之所以不同,最主要的原因來自太陽輻射的差異。各地區接受太 陽輻射能量的大小,主導了溫度的變化、水分的循環、季風的運行,它們直接影響 氣候的型態。誠然,當太陽輻射到達地球之前,它所具有的能量是一致的,但是進 入大氣層之後卻發生了明顯的變化,顯然其原因來自於地球本身,這些原因也都和 小區域的微氣候有關,茲略述如下:

一、緯度的影響 地球是一個球體,平行的太陽輻射穿透大氣層到達地面時,在赤道附近所經過 的距離最短,損失最少;反之,在兩極附近所經過的距離最長,損失最多,因此兩 極所獲得的熱能遠少於赤道,氣溫當然差別很大,故地球因緯度的高低而產生熱帶、 溫帶和寒帶等三大氣候類型,所以緯度是影響氣候的首要因子。

二、海洋與湖泊的效應 由於水的比熱遠大於陸地,其升高 1℃所需的熱能是陸地的 2-3 倍,因此,陸地 對太陽熱能的吸收與釋放,較海洋和湖泊快速,因而造成氣溫的變化(涂建翊等, 2003),一個離海洋或湖泊甚遠的地區,其晝夜溫差顯然較鄰近海洋或湖泊的地區 為大,氣候也就隨之不同。不但如此,離海洋或湖泊越遠,也就是所謂的「陸性率 (continentality)」越高,所能接受的水氣也就越少,濕度及雨量也就大幅降低而呈 現乾旱或沙漠氣候型態。 245


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三、季風的影響 陸地和海洋因比熱的明顯差異,故對太陽熱能產生不同的吸收與釋放速率,位 於陸地和海洋之上的氣團,受此溫差效應而具有不同的密度和壓力,因而產生氣團 之間風的流動。以北半球的夏季而言,陸地上的氣團因氣溫高、密度小、壓力小而 上升,海洋上的氣團因氣溫底、密度大、壓力大而下沈,遂牽引氣團的移動而產生 風,並隨著季節的不同夏季由海洋吹向大陸,冬季由大陸吹向海洋,這便是所謂的 「季風」。再因地球自轉的效應使季風發生偏向,便形成了全球的季風帶。簡言之, 海洋性季風含有較多的水氣,所到之處會使氣候顯得濕潤;反之,大陸性季風含水 氣甚少,所到之處會使氣候顯得乾旱。

四、洋流的效應 海洋占全球的面積超過 70%,因季風、密度及海底地形的影響,使海水產生規 律性的流動,稱之為洋流。由低緯度流向高緯度的洋流,如臺灣東部的「黑潮」, 因水溫較高,故稱之為「暖流」;由高緯度流向低緯度的洋流,如冬季由北太平洋 南下之「親潮」,因水溫較低,故稱之為「寒流」。無論是熱帶的暖流或寒帶的寒 流,其所到之處均能影響當地氣候的變化。而週期性出現的暖流,如南美洲秘魯西 方東太平洋的「艾尼紐(El Niňo)洋流」,更能改變季風的運行、氣團的性質,導 至全球的氣候異常(涂建翊等,2003)。

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第一篇 地理篇

五、地形的效應 有相當起伏的地形面,形成地形雨的機率較大於平坦的地面,故綠島的降雨日 數超過澎湖(涂建翊等,2003),而中央山脈東麓及海岸山脈地區,其雨量也較臺 東平原為豐。地面高度的差異,也直接產生氣溫及氣壓的不同,我們都知道每升高 100 公尺氣溫約下降 0.65 度,氣壓約下降 9.5mm 水銀柱,即約 129.2 毫巴(mb), 故高度是氣候改變的重要地形因子,高山地區的氣候,與同緯度的平原氣候顯然不 同。另外,坡面也是重要的地形因子,其向陽及迎風與否,會有不同的氣溫及降水, 故能使微氣候發生變化。臺灣自更新世以來的造山運動,高山地區海拔近 4000 公尺, 遂形成熱帶、副熱帶、溫帶、寒帶等不同的氣候帶。極高的山脈又會阻隔季風的運 行,例如:喜馬拉雅山脈會阻擋印度洋季風的水氣,故在西藏高原以北的背風地區, 會產生乾旱的氣候區。雪山山脈冬季會阻擋東北季風南下,故臺灣中部地區冬季的 降水,遠少於東北角地區,這些都是地形對氣候的影響。

六、地面性質 地面的濕潤與否,有無森林或積雪覆蓋,直接影響太陽輻射的吸收。森林或草 原能吸收大多數的太陽輻射,僅有約 10%被反射,所以氣候較裸露乾燥的地區涼爽。 乾土的吸熱和散熱快於濕土,故晝夜的溫差較濕土為大,氣候的變化傾向極端。雪 地能反射 70%以上的陽光,熱融效應緩慢,故高緯度地區的春季不易增暖,因需大 量熱能用來融雪,這些都是地面性質對氣候的影響。(戚啟勳,1978)

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七、地球的岩漿及火成活動 地球內部的熱對流作用,牽引全球的板塊運動及岩漿火成活動,大規模的火山 爆發能拋出大量的微塵與氣懸膠體,阻擋了太陽輻射使全球氣溫降低(小倉義光, 1995),古生代大量物種的滅絕,即肇因於古西伯利亞大規模的火山活動。局部地 區的岩漿活動,如北極圈內的冰島,又因源源不斷的地熱資源使氣候不致於過度寒 冷。然而火山活動亦能釋放出大量的二氧化碳及甲烷氣體產生溫室效應,改變原來 的全球氣候模式。故岩漿與火成活動,亦為氣候變化的因子之一。

八、地球的運動 從天文學的角度觀察地球的運動,雖然在數十年或數百年的期間內不易察覺其 變化,但它對全球氣候的長期影響,卻遠超過其他的因素。如圖 6-01,(a)顯示地 球繞日的公轉軌道(即黃道)並非正圓,而是由較扁的橢圓變為稍圓的橢圓,每 20 萬年為一個週期,因此產生極大近日點與極大遠日點的變化,冰期遂在極大遠日點 時期發生。(b)顯示地軸並非垂直於繞日軌道,而是在圓心角 21.8 至 24.4 度之間 擺盪,以 4.1 萬年為一個循環。這個事實,使地球的氣候在一年當中發生四季的變化, 若地軸垂直於繞日軌道,則地球氣候將不會有四季的變化,僅出現極地恆寒、中緯 度恆暖、低緯度恆熱的現象。(c)顯示地軸的傾斜週期,若與繞日軌道的變化結合, 實際上是一圓周運動,會發生地軸每 1.9 至 2.3 萬年的迴旋週期。綜合上述三項地球 運動的特性,從長期的觀點而言,地球所接受的太陽輻射亦不是恆定的,而有約 2

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第一篇 地理篇

萬年及 10 萬年兩個不同的變化週期,地球的氣候亦隨著地軸的圓周運動而發生冰 期、間冰期輪迴的現象,當這兩個週期重合時,地球的氣候將發生極冷的大冰期。 此地球運動所導至的長期氣候變化,為南斯拉夫數學家 Milutin Milankovitch 所發 現,故又稱之為「米蘭科維奇迴旋」。

圖 6-01:地球運動對氣候影響示意圖(取自 Simon Lamb & David Sington.,1998)

綜合上述影響氣候變化的因子,從近年來古氣候變遷的研究,亦可得到充分的 證實,地球的運動,板塊的變動,火山及岩漿活動,古洋流的效應,都曾對古氣候 發生影響。基本上,地球自誕生以後,若無大規模的小行星撞擊事件發生,它只有 走向逐漸冷卻一途;因此,古氣候便是一個由熱趨寒的簡單模式,未來也將如此。 雖然古生代晚期(石炭紀至二疊紀)曾因古西伯利亞大規模的火山活動,使地球的

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氣候突然變冷,大冰期出現,古生物大量滅絕;但這僅是特例,隨後因古生物遺骸 的暴露分解,二氧化碳大量回到大氣層中,使中生代的氣候再度回暖,至白堊紀達 到最高峰。中生代末期,因小行星的撞擊事件使地球再度發生氣候不尋常的寒冷, 大型變溫的爬蟲類慘遭滅絕,這也都是特殊的單一事件。進入新生代之後,地球的 古氣候就是在冰期與間冰期的交替出現,階梯式的走向寒冷。

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第一篇 地理篇

圖 6-02:古生代志留紀以來的古氣候變遷圖(取自 Simon Lamb & David Sington.,1998)

如圖 6-02,廿世紀中葉以後,地質學家以深海地質鑽探的方式取得不同地區、 不同深度的古地層岩芯,從古生物的定年、氧同素 O18 及古地磁、古地層、古地質構 造等的研究,繪出古生代志留紀以來的古氣候圖,依圖中的溫度變化曲線,地球是

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在階梯式的寒暖交替之中,亦即冰期與間冰期的輪迴之中,逐漸走向寒冷。這些近 似規律性的冰期與間冰期,實際上就是地球運動的結果。 目前,地球正處於最後一次冰期結束的間冰期,氣候較一萬三千年前溫暖許多, 人類的興盛也得利於間冰期溫暖的氣候。但自廿世紀中葉以來,全球工業化的影響 使得地球的溫室效應與日俱增,氣候模式受到嚴重的擾動。而土地的大量開發,森 林的快速消失,大規模灌溉系統與水庫的興建,海洋的石油污染、都市的熱島效應 等,使我們不能忽視「人類活動」亦是微氣候及氣候改變的重要因子(蔣丙然,1976; 周淑貞等,1998;涂建翊等,2003)。我們若不認清此一事實而改弦易轍,未來數 十年內,冰川的溶解、海水的上升、氣候的異常,將使人類面臨空前的厄運。 前述地球由熱趨冷的事實,可由近年來地質鑽探研究的成果獲得證實。圖 6-03 為海洋地質學者從秘魯西方東太平洋的深海,鑽取海床岩芯(圖左)分析其間貝殼 化石的年齡及氧同素 O18 的含量變化,得知地球約在 250 萬年以來,開始明顯的變冷 (圖中之 a),圖中之(b)為 25 萬年來的詳細變化,虛線的峰值對應於圖(c)之 海水面變化(單位:公尺),顯示 25 萬年來,因間冰期冰川的溶解所導致的海水面 升降的情形。證據指出在 3.5 萬年前至 1.3 萬年前,最後一次冰期發生期間,海水面 曾比現在低 130 公尺,當時的亞洲大陸與臺灣甚至琉球都是相連的。

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第一篇 地理篇

圖 6-03:六百萬來古氣候變遷圖(取自 Simon Lamb & David Sington.,1998) 說

明:(a)(b)小圖上端之刻畫,一刻畫代表氧同素 O18 與 O16 的比值大於現在海水平均值的 千分之一,兩刻畫即大於現在海水平均值的千分之二。

地質學者續從岩芯中古生物的定年和氧同素 O18 與 O16 的比值,得知近二百萬年 來冰期與間冰期的詳細變化(圖 6-04)。冰期發生時,大量的淡水(不含 O18)在兩 極形成冰帽,海水中 O18 與 O16 的比值相對的增加,每一刻畫代表增加千分之一。反

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之,間冰期因大量的冰帽溶解流入大海,海水中 O18 與 O16 的比值乃相對減少。圖 6-04 顯示 50 萬年以來,曾有 5 次冰期出現(Brian J. Skinner & Stephen C. Porter.,1992)。

圖 6-04:二百萬年來冰期與間冰期變化圖(取自 Brian J. Skinner & Stephen C. Porter., 1992)

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最近,地質學者從南極冰芯氣泡的研究(圖 6-05),發現二氧化碳和甲烷的濃 度,與古氣候的氣溫變化有直接關係(Simon Lamb & David Sington.,1998)。當這兩 種氣體增加時,全球氣溫上升;減少時,全球氣溫下降。因此,研究大氣中二氧化 碳和甲烷的濃度,可以預測氣溫的變化。 雖然從古生代至今的六、七億年間,造成二氧化碳與甲烷增加或減少的原因眾 說紛紜,但是大體上可歸類為下列四種原因:1.生物的大量繁衍奪取大氣中的二氧化 碳。2.地殼變動,地層快速侵蝕風化奪取大氣中的二氧化碳。3.大規模火山活動使地 球內部的二氧化碳釋放至大氣。4.生物礁、石灰岩的風化或酸雨作用,使岩層中的二 氧化碳還原至大氣。無論如何,這是自然界二氧化碳循環的結果,使古氣候發生重 大改變,非吾人所能控制。但是全球工業化的影響,二氧化碳的大量排放,已使全 球氣候快速變暖,冰川加速溶解,海水逐漸上升,氣候模式異常,人類將面臨空前 的氣候災變已非危言聳聽。 2005 年 2 月 16 日,141 國簽署的「京都議定書」開始實施,就是面對這個事實 的正面反應,在我們對氣候的認知與理解的同時,如何消弭對氣候變化的干擾,亦 為刻不容緩的當務之急。

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圖 6-05:近 15 萬年來古氣候氣溫變化圖(取自 Simon Lamb & David Sington.,1998)

第二節 全球的氣候分布 全球的氣候錯綜複雜,雖無氣候完全相同的兩個地區,但仍可根據主要特徵加 以分型、分帶,以便於描述、比較與分析。周淑貞等(2003)將全球的氣候分為「低 緯度氣候帶」、「中緯度氣候帶」、「高緯度氣候帶」與「高地氣候」等四大類, 茲略述如下:

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一、低緯度氣候帶 低緯度氣候主要受赤道氣團和熱帶氣團所控制,全年氣溫偏高,最冷月平均氣 溫超過 15-18℃。由於赤道氣流幅合帶、信風、赤道西風、熱帶氣旋和副熱帶的季節 移動,導致降水隨季節變化,全年蒸散量達 1300mm 以上。低緯度氣候帶又可分為 下列氣候區: (一)赤道多雨氣候區 位於赤道兩側緯度 5-15°左右,形成於赤道低壓帶,水平風力很小,全年晝夜長 短之變化甚小,分布於非洲剛果河流域,南美洲亞馬遜河流域,東南亞蘇門答臘至 新幾內亞。其氣候特徵為:1.全年長夏,無季節變化,年平均溫約 26℃。2.最高與最 低平均氣溫年較差小於日較差。3.全年多雨無乾季,年雨量超過 2000mm。 (二)熱帶海洋氣候區 出現於南北緯 10-25°之間的信風帶,其氣候特徵為:1.全年氣溫變化小,最冷月 在 25℃以下。2.全年降水豐富,多集中於夏秋兩季。 (三)熱帶乾濕季氣候區 出現於赤道多雨氣候區外圍,南北緯 5-15°左右,其氣候特徵為:1.一年中乾、 濕季分明。2.熱季出現在乾季之末雨季之前。

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鹿野鄉志 (四)熱帶季風氣候區 出現於南北緯 10°至回歸線附近,臺灣南部屬之,其氣候特徵為:1.熱帶季風發 達,熱帶氣旋(颱風)盛行。2.年雨量高,集中於夏季。3.長夏無冬,春秋極短,最 冷月平均氣溫在 16℃以上。 (五)熱帶乾旱與半乾旱氣候區 出現在南北緯 15-25°之間,依乾旱及氣候特徵又可分為三種亞型: 熱帶乾旱氣候型(如非洲撒哈拉沙漠) 終年受副熱帶高壓下沈氣流控制,其氣候特徵為:1.降水極少。2.雲量少,日照 強烈。3.氣溫高,較差大。4.蒸發強,相對濕度小。 熱帶西岸多霧乾旱氣候型(如美國加州) 在熱帶大陸西岸,有冷流經過的濱海地區,其氣候特徵為:1.降水稀少多霧。2. 日照不強,相對濕度很大。3.濱海陸風盛行,夏季涼爽。 熱帶半乾旱氣候型(如北非的凱斯地區 14.28°N,11.31°W) 在熱乾旱氣候區的外緣,其氣候特徵為:1.有短暫雨季,年雨量 250-750mm。 2.氣溫之年較差及日較差均大。

二、中緯度氣候帶 中緯度是熱帶氣團和極地氣團相互角力的場所,四季分明,最冷月平均氣溫在 15-18℃以下,有 4-12 個月月平均溫在 10℃以上,受極鋒、盛行西風、溫帶氣旋和 258


第一篇 地理篇

反氣旋、副熱帶高壓的影響,天氣非週期性的變化和降水的季節變化都佷顯著,全 年可能蒸散量在 130-52.5mm 之間。中緯度氣候帶又可分為下列氣候區: (一)副熱帶乾旱與半乾旱氣候區 出現在南北緯 25-35°之大陸西岸和內陸地區,因乾旱程度之不同,又可分為下 列二型: 副熱帶乾旱氣候型(如墨西哥西岸) 為熱帶乾旱氣候區的延伸,少雨、少雲、日照強、蒸發強、氣溫高,其氣候特 徵為:1.涼季氣溫較低,氣溫年較差比熱帶沙漠大。2.涼季有氣旋雨,土壤蓄水較熱 帶沙漠大。 副熱帶半乾旱氣候型(如北非利比亞 Bengasi 地區) 位於副熱帶乾旱氣候區的外緣,與地中海氣候毗連,其氣候特徵為:1.夏季氣溫 比副熱帶沙漠低,七至九月月平均溫約為 26℃。2.冬季降水比副熱帶沙漠稍多,年 雨量變率大,可自 180mm 至 560mm。 (二)副熱帶季風氣候區 出現在南北緯 25-35°之大陸東岸,夏季與冬季,熱帶海洋氣團與極地大陸氣團 在此交替控制本地氣候,其氣候特徵為:1.夏熱冬溫,季節明顯,最熱月平均氣溫在 22℃以上,最冷月平均氣溫為 0-15℃。2.降水充足,夏雨較多,年雨量在 750-1000mm 以上,夏秋之交多颱風雨。

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鹿野鄉志 (三)副熱帶濕潤氣候區 緯度與位置和東亞副熱帶季風氣候區相似,如北緯 25-35°的大西洋沿岸,南美 的阿根廷至巴西南部,非洲東南海岸,澳洲東部海岸。因海陸的熱力差不及東亞地 區,故未形成季風氣候。其氣候特徵為:1.冬夏溫差比季風氣候區小。2.降水分配比 季風氣候平均。 (四)副熱帶夏乾氣候區(地中海型氣候) 出現在南北緯 30-40°之間的大陸西岸,為熱帶半乾旱氣候區與溫帶海洋氣候區 的過渡帶,其氣候特徵為:1.全年降水適中,年雨量約在 300-1000mm 之間,雨量集 中冬季,夏季乾燥。2.濱海與內陸地區之夏溫顯著不同,有涼夏型和暖夏型之別。 (五)溫帶海洋氣候區 出現南北緯 40-60°之間,大部分歐洲屬之,其氣候特徵為:1.終年盛行西風,受 溫帶海洋氣團控制,冬暖夏涼,氣溫年較差小,最冷月平均氣溫在 0℃以上,最熱月 平均氣溫在 22℃以下。2.氣旋多,全年濕潤有雨,冬季較多,平原地區年雨量約 750-1000mm,高山地區可達 2000mm 以上。 (六)溫帶季風氣候區 出現北緯 35-55°之亞洲大陸東岸,其氣候特徵為:1.冬季受溫帶大陸氣團影響而 寒冷乾燥,南北氣溫差別大,緯度相差 1°,月平均氣溫相差 2℃。2.夏季受溫帶海洋 氣團或變性熱帶海洋氣團影響,暖熱多雨,南北氣溫差別小。3.季節變化明顯,天氣 非週期變化顯著。 260


第一篇 地理篇 (七)溫帶乾旱與半乾旱氣候區 出現北緯 35-50°的亞洲和北美洲中心部分,因受沿海高山阻隔,氣候十分乾燥, 其氣候特徵為:1.降水量少且變率大,年雨量少於 250mm,有少量冬雪。2.日照高且 日照強。3.冬寒夏熱,氣溫變化急驟,氣溫年較差大。本氣候區又可分為夏雨型(如 蒙古的烏蘭巴托)和冬雨型(如伊朗的德黑蘭)。

三、高緯度氣候帶 高緯度氣候帶盛行極地氣團和冰洋氣團,且北半球高緯度地區面積廣大,是極 地大陸氣團的起源地,北冰洋及南極冰原則是冰洋氣團和南極氣團的起源地,氣旋 活動發生於極地氣團與冰洋氣團之交綏處。由於晝夜分布的變化極大,甚至出現永 晝或永夜的情況,加以太陽的入射角較低,故對太陽輻射的散射大於吸收,因此氣 溫低、無夏季。加以降水少、蒸散弱,年蒸散率小於 52.5mm。高緯度氣候帶又可分 為下列氣候區: (一)副極地大陸氣候區 出現於北緯 50°或 55°至 65°之間的北半球,包括阿拉斯加、加拿大、紐芬蘭的 大部分、斯堪地那維亞半島中部及北部、蘇聯北部等地,以最熱月年平均溫 10℃與 極地長寒氣候分界。本區在冬季受制於極地氣團,暖季則有熱帶海洋氣團的伸入, 其氣候特徵為:1.冬季長而嚴寒,暖季短促,氣溫年較差甚大,常超過 40℃。每年 僅七至九月月平均溫超過 10℃,餘均在 0℃以下。2.降水少且集中於夏季,約在

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380-640mm 之間。降雪雖不多,但氣溫低、融雪慢,每年有 5-7 個月為冰雪覆蓋。 3.氣溫低故蒸發弱、相對濕度高,且長期冰雪覆蓋,土壤儲水多,屬濕潤氣候。 (二)極地長寒氣候區(苔原氣候) 北半球出現於亞洲大陸北部邊緣,格陵蘭沿海一部分及北冰洋若干島嶼,南半 球則分布於南美洲南端之福克蘭群島、南謝德蘭(S. Shetland)群島等地,接近南、 北極圈或在極圈以內,苔原為主要自然景觀,其氣候特徵為:1.全年皆冬,僅 1-4 個 月的月平均溫為 0-10℃,其餘均在 0℃以下。極晝極夜明顯,一月平均溫在-30℃至 -34℃左右,最熱月氣溫約在 1-10℃左右。2.年降水量少大都為雪,約 200-400mm 上下,在寒風吹襲下多為雪霧。3.冰凍層接近地表,蒸散微弱,土壤儲水量高;但地 溫低、風速大、日照短,僅利苔蘚植物生長。 (三)極地冰原氣候區 出現於格陵蘭高地、南極大陸冰凍高原及若干北冰洋島嶼。其氣候特徵為:1. 全年嚴寒,各月平均溫度皆在 0℃以下,且年平均溫皆在-22℃以下,最熱月之月平 均溫約為-4℃至-12℃,最低氣溫可達-90℃。2.雪量少,年降水量少於 250mm, 但因日照少而弱、蒸發極少,故長年累積而形成厚實冰原。

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四、高地氣候 高山地區隨著高度的增加,空氣漸漸稀薄,氣溫、氣壓亦漸漸降低,日照反而 漸漸增強,降水亦呈現由低而高又轉低的垂直變化,使高地氣候具有明顯的垂直分 布,再依所在緯度及海拔高度而有不同的氣候帶。茲比較列舉如下: (一)赤道之高山氣候 海拔 0-640m 為熱帶作物帶,年平均溫為 24-28℃,盛產橡膠、熱帶水果。 海拔 640-2000m 為暖帶作物帶,年平均溫為 18-24℃,盛產稻米、玉米。 海拔 2000-3500m 為溫帶作物帶,年平均溫為 12-18℃,小麥、大麥為主要農作 物,畜牧亦發達。 海拔 3500-4000m 為原始森林帶,闊葉林漸變為針葉林。 海拔 4000m 以上,森林已不能生長,成為高山草原帶。 海拔 4450m 為雪線,以上為永久積雪帶。 (二)熱帶、副熱帶的高山氣候 與同緯度的低地相比,氣溫具有日較差大、年較差小的特徵,其氣候帶之垂直 分布以喜馬拉雅山脈為例可分為: 海拔 1600-2500m 為山地副熱帶,年平均溫 15-11℃。 海拔 2500-3100m 為山地暖溫帶,年平均溫 11-5℃。 海拔 3100-3900m 為山地寒溫帶,年平均溫 10--2℃。 263


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海拔 3900-4700m 為亞高山寒帶,年平均溫 0--2℃。 海拔 4700-5500m 為高山寒凍帶,年平均溫-2--7℃。 海拔 5500m 以上為高冰雪帶,年平均溫低於-7℃。 (三)中緯度乾旱區的高山氣候(以美國大峽谷至聖弗蘭西斯峰為例) 海拔 900m 以下為乾旱氣候帶,年雨量 120-250mm。 海拔 900-1500m 為半乾旱氣候帶,年雨量 300-500mm。 海拔 1900-3400m 為亞寒帶針葉林帶,年雨量 500-900mm。 海拔 3400-3700m 為高山苔原帶,雨量稀少,似極地長寒氣候。 海拔 3700m 以上為高山積雪帶,積雪終年不化。 (四)溫帶季風區的高山氣候(以長白山為例) 海拔 600-1100m 為山地混合林氣候帶,年平均溫約 3℃,冬寒夏暖,年雨量 700-800mm。 海拔 1100-1800m 為山地針葉林氣候帶,陰濕冷涼,年雨量約 800-1000mm。 海拔 1800-2100m 為岳樺林氣候帶,風大寒冷,年平均溫 0--3℃,年雨量 1000-1100mm。 海拔 2100-2400m 為高山灌叢氣候帶,風大寒冷霧多,年雨量 1100-1300mm。 海拔 2400m 以上為高山荒漠氣候帶,風大寒冷霧多,年平均溫-5--8℃。

264


第一篇 地理篇

第三節 臺灣與臺東縣的氣候概況 臺灣為一海島,因地處於低緯度,北回歸線通過全島中部,氣候介於溫帶與熱 帶之間,屬副熱帶季風氣候,南北溫差不大。但因地形複雜,全島又可依垂直高度 分為熱、溫、寒三帶。東西兩岸因有暖流經過,使氣溫與濕度增高。又因冬夏季風 相反,冬季為東北風、夏季為西南風,且與山脈走向相交,故南、北部降水之季節 性變化顯著不同。 由於臺灣位於亞洲大陸與太平洋之間,冬季受西伯利亞冷高壓之影響,氣溫下 降,一月平均氣溫約 14-20℃,平均最低氣溫高於 10℃,唯寒潮來襲之際,各地極端 氣溫驟降,臺北曾降至-0.2℃;春夏之交太平洋副熱帶高氣壓興起,勢力與西伯利 亞高氣壓不相上下,每年四月底至六月初形成鋒面滯留臺灣地區而陰雨連綿,是為 「梅雨季節」;夏季受太平洋副熱帶高氣壓之影響,氣候炎熱,七月平均氣溫多超 過 27℃,六至九月平均最高氣溫皆超過 30℃,極端高溫出現於臺東,可達 39.5℃。 每年夏季副熱帶高壓邊緣所產生之颱風,亦為影響臺灣氣候之重要因子,常帶來暴 雨強風造成災害。 臺灣之降水十分豐富,唯雨量受中央山脈地形影響,山地多於平地,東岸多於 西岸。中部山區平均年雨量多在 3000mm 左右,迎風坡可達 4000-5000mm。東部沿 海各地年雨量自 1500-3000mm 不等,西部山麓地區多在 1500-2000mm,西岸至中央 山脈之間,降水隨高度而遞增。但由於臺灣冬、夏季之季風來自不同方向,使北部 之降水多集中於冬季,南部之降水則集中於夏季,旱季亦相對發生於不同季節。 265


鹿野鄉志

臺灣的相對濕度高、變化小,全年平均相對濕度大都在 78-85%之間,蘭嶼則高 達 90%。基於此,臺灣各地之年總平均雲量都在 5/10 以上,東部較西部為高,蘭嶼 最高可達 8.5/10,雲量之季節分布亦不同,北部冬季多於夏季,南部夏季多於冬季, 東部則冬季多於夏季。日照時數則與雲量呈反比,且深受地形之影響,高山少於平 地,東岸少於西岸,大致由西南向東北遞減。中部山區年平均日照時數小於 1000 小 時,北部、東北部因雨日多,年平均日照時數約 1300-1600 小時;中部地區約 2400 小時,南部地區則超過 2500 小時,東部地區為 1600-1800 小時。而日照時數之年變 化,則以夏季多於冬季。 臺灣之年平均蒸發散量以南部最高,達 1300mm,向北及中部山區遞減,至玉山 不足 400mm。以各月的平均蒸發散量與降水量加以比較,可得知水平衡之型態是剩 水或缺水,據此,臺灣之水平衡可分為下列五型: 東北部沿海地區:大致全年剩水,夏季有短暫缺水。 中部山區:全年均剩水。 西南部平原區:冬季缺水,夏季剩水。 西北部地區:僅初冬缺水,餘均剩水。 澎湖地區:全年缺水。 臺灣的面積不大,但由於緯度、高度、地形及水陸分布的變化,氣候類型非常 複雜。柯本氏(Koppen)以氣溫和降水之差異將氣候加以分類,蔣丙然(1954)依 266


第一篇 地理篇

此法將臺灣分為七個氣候類型,即:東北部溫暖濕潤氣候(Cfa)、西部溫暖冬季寡 雨氣候(Cwa)、西南部熱帶冬季寡雨氣候(Aw)、東南部熱帶雨林氣候(Af)、 東南部熱帶季風氣候(Am)、中部山地溫暖濕潤氣候(Gcfa)、中部高山冬季寡雨 寒冷氣候(GDw)(圖 6-06)。 桑士偉氏(Thornthwaite)除依氣溫及降水之要素外,更進一步以可能之蒸發散 量與降水量之差額,求得剩水量(濕度指數)或缺水量(乾燥指數),定出「濕潤 指數」及重濕(A)、潤濕(B)、潤次濕(C)、乾次濕(D)等四大類,再依熱帶 (E)、溫帶(F)與寒帶(G)分成七大氣候類型,即:熱帶重濕氣候(AA’)、熱 帶潤濕氣候(BA’)、溫帶重濕氣候(AB’)、溫帶濕潤氣候(BB’)、熱帶潤次濕 氣候(C2A)、熱帶乾次濕氣候(C1A’)、寒帶重濕氣候(AC’)。此法對農業經營 頗具意義,故又稱之為「農業氣候分類法」。 陳正祥(1959)依桑士偉分類法將臺灣之氣候分為下列八區(圖 6-07): 東北區-屬副熱帶重濕型。 北部區-屬副熱帶東北區與西南區之過渡性質。 西南區-屬熱帶夏濕冬乾性質。 南部區-屬熱帶夏濕冬乾性質,唯較西南區夏季更為多雨,冬季更為乾旱。 東岸區-屬熱帶至副熱帶潤濕氣候。 中部山區-屬溫帶至寒帶重濕氣候。 267


鹿野鄉志

西岸區-屬副熱帶潤次濕氣候。 澎湖區-屬熱帶乾次濕氣候。

圖 6-06:柯本氏分類法臺灣氣候類型分布圖

圖 6-07:桑士偉分類法臺灣氣候類型分布圖

(取自蔣丙然,1954)

(取自陳正祥,1959)

中央氣象局(郭文鑠,1978)利用相關係數、濕溫圖及多變值區分法,將臺灣 分為東北區、西北區、中彰區、雲嘉區、西南區、南部區、東岸區、東部山區、中 部山區等九個農業氣候區(圖 6-08),對臺灣之農業栽培,提供更詳細之氣候因子 分析,有助於農業氣象之預報。

268


第一篇 地理篇

圖 6-08:中央氣象局農業氣候區域圖(取自郭文鑠,1978) (以上本節資料整理自陳國彥、楊貴三,1995)

臺東縣位於臺灣的東南方,全境位於北回歸線以南,西倚中央山脈,東臨太平 洋,屬副熱帶季風氣候。由於本縣山地面積廣大,高度向西遞增至 3000m 以上,故 氣候亦呈現熱、溫、寒三帶之垂直分布,陸性率亦由東向西遞增,蘭嶼為 22.1,至 瑞源已增至 34.9。 本縣因緯度低又有暖流(黑潮)通過,全年溫度偏高,大部分平地年平均溫在 22℃左右,南部大武地區可達 24℃,綠島、蘭嶼則高達 26℃。中央山脈東側山麓及 縱谷地區因地勢漸高,約在 18-20℃,高山地區則不及 16℃。一月平均溫縱谷及臺東 平原約為 17℃,沿海地區受暖流影響為 18℃,綠島、蘭嶼可高達 21℃,高山地區則

269


鹿野鄉志

在 8℃以下。七月平均溫除綠島、蘭嶼高於 28℃外,其餘平地地區均低於 28℃,高 山地區則低於 18℃。 本縣之雨量,隨地形及陸性率有很大的變化,年雨量以南、北大武山最高,達 4000mm;由此依地形下降而遞減,向陽約 3500mm,大武約 2500mm,關山約 1900mm,臺東約 1800mm,成功約 2300mm,綠島、蘭嶼則因四面環海,年雨量可 達 2500-3100mm。降雨日數之分布,因受季風、梅雨、颱風之影響,大致與各月雨 量之分布相若,即降水多集中於夏季,冬季則以海岸山脈東側及中央山脈東側中、 高海拔地區,因受東北季風之影響,雨量及雨日稍多。綠島與蘭嶼因屬海中小島, 其雨量與雨日全年無甚大變化,平均年雨日高達 270 天以上,已類似赤道多雨氣候 區。中央山脈中、高海拔地區,平均年雨日為 125-150 天,海岸山脈東側沿海平均年 雨日亦約為 125 天,池上、瑞源至臺東之縱谷地區平均年雨日則在 100 天以下。 本縣之年平均日照時數不高,南部之大武約為 1850 小時,中部之臺東約為 1860 小時,北方之成功約為 1720 小時,離島之蘭嶼僅約 1310 小時,中央山脈山區則不 足 1000 小時。大體而言,南部略多於北部,沿海地區稍高於縱谷及山麓地區,但均 低於同緯度之臺灣西南地區近 800 小時。 本縣每年之十月至次年之三月盛行東北季風,平均風速高於全年平均值。每年 五月至九月則盛行西南季風,但受地形之影響,風力緩和且無明顯之優勢風向。綠 島、蘭嶼因孤懸海上,全年強風日數甚高,綠島達 160 日,蘭嶼則高達 250 日。年

270


第一篇 地理篇

平均風速方面,綠島為 5.7m/s,蘭嶼則高達 8.3m/s,其他地區均低於 4m/s,成功為 3.6m/s,臺東為 3.0m/s,大武為 3.3m/s。 在水平衡方面,本縣之年蒸發散量,以沿海地區較高,約在 1200mm 以上。由 海而陸隨地形之上升而漸減,山麓地區約為 1000mm,中、高海拔之山地僅約 600~ 800mm。實際之各氣象測站紀錄資料為成功 1779mm,臺東 1774mm,瑞源 1451mm, 大武 1952mm。綠島、蘭嶼因降水充沛及雲量偏高,年蒸散量最低,綠島為 1567mm, 蘭嶼僅 1310mm。以本縣各地年蒸發散量和年雨量之對比差額觀之,年雨量均大於年 蒸發散量,全年無缺水現象。唯若細觀各地各月雨量與蒸發散量之分布,則本縣縱 谷及沿海平原地區,冬季仍有缺水現象,越向南越明顯,山區及離島則全年剩水。 本縣位於菲律賓海板塊與亞洲大陸前緣之碰撞聚合帶,境內地形錯綜複雜,各 地微氣候差異顯著,故對氣候類型的劃分,亦因氣候要素及指標之不同,各有不同 之見解。夏黎明(1999)綜合具代表性之氣候分類及其特徵,認為本縣之氣候類型, 係由北而南自溫帶過渡至熱帶的型態,可分為三大類型及七個微氣候區(表 6-1) (圖 6-06): 表 6-1:臺東縣的氣候類型及氣候區對照表(取自夏黎明,1999) 類型

微氣候區

符號

高山夏冷氣候區 山地氣候

HCwc GCwb Gcwa

山地夏涼氣候區 山地夏溫氣候區

溫帶氣候 熱帶氣候

溫帶濕潤氣候區

Cfa

溫帶冬乾氣候區

Cwa

熱帶季風氣候區

Am 271


鹿野鄉志

熱帶濕潤氣候區

Af

本縣之山地氣候係泛指海拔 600 公尺以上的地區,並依標高、氣溫及降水特徵 劃分為三個微氣候區。高山夏冷氣候區(HCwc)指本縣中央山脈超過 3200 公尺之 區域,面積不大,冬季常見霜雪。山地夏涼氣候區(GCwb)指高度 1500-3200 公尺 之中央山脈山地,本區夏季雨量充沛,最熱月平均氣溫低於 20℃。山地夏溫氣候區 為中央山脈海拔 600-1500 公尺及海岸山脈海拔 600 公尺以上之區域,其最熱月平均 氣溫高於 20℃。 溫帶氣候理應出現在北回歸線以北,但本縣縱谷及沿海北部已接近北回歸線, 冬季受東北季風之影響,體感溫度低於觀測值,呈現溫帶氣候性質,故依降水之差 異,分為兩個微氣候區。溫帶濕潤氣候區(Cfa)指成功、長濱沿海地帶,全年多雨, 冬季亦可達 240mm 以上,乾季不明顯,最冷月平均氣溫高於 18℃。溫帶冬乾氣候區 (Cwa)指池上、關山、鹿野海拔 600 公尺以下之縱谷地帶,冬季雨量較少,僅約 100mm,最冷月平均氣溫低於 18℃。 熱帶氣候係指本縣海拔 600 公尺以下之區域,因降水之差異,分為兩個微氣候 區。熱帶季風氣候區(Am)為鹿野溪以南、成功以南至大武之沿海地區,最冷月平 均氣溫高於 18℃,冬季雨量較少,約 120-210mm。熱帶濕潤氣候區(Af)係指蘭嶼 全島,其全年雨量充沛,十二月至二月之雨量超過 750mm,最冷月平均氣溫亦高於 18℃,無旱季及明顯之冬季,為臺灣典型之熱帶濕潤氣候。

272


第一篇 地理篇

圖 6-09:臺東縣氣候類型分布圖(取自夏黎明,1999) (以上資料整理自夏黎明,1999;陳國彥、楊貴三,1995)

第四節 鹿野鄉的氣候概況 本鄉的天氣觀測資料,除濕度部分取自瑞源農場 1986-1996 年的紀錄外,餘皆取 自中央氣象局臺東氣象站 2000-2004 年之紀錄。雖然因鹿野無人氣象站設置不久、紀 錄不豐,但已可顯示本鄉之氣候變化,茲逐項敘述如下:

273


鹿野鄉志

一、氣溫 本鄉之各月平均氣溫,依表 6-2 之統計,最冷月為一月,平均氣溫為 15.72℃; 最暖月為七月,平均氣溫為 25.62℃,年平均溫為 21.02℃。此三項統計均較臺東市 氣象站的紀錄為低。 表 6-2:鹿野鄉各月平均氣溫觀測統計表(單位:℃) 年\月

1

2

3

4

5

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7

8

9

10

11

12

平均

2000 2001 2002 2003 2004

16.3 15.7 18.1 20.3 21.9 25.0 24.9 25.0 23.8 23.1 20.9 18.7 21.1 17.3 17.6 18.2 20.3 23.0 24.9 25.3 26.0 23.8 21.7 18.5 16.9 21.1 15.6 16.0 19.2 21.9 23.3 25.3 26.2 25.2 23.7 22.0 18.9 17.5 21.2 14.5 16.8 17.1 21.4 22.8 24.3 27.0 25.6 24.5 21.1 20.2 16.0 20.9 14.9 16.0 17.4 20.3 24.0 24.1 24.7 26.2 24.0 20.7 19.9 17.5 20.8 15.72 16.24 18.00 20.84 23.00 24.72 25.62 25.60 23.96 21.72 19.68 17.32 21.02 平均 臺東值

18.7

19.4

21.4

23.8

26.0

27.4

28.4

28.1

27.1

25.0

22.7

20.1

24.0

最低氣溫的觀測紀錄如表 6-3,其中有「/」號者為無紀錄、有「*」號註記者為 紀錄存疑不列入統計外,月平均絕對低溫出現在一月,次為二月;月平均最低氣溫 值亦出現在一月,次為二月。全年平均最低氣溫為 15.0℃。 表 6-3:鹿野鄉各月最低氣溫觀測統計表(單位:℃) 年\月

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11

12

最低值

2000 2001 2002 2003 2004 最低值

8.3 9.2 8.4 8.7 5.9 5.9

9.6 10.6 10.2 9.4 9.1 9.1

13.1 10.8 10.2 10.2 9.8 9.8

13.3 13.7 16.1 13.7 0.4* 13.3

15.6 18.5 18.1 17.3 16.4 15.6

15.9 19.4 20.4 18.4 18.4 15.9

20.4 20.5 22.4 21.4 20.7 20.4

20.6 20.9 21.2 20.9 0.4* 20.6

18.5 19.8 18.4 18.9 19.9 18.4

17.9 15.9 16.5 14.3 14.0 14.0

15.0 12.1 11.6 0.8* 11.0 11.0

13.4 7.3 10.5 9.2 / 7.3

8.3 7.3 8.4 8.7 5.9 5.9

平均值

8.1

9.8

12.8

14.2

17.8

18.5

21.1

20.9

19.1

15.7

12.4

10.1

15.0

274


第一篇 地理篇

最高氣溫的觀測紀錄如表 6-4,其中有「/」號者為無紀錄不列入統計外,月平均 絕對高溫為 37.0℃,出現在七月,次為六月;月平均最高氣溫為 34.8℃,亦出現在 七月,次為六月。全年平均最高氣溫為 31.6℃。

表 6-4:鹿野鄉各月最高氣溫觀測統計表(單位:℃) 2

3

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6

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8

9

10

11

12

最高值

26.6 26.3 28.1 24.3 27.1 最高值 28.1

31.9 30.6 26.8 30.9 28.2 31.1

28.5 31.8 32.0 29.0 27.9 31.8

35.4 32.2 31.8 32.0 32.1 35.4

33.7 32.6 36.0 32.9 35.7 36.0

36.9 34.0 33.7 34.4 34.7 36.9

35.1 33.1 37.0 36.8 31.8 37.0

34.0 34.9 33.1 33.9 36.0 36.0

32.6 32.0 33.3 33.1 32.0 33.3

31.3 30.9 32.8 33.1 32.0 32.8

29.7 30.1 31.2 30.5 30.4 30.5

27.5 28.0 29.8 26.9 / 29.8

36.9 34.9 37.0 36.8 36.0 37.0

平均值

29.7

29.8

32.7

34.2

34.7

34.8

34.4

32.7

31.6

30.4

28.0

31.6

年\月

1

2000 2001 2002 2003 2004

26.5

綜合表 6-2 至 6-4,可繪製本鄉之各月平均氣溫變化統計圖如圖 6-10,各月平均 最高溫度與最低溫度之差,均在 10℃以上,一月份近 20℃。

275


鹿野鄉志

圖 6-10:鹿野鄉各月平均氣溫觀測統計圖

由前圖可知本鄉各月之溫差頗大,尤以一月份為甚,已顯示陸性率之效應對本 鄉氣候之影響,在農業經營方面,尤須注意此特質。

二、雨量及雨日 本鄉之降水情形如表 6-5,雖然可統計分析之資料不豐,仍具有顯示氣候類型之 意義。整體而言,因梅雨及颱風之影響,突顯本鄉為夏季多雨、冬季略為乾旱之現 象,每年五至十月為豐降水期,十一月至翌年四月為寡降水期,平均年雨量為

276


第一篇 地理篇

1875.3mm,最高年雨量近 2500mm,最低年雨量僅 1274.0mm,相差超過 1200mm, 此乃受颱風路徑之影響。但 2004 年十二月雨量達 365mm 之多,此亦特殊氣候(冬 颱)造成,是否為氣候變化之經常模式,有待日後之觀察。無論如何,以本鄉之年 雨量、各月降水之現況與臺東市相若觀之,颱風為本鄉降水多寡之主要因素,對農 業經營而言,並不具有特殊之價值;然而冬季可能出現之缺水現象,則需以灌溉方 式彌補。 表 6-5:鹿野鄉各月降水觀測統計表(單位:mm)註:「-」為無紀錄。 年\月

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2000 2001 2002 2003 2004

2

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5

6

14.0 56.0 54.5 37.5 23.5 平均值 37.0

76.0 26.0 9.5 25.0 37.5 34.8

54.0 75.0 69.5 147.0 41.5 66.5 324.5 418.5 36.5 100.5 151.0 121.0 39.0 78.5 55.5 111.5 45.5 33.5 192.0 103.0 43.3 70.8 158.5 180.2

臺東值

43.1

55.3

40.8

80.0

7

8

468.0 373.0 239.0 91.5 77.0 249.7

652.0 114.0 248.0 535.5 66.0 323.1

9

10

11

12

總量

81.0 643.0 133.0 40.5 2452.5 739.5 56.5 26.0 55.5 2297.5 188.0 30.0 36.5 59.5 1274.0 545.5 87.5 202.5 11.0 1820.5 585.5 3.0 365.5 1532.0 427.9 163.4 80.2 106.4 1875.3

160.8 233.7 305.6 298.9 298.0 177.8

85.7

42.2

1822.0

本鄉雨日(降水日數)之觀測,如表 6-6 所示,2000-2004 年之平均值為 141 日, 最高年雨日為 151 日,最低年雨日為 113 日,此係受梅雨及颱風季節的影響。臺東 市之年平均雨日為 136.3 日,略少於本鄉,可能為地形平坦之故。然成功之雨日為 182.6 日、大武為 167.8 日,此顯示沿海地區受季風之地形雨效應,使雨日多於本鄉。 表 6-6:鹿野鄉各月降水日數觀測統計表(單位:日)註:「-」為無紀錄。 年\月

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

總和

2000 2001 2002 2003 2004

4 9 9 9 9 8

11 10 10 14 12 12

10 9 12 13 16 12

16 18 15 11 7 14

10 23 16 15 14 16

7 11 10 11 11 8

16 15 10 4 10 11

10 10 11 15 8 11

14 19 15 14 14 16

20 11 15 12 15

13 9 3 12 3 8

9 7 11 3 9 8

140 151 137 133 113 141

平均值

277


鹿野鄉志

根據表 6-5,本鄉各月平均降水之統計圖如圖 6-11。

圖 6-11:鹿野鄉各月平均雨量統計圖

三、相對濕度 相對濕度為空氣中所含水汽與飽和水汽壓之百分比,故百分比越高相對濕度越 大。1986-1996 年本鄉瑞源農場對相對濕度的觀測紀錄統計如表 6-7,依此紀錄本鄉 的相對濕度各月變化在 75%至 85%之間,變化較臺東市為大。依分布圖所示(圖 6-12),本鄉平均相對濕度的較大值有兩個高峰,其一在每年四月,且高達 84.1%, 故此時期本鄉境內甚至縱谷南段為多霧期,可能為季風轉換階段風力較弱,使蒸發 散作用降低之故。續至夏季相對濕度迭降,至八月為最低,可能因日照強烈,使大 氣較為乾旱。至九月又陡增為另一高峰,可能為颱風期高降水蒸發之故。臺東市之 相對濕度其分布與本鄉不同,可能為卑南山地形之阻隔所致。 表 6-7:鹿野鄉瑞源農場相對濕度觀測統計表(單位:%)(取自行政院農業委員會水土保持局,2002) 年\月

1

2

3

4

5

6

278

7

8

9

10

11

12

平均值


第一篇 地理篇

相對濕度

79.2

80.4

81.2

84.1

80.0

78.0

75.4

75.1

81.8

79.8

78.3

76.0

79.1

臺東值

76

77

78

79

81

82

80

81

81

77

76

75

79

圖 6-12:鹿野鄉各月平均相對濕度分布圖

四、氣壓 本鄉氣象站之標高為海拔 313 公尺,故氣壓之觀測值受高度之影響,較低於本 縣沿海其他各氣象測站。從表 6-8 之平均值觀之,本鄉之大氣壓力在冬季較高,係受 西伯利亞大陸性高氣壓之影響;夏季較低,係受太平洋副熱帶高氣壓之影響,四季 之風向及風速,亦受這兩大氣團勢力之消長而隨之變化。各月份平均最高氣壓與平 均最低氣壓如表 6-9 及表 6-10。綜觀本鄉氣壓變化分布圖(圖 6-13),各月氣壓之 最低值及平均最低值均出現於八月,顯係受颱風低壓通過之影響。2002 年六月之最 高值為全部統計資料中之最高值,且出現在六月廿三日夏至附近,違反大氣壓力變 化之常理,其原因不明。 表 6-8:鹿野鄉各月平均氣壓觀測統計表(單位:毫巴 mb) 年\月

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

平均值

2000 2001 2002 2003 2004

976.4 974.7 977.2 978.1 976.8

974.3 974.5 977.7 976.2 975.8

972.8 973.1 973.7 975.2 973.4

969.9 970.9 972.0 971.4 971.2

968.3 967.0 968.6 968.0 968.4

967.2 966.4 966.3 965.8 966.2

964.0 965.1 962.7 968.7 967.2

964.1 966.5 966.4 966.3 962.4

967.6 964.0 969.4 968.5 969.0

971.0 972.6 972.4 973.0 972.5

973.4 975.7 975.8 974.2 976.6

974.9 979.0 976.9 978.6 975.7

970.3 970.8 971.6 972.0 971.3

279


鹿野鄉志

平均值

976.6 975.7 973.6 971.1 968.1 966.4 965.5 965.1 967.7 972.3 975.1 977.0

表 6-9:鹿野鄉各月平均最高氣壓觀測統計表(單位:毫巴 mb) 年\月

1

2000 2001 2002 2003 2004

986.4 984.9 984.2 986.5 982.7 平均值 984.9

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

最高值

983.2 982.5 986.4 984.5 984.3 984.2

980.6 981.7 983.5 983.4 987.5 983.3

976.9 977.9 977.1 978.0 978.3 977.6

974.1 973.8 973.8 975.6 975.0 974.5

972.2 974.4 987.7 972.5 973.9 976.1

972.3 971.0 971.0 973.8 973.9 972.4

969.6 972.9 971.5 972.8 969.7 971.3

976.0 971.6 975.7 973.1 976.2 974.5

975.7 979.1 976.8 979.2 979.9 978.1

978.3 981.6 982.1 982.2 980.3 980.9

979.7 986.7 987.2 986.3 / 985.0

986.4 986.7 987.7 986.5 987.5

表 6-10:鹿野鄉各月平均最低氣壓觀測統計表(單位:毫巴 mb) 年\月 2000 2001 2002 2003 2004

1

968.0 952.9 967.4 964.5 967.3 平均值 964.0

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

最低值

963.0 965.6 971.3 967.3 964.9 966.4

965.7 961.3 963.0 964.1 962.6 963.3

960.8 960.6 965.1 959.4 962.0 961.6

963.1 959.3 959.2 956.3 956.0 958.8

960.5 958.1 960.7 954.4 949.5 956.6

944.2 947.9 946.6 962.2 940.7 948.3

910.8 959.4 959.2 957.5 938.1 945.0

954.7 944.8 953.0 951.6 956.0 952.0

952.5 958.1 965.2 963.4 957.0 959.2

939.7 969.0 965.2 963.8 969.1 961.4

966.4 970.4 968.4 971.5 / 969.2

910.8 944.8 946.6 951.6 938.1

圖 6-13:鹿野鄉各月平均氣壓變化分布圖

五、風速及風向 鹿野氣象站風速及風向之全部觀測資料雖然均不完整,如表 6-11 及圖 6-14,仍 可發現其動力機制除受西伯利亞高氣壓及太平洋副熱帶高氣壓之交互影響外,縱谷

280


第一篇 地理篇

兩側之高山及南端之卑南山臺地,亦能產生若干影響,使地面風向受地形侷限而呈 現較單調之現象。 各月風速之平均值,顯示夏季之風速較低,不及 2.0 公尺/秒;冬季之風速較高, 均在 3.0 公尺/秒以上,此因冬季之東北季風,其風向與縱谷之走向相同,故能長驅 直入未被削弱;而夏季之西南季風,原即較弱於東北季風,又受卑南山臺地之阻隔, 故風速明顯較低。 各月之集中風向值,依圖 6-14 所示,每年九月至翌年四月,主要風向均為北北 東,此與縱谷之走向完全一致,地形之效應十分明顯。五至八月為季風轉換期,風 向以北北東及南南西為主,仍與地形有密切關聯。 表 6-11:鹿野鄉各月平均風速及風向觀測統計表(各月資料不完整) (單位:風速為公尺/秒〝m/s〞,風向以圓周之 360°顯示) 年\月 2000

風速 風向

2001

風速 風向

2002

風速 風向

2003

風速 風向

2004

風速 風向

平均風速

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

平均

3.5 018

3.8 024

2.9 025

2.3 019

2.3 027

1.8 200

2.3 038

2.0 186

2.1 024

3.1 204

3.9 015

4.0 020

2.8 024

2.8 017

3.2 021

2.6 017

2.5 012

2.3 012

1.9 017

2.3 021

1.9 196

2.8 023

3.3 018

4.0 017

3.3 016

2.7 017

3.2 015

2.8 012

2.4 015

2.1 019

1.8 198

1.9 194

1.8 194

1.7 194

2.4 030

3.2 019

3.5 021

3.4 016

2.5 015

3.5 018

2.9 018

2.8 019

2.6 020

2.1 013

1.9 031

1.6 199

1.9 034

2.5 023

3.3 024

3.5 025

2.8 029

2.6 018

3.2 027

3.0 027

2.9 023

2.1 026

1.9 037

2.1 034

1.6 217

1.7 027

1.5 017

3.4 027

3.1 030

3.3 030

2.5 027

3.2

3.1

2.7

2.3

2.1

1.9

1.9

1.8

2.3

3.3

3.6

3.4

281


鹿野鄉志

282


第一篇 地理篇

圖 6-14:鹿野鄉各月平均風速及風向分布圖

六、日照 本鄉之日照,如表 6-12 所示受東北季風之影響甚鉅,東北季風盛行之各月份, 由於海岸山脈及中央山脈之地形效應,雲量偏高,故日照偏低。本鄉各月份之日照 時數分布曲線(圖 6-15),大致與臺東市相仿,夏季則受太平洋副熱帶高氣壓之影 響,日照時數較高,可達冬季之兩倍。本鄉之平均每日照度如圖 6-16 所示,冬季(12-2 月)不足 3.5 小時,夏季(7-9 月)則可長達 7 小時以上。 表 6-12:鹿野鄉各月份日照時數觀測統計表(單位:小時) 年\月

1

2000 2001 2002 2003

105.6 112.7 103.4 69.2

2

3

4

5

7

8

9

10

11

12

總和值

200.1 224.6 249.4 331.4

222.2 273.1 243.5 226.7

195.6 114.7 144.7 202.8

190.0 105.8 144.0 166.0

124.2 77.7 91.4 114.7

100.2 77.4 104.2 99.3

1766.5 1558.3 1829.4 1821.7

6

54.4 102.9 90.2 136.3 244.8 86.8 114.4 68.0 97.9 205.2 84.4 135.7 159.5 161.6 207.6 95.3 67.2 139.3 125.9 183.9

283


鹿野鄉志

2004 平均值

92.1 111.6 72.1 137.5 216.1 220.6 208.8 245.4 174.0 186.1 137.2 145.7 1947.2 96.6 86.5 98.5 118.9 147.6 212.4 242.9 242.2 166.4 158.4 109.0 105.4 1784.6

臺東值 101.3 99.0 106.6 132.8 171.1 195.7 258.9 223.7 185.9 158.4 124.9 110.0 1868.3 每日照度

3.1

3.1

5.5

4.0

4.8

7.1

7.8

7.8

3.9

圖 6-15:鹿野鄉各月平均日照時數分布圖

圖 6-16:鹿野鄉各月平均每日照度分布圖 說明:淡灰色及白色之和為每月晝長,白色為當月平均每日照度。

284

5.1

3.6

3.4


第一篇 地理篇

第五節 鹿野鄉的氣候類型 綜合本鄉之氣象觀測,年平均溫為 21.02℃,最冷月平均氣溫為 15.72℃,最暖 月平均氣溫為 25.62℃。平均年雨量為 1875.3mm,最高年降水近 2500mm,最低年降 水則約 1300mm 左右。降雨日數平均約 141 日,其分布以一月、六月、十一月、十 二月較低,僅 8 日,其他各月為 11 日至 16 日。以瑞源農場觀測之平均年蒸發散量 1451mm 對照本鄉之平均年雨量,似有剩水;但若觀察 1-3 月之平均降水,則不及 40mm,雖無各月蒸發散量可資對照,仍有缺水之虞,呈現輕微之乾旱現象。 依據桑士偉之氣候分類模式,以上資料顯示本鄉之氣候類型,符合夏黎明(1999) 所謂之「溫帶冬乾氣候(Cwa)」特徵(圖 6-06)。唯本鄉位於北回歸線以南,又 位於該氣候類型之最南端,屬副熱帶地區甚為明顯,且與「熱帶季風氣候區(Am)」 接壤,其氣候類型名稱,似可予以修正為「溫帶過渡至熱帶冬乾氣候」。

285


鹿野鄉志

第七章

自然災害

人類自更新世以來的快速興起,為了生活、生存與生命的延續,必然與自然界 產生複雜的聯結與對抗。更由於人類超自然界的心智活動,不但成為地球自誕生以 來空前的超級霸權,也使地球成為宇宙中「生命的星球」,進而演化為「智慧的星 球」、「文明的星球」,甚或在可預見的未來,將自地球破繭而出、航向宇宙,使 地球成為「創造神明的星球」。旖旟盛哉!自然界真該向人類歡呼。 誠然,沒有人類,地球不過是宇宙中的一粒微塵而已;但是我們若懂得反思, 也會察覺到:「有人類又如何」?大自然未因人類而榮,也未因人類而枯,自然界 默默的依其既定的規律運行,不為蠹止,不為鵬張,「生而不有,為而不恃,功成 而弗居」。因此,所謂「自然災害」者,事實上,不過是自然現象而已。 有智者言:「大自然絕對可以滿足人類的需要,但無法滿足人類的貪婪」!人 類不斷的破壞自然、進逼自然,戕害自己的衣食父母無以為甚;到頭來,反控兇猛 的自然界,奪走人類的生命、財產,毀滅人類的家園、邦國。人類若真稱得上是萬 物之靈,是不是該好好的反躬自問:「有自然災害這回事嗎?還是只有貪婪人類這 回事?」 以鹿野鄉為例,不過一百多年前,晚清臺東直隸州的知州胡鐵花先生曾在鹿藔 埔北望,讚嘆當時是布農族獵場的瑞源地區為臺東第一大平原,並在日記中主張由 不同族群共同開發這塊鹿寮溪沖積扇。曾幾何時,這裡不但成為鹿野鄉最肥沃的土

286


第一篇 地理篇

地,寫下先民拓墾的血淚詩篇,相信大自然也欣然接受這群安居樂業的子民。然而 人類一步一步的鋌而走險,把溪流壓縮成大排水溝,把山林鏟斲成碎石土坡,當自 然現象再發生時,就痛哭洪水沖垮堤防肆虐田園,就哀號土石流傾瀉而來吞沒家產, 試問這是大自然的過錯嗎? 基於此,本章雖名曰「自然災害(natural disasters)」,但我們不得不開宗明 義的說,它實際上乃是亙古以來的「自然現象(natural phenomenon)」而已。當 我們跳出人類「以自我為中心」的框架,用同是自然界生靈的觀點重新看事實的真 象時,我們該明白自然界從未與人類為敵,只是人類貪婪的意念,啟動了自毀裝置 而已。 在敘述了鹿野鄉的境域、地質、地形、水文、土壤、氣候等自然環境之後,作 為地理篇的最後一章,謹以此開場白來省思人與自然最重要的倫理關係。只要我們 心中有自然,自然會告訴我們趨吉避凶的哲理,那麼人和自然都將因為這個哲理的 奉行,譜出調和美妙的樂章,直到那要來的最後一日-我們都知道、地球總有結束 營業的一天。 鹿野鄉境影響自然界生靈的主要現象,不遑多言,大家都知道有颱風、地震、 土石流、焚風、地滑(走山)、山崩甚至寒潮、冰雹、梅雨、乾旱、風沙、微塵暴 等,當這些現象發生時,誰也無法與之抗衡。因此,讓我們用「凡事豫則立、不豫

287


鹿野鄉志

則廢」的先哲智慧來面對這些事實,勿矜勿喜、勿憂勿喪,以謙和、慈悲、疼惜、 關愛的態度融入自然,不就是物我兩忘、乘化以歸,樂乎天命復奚疑啊!

第一節 颱風 颱風常形成於南北緯 5-15°之海洋,由表面溫度超過 26.5℃的高溫海水,經過水 氣的上升凝結與潛熱釋放,產生上升的低壓氣團。如果持續發展,再因地球自轉的 「科氏效應(Coriolis effect)」使氣團發生旋轉-即北半球反時針旋轉、南半球順時 針旋轉,它便是颱風的前身「熱帶性低氣壓(Tropical Depression)」。當熱帶性低 氣壓不斷的由高溫的海水吸入能量,使中心旋轉的風速不斷增強,一旦平均風速超 過每秒 17.2 公尺時,颱風便誕生了(涂建翊等,2003)。 中央氣象局依颱風中心附近最大風速區內 10 分鐘的平均風速加以分類,將颱風 分成輕度、中度及強烈三種類型,其分類標準如表 7-1。 表 7-1:臺灣地區颱風強度分類表 颱風類型

中心平均最大風速

風級

公尺/秒(m/s)

浬/小時(knots)

輕度颱風

17.2-32.6

34-6

8-11 級

中度颱風

32.7-50.9

64-99

12-15 級

強烈颱風

51.0 以上

100 以上

16 級以上

註:1 浬=1.852 公里

288


第一篇 地理篇

颱風可以說是對臺灣影響最大的自然現象,中央氣象局曾統計歷年來颱風行經 臺灣及週邊的主要路徑如圖 7-01:

圖 7-01:臺灣地區歷年颱風路徑分布圖(取自中央氣象局全球資訊網) 說

明:1.通過臺灣北部及北部海面向西或西北進行者,共 92 次,占 26%。 2.通過中部向西或西北進行者有 46 次,占 13%。 3.通過南部及南部海上向西或西北進行者有 110 次,占 32%。 4.沿東岸或東部海面北上者,有 43 次,占 12%。 5.沿西岸或臺灣海峽北上者,有 19 次,占 6%。 6.通過中南部再向東北出海者計 24 次,占 7%。 7.路徑特殊不能併入以上六類者有 14 次,占 4%。

自有紀錄以來,未曾出現路徑完全相同的兩個颱風。以上述的路徑而言,影響 本鄉較大的是第 2、3、4、6 條路徑,其總和機率高達 65%,因此,預防颱風災害的 發生,是本鄉居民不可忽視的工作。 颱風所帶來的特殊現象相當多,影響本鄉的有下列諸項:

289


鹿野鄉志

1.暴風:由於風之壓力直接吹毀房屋建築物、電訊及電力線路、高莖農作物,並 使稻麥脫粒等。 2.焚風:使農作物枯萎。 3.鹽風:強烈海風含有高鹽分,可使農作物枯死並導致電路腐蝕漏電。 4.暴雨:摧毀農作物,使低窪地區淹水。 5.洪水:山區暴雨,常引起河水高漲,沖毀河堤、房屋、建築物及農田。 6.山崩:暴雨時沖刷山坡,使岩層崩落,摧毀建物、阻礙交通。 7.土石流:暴雨夾帶崩坍的土石向下游輸送,常使河道兩岸崩坍,掩埋道路、房 屋及田園。 8.病蟲害及疫病:水災後常發生病蟲害、傳染病,威脅人畜及農作物。 近年來,颱風對本鄉造成的農作物損失如表 7-2。 表 7-2:鹿野鄉近年來颱風農作物損害統計表(取自臺東縣政府農業局) 發生日期

颱風名稱

損害作物

損害情況

損害面積(公頃)

損害程度(%)

換算面積(公頃)

92.08.3-4

莫拉克

食用玉米

倒伏

50.00

10

5.00

一期水稻

浸水

8.00

3

0.24

生食甘蔗

倒伏

25.00

5

1.25

西瓜

浸水

10.00

30

3.00

蔬菜

葉面破損

10.00

10

1.00

香蕉

倒伏

20.00

50

10.00

合計 92.09.1-2

123.00 杜鵑

20.79

文旦柚

落果

3.00

番荔枝

倒伏

70.00

15

10.50

食用玉米

倒伏

100.00

70

70.00

生食甘蔗

倒伏

80.00

40

32.00

西瓜

浸水

10.00

30

3.00

食用蕃茄

浸水

3.50

40

1.40

290

50

1.50


第一篇 地理篇 青蒜

浸水

3.00

30

0.90

浸水

2.50

30

0.75

苦瓜

浸水

3.00

40

1.20

甜椒

浸水

4.60

40

1.84

蔬菜

浸水

6.00

30

1.80

香蕉

倒伏

30.00

50

15.00

鳳梨

浸水

20.00

20

4.00

合計 92.10.31

335.00 米勒

二期水稻

倒伏

35.00

20

7.00

生食甘蔗

倒伏

10.00

20

2.00

合計 93.07.1-2

45.00 敏督利

倒伏

40.00

20

8.00

浸水

30.00

20

6.00

香蕉

倒伏

30.00

10

3.00

番荔枝

落花落果

60.00

10

6.00

160.00 艾利

茶芽枯萎

10.00

10

1.00

番荔枝

果實受損

30.00

5

1.50

40.00 海棠

2.50

生食甘蔗

倒伏

10.00

10

5.00

香蕉

幹折葉損

20.00

20

4.00

番荔枝

落果葉損

50.00

10

5.00

合計 94.09.1-2

25.00

合計 94.07.18-19

9.00

食用玉米

合計 93.08.24-25

143.89

80.00 泰利

14.00

生食甘蔗

倒伏

10.00

10

1.00

香蕉

倒伏

50.00

20

10.00

番荔枝

落花落果

100.00

10

10.00

合計

160.00

21.00

由上述簡單的統計,我們可以感受到颱風對萬物的衝擊,絕非人類所能掌控, 即使氣象專家已能大致預報颱風動態,仍不敢昌言精準的路徑及能量預測。因此, 體認颱風的難以捉摸,減少不必要的對抗,更不要心存僥倖,自然就能使颱風對我 們的影響降至最低限度,除此而外,別無良方。

第二節 地震與非同震變形破裂 本鄉因於菲律賓海板塊向亞洲大陸東南緣碰撞的聚合帶,臺東縱谷即聚合帶的 東部板塊界限,不但大斷層林立,其中縱谷斷層與鹿野斷層仍在持續的活動中,為 291


鹿野鄉志

本鄉主要之活動斷層。晚更新世以來,「成功-綠島火山弧」在成功至臺東市週邊 地區進行「新期弧陸碰撞」運動,卑南山臺地、鹿野高台、二層坪的崛起及本鄉快 速的地殼變形,均肇因於此。由於菲律賓海板塊每年以 82mm 的速率不斷的向西北 擠壓,地殼破裂導至地震發生乃是必然的結果。中央氣象局依據歷年來的地震統計 資料,將臺灣分為三大地震帶(圖 7-02),本鄉即位於地震最多的東部地震帶中。

圖 7-02:臺灣地震帶及震源分布圖(取自中央氣象局全球資訊網)

近百年來,影響本鄉較劇的地震,為 1951 年 11 月 25 日凌晨兩點五十分的臺東 大地震。中央氣象局所發布的主震震央在臺東北方約 30 公里,即北緯 23.2° 東經 121.4°,其震源深度 36 公里,芮氏規模為 7.3,餘震活動連續近兩星期,造成 17 人 死亡,房屋全倒 1016 間。本次地震為縱谷斷層及池上斷層的活動所引發,根據前鹿 野火車站站長古元城先生的報導,和平社區南方橫跨鹿野溪上的鐵路橋完全損壞, 292


第一篇 地理篇

鹿野站南北沿線發生地裂、鐵軌彎曲、路基坍塌等現象,使鐵路運輸中斷長達半年。 永昌社區耆老林秀英女士,親眼目睹鹿寮溪口南側之稻田東方,地裂寬約 1~2 公尺、 長約 30 公尺,以石投入裂隙聽不見墬底之撞擊聲,地裂其後又漸漸合攏。另外,永 昌活動中心旁之商店圍牆亦向東傾倒。永安村耆老黃秀文先生則報導玉龍泉東方之 小溪曾出現地裂。龍田陳來勝先生亦報導地震前曾聽見雉雞不尋常之鳴叫,山麓之 隘勇路也發生地裂。龍田地區的鹿野斷層則發生不同程度的地表破裂及變形,唯因 當時居民不多,地方政府早期檔案多不存在,故詳細損害情形已不可考。 2003 年 12 月 10 日中午 12 時 38 分,臺東又發生規模 6.6 的大地震,震央在成 功鎮西方約 3 公里(北緯 23.1° 東經 121.34°),震源深度僅 10 公里,當日的有感及 無感地震,多達四百餘次(圖 7-03)。後來規模 3.5 以上的 53 次餘震,延續至 12 月 13 日 8 點 34 分,且震源位置不斷南移,顯示此次地震為池上斷層與縱谷斷層南 段的活動所造成,其主要應力來源仍為「成功-綠島火山弧」順時針不斷的推擠。

293


鹿野鄉志

圖 7-03:2003 年 12 月 10 日臺東地震震央及震源剖面分布圖(取自 Jian-Cheng Lee, et al., 2004)

此次地震在海岸山脈西側之 197 公路 23k 至 48k 沿線,曾發生數十處輕微地裂 及塌陷,慈惠堂至寶華社區之兩條道路,則發生較為嚴重地裂及崩塌。最大的同震 破裂及變形出現在寶華大橋東段及橋下之河床上,寶華大橋東段 80 公尺處,向西逆 衝隆起超過 35 公分,河床上的左剪破裂、逆衝破裂、伸張破裂、土壤液化、噴砂等 現象,南北連綿達 4 公里,二層坪北方的后湖產業道路、護坡、堤防,亦發生逆衝 破裂及塌陷,此一同震破裂向南延伸至鸞山大橋附近。除此而外,雷公火泥火山主 噴泥口上,亦在這次地震中出現大規模典型的共軛破裂,範圍廣達 1 公頃以上。龍 田地區的鹿野斷層沿線,僅小區域護坡及水溝出現輕微的共軛破裂,部分河階崖發 生小規模的崩塌,唯均未造成居民生命財產的重大損失。 294


第一篇 地理篇

自 1951 年臺東大地震後迄今,本鄉鹿野斷層沿線的地殼潛移活動,即所謂的非 同震變形及破裂,一直在持續的進行,最明顯之處在光榮路 602 號附近的斷層崖下, 其道路北側的水溝,廿餘年來已向西逆衝超過 8 公分,南側相對位置的水溝及護坡, 亦出現撓曲伸張破裂及共軛破裂。近年來,新的非同震變形及破裂在龍田國小校門 兩側矮牆、永安國小附近、永安路沿線至聖安宮附近等地陸續出現,永安路的波浪 狀變形及水溝共軛破裂,可能顯示鹿野斷層已累積相當的壓縮應力,使新的破裂出 在其東方約 3 公里的南北平行線上,中央研究院地球科學研究所已在鹿野地區佈下 地殼變形監測網,期望能進一步了解地殼變形的形式及速率變化。(請參閱第二章 照片 2-19 至 2-36 及 2-42、2-43。) 無論如何,龍田地區的鹿野斷層沿線及寶華聚落、二層坪等縱谷斷層通過之附 近地區,極有可能在未來數年內,出現更明顯的地殼潛移破裂,附近居民應有生活 在活動斷層上的危機意識,雖然目前仍無法對地震做中程或短程的預測及警報,但 在菲律賓海板塊不斷的推擠之下,大地震的再度發生是遲早的事,要如何因應?恐 怕只有自求多福了。

第三節 土石流 所謂「土石流(debris flows)」便是豪雨挾帶大量崩塌的岩塊、沙土、泥漿或 堆積在河床上的礫石等沈積物傾瀉而下,由於能量驚人,常在極短的時間內改變地 貌,使河道變遷、河灘埋積,甚至侵蝕低位河階,填塞下游氾濫平原,是頗為恐怖

295


鹿野鄉志

的自然現象。土石流發生的首要條件是猛暴性降水,因此,臺灣地區唯有梅雨期及 颱風期有可能發生土石流。雖然溪流之中、上游,常因農業開墾、修築道路、森林 破壞等人為因素,使地表直接遭受暴雨之衝擊而發生土石流;但臺灣因位於菲律賓 海板塊對亞洲東南緣的褶皺衝斷帶,地殼變形快速、斷層節理發達,即使在森林覆 蓋的區域亦不甚穩定,無預警之山崩、導至森林與地表土石奔騰而下阻塞河道,亦 迭有所聞,且每每成為下一次土石流之潛在因子,更何況暴雨的強烈沖刷,任何鬆 軟的山坡,都無法承受此洶湧的自然力。故即使無人為因素破壞水土保持之地區, 亦有可能發生土石流。 雖然本鄉之縱谷平原占全鄉面積之 60%以上,海岸山脈地區約占 38%,中央山 脈山地僅占1%,但由於本鄉之主要河川卑南溪、鹿寮溪、加拿水溪、加典溪及鄰近 本鄉之鹿野溪等,均源於地質破碎之中央山脈,集水區面積廣大,一旦中、上游地 區因豪雨、山崩而暴發土石流,仍將威脅本鄉之縱谷平原地區。 本鄉之海岸山脈地區,濁水溪、木坑溪、木坑南溪等流域,雖然流域面積較小, 但亦因流經強烈剪碎之大港口層及利吉混同層,一旦豪雨發生,剪碎之泥石必隨之 而下發生土石流,故亦具有相當之土石流潛在威脅。 至於景豐、新豐以西之中央山脈,則因岩層節理、劈理發達,在大原山南、北 兩側,已被侵蝕成兩條溪谷,原溪谷之山麓岩層,則被溪水搬運形成沖積扇,景豐、

296


第一篇 地理篇

新豐等社區即座落於沖積扇之扇央。雖然此兩溪谷平日水流極弱、跡近無水,但上 游之坡度仍超過 20 度,若豪雨發生,暴發土石流亦有相當高之機率。 行政院農業委員會水土保持局(2005),已發布全臺灣土石流潛勢溪流之調查 成果圖冊,本鄉被列名為土石流潛勢溪流者如下(圖 7-04): 1. 中央山脈大原山北麓小溪(編號:臺東 A153) 2. 五十戶北方山麓小溪(編號:臺東 A152) 3. 海岸山脈濁水溪下游左岸之支流全域(編號:臺東 016) 4. 海岸山脈寶華社區北方之寶華野溪全域(編號:臺東 017)

297


鹿野鄉志

圖 7-04:鹿野鄉土石流潛勢溪流位置圖(取自行政院農業委員會水土保持局,2005)

上述四處具土石流潛勢之溪流,其威脅程度除五十戶北麓小溪為低等程度外, 其餘三處均為中等程度。但若以聚落之分布觀之,五十戶北麓小溪(臺東 A152)因 流域極短,其下游地區為鹿野河階之鳳梨園,龍田聚落則在其東南方甚遠處,無威 脅可能。大原山北麓之小溪(臺東 A153),因位於景豐聚落之上游,土石流發生時 對景豐聚落將構成相當程度之威脅。其他兩處海岸山脈之濁水溪下游左岸支流(臺 東 016)及寶華野溪(臺東 017),因其流域均無聚落,故亦無威脅性。

298


第一篇 地理篇

自從九二一集集大地震之後,中央山脈受地震之影響,在溪流中、上游地區已 堆積甚厚之山崩土石,山脈岩層均呈現鬆動易塌之情況,故近年來,臺灣中部地區 每逢豪雨必發生土石流。本鄉最近數年幸無大豪雨發生,但源於中央山脈東翼之鹿 寮溪,已發生土石流數次,延平鄉武陵村西方鹿野大圳取水口附近之遊憩設施,已 部分損壞;舊武陵橋附近右岸之河階崖亦發生嚴重坍塌,威脅武陵村北端之居民, 未來若有豪雨發生,位於鹿寮溪下游之區域,如明德莊、永隆社區及鹿寮大橋附近 等地,亦極有可能受土石流之威脅。本鄉之上鹿寮、永安、永德等地,亦因與加拿 水溪為鄰,上述之威脅亦有可能發生,其規模端視豪雨之程度而定。鹿鳴溪、鹿野 溪雖不在本鄉境域之內,但若暴發土石流,四維及和平地區,仍有受河階崖伴隨崩 塌之可能威脅。因此,本鄉所有瀕臨溪流、河階崖、臺地崖坡及山麓坡地之區域, 均具有土石流潛在之威脅,其因應之道唯有在梅雨及颱風季節,密切注意豪雨發生 之情況,迅速遷離上述地區乃為上策。

第四節 焚風 所謂「焚風(Foehn)」,簡言之,為高速氣團在迎風坡爬升時,其所含之水氣 已因降雨而喪失,當其快速越過山脊後,若受週邊強烈低氣壓之影響及伯努利效應 (Benoulli effect)而沿背風坡下降,因氣團乾燥,每下降海拔 100 公尺可使溫度升 高 1℃(高源清,1981),則至山麓及平原地區的氣團溫度,視山脊之相對高度可使

299


鹿野鄉志

氣溫增加數度至十餘度,甚至超過人體之體溫而感覺燥熱難耐,此即焚風,又稱為 「火燒風」、「麒麟風」。 事實上,不是所有越過山脊的氣團都會造成焚風,這要看氣團的流速以及背風 坡的氣壓條件而定。一個流速極快的氣團,在越過山脊時因伯努利效應而速度更快, 相形之下因密度小而被上方密度較大之氣團下壓,因此乃沿背風坡面下沈形成焚 風,這是高速氣團產生焚風的機制。所以凡是颱風中心路經臺東以北的颱風,因高 速氣團的反時針旋轉,在風向與颱風路徑相反的安全半徑內,其高速氣旋由臺灣西 部向東越過中央山脈之後,必然在中央山脈東麓及平原發生焚風(圖 7-05),颱風 越強焚風越烈,這是臺東地區因颱風而發生焚風的機制。若颱風中心路經臺東以南, 則臺東地區為順風坡將降下豪雨,而中央山脈以西之區域如臺中、嘉南等地,就有 可能發生焚風。

圖 7-05:颱風誘發焚風示意圖 300


第一篇 地理篇

每年春夏之交季節風轉換的時刻,如果突然盛行極強的西南風,則大武至臺東 地區因位於背風坡,亦常會發生焚風。若風速不大,則焚風不明顯,故焚風之發生, 與氣團的流速有密切關係。 本鄉歷年來發生焚風現象的機率頗高,幾乎每年都會發生,尤以夏季路經臺灣 中、北部的颱風及春夏之交強勁之西南氣流為產生焚風的主要原因。中央氣象局在 本鄉設置無人氣象觀測站以來,紀錄焚風發生之次數如表 7-3: 表 7-3:鹿野地區設置氣象觀測站以來焚風發生紀錄表 序號

發生日期

焚風成因

最高氣溫℃

最高溫發生時間

1

2000.0608

強勁西南氣流

36.9

13:25

2

2000.0609

強勁西南氣流

35.3

14:07

3

2000.0729

強勁西南氣流

35.1

13:22

4

2002.0515

強勁西南氣流

36.0

14:22

5

2002.0704

雷馬遜颱風

37.0

11:51

6

2004.0509

強勁西南氣流

35.7

11:57

7

2004.0812

蘭寧颱風

35.7

12:49

8

2004.0824

艾利颱風

36.0

15:39

9

2005.0501

強勁西南氣流

35.4

14:59

10

2005.0805

馬莎颱風

34.0

01:58

11

2005.0831

泰利颱風

34.2

23:35

12

2005.0901

泰利颱風

35.2

00:09

資料來源:中央氣象局臺東氣象站。

從上列資料顯示鹿野地區自 2000 年至 2005 年 9 月底,共計發生焚風 12 日,每 年最高有 4 日之紀錄。焚風之成因以颱風和強勁西南氣流各佔 50%,焚風發生季節 為每年 5 月至 9 月,瞬間最高氣溫可達 37.0℃,此為海拔 373 公尺之測站資料。以

301


鹿野鄉志

此結果推論較低海拔縱谷平原地區之焚風瞬間最高氣溫,將增加 1-2℃至 36-39℃之 間。因西南氣流所造成之焚風均發生於午後,因颱風所造成之焚風則大部分發生於 午後,亦有發生於午夜者,資料顯示其持續時間均未有超過 2 小時。 焚風一旦發生,往往使農作物受損,因應之道無他,唯有掌握焚風發生之前兆, 如西南氣流盛行時或路經臺灣中、北部之颱風臨近時,以預設田間噴水或噴霧系統 噴灑之,或可降低損失至最低限度。近年來,本鄉遭受焚風吹襲致使農作物損傷之 情形如表 7-4: 表 7-4:鹿野地區焚風對農作物損害情形統計表(取自臺東縣政府農業局) 焚風成因

發生日期 受損作物 受損情況 損害面積(公頃) 損害程度(%) 換算面積(公頃)

西南氣流

2004.0509

葉面受損

50.00

5

2.50

番荔枝

葉面受損

60.00

10

6.00

合計 海棠颱風

110.00 2005.0718

葉面焦枯

50.00

合計 泰利颱風

8.50 10

50.00 2005.0901

葉面焦枯

50.00

合計

50.00

5.00 5.00

10

5.00 5.00

第五節 地滑 所謂「地滑(land slide)」係指地層沿摩擦力甚小之滑動面向重力方向下滑的現 象,亦即俗稱的「走山」。地滑的發生必須要有兩個要件,第一是滑動面的產生, 第二是滑動面的角度。滑動面的產生,以順向坡最為常見,當地層傾斜面與坡面平 行時,若層間有含水層或摩擦阻力較小的弱層,因重力或地震的誘發,將發生地層 滑動。倘若此一順向坡面之坡腳經常受溪水之侵蝕,則發生地滑的機率將更高。若 302


第一篇 地理篇

地層傾斜之角度極低,雖有摩擦弱面存在,但因重力大於摩擦阻力,則不一定會發 生地滑。然而此一摩擦弱面若含水豐富,亦因摩擦阻力趨近於極小值而有發生地滑 的可能。 地滑有「平面型」、「楔型」及「弧型」三種類型(圖 7-06)。平面型地滑多 沿地層層面滑動,楔型地滑是沿一組或一組以上的共軛節理面滑動,弧型地滑則是 在極細的岩層中(如泥岩),隨著因降水侵蝕及緩慢的重力作用漸漸發展而成的弧 形裂隙而蠕動,亦稱為崩移或塌陷(slump)(王鑫,1988)。

圖 7-06:地滑類型示意圖(改繪自王鑫,1988)

海岸山脈的利吉混同層,由極細的泥岩組成,因受到強烈的剪切作用,層內遍 布鱗片狀葉理及剪切面,是最容易發生大規模弧型地滑(slump)的區域。因此,本 鄉發生地滑的主要區域,即分布在海岸山脈西側的利吉混同層中,最明顯的區域在 197 公路沿線及其通往寶華社區和泥火山的聯結道路上。此乃由於道路構築材料與泥 岩的差異侵蝕,車輛通行的緩慢重力作用,豪雨時對溪谷坡腳的淘掘,使道路發生 弧型地滑。照片 7-01 為 197 公路 22k 附近經常發生地滑之路段。

303


鹿野鄉志

利吉混同層中的地滑現象,除因層內遍布剪切面易形成崩移面外,人為的道路、 護坡等設施,亦因材料較泥岩堅硬,當降水發生時,雨水必沿軟硬之界面侵蝕,終 至形成崩移面而滑動,使這些設施隨之崩塌下滑而損毀。因此,利吉混同層中的地 滑現象,難以用任何工法予以克服,避免在其上從事任何建構工程,乃為上策。

第六節 山崩 陡峻的坡面,因岩性的鬆軟、風化作用的旺盛、節理、斷層等地質構造的發達, 往往在豪大雨、地震發生時,甚或無前兆的崩落岩塊及岩屑,稱之為「山崩(mass fall)」,亦稱為「塊體斷移」。山崩與地滑最大的區別在於其移動方式的不同,地 滑是岩層沿一弱面滑動,山崩則是岩層塊體的分解、傾倒或散落,因此,山崩多發 生於高角度的斷崖或陡坡。 山崩依其塊體(mass)的產生和移動方式,可分為「板狀傾覆」、「岩塊崩瀉」、 「落石」、「岩屑崩落」等四種類型,如圖 7-07(王鑫,1988)。

304


第一篇 地理篇

圖 7-07:山崩類型示意圖(改繪自王鑫,1988;楊景春,1990)

圖 7-07A 為火山岩、石灰岩或海階、河階等堆積岩類之陡崖,由於地殼的抬升 作用、岩層之解壓作用或溪水、海水之淘挖作用,使岩層產生垂直的節理,最後因 重力失衡而傾倒,這種山崩稱之為「板狀傾倒」。本鄉之和平社區東側、鹿野高台 西方瀕鹿鳴溪側及鹿寮溪兩岸河階崖等地,具有此種類型之地貌,其中無護岸或堤 防保護之區域不多,未來是否發生板狀傾倒之現象,端視溪水之衝擊程度而定。因 此,平日對這些地區的地面觀察,是否出現大裂隙為重要的傾倒前兆,颱風豪雨時 勿在河階崖附近停留,亦可消除突發狀況之危害。 圖 7-07B 為岩層或斷層面因風化作用所產生之大面積「岩塊崩瀉」,常伴隨地 震、豪雨或地殼潛移變形而發生。本鄉較常發生本類型山崩之地區首推舊武陵橋北 端東側之崖坡及海岸山脈「都巒山斷層」沿線,次為濁水溪、木坑溪、木坑南溪上 游及本鄉卑南溪流域之左岸。舊武陵橋北端東側之崖坡,因劈理發達之板岩受斷層 305


鹿野鄉志

及剪切作用,岩層極為破碎,雖有護岸保護坡腳,但因地殼抬升及變形快速,崖坡 極不穩定(照片 7-02),未來仍有山崩之可能。都巒山斷層沿線裸露之山崩崖壁, 尤以泥火山東方最為明顯(照片 7-03),因在深山地區,雖無較大之影響,但崩瀉 之岩塊將成為豪雨時暴發土石流之潛在因子,故居於木坑溪中、下游溪邊之散戶, 亦應注意其威脅性。濁水溪口以南至后湖東方之卑南溪左岸陡崖,亦為規模甚大之 岩塊崩瀉區,因無人為設施,故無威脅性。 圖 7-07C 為硬岩或岩層與坡面直交之崖壁,即所謂的側向坡,因岩層較為穩固, 但在長期的風化之下,仍會發生小規模的落石。若其崖底有道路經過,則有不定期 落石之威脅,故近年來,常以明隧道工程以避其害。本鄉境內 197 公路 29.5k 附近, 因都巒山斷層通過而剪碎該地之大港口層,故常有塊狀砂岩崩落,每逢豪大雨或地 震,則有規模較大之落石阻礙交通。 圖 7-07D 為土質崖面因碎屑狀風化而不定期有細粒之岩屑崩落,較年輕之臺地、 階地崖常有此種現象。本鄉鹿野高台四周、鹿野河階之河階崖、二層坪東側之陡崖、 鹿寮溪兩岸之河階崖、海岸山脈地區裸露之大港口層(照片 7-04)等地,均有此類 細粒岩屑崩落之情形,唯其規模較小,不具威脅性。

結語 上述所言之颱風、地震、土石流、焚風、地滑、山崩,以及未在本文敘述之寒 潮、乾旱、梅雨、沙塵暴等事件,俱為地球存在以來之自然現象,不僅影響生物界, 306


第一篇 地理篇

也影響非生物界,其所以被稱為災害者,實因造成人類生命及財產損失之故。然而 這些損失絕大部分均可事先採取有效對策而趨吉避凶,人類永遠無法阻止山崩或土 石流的發生,一如我們永遠無法阻止颱風、地震的發生。因此,我們唯有避開這些 自然現象發生的危險區域,乃為上策。地方政府有責任將這些事實告知民眾,教育 民眾因應之道,則無謂之損失或可減至最低限度。

307


鹿野鄉志

【照片及說明】

7-01:197 公路 22k 附近之路段位於利吉混同層,坡腳為卑南溪之河道,因溪水之側蝕作用,使本 路段經常發生地滑現象。(上左圖) 7-02:舊武陵橋北端東側,由於斷層作用於劈理發達的板岩岩層,故地質極不穩定,若逢豪雨或地 震,極易發生岩塊傾瀉之山崩。(上右圖)

7-03:雷公火泥火山東方出露之陡崖,為都巒山斷層之斷層崖,大港口層在此向西北逆衝於利吉混 同層之上。由於菲律賓海板塊仍持續的擠壓,故此斷層崖常因地震或豪雨而發生山崩。(上 左圖) 7-04:197 公路 25k 附近,因道路整修而出露之大港口層,由於陡直之地層快速風化,不定期有小 規模的岩屑崩落。(上右圖)

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第一篇 地理篇

致謝 感謝交通部中央氣象局臺東氣象站、經濟部水利署第八河川局、行政院農業委 員會臺東區改良場、行政院農業委員會水土保持局第五工程所、臺東縣政府農業局、 臺灣省臺東農田水利會、臺灣省自來水公司臺東管理處,以及 Professor. Jacques Angelier、朱傚祖博士、張中白博士、李建成博士、胡植慶博士、盧佳遇教授、姜彥 麟先生、張勝雄先生、尤心瑜小姐、李榮著先生、黃俊凱先生、蘇德銓先生、張清 晏先生、潘慧真小姐、王張業先生、魏端余先生、林弓傑先生、李高伯先生,本鄉 耆老古元城先生、林秀英女士、林昭喜先生、黃秀文先生、陳來勝先生,由於你們 熱誠的協助與指導,始克完成本篇之撰述。

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鹿野鄉志

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