自然災害對大甲溪生態環境的衝擊
楊國禎
靜宜大學生態學研究所
西太平洋與亞洲陸地交接的邊界上,海底的菲律賓海板塊以每年約7公分的速度向西北的方向移動,這移動擠壓出亞洲大陸東緣連綿的島鏈,稱花綵列嶼,台灣島就是這擠壓、摺皺而浮生水面新產生的島嶼。年輕的地質背景、快速的隆昇、劇烈的切割,刻畫出現今的環境架構,在這背景下再與植物群落互動的過程中,創造出原生的生態環境。百年來,島上人類經濟開發活動蓬勃發展,到了二十世紀尾聲時達到了鼎盛時期,而經濟開發活動所引發的地土環境改變,隱含著與大地變遷結合的隱憂,經由學著的觀察紀錄,陸續提出警訊發表於各報章雜誌(如陳玉峰,1991,1992,1994),但未得到應有重視,隨著賀伯颱風、瑞伯颱風到921大震的災難而到達轉捩點,最近桃芝颱風的肆虐,逼迫著我們不得不重新檢驗環境的狀況,檢討人與環境的關係。本文從植被生態的觀點來檢視大甲溪流域環境的現況、過去環境與植物群落互動的關係,提出未來環境可能的變動與我們可以努力的方向。
壹、環境概況
1. 上游環形集水區
上游有勝溪(舊稱伊卡丸溪)自思源埡口(舊稱匹亞南鞍部,雪山山脈與中央山脈連接的最低鞍部)附近沿斷層構造由北向南流,與七家灣溪、司界蘭溪、南湖溪(含合歡溪)匯合後,始稱大甲溪,會合點現今集中在環山附近,河流由四面八方向此集中,再向南流至達見後轉向西穿過雪山山脈,形成峽谷地形。主流沿斷層構造線發育,與蘭陽溪連成一線,於思源埡口形成谷中分水的現象,有勝溪坡度平緩,谷寬水少,是上游被蘭陽溪襲奪後變成所謂無能河的通谷地形;西邊的七家灣溪、司界蘭溪是雪山山脈集水區範圍的支流,東邊的南湖溪(支流耳無溪)、合歡溪(支流碧綠溪)是中央山脈集水區範圍的支流。
這段河川發育於崇山峻嶺間,集水區流域的邊界形成環狀,西面雪山山脈南起劍山(3216m)、佳陽山(3314m)、大劍山(3594m),接上雪山主稜的雪山(3886m)經雪山北峰(3704m),向東轉品田山(3524m)、池有山(3303m)桃山(3325m)是所謂聖稜線的大部分,過桃山後沿支稜至羅葉尾山(2717m)到思源埡口(1948m),過思源埡口(1948m)後接上東面的中央山脈北段,由多加屯山(2795m)、審馬陣山(3141m)接上主稜的南湖山匯(南湖大山3740m),再沿中央山脈南下有巴巴山(3264m)、中央尖山(3705m)、甘藷峰(3158m)、無明山(3451m)、鈴鳴山(3272m)、畢祿山(3371m)至合歡山匯(合歡山3417m),於此由合歡山向西北延伸平緩山嶺經華岡(2427m)、天池(2532m),接到白狗大山(3341m)東面的東高山(2745m)結束。雪山山脈向環形中央延伸出武家加難山(2679m)、志佳陽大山(3289m)、雪山東峰(3201m)形成稜脈高地,是地壘式地形邊緣被切割後留下的,而中央山脈除北端有南湖山匯、南端有合歡山匯外,中段由鈴鳴山向西突出的閂山(3168m),是很大的突出山塊。雪山聖稜與南湖山匯於最後一次冰期遺留有甚多冰河地形遺跡。
在這雪山、中央山脈東西兩面的高山稜線中間,夾著各種不同高度、形態的谷間地形,北從思源埡口東面的多加屯山(2795mm)、西面的羅葉尾山,南至梨山南面的天池、華岡間(福壽山農場的範圍),這些地形是過去到現在被大甲溪主、支流堆積、切割,加上地體變動互相作用所形成。地形由南、北的平坦面向中央下降,降至環山附近最低的合流點,一路上留下不同時期河流面移動的軌跡-肩狀平坦稜與角階地形。而這一東北—西南走向的山間谷地,北經思源埡口連接蘭陽溪谷,向南連接北港溪上游、濁水溪,被認為是發育於斷層線上斷層線谷。大甲溪主流(含有勝溪)沿此斷層線谷發育,支流七家灣溪、南湖溪、合歡溪一進入線谷區,流向也都轉成相同走向而與主流成平行狀。在此地形面上是台灣最早開發的中海拔山區,也是開發最嚴重的溫帶蔬果區。佳陽對岸,德基水庫邊有一明顯的河階地,係支流上游崩塌堆積的沖積扇,經切割遺留似河岸階地的地形(林朝綮,1957)。
由德基至天冷間切穿雪山山脈,將白狗大山與雪山主稜分開,形成德基至谷關間峽谷地形,青山附近稱久良屏峽,德基附近稱登仙峽。峽谷南岸屬於背陽坡、支流較短促,以最外側的裡冷溪稍長、十文溪次之,越往內側支流越短,北岸是向陽坡、支流較長,由外側往內支流越來越長,其中以最內側、發源於雪山西南的志樂溪最長、流域最廣。峽谷間築有德基壩、谷關壩、天輪壩形成水庫,並設立了多座的水力發電廠。谷關附近有較發達的河階地形,河階面上都有礫石層堆積,現都開發為居住地或農耕區。中橫公路沿峽谷開鑿,壩新路口經青山到德基間因崖壁過於陡峭,道路分成上下兩路線單向通行。谷關-德基間因921地震嚴重崩塌,道路中斷,未來是否修通出現不同意見。
過天冷後現今河流受到頭嵙山的阻擋轉向北流,過了東勢後再轉向西,一路至大甲、清水間出海。此區域是早期河流穿出山脈後於山腳堆積崩洩下來鵝卵石形成地質背景,稱頭嵙山層,後來經過抬昇、侵蝕、河流切割、堆積作用,形成沖積扇不同高度的殘餘山嶺、台地、河階地與平原等地形。
大範圍劃分可區分為新社河階群、后里豐原台地面、大肚台地及溪口沖積扇平原四區。新社河階群:大甲溪河道在此曾經由最高的水井子台地面(基底海拔570m),往東降到大南河階面(中興嶺)(基底海拔460m),再降到水底寮河階面(基底海拔420m),再降為現今的河床面。現今除了較陡峭的邊坡、溝谷外,大都已開發為居住、工廠與農耕地。后里豐原台地面:台中盆地的北緣,是舊時大甲溪切過頭嵙山層進入台中盆地的沖積扇(屯子腳隆起沖積扇),大甲溪現又切割成狹窄水道通過,並直接切過大肚台地北緣出海,而台地西北部月眉山(海拔262m)西北方的磁搖隆起沖積扇面,則是大安溪以前由鐵砧山南面入海時所遺留。大肚台地:車籠埔斷層形成時台中盆地陷落,大肚台地東面因而傾斜成和緩的坡面,台地西邊彰化斷層通過,北段以斷層崖與海岸平原接壤,大甲溪切過台地北緣,南岸的海風山(海拔194m)形成鵝卵石崖壁,隔溪與北岸的內水尾山對望。溪口沖積扇平原:大甲溪穿過大肚台地形成沖積扇平原,扇面北達大甲、南達清水,目前因河兩岸皆修築堤防,限制了溢流而直通大海,台中港的北防砂堤攔阻泥砂,迅速淤積出高美灘地,潮汐落差大,退潮時露出灘地廣達數公里,風吹砂形成嚴重的風積作用。
二、氣候
隨著海拔高度升高溫度降低,戚啟勳(1970)提出台灣山地溫度分布的規律:年均溫20℃等溫線大致與海拔1000m等高線相符合,10℃等溫線大致與海拔2500m等高線相符合,5℃等溫線大致與海拔3000m等高線相符合。王鑫(1989)推論出山區每上升百公尺年平均溫遞減率,海拔500m以下為0.25- 0.35℃/100m,但不具代表性,海拔500-1000m間為0.35- 0.4℃/100m,海拔1000-1500m間為0.4- 0.45℃/100m,海拔1500-2000m間為0.45- 0.5℃/100m,海拔2000-2500m間為0. 5- 0.55℃/100m,海拔2500-3000m間為0.55- 0.6℃/100m,海拔3000-3500m間為0.6- 0.65℃/100m。實證的資料整理如下表。
收集各研究資料得到大甲溪流域各測候站的雨量資料如下:梧棲站(平地)1317mm,台中站(平地)1600mm,東勢站(320m)2190mm,天輪站(610m)2480mm,上谷關站(1045m)2922mm,青山站3276mm,達見站2933mm,德基站1911mm,梨山站2004mm,志佳陽站約1600mm,畢祿農業氣象站(2350m)2426mm,鞍馬山站4553mm,思源站約2500mm,合歡山(3370m)3577mm。由以上各測候站的雨量資料可以看出,1)由大甲溪口(梧棲)、台中、東勢、天輪、上谷關、到青山站,雨量一路
表一、大甲溪沿岸測候站年、一月、七月均溫對照表
氣象站 | 海拔高度 | 年均溫(oC) | 一月均溫(oC) | 七月均溫(oC) | 參考資料 |
梧棲 | 平地 | 22.6 | 15.6 | 28.9 | 中央氣象局網站 |
台中 | 約50m | 22.8 | 15.7 | 28.4 | 中央氣象局網站 |
天輪測候站 | 610m | 20.2 | 13.7 | 24.6 | 陳明義等(1986) |
環山、梨山、佳陽、達見 | 1500- 2000m | 15~16 | 7.8 ~9.7 | 19.4 ~ 21.2 | 劉棠瑞、蘇鴻傑(1978) |
畢祿農業氣象站 | 2350m | 13.1 | 5.8 | 17.9 | 劉業經等(1981) |
以南投、嘉義測候所推測 | 3000m | 7.5 | 3.0 | 11.5 | 劉棠瑞、蘇鴻傑(1978) |
以南投、嘉義測候所推測 | 3800m | 4.0 | 2.0 | 8.0 | 劉棠瑞、蘇鴻傑(1978) |
玉山 | 3900m | 3.8 | -1.6 | 7.6 | 中央氣象局網站 |
山谷夜晚會有逆溫現象的發生
上升,這與地形上迎風坡面,隨海拔升高而降雨的現象一致,迎風稜線的鞍馬山最高,Su(1984a)提及西南氣流在台灣迎風坡最大降雨量在海拔2000m左右,往高或低海拔遞減;2)過青山站後,經達見進入山谷地的德基、梨山、志佳陽站,雨量銳減為2000mm或不到,是背風山谷的雨影區範圍,相對乾旱,尤其是上游中央海拔最低的志佳陽站(環山部落)只有1600mm;3)接近四周稜線附近雨量又逐漸增多,思源站近思源埡口,畢祿農業氣象站近大禹嶺、合歡山,雨量皆再升高;4)上游環形集水區四周迎風坡雨量皆大,如西邊的鞍馬山達4553mm,東南角的合歡山有3577mm,而北面思源埡口以北的蘭陽溪坡面達5000mm以上(黃增泉等,1987)。
雨量主要集中於5、6月的梅雨季及7、8、9的颱風季,11月到隔年的3月是較乾燥的季節。上游中央附近的梨山地區,因受高山阻擾,水氣不易進入,形成台灣中央山區降水量最少的地區之一。海拔2500m以上冬季有雪,3000m以上地區積雪期2-4個月不等。
隨著海拔高度升高,溫度降低,不同海拔高度間形成不同氣候帶效應,不同的氣候形成特有的生育環境,孕育出不同的生態區系。在台灣實證上,從低海拔的亞熱帶到高海拔的亞寒帶,孕育出不同的生態區帶,在敘述整體生態特性時,作者採用植被類型來展現,因植被具有總體生態因子綜合表現的代表性、是生態系運作的基礎與避護所、植群的個體大容易觀察、壽命長存在時間久、會隨著環境變化而改變(摧毀與再生)、族群結構與演替能表現出時間上的落差、組成的種類和個體的多樣性大、資料分析時可以切割和合成等等,較具普遍性與代表性。但因影響生態環境的生態因子很多,每個生態因子的變化又是漸進式,植群組成種類與個體的多樣性會隨著組成分子變化,因此植被類群具有過渡型的漸變性,因而產生很多用類型化思考難以處理中間型態。因此,除了有特別說明的必要,本文在處理這些生態帶與植被類群的過渡型時,都視為理所當然,只指出典型的植群類型。
大甲溪流域過去的植被調查實證(徐國士等,1984;章樂民,1962;郭城孟,1995;陳玉峰,1995,1996,1998,2001;陳玉峰、楊國禎, 1999;陳玉峰等,1999;黃增泉等,1987;楊遠坡等,1989;劉棠瑞、蘇鴻傑,1978;劉業經等,1981;謝長富等,1989,1990;蘇鴻傑,1978;Su,1984b)及作者的調查經驗,生態特色可分由低、中海拔(約海拔2500m以下)的闊葉林生態區,經中海拔(海拔約1000-2500m)的針、闊葉混淆林生態區,中、高海拔(海拔約1000m以上)針葉樹林及草原生態區,到高海拔的高山岩原及岩碎地生態區。以下從高海拔往低海拔就植被帶分區分別簡介主要植被類型。
- 高山草本植物社會
主要分布雪山聖稜線、南湖山匯、中央尖山和合歡山區,尤其是南湖圈谷附近冬天積雪深厚地區最為顯著,植物生長密度最高。最有名的植物當屬南湖大山柳葉菜、玉山薄雪草、尼泊爾籟蕭、雪山翻白草、南湖紫羊茅、曲芒髮草等等,分布的規律性尚待了解,詳細的種類介紹請見陳玉峰(1996)。值得一提的是本植物社會保留了甚多的孓遺種類,特有種比例也最高。
- 高山矮盤灌叢社會
普遍分布雪山山脈與中央山脈。灌木層高約1-2m,枝條常盤根錯節,鬱閉度很高,綿延成地毯狀。冬天常為積雪覆蓋,突出積雪外的枝條常乾枯。主要由玉山圓柏或玉山杜鵑單獨或混合組成,常有玉山小薜、川上氏忍苳、玉山野薔薇伴生。另有台灣山柳分布雪山與南湖大山的特定地區。
海拔2500m以上山區,主要由單一樹種組成,與溫帶地區的針葉樹林類似,依海拔高度由高而低有玉山圓柏林、台灣冷杉林、台灣鐵杉林,台灣雲杉林、台灣二葉松林則與台灣鐵杉林於相同海拔並列生長於不同環境。森林火燒後變成草原,理論上草原會再演替恢復為森林,然海拔3100m以上,因為火燒的頻繁度超過森林的生長速率,不僅使森林無法生長,並常波及原有森林,在火災的影響下,草原面積不僅不會縮小,反而一直在擴張,唯有火燒的頻度被控制,不然無法改變這趨勢。海拔2500m以下山區的針葉林下常有闊葉樹生長,故併入針闊葉混合林中敘述。
海拔3500m左右台灣冷杉分布終了,形成森林界線附近,如果是山腹谷地,避風且土壤化育良好的地方,玉山圓柏也能長成喬木,形成森林。大甲溪流域主要分布南湖圈谷、雪山南稜與雪山北峰東側。樹高約10m左右,樹冠較台灣冷杉寬圓,覆蓋度在40-50%之間,林下灌木與草本植物種類與高山岩原及岩碎地同。
廣泛分布於海拔3100-3500m間形成純林,大甲溪流域於中橫大禹嶺前可低到海拔2500m,雪山南稜最高可到海拔3700m。一般在海拔3500m左右形成森林界線,雪山東坡、東北坡面七家灣溪上游是全台同類森林林相最佳者。樹高在20-30m左右,樹幹通直,樹形呈狹窄尖塔形,側生枝條常因冬天積雪重壓而下垂,其分布可當做經常性積雪最下限的指標。火災後遺留的殘餘樹幹,經雨淋洗而成白木,直立白色枯木甚為美觀,雪山369山莊附近山坡的白木林最為壯觀,但已有一半以上折斷。台灣冷杉林下常密生玉山箭竹,尤其是土壤較厚且樹冠鬱閉度較低的區域。台灣冷杉林分布的範圍常與草原接壤、鑲嵌,火燒燒死森林形成草原,森林後退,火燒後森林再逐漸向草原入侵,如此,形成拉鋸現象。較高海拔處台灣冷杉林與玉山圓柏形成過渡帶,較低海拔處則與台灣鐵杉形成過渡帶。
廣泛分布於海拔2500-3100m間形成純林,海拔3100m左右一般與台灣冷杉形成過渡帶,池有山南坡的純林可以分布到海拔3250m左右,海拔下限可分布到1600m左右,而與針闊葉混淆林樹種混生。樹高約20-40m,樹幹分支多,主幹常彎曲而不明顯,每一分枝自成一圓形樹冠,組合成的整體樹冠平展成傘狀,樹形與闊葉樹同,不耐雪壓,分布界線應在恆常積雪線下方。樹木單層,林下玉山箭竹經常覆蓋地面,玉山箭竹最高可達5m,鑽行困難。經常與台灣二葉松林、草地或偶而與台灣雲杉林並列,形成過渡帶。大甲溪流域台灣鐵杉林分布範圍內,經常為台灣二葉松林佔據,是台灣分布面積最少的區域。
侷限分布於全台海拔2500-3000m間山谷陰坡,形成小面積純林,與台灣鐵杉林、台灣二葉松林分布於同一海拔範圍,流域內南湖山匯的南湖溪與中橫沿線的畢祿溪較多,個體分布海拔下限可至2000m,而與針闊葉混淆林樹種混生。台灣雲杉樹幹細瘦高聳,高可達50m。
大甲溪流域上游是台灣二葉松林主要分布地點,主要分布1000 -3100m間乾旱的向陽坡面,極端700-3200m,尤其是大甲溪上游北岸雪山山脈的東、東南坡面,海拔1500-3100m間,從思源埡口到德基水庫,一望無際,林下掉落滿地的松針導火容易,木材中的松脂助燃火勢,加上十月到隔年二月的乾旱期,一不小心即發生火災,是台灣林區火災頻率最高的地區。火燒頻繁,火燒後又促進台灣二葉松的發芽生長,更新與生長迅速,伴隨著生長的芒草、巒大蕨等,進入了火燒循環的輪迴,台灣二葉松是火災適存植群。因生長橫跨的範圍廣闊,向低海拔可分布到谷關而與低海拔植群混生,高海拔可與台灣冷杉林混交,而地形的起伏與山谷的交織,容易創造不同的生育環境,台灣二葉松易與各種不同的植被類型形成過渡的植群型態。
海拔2500-3500m間有大片的草原,如南湖山匯、雪山聖稜、合歡山匯。草原主要由玉山箭竹、高山芒交織形成地毯狀,隨地點環境不同,高度由不到10公分到2m不等。玉山箭竹原本是森林下高2-3m的灌木層,靠地下莖鑽織成片,森林火災時燒掉地上物但對地下沒有影響,火燒後玉山箭竹地下竹鞭迅速萌芽,但因土地變貧瘠以及是側芽生長,無法長高而矮化,歷經多次火燒而逐漸矮化,最矮不及10公分。草原上伴生草本植物種類與數量皆多,於7-9月間大量開花,構成漂亮景觀。
大甲溪流域,海拔1000-3000m是針、闊葉混淆林的分布範圍,主要在1500-2500m之間,由針葉樹與闊葉樹不同種類與不同比例組合,即組合出不同的類型,只有針葉樹而無闊葉樹即為針葉樹林,只有闊葉樹而無針葉樹即為闊葉樹林,針葉樹會形成純林的種類主要有台灣鐵杉、台灣雲杉、台灣二葉松、紅檜、台灣扁柏、台灣黃杉、台灣肖楠,常混生而不形成純林的有台灣華山松、台灣五葉松、台灣杉、巒大杉。崩塌地常會形成闊葉樹次生林。區域內地形較為平坦、有公路到達的地區大都開墾為農耕區,種植溫帶果樹或所謂的高冷蔬菜。伐木跡地大都經造林,樹種針葉樹主要為柳杉、紅檜、台灣扁柏、巒大山、台灣杉、台灣崋山松與台灣雲杉,種類單純,生長一致。台灣鐵杉、台灣雲杉、台灣二葉松前面已介紹過,其餘說明如下:
主要分布於鞍馬山區與八仙山區,紅檜與台灣扁柏合稱檜木,主要生長於潮濕的雲霧帶範圍,而有霧林的稱號,流域內分布峽谷西側氣流迎風區域,是台灣過去90年伐木史主要砍伐的對象,八仙山林場與太平山、阿里山並列日據時代三大林場,而鞍馬山區的大雪山林場則是民國50年代以後才開始伐木,是伐木區域最大的林場之一,流域內的大雪山200號林道全長80餘公里,深入至志樂溪旁的唐呂山東側,夥同下緣的220林道,可見當年伐木之慘烈。紅檜喜生長於山坡近溪谷的中、下坡段,高達40-50m,直徑在2m以上者比比皆是,樹幹常多分枝,因斜坡關係於下坡側常延生木板狀構造支撐植物體。台灣扁柏則喜生長於山坡近稜線的中、上坡段,高達30-40m,樹幹直聳少分枝。上層常有台灣杉、巒大杉、台灣黃杉、台灣鐵杉、台灣華山松等針葉樹混生,下層常有櫟林帶闊葉樹構成完整的結構組成。紅檜無法林下更新,必須借助崩塌或倒木產生的林隙才能更新。
主要生長全台海拔1300-2200m間,溪流沿岸陡峭的岩壁上,武陵農場附近之七家灣溪、有勝溪、中橫德基及里程80km前後可見,是相當侷限而稀有的植群類型。樹形高大而開展,常與台灣二葉松、台灣赤楊及岩生型闊葉樹混生,常於新崩塌的岩壁上更新。
主要生長全台海拔300-1800m的範圍,區域內分布青山至達見(德基)間北向山坡的懸崖峭壁上,是相當侷限而稀有的植群類型,混生有台灣黃杉,章樂民(1962)調查15個25x25m2連續樣區中,共出現的171棵,以直徑110-160公分佔大多數,樹齡約在千年左右,天然更新幼苗常生長於日光充足、土壤淺薄、坡度大的區域,顯見其更新、生長與峽谷區的崩塌週期有明顯的互動關係。
次生闊葉樹會形成純林的有台灣赤楊、台灣胡桃、栓皮櫟、台灣紅榨楓、山黃麻。台灣赤楊是大甲溪流域中海拔山區最重要次生樹種,全台亦然,主要生長於土地被擾動過的區域,如崩塌地、伐木跡地、開路邊坡,能耐乾旱、貧瘠,生長迅速,分布廣、數量多,形成大面積純林或與台灣二葉松混生,依不同生長部位,能快速的演替為其他森林,是土地最佳的愈傷者。台灣胡桃主要生長溪谷旁崩塌地,成小面積存在。栓皮櫟生長乾燥的向陽山坡,常與台灣二葉松混生,能耐火燒。台灣紅榨楓主要生長向陽破壞地。山黃麻是中低海拔溪谷下坡潮濕崩塌地最重要的次生林。常見的次生闊葉樹有羅氏鹽膚木、野桐、尖葉楓、化香樹、阿里山千金榆、阿里山榆、櫸木等,這些都是崩塌地或伐木跡地生長的次生樹種。
較穩定闊葉樹林並無單一的優勢樹種,分布面積廣闊,組成種類複雜而變異大,主要分布海拔1500-2500m山區,森林大約可以分成四層-第一喬木層(樹冠層)高約15-30m、第二喬木層(冠下層)高約6-20m、灌木層高約0.5(1)-6m、草本層高0.5(1)m以下,第一喬木層主要有森氏櫟、狹葉櫟、長尾栲、杏葉石櫟、三斗石櫟、大葉石櫟、錐果櫟、塔塔加高山櫟、昆欄樹、木荷、假長葉楠、紅楠、薯豆、長葉木薑子、薄葉虎皮楠、山肉桂等,第二喬木層主要有黑星櫻、西施花、森氏杜鵑、台灣杜鵑、白花八角、細枝柃木、霧社木薑子、高山新木薑子、台灣樹蔘、大頭茶、白新木薑子、變葉新木薑子、阿里山灰木、台灣水絲梨、楊桐等,灌木主要有玉山灰木、深山野牡丹、薄葉柃木、台灣八角金盤、台東夾迷、華八仙、狹瓣八仙、著生珊瑚樹、厚葉柃木、尾葉越橘、玉山箭竹、阿里山十大功勞、直角夾迷、伏牛花、高山夾迷、阿里山女貞、懸鉤子類、拔契類植物等,地上草本則以瘤足蕨類、斜方複葉耳蕨、川上氏雙蓋蕨、擬德氏雙蓋蕨、台灣鱗毛蕨、稀子蕨、柄囊蕨、阿里山赤車使者、蘭嵌馬蘭、生根卷柏、冷清草、冷水麻類植物,另有穿梭林間的藤本,如大枝掛繡球、台灣長春藤、愛玉子、崖石榴、拔契類、野木瓜類、藤胡頹子、藤漆,及著生植物,如小膜蓋蕨、書帶蕨等等。
(四)楠櫧林帶
Su(1984b)劃分台灣海拔2500m以下闊葉樹林為三帶,1500-2500m為櫟林帶,是針闊葉混合林的一部份,屬於恆常雲霧區分布的範圍,上一段已說明;500-1500m為楠櫧林帶,已少有針葉樹混生,但本區比較特殊,這個範圍針葉樹的台灣二葉松、台灣肖楠、台灣黃杉、台灣五葉松沿河岸不僅數量不少,還常形成純林,此帶森林已脫離雲霧區,但缺少熱帶的氣息;500m以下為楠榕林帶,熱帶物種與形象顯著。大甲溪流域人為開發極為嚴重,海拔1500m以下幾乎沒有原生林,只有河岸岩壁、河谷邊坡或山頂稜線附近有一些殘餘的破碎林分,大都也被人類干擾過,次生林只能生長陡坡、畸零地、或荒廢地,人工植被中較接近天然植被者以桂竹、柳杉、杉木(或巒大杉)、油桐、麻竹、孟宗竹,且常為原生闊葉樹侵入,耕作地以果園為主,梨、桃、李、梅、枇杷、葡萄等為主。以下簡介殘餘破碎的楠櫧林分與次生林:
1.楠櫧林
位於稜線或岩壁上半段者常以殼斗科植物為主,樹冠以青剛櫟、圓果椆、火燒柯、錐果椆、長尾柯、短尾柯、柯、杜英、土肉桂、山肉桂、樟樹、黃杞、大頭茶、烏心石、紅楠、香楠、山紅柿、薯豆、香桂、赤皮、昆欄樹、奧氏虎皮楠、楓香、山紅柿等為主要組成,林下則以大明橘、墨點櫻桃、紅花八角、狗骨仔、小葉赤楠、山枇杷、小西氏灰木等灰木類、雞屎樹類、大丁黃、九節木、茜草樹、臺灣糊樗等冬青類、玉山紫金牛、山桂花等為主。溪溝或山谷邊坡則樟科植物較多,主要有大葉楠、瓊楠、大葉釣樟、五掌楠、台灣雅楠、白校鑽、江某、筆筒樹、台灣桫欏等,林下則闊葉樓梯草、冷清草、廣葉鋸齒雙蓋蕨等為主。
2.低海拔次生林
海拔1500m以下,崩塌地或經人為破壞、干擾後的廢棄地、路旁,生長迅速,接近溪谷或山稜下坡主要以生長山黃麻為主,接近山稜上坡則以白匏子為主,其他尚有羅氏鹽膚木、野桐、構樹、山柿、杜虹花、山胡椒、樟葉楓、奧氏虎皮楠、長梗紫麻、水麻、白臼、車桑子、大青、九芎、海州常山、賊仔樹、裡白蔥木、刺蔥、細葉饅頭果、駁骨丹、山漆、筆筒樹等伴生,生長於以芒草的主的高草地上。
- 河岸岩生植群
(五)楠榕林帶
最接近熱帶的環境,主要為丘陵、台地、山谷、平原與海岸等區域,但因人口密集,人類開發活動頻繁,自然的景觀已蕩然無存,近年更由於農業所得偏低,山坡地很多都已廢耕而變成次生的草地、灌叢或相思樹林,平地大都還維持農耕或果園。
至於原生林主要的組成如桑科的九丁榕、幹花榕、水同木、大葉雀榕、雀榕、澀葉榕、榕樹等,樟科的大葉楠、香楠、厚殼桂等,以及茄苳、江某、山龍眼、山香圓、山棕、姑婆芋等物種,則零星散佈溪溝邊而與次生植物交織生長。
貳、主要的自然災害對植被生態的影響
- 火災
大甲溪流域是全台林區火災最頻繁的地區,1952~1959八年間全台發生火災1309次,台中區佔28%最高(廖日京,2001)。1955~1964台中區(含台中、南投、彰化縣市)共發生火災457次,佔全台29.66%,高居全台之冠。自1962至1974年七月止 德基水庫集水區共發生火災213次,燒毀面積達13,508公頃(劉棠瑞、蘇鴻傑,1978引1975年德基水庫集水區水土保持整體規劃小組報告)。2001年2月連續於11日及18日在雪山東稜發生兩次火災,驚動媒體注意。
- 氣候相對乾旱
大甲溪上游環形中央低地四周為高山稜脈阻隔,水氣不易到達,是台灣最乾旱的山地地區之一,雨量低於2000公釐,加上10月到隔年2月的相對乾旱期,更是火災發生的集中期,此時期火災次數約佔全數的70%左右(劉棠瑞、蘇鴻傑,1978),過去除了加強防火外,應變之道是沿稜線開闢防火線,防止火勢蔓延。
- 松林為易燃植生
這一火災頻繁區主要生長台灣二葉松林,極端海拔從700到3200m,台灣二葉松木材具有松酯容易燃燒,松樹的樹葉(松針)更替快速,脫落的松針在林下堆積成很厚的落葉層,松針細長而乾,極易引火,依據(劉棠瑞、蘇鴻傑,1978引1975年德基水庫集水區水土保持整體規劃小組報告)資料松林火災比率佔83%,其次為草生地11%,闊葉雜木林僅佔6%。不管何種植生,一旦發生火災即促進台灣二葉松林生長,加上本來就相對乾燥的氣候,在沒有植生攔截水分的情況下,下雨後雨水直接流失,火燒後陽光直接曝曬土地,大地變得更加乾燥,更容易發生火災,火災後又促進台灣二葉松林生長,進入火災與台灣二葉松林循環發生的狀況,大甲溪上游成為火災循環區,台灣二葉松是台灣的火災適存樹種,依靠火災而生存更新。栓皮櫟也是重要的火災適存樹種,常與台灣二葉松混生或單獨存在,但數量與面積皆較小。
- 人類活動頻繁
大甲溪上游自從中部橫貫公路開通後,政府撥大梨山地區土地給退輔會安置退役榮民,最早於福壽山農場與武陵農場及其附近地區,開發種植溫帶果樹,從此大梨山地區變成台灣山區人類活動最密集、開發最嚴重的區域,加上相對乾旱的氣候、易燃的松林,大甲溪上游變成全台火災最頻繁的山區。劉棠瑞、蘇鴻傑(1978)統計發生原因,燒墾引起者佔69%,狩獵及炊食引起者佔21%,吸煙不慎引起者佔10%,全部是人為因素,並無天然發生者。
海拔3100m以上地區,玉山箭竹則是火災的適存植物,火燒只能燒掉玉山箭竹的地上部分,不會影響地下莖,玉山箭竹立刻萌蘗長出,但台灣冷杉就被燒死,冷杉小苗會沿著上次火燒的森林邊緣向外生長,但學者研究結果,每年平均只向外推進19公分左右,一片兩百公尺長的草坡要為森林吞食需要超過一千年,在自然的情況下都有可能因樹枝摩擦生熱、雷電擊中而發火,更何況在人類活動頻繁的情形下,一不小心發生火燒,台灣冷杉林恢復很慢,更高海拔的玉山圓柏因氣候嚴寒,地層淺薄,生長速率更慢,一片圓柏灌叢火燒後就很難恢復。
- 崩塌
在板塊的擠壓下,地質年輕而摺皺的台灣島快速隆起,重力作用加上雨水沖刷帶來劇烈的侵蝕作用,抬昇、侵蝕是台灣地體構造的基調。以前都只能藉由地形景觀的現況、板塊運動以及地層與斷層狀況,去推估、模擬台灣島過去經歷過怎樣的過程而變成現在的樣子。但這些以百年、千年,甚至是萬年、十萬年為單位,推演的演變過程,對照著人類不及百年的壽命與經歷,對一般人來說猶如隔靴捎癢,但這一次的921地震,車籠埔斷層右盤地層陡然抬昇2-10m不等,九份二山、草嶺的地層滑動、崩塌,中橫大甲溪沿線土石崩落,加上桃芝颱風大雨沖刷的土石流對信義鄉的重創,帶來一次活生生的地體構造變動的事件。以下說明大甲溪過去崩塌與自然生態互動現象。
大甲溪上游沿著中央山脈與雪山山脈間的斷層構造線發育,將破碎的砂石搬走並向兩旁山脈侵蝕,切割成現況,抬昇、切割、崩塌、穩定形成地體變動的循環。由植被生態實務的了解,海拔3100m以上,植被是帶狀恆常的高山草本植物、高山矮盤灌叢、玉山圓柏林、台灣冷杉林,切割、崩塌、穩定的循環朝在地的植群更新,小苗建立、成長而重複建立植群。玉山圓柏林是此帶中壽命最長的,雪山翠池者推估可達4000-5000年,也就是說雪山翠池附近地形的穩定至少已達4000-5000年。海拔2500-3100m,台灣鐵杉、台灣雲杉、台灣二葉松並列各自成林,台灣鐵杉是台灣恆常的帶狀純林,切割、崩塌、穩定的循環可以自我更新,台灣二葉松則靠火災自行更新,台灣雲杉也於較陰濕處於地體循環中自我更新,如果火災被抑制,海拔2500 -3100m的台灣二葉松林會往台灣鐵杉林演替。
在海拔1500-2500的針闊葉林混淆林中,主要由針葉樹構成第一層,闊葉樹構成第二層,針葉樹除台灣扁柏外,皆不能於林下自然更新,次生闊葉林樹種也無法森於林下進行更新,闊葉樹櫟林可以林下更新,故大部分針葉樹與次生闊葉樹的存在必須靠循環性的崩塌。其中於八仙山區與大雪山區曾經生長著大面積樹齡近1000-2000年的紅檜林,顯示原本紅檜林分布的區域至少已有1000-2000年左右未曾崩塌。
台灣赤楊是碎石或土質崩塌地分布最廣泛、生長最迅速的次生樹種,常大面積成林。謝長富等(1989,1990)調查演替的過程,10-15年生森林中,胸高樹徑平均約5公分,台灣赤楊植株與全部植株比為145/180,台灣赤楊的密度達到最大;35-40年生森林中,台灣赤楊胸高樹徑平均約25公分,台灣赤楊植株與全部植株比為15/247,台灣赤楊的密度已降低的不成比例,演替的速度非常的快,迅速的變成常綠闊葉林,而往櫟林演替。
岩壁上主要優勢的次生更新樹種則以針葉樹的台灣肖楠、台灣黃杉、台灣二葉松為主。其中以台灣肖楠最為特殊,流域內只分布於大甲溪切穿雪山山脈的峽谷區,主要分布於青山至德基間,海拔約1400-1600m間,而且只生長於南岸的北向陰坡,中坡段數量最多,生長最佳,胸高樹徑都在100公分以上,樹高30-40m,往稜線或溪谷數量皆變少,但近溪谷者生長良好,近稜線者矮小彎曲、生長不佳,樹齡約在千年左右,並無胸徑45公分以下植株,共調查到台灣肖楠植株171棵,其中並混生有胸徑60-145公分的台灣黃杉39棵,第二層闊葉樹由殼斗科及樟科組成,包含第三層灌木、幼樹與第四層地被草本,闊葉樹組成結構階以完整,河對岸的南向陽坡則以生長台灣二葉松為主(章樂民,1962)。由上面資料得知,青山-德基間岩壁自從上次大崩塌距今已有千年,靠崩塌更新的台灣肖楠並無幼、壯年木,待老年木老死即將演變為闊葉樹。然此次921大地震造成的大崩塌,清除掉原來已經茂密完整的森林,露出的岩壁正好提供一次台灣肖楠重新更新的機會,當樹木生長與崩塌互動達到平衡時,崩塌停止,不再有台灣肖楠幼樹長出,再等待下一次的變動。因此如能知道這批台灣肖楠年齡的分布範圍,就可以推估上次崩塌期延續的時程。
如果海拔1500-2500間山區2000-3000年內沒有崩塌,則較長壽的次生植被如紅檜、台灣黃杉、台灣肖楠都將往常綠闊葉樹林演替而消失,但要台灣赤楊不見則只要50-100年。唯審視大甲溪流域,處處崩塌,這些森林也到處林立,尤其是近50年來人類的開路、伐木、開墾等活動,清除大部分已近穩定的針闊葉混淆檜木林、長綠闊葉林或演替中的森林,導致的初級次生林效應,類似於新的抬昇作用,後續即將引發的切割等一系列地體變動恐怕是地史中所僅見。
參、對自然災害可以思考的方向
- 火災
- 崩塌
在板塊的擠壓下,抬昇、侵蝕是台灣地體構造的基調,抬昇、切割、崩塌、穩定已形成地體變動的循環。在人為大量開發的背景下,921地震已啟動另一個抬昇、侵蝕的循環,崩塌不斷已是未來的必然,在不對環境造成重大衝擊的情況下,如何迅速過渡到穩定的狀態,應該是可以思考的方向:
- 清除不穩定的多餘土石,迅速成為穩定邊坡,但如此則工程浩大,應評估效益,重點實施。
- 選用生長迅速的次生樹種,如台灣赤楊、尖葉楓、台灣紅榨楓、櫸木、裡白蔥木、阿里山千金榆、化香樹、野桐、羅氏鹽膚木、賊仔樹,進行植生復育,期能迅速成林,穩定邊坡,成林後再進行林下櫟林、楠櫧林優勢常綠闊葉林樹種造林,加速演變為穩定而可自然更新的闊葉樹林。
- 其餘見附件一、中橫搶通 首勘之後的建言(陳玉峰)
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「是石頭走的路,我們不會與之爭道;是石頭住的家,我們不會去強佔」。原住民朋友指著土石流流竄區,多年前如此地告訴我。
今年七月二十日,距離九二一大震差二個月滿二年,筆者應行政院重建委員會之邀,踏勘自災變以來首度搶通的中橫上谷關至德基路段(青山下線,上線依然封閉),對青山上下線最嚴重崩塌的危脆國土,以及自然生態系長期的調適或演化,有了初步的認識;對「中橫復通」與否,以及九二一重建委員會的功能定位,謹向政院建言如下。
一、中橫若能符合總體經濟效益及安全無礙的條件下復通,誠為全民所樂見。然而,依據災變後近二年的勘驗,青山上下線許多段落相當於重新開路,且龐大潰爛地體粗估非十年以上難以安定。各類土石砂礫的安息角(穩定角度)不一,例如乾砂為20-35度、溼砂為20-40度;一般乾土為20-45度、潮溼土壤為25-30度;砂礫為30-48度等等,而植被次生演替乃至相對穩定的時程,從未有調查研究。無論傳統圍堵工法,或新近強調的生態工法,無人敢於擔保短期可資安全安定,何況許多段落土石流或崩崖角度皆超過45-60度。
中橫能否復通,第一優先考量者必須評估地體、地層、崩塌等風險,以及反覆工程之成本計算,其次才考慮邊坡植生。重建會開創源頭整治誠然為新理念,但距離成熟穩健的可行性仍在未定之天。
建請行政院應就中橫復通與否之整體社會成本效益,作一長程、總體的評估,依據全國、地方各層次,下分經濟、社會、聚落、農林、自然保育、安全……諸要素,統析替代方案、零方案等,估算至少二十年以上時程的評比之後,再下決策為宜。
依筆者見解,若能僅止於維持公務必要之便道暢通,讓中橫得有十年的安息時期,且在此期間做好真正本土全方位生態、地體的基礎研究,提供第一手復建工程的堅實學理與經驗,毋寧是較穩健的做法。至於對梨山、各部落、災民照顧,存有許多方式可資規劃,若一味以復通為目的,搶天所難,徒然耗損國力、再度傷害土地,則屬不智。
二、九二一重建委員會不應只是災變後的任務編組,更應肩負國土利用與前瞻規劃的長程任務,宜針對災區乃至全國,作二十世紀之土地利用、公共工程、治山防洪、農林政策、邊坡植生、防震救災等總檢討,關於水庫、電力或任何安全系統,亦應探討在戰爭時期的風險防範等等,研擬並試驗改革的新契機,並將歷來經手處理的施業與工作,長期列管、監測,讓行政院後續接管的主管機關可資追蹤。
建請行政院審慎考量,重建並非復舊的同義辭,而是深入檢討舊世紀欠缺符合生態法則的國土利用總弊病,重新依據全國各地地理、環境、生態、人文、歷史、產經、政治……等條件,擺脫過往性慣窠臼,賦予劃時代的變革。具體建議,重建委員會可以是今後部會重組之中,關於國土規劃、山林保育、維生生態系保全等新單位的新種子或前身,目前乃至今後,重建委員會所有業務的總指導原則,應以提升治標層次,進入治本改造的終極目標自許。
三、九二一大震雖然帶給台灣無比慘重的傷害,卻也創造地球科學、本土生態世界級的活體大瑰寶,這代台灣人理應珍惜這次災變敞開的土地故事,儘速在近期內深入研究地體、生態的廢雜學理,開創本土顯學,否則天眼即將於短暫時程內閉合,我們也將坐失最佳時機。建請全國各類研究單位,速速進行地震後續相關研究。而中橫等工程,似乎不宜本末倒置,只求一時偏安。無論如何,不應一味強調人本霸道、人定勝天的勇敢,不要忘了,台灣正是地震的產物,平均每十年一次大震,二百五十萬年來卻可「震」成「福爾摩莎」的鬱鬱蒼蒼,是開發才引致今後無窮的大地反撲,建請政府放下開發的圖騰,讓土石流回歸土石之家,不必再與石、與土爭道!
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