台湾高山圈谷的地形作用环境 //台大地理学系／杨建夫 　　雪山与南湖大山的圈谷地形一直是学术界争论的焦点，长久以来也被登山界认定为冰河遗迹。雪山与南湖大山的圈谷到底是不是冰河地形，以学术界的观点来看，是个没有标准 答案的问题。依据60多年前日本学者的研究，雪山山区的圈谷地形是台湾高山圈谷分布最多的地区，规模最大、形状最优美的圈谷也在雪山，所以本文就以雪山最大圈谷（1号圈谷ꄊ^的地形作用环境，说明台湾高山区的地形作用。 一、台湾高山圈谷的研究文献 日据时代的研究文献 　　台湾高山冰河地形的研究中，日据时代10多篇报告全部认定台湾高山遗留有第四纪的冰蚀地形。甚至近十年来高台湾高山冰河地形研究的文献，最早见於1933年富田芳郎在台湾 地学记事第4卷中，是篇关於南湖大山圈谷的研究报告。其後还有田中薰、鹿野忠雄、佐佐保雄等多位着名的日本学者，陆续进行台湾高山冰河地形调查与研究。其中鹿野忠雄对台옊W高山圈谷的调查最彻底，研究报告也最多。根据鹿野忠雄的调查，台湾高山的圈谷共计77个(表1)，雪山山区最多，有35个。 　　日据时代雪山地区的研究报告有两篇，一篇是鹿野忠雄在1934年的台湾次高山冰河地形研究，另一篇是鹿野忠雄与吉村信吉合撰有关雪山附近高山湖泊的报告。光复後的三篇高 山冰河报告，全是针对南湖大山的冰蚀地形作论战。然而台湾高山77个圈谷中，雪山1号圈谷最大、形状最优美，雪山2号圈谷边坡的几合形状最像冰斗。同时在易达性上，雪山属郊 山化的百岳，步道宽敞，沿途还有两栋设备完善的山庄。所以要解决台湾高山冰河问题的争议，宜先了解雪山1、2号圈谷的成因。 表1：台湾高山圈谷数量表 分　布　山　区 数　　量 玉　　山 19 雪　　山 35 南湖大山 12 其他山区 11 总　　计 77 资料来源：林朝棨(1957)。台湾地形。 台湾文献委员会。 光复後的研究文献 　　光复後至今已有50年，台湾高山冰河地形的研究，充其量只有3篇，分别是：詹新甫先生发表於中国地质学会会刊第3号(1960年、民49)一篇题为"台湾南湖大山冰蚀地形问题商먊e"的论文，台大地质系学生刘志学在其系的系刊－演化第8期（1986年、民75)一篇名为"再论南湖大山之冰蚀地形"的论稿，以及徐铁良先生在"地质"期刊第10卷第1期(1990、民79)ꐊ@篇名为"南湖大山所谓冰川地形之检讨"的短论。这三篇文献，严格说只有詹新甫先生的报告可算是较有系统而严谨的论文。这比日据时代多位日本学者以及10多篇的论文报告，台옊W学术界显然落後太多。 大陆方面的研究文献 　　大陆冰河地形的研究全集中在第四纪冰河问题上，尤其是中国东部第四纪冰河，累积非常多的论文。但是没一篇专门研究台湾，只有少数几篇有关天山冰河地形的研究报告中， 引用鹿野忠雄与田中薰南湖大山的研究，计算冰斗的一些地形几何特徵。此外，还一本名为"中国东部第四纪冰川与环境问题"的专书中，简介了台湾山地第四纪冰川作用遗迹。可惜 内容全是引用日据时代鹿野忠雄、田中薰、富田芳郎、佐佐保雄等人的研究报告，完全没有现场调查的第一手资料，因此有许多错误的内容。 二、雪山山区的地形作用环境 　　由於台湾高山地形的研究几乎全是60多年前日本学者的天下，缺乏详细且正确的环境资料。截至今日，台湾高山地区的地理资讯并不比日据时代多，尤其现场的气候、水文等基 本环境资料只有中央气象局的玉山测站较完整且精确。所以争论多时的南湖大山与雪山第四纪冰河地形的问题，现场的气候与水文环境，暂时只能以玉山测站的资料推估。 地形 　　雪山主峰高3886公尺，是台湾仅次玉山主峰的第二高峰。地形上，依据林朝棨先生(1957)台湾地形一书中的说法，雪山山区与南湖山区都是由原先的最高隆起准平原面，因为後 来的地块运动相对上升，而形成地垒状山地。在地形作用上，林朝棨又指出，雪山因高度而纬度高，所以有显着的冰河地形遗迹，尤其是主峰东北面的圈谷（即雪山1号圈谷），是ꔊx湾圈谷地形中形态最完善，而且规模也最大的一个。 地质 　　雪山山区出露的岩层以变质砂岩为主，石英含量高，相当坚硬。据刘桓吉等人(1996)的研究，雪山地区这个以变质砂岩为主的地层，称为四棱砂岩。这个地层一直北延，通过了 大霸尖山。雪山山区的地底构造仍依据刘桓吉等人的研究推断，可能以箱型褶皱为主，轴部通过了雪山北峰，再往北通过大、小霸尖山。这个箱型褶皱轴部通过处，大致与雪山至大 霸尖山的棱线一致，又因组成岩石岩性坚硬，与这条棱线特别高耸不无关系。轴部附近的百岳有雪山主峰、雪山北峰(3702公尺)、大霸尖山(3492公尺)、小霸尖山(3445公尺)。 气候 　　由於雪山附近没有气候测站，因此只好取用隶属中央气象局的玉山测站资料。玉山测站位於玉山北峰顶上，标高3848公尺，这个高度与雪山的3886公尺相差不多。但在位置上， 玉山测站位於雪山南方约100公里处。这样子的距离是否能产生玉山与雪山明显的气候差异，并没有人作过研究。不过就气候环境而言，水平距离100公里的两地点，如果不考虑地形 上的阻碍，气候环境不会有太大的改变。确切一点说，假设玉山测站的气温、雨量等资料，与雪山之间并没有水平距离上的差异，可取用玉山测站的气候资料来分析雪山山区的气候 环境。（表2） 表2：玉山测站年月均温与雨量资料表 项目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均合计 温度℃ -1.4 -1.5 0.9 3.3 5.5 6.5 7.4 7.2 7.0 5.8 4.1 3.8 3.8 雨量mm 114.6 137.0 159.4 187.9 400.9 565.1 437.3 392.8 409.7 106.9 84.5 90.1 3086.2 资料来源：陈玉峰(1995)。台湾植被志，第一卷：总论及植被带概论。 玉山社，p.62。 冰风化环境 　　高山地区雕塑地表最主要的营力是「冰风化作用」（ice weathering）与块体运动两种，在高山区冰风化作用又以冻融作用（freeze-thaw action）的破坏力最大。冻融作用的强弱或有效性，与冻融循环的次数或频度（frequency）以及冰点以下的温度高低有关。也就是说一年之中温度由零度以上至零度以下的变化，ꤊ峎O零度以下至零度以上的变化，次数越多，冻融作用越强；此外，一次冻融循环，温度降到零度以下越多，冰冻楔裂（ice wedging）的破坏力越大，冻融作用也越强。所以雪山山区的冻融作用的环境，须由温度上的冻融循环与冬季低温值来分析。冻融循环依时间长短分成季节与日循环，显然前者对雪ꐊs山区的较小区域尺度、短时距的地形作用分析上，较不可考靠，而後者则较适切。 　　由於任一年的冻融循环须由逐日、逐时气温记录一一统计，相当的旷日费时，再加上逐日、逐时的气温资料须向中央气象局购买，价钱昂贵。所以暂以玉山测站1994年的逐日、 逐时的气温资料作初步分析。 　　玉山测站的每日的逐时气温观测，并不是1小时记录一次，而是一天只记录2、5、8、9、11、14、17、20、21、23时10次。但这并不影响冻融循环次数的计算，因为在计算冻融됊`环次数时是以日为单位。1994年玉山测站所测得的最低温是1月24日凌晨2时的－10.7℃，最高温则是11月12日14时的16.9度。冻融循环上1994年有84天，全日在0℃以下的有24天， 合计玉山1994年的冻融循环最大潜力是108天(表3)。 　　雪山因位置偏北，最大圈谷面朝东北，正好冬季迎向东北季风，冻融循环潜力在次数上很难断定是比玉山多或少，但低温值极可能较玉山低。同时因最大圈谷坡向的效应，比冬 季玉山冷湿。如果能有雪山最大圈谷现场的气候资料，来证实雪山比玉山冻融潜力较大，可推论雪山最大圈谷的冻融作用强度大於玉山，所以鹿野忠雄所调查出的77个台湾高山圈谷 ，为何大都位於雪山(35个)与南湖山区(12个)，极可能与冻融作用的强弱密切相关。 表3：1994年玉山测站冻融循环次数统计表 (单位：日) 项 目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合计 冻融循环次数 16 18 19 3 0 0 0 0 1 5 8 14 84 全日低於0℃次数 10 8 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 24 资料来源：中央气象局玉山测候所1994.1～1994.12逐日、逐时气候资料。 三、结论 　　台湾各地高山目前没有冰河作用是事实，但是一万年前第四纪末代冰河期，台湾高山有没有冰河产生，截至目前的研究仍不清楚。可是以雪山地区的地形作用环境，不难明白台 湾三千公尺以上的高山区，年雨量多在3000公厘以上，许多被疑为有圈谷地形的山峰全是河流的源头，虽然雨量丰富，但是地表流水作用只发生在降雨的时候，因此要形成圈谷般宽 广谷地的地貌，无法提供合理的解释。若再从地质上来看，雪山地区的地层是以石英砂岩为主的四棱砂岩，这是台湾最坚硬的岩石，圣棱线上的许多着名山头多是由四棱砂岩组成。 除雪山外台湾高山区的许多百岳级的山头，也多由石英砂岩构成，虽然不同属於四棱砂岩层，但由地质图及现场的观察，这些山头属毕禄山层的石英砂岩。例如南湖大山主峰、中央 尖山、毕禄山、合欢群峰、奇莱北峰与奇莱主山等。因此河源的地表流水作用在这麽坚硬的石英砂岩上，一万年就能雕塑出如雪山主峰下的圈谷是很难自圆其说的。 　　再就雪山的气候还境来分析，由玉山测站的气温资料，不难推断雪山地区大致属於冰缘环境。全球冰缘区的最主要地形营力就是冰风化作用，如果是高山冰缘区，主要的营力除 冰风化作用外，还有崩山作用（或块体运动）。冰风化作用主要由渗入岩石裂隙里的水形成冰，产生强大的楔裂力量，造成岩石的碎裂。由此我们不难明白为何在台湾高山区的山顶 或棱线上，以及山顶附近的斜坡上经常看到许多坚硬石英砂岩组成的碎石坡，有的碎石坡还位在山棱线下方坡度不到30度的边坡上，显然以河流作用来解释这些非位在河谷内的碎石 坡是行不通的。 　　台湾高山的年降水量相当丰富，冬季的降雪量相当大。入秋以後的冻融循环提供了台湾高山区强烈的冰冻楔裂的作用，隆冬时的降雪提供雪蚀作用的进行，裸岩与陡坡盛行着崩 山作用。然而台湾这些现代的高山地形作用是否能破坏过去冰河所塑造出来的地形，或者过去没有冰河期没有冰河产生，只有更冷环境的高山冰缘区的地形作用，这些作用能造成台 湾高山常见的圈谷地形吗？60多年前与现在许多日本从事地形的学者，都宣称他们在台湾的高山区找到冰河作用的证据，因而支持台湾高山过去曾发生冰河的说法。然而没有学术上 的研讨会与正式的研究论文来支持，难以让反对的人接受。 　　总而言之，台湾的高山到底有没有冰河地形仍是个悬案，但是现在没有冰河只有高山冰缘区的地形作用是个事实。所以要台湾高山区冰河地形的争议水落石出，仍需要一段艰辛 的路要走，可是一切都要以现在的地形作用与地形特徵作为基础。 碎石坡－风化剧烈的台湾高山 南湖主峰顶望圈谷（齐士峥摄） 南湖北山雪景 能高山图中的三层瀑布 [ Back ] [ Home ] [ Up ] [ Next ] -- 浮兰德 你见过雪吗 它才梦到雁声就化为泪滴 -- ㊣Origin:《 成大计中 BBS 站 》[bbs.ncku.edu.tw] 来源:[140.109.88.86]