地景保育通訊 43 2016.12
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編者按：長久以來，地形學做為學院裡
的一個科目，實際上是有許多意義的。隨著
人類社會受到氣候變遷的影響，整個棲地也
受到威脅。各種尺度的氣候變遷，直接造成
地表地形的作用。當人們無法承受時，便成
為災害。
因 此 地 形 學 的 時 代 性 格 變 得 相 對 凸 顯
這個學科存在的意義。國際地理學會也特別
成立一個地形與社會的委員會，探討地形學
與社會的關連。這些關連背後牽涉到人類發
展的課題，而地形學協助我們瞭解地表的許
多災害的背景與可能的發展，從而瞭解如何
去面對大自然的挑戰。對台灣而言，這更是
一個永續發展的挑戰。瞭解並應用地形學的
概念，無形中變成了今日我們必須學習的一
課。
對 台 灣 而 言 ， 地 形 作 用 伴 隨 島 嶼 的 生
成，當地形作用的規模與頻率增加時，都會
造成這個島嶼無法承受的災害。如果不謹慎
面對，則很容易讓國家發展受到天然災害影
響陷入衰敗的窘境。而氣候變遷的極端降雨
則 是 我 們 需 要 更 小 心 的 地 方 ， 因 為 台 灣 地
勢陡峻，又位處於亞熱帶氣候帶，颱風、豪
雨、季風帶來許多的沖蝕作用，以及相對的
泥沙搬運、堆積，很容易造成許多的災害。
以莫拉克颱風帶來接近3000公釐的雨量，造
成 地 表 嚴 重 的 沖 刷 外 ， 高 屏 溪 河 床 有 些 路
段，一夕之間墊高了近60公尺，也就是20層
樓高。許多原住民部落原來位在半山腰，突
然發現原來家裡旁邊的小溪，變成大河，而
家 前 的 大 河 （ 高 屏 溪 ） 竟 然 快 沖 刷 到 家 裡
了。當然這些都是地形研究的素材，但是對
國家發展而言，這些卻是不可承受的重擔。
專
論
地形學的時代性格
臺灣地形研究室
國立臺灣大學地理環境資源學系
莫拉克颱風後的河床淤積狀況
高屏溪的大型崩塌空拍照片
專論
10
英國地形學會正因為如此多的課題，而
撰寫了一本小冊子，介紹什麼是地形學?本刊
將其改寫後，提供讀者瞭解地形學的特性與
時代的挑戰。
在今天的世界，全球環境變遷的方式與
如何影響人類活動，受到了普遍的關心。，
普 遍 重 視 氣 候 變 遷 、 物 種 滅 絕 的 威 脅 ， 但
是人類的棲地與自然地景如何的變遷與演育
呢？我們去瞭解地景如何改變，是認識地球
系統及提升環境管理能力的一大關鍵。因為
自然地景及人們與自然的交互作用間，仍有
許多問題尚未解答。我們可以很容易的舉出
下列的議題：
為什麼地球上部分是山脈而其他地方卻
遠比其更加平坦？
為什麼喜馬拉雅山那麼高？
為什麼部分澳洲內陸地區接近甚至低於
海平面？
撒哈拉沙漠的沙從哪來的？
大峽谷多老了？
格陵蘭的冰河後退速度有多快？
英國海岸線在21世紀預測的海平面上升
下降變化速度有多快？
山崩的天然災害是不是更加嚴重？在台
灣，崩塌是如何影響我們的活動呢？
我們如何運用最佳的方式，保存及管理
地景？
整 體 而 言 ， 地 形 學 是 一 門 研 究 地 貌 ，
如山丘、峽谷、沙丘、洞穴，起源與發展，
以及這些地貌如何結合形成地景的科學。也
因 此 ， 它 成 為 了 提 供 各 種 上 述 問 題 解 答 的
一大關鍵。地形學研究包含了量化分析地貌
的 形 狀 ， 監 測 地 表 近 地 表 的 變 化 （ 如 流 動
水、冰、風），如何形塑地貌的營力（作用
力 ） ， 瞭 解 其 變 遷 。 同 時 說 明 地 表 因 為 營
力、火山活動、氣候和海平面變遷及人類活
動干擾所帶來的改變。這些改變如何提供地
貌變化與變化作用研究的應用，瞭解現今變
化作用與地貌改變研究，或是朝向參與未來
地貌變化及變化作用研究，將可提供人類社
會 面 對 這 些 改 變 時 ， 減 災 與 調 適 的 重 要 依
據。
地形學的研究對象為何？
地形學為一門整合的科學。地表的地貌
特性，受到構造運動與氣候條件的差異，會
產生許多的區域特性，特別是在自然地理、
地質學、生態學等領域表現出來。傳統上地
形學研究方法主要聚焦在田野調查，描述和
測量，包含自然實驗（如研究區內的小試驗
或是利用實驗室的水槽進行模擬）。
1970年代早期，地形學開始利用從各種
衛星和太空船所獲得的地球和其他星球高解
析度地表地形影像。許多影像現今已經可以
免費的在網路上閱讀（如利用虛擬地球，如
Google Earth）。另外，大量建基在電腦運
算的地形模型（如數值高程模型，Digital
Elevation Models，DEM），變得更加容易
閱讀；地表監測的數值模型、地質年代（定
年）技術（如光螢光定年（luminescence）,
與 宇 宙 同 位 素 （ c o s m o g e n i c i s o t o p e
analysis）進步快速，讓我們可以更加瞭解
地形的形成原因與年代。
因此新時代的地形學研究方法更常結合
新的影像、模型、技術，以去量化地貌改變
的速率及時間尺度。現在以可以利用十年前
還無法想像的技術，去評估、測量、定年，
以建立多樣的地貌及地景模型。這些技術進
步 提 供 了 許 多 以 存 在 多 年 ， 探 討 地 球 表 面
演化問題的解釋，同也提供了其他星球表面
（大部分在火星上）發展的的資訊。
地形學為什麼重要？
除了解釋過去地景如何形成、今日的地景
專論
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特性、未來可能的改變，地形學的重要性，
隨著對多樣的環境調查、管理的面向，貢獻
隨之上漲。
例 如 ， 構 造 地 質 學 者 想 要 瞭 解 地 球 表 面
侵蝕，如何影響在發育中的造山帶之岩石變
質的紋理；石油地質學者想要瞭解今日世界
的沉積過程，以增加對地殼的探測，找出大
量儲存在沉積岩中的石油和天然氣；工程師
用對於侵蝕和沉積的知識，使推測出的邊坡
穩定度的臨界值更加精確，或是在基礎建設
預定地上，預測河道的變化；考古學家對於
侵蝕和堆積如何影響保護區內的史前文物，
或其他過去人類社會的證據，感到興趣；生
態學家瞭解地形學作用，使用在地表、沉積
物、水文模型這些重要的領域中，特別是藉
由瞭解如何利用「地景多樣性」，保存複雜
的 自 然 地 景 ， 進 行 重 要 的 生 態 多 樣 性 的 保
存。
簡單來說，地形學提供檔案、知識與相關
資料，補足其他學科領域所需。在許多案例
中，地形學所考慮的事件常跟環境調查方法
和永續環境管理連貫在一起。
地形學的學術形象
僅 管 地 形 學 的 重 要 性 不 言 而 喻 ， 但
並 沒 有 廣 為 其 他 領 域 所 知 。 部 分 原 因 在 於
地 形 學 並 不 是 一 個 單 獨 存 在 的 學 科 ， 主 要
是 存 於 地 理 系 中 ， 像 是 英 國 、 澳 洲 。 但 是
在 大 部 分 美 國 的 地 質 或 地 球 科 學 系 中 ， 地
形 學 是 在 這 些 科 系 教 授 。 然 而 ， 仍 然 有 大
多 數 國 際 性 、 全 球 性 組 織 致 力 於 支 持 或 推
廣 地 形 學 ， 包 含 英 國 地 理 學 會 （ B r i t i s h
Society for Geomorphology, BSG）、國際
地形學會（International Association of
Geomorphologists, IAG）。
廣 受 歡 迎 的 視 覺 地 球 像 是 G o o g l e
Earth， 利用影像激起大眾對地球上地貌、
地景，以及對其他星體的高度興趣；我們列
了10個地形學要素，解釋為何地形學應該被
視為一門整合、連貫的、動態的、創新的及
有關連的科學。這些概念，或可稱為10個每
人都應該知道的地形素養。10個為什麼地形
學很重要的理由，簡單附在下表中。
1.地景受到塊體運動所形塑
地 貌 被 地 形 作 用 所 形 塑 ， 其 必 和 物 體
在地球表面運動有關，像是岩石、沉積物、
水。這些運動通常往下運動（也就是從高往
低地方移動，例如重力引起的山崩，或是邊
坡上崩積物被逕流搬運），但同時也會往上
運動（從低往高處移動，例如營力抬昇、火
山爆發、風的活動）。個別的地貌可以被認
定為主要受侵蝕作用。
2.地景形塑過程中受到多種因素的改變
多樣的營力、地質、氣候、生態因素，
是地表作用和物體運動的主要因素。不同的
營力作用可以影響潛在的物體運動顯著抬升
（例如陸地地殼聚合、抬升）或是塌陷（例
如地殼板塊破裂處的斷陷下落）；不同的岩
性（岩石種類）有不同的風化、侵蝕程度；
氣候條件中溫度、濕度，都是潛在影響風化
和決定水的固態或氣態因素之一。
大致上，地形學研究在各種不同因素，
綜合的效應下，如何形塑地球陸地表面。例
如，崎嶇的山脈帶普遍被發現在有著旺盛營
力舉升、在氣候條件常有大雨或大雪下，岩
性有易受風化、侵蝕的地方（如紐西蘭南阿
爾卑斯山、臺灣）。平坦地帶、平原則傾向
被發現在營力作用較少或不活動的區域，特
別是在岩性較強或是氣候較乾燥的地方（如
非洲或是澳洲中部），以及冰棚和冰河大多
位 在 高 緯 地 區 或 是 海 拔 較 高 的 地 方 ， 這 邊
水分仍然成固態可以使其全部或部分整年結
冰；厚土覆蓋的邊坡大多傾向在濕潤地帶發
展 ， 因 此 穩 定 的 植 生 生 長 可 以 使 其 安 定 發
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育；另外活動的風成沙丘大多在乾燥、沙漠
地 區 、 缺 乏 植 被 覆 蓋 的 地 區 出 現 。 整 體 而
言，因為區域的氣候條件與構造運動，造成
了區域間地形發育的差異。
3.地景作用在不同尺度中運作
營力、地質、氣候、生態因素在不同時
空間尺度下，影響了地形作用和物體運動的
改變。有些因素有低頻率/規模大的特徵，因
為其作用發生時間相對不規則，但造成巨大
物體移動（例如區域內營力舉升，像是斷層
作用），也會發生在大尺度地貌中（例如造
山帶）；其他因素則為高頻率/規模小，因為
其作用發生時間相對規律，但是只有小規模
物體移動（例如土壤的在重力作用下發生的
潛變，或是局部風化小沖蝕溝）事件造成下
雨時在邊坡上發生淺層地滑），或發生在小
尺度地貌變化。
4.地球的地景是動態的
地貌和地景並非穩定不改變的，而是動
態且隨時間發展的。雖然地形學者瞭解地貌
與地景的動態性，但是大眾並不完全瞭解，
所有地貌、地景都會變動的。會隨時空間、
時間改變。舉例來說，氣候變乾燥時，植被
減少，降低了土壤穩定度，造成土壤受到風
與水的侵蝕、流失；氣候變濕潤時，先前形
成的風成沙丘會因為植被重新生長而穩定下
來。
小尺度地貌（例如邊坡沖蝕溝）可以快
1. 地景受到物體運動所形
塑
地貌受到地形作用所形塑，其必然和物體運動有關，
如岩石、沈積物、水通過地球表面。
2. 地景形塑過程中受到多
種因素的改變
多樣的營力、地質、氣候、生態因素為物體運動的主
要因素，影響地貌形塑。
3. 地景作用在不同尺度中
運作
營力、地質、氣候、生態因素會在不同時間、空間尺
度，影響不同物體運動、地形作用。
4. 地球的地景是動態的
地貌和地景並非穩定不變的，會隨時間改變與發展。
5. 動態的地景通常是複雜
的
在營力、地質、氣候、生態條件改變下，內部調整也
會導致地貌和地景發生改變。
6. 地景儲存了過去的檔案 地景帶有自身發展的歷史，其可藉由對相關地景、沈
積物研究中找出或重建。
7. 全球氣候變遷影響地景
動態變化
持續的全球環境改變下，導致了地景的發展、改變。
例如全球暖化和海平面上升使湖泊沙漠化、冰棚、冰
河後退、海岸侵蝕。
8. 人類活動會影響地景動
態變化
越來越多的地形作用與地景、地貌發展，受到人類活
動影響。
9. 地景變得越來越危險了 全球環境改變與人類活動造成了天然災害的規模與發
生頻率增加，陸地地表與社會經濟層面都受到影響。
10. 成功的環境管理需要地
形學知識
地形學可以提供關鍵的環境管理因素，包含地景保
存、生態系的保存與復育、遺產保存及碳地景。
（
carbon landscaping）
表1 10個為什麼地形學很重要的理由表
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速改變，原因為只需要移動少量物體便可看
出變化。某些河道在堤防逐漸被加高度的情
況下，大致上仍處在穩定階段， 但是這讓河
道高過圍繞在附近的氾濫平原，最終堤防在
洪水時潰堤，形成新河道。這些河床比兩側
沖積平原還要高的現象，在台灣的東部更常
見。主要的原因是集水區上游帶來大量的泥
沙。
5.動態的地景通常是複雜的
地 貌 和 地 景 演 育 的 主 因 通 常 為 外 部 因
素，包含和營力、火山、氣候、海平面或人
為的干擾，但是地貌/地景發展也可能由內部
調整，發生與外部因素不相關。例如在穩定
的河道，沉積物搬運、支流移動下，發生側
蝕作用，甚至形成曲流河道，並演育出環流
丘和牛軛湖。在某些情況下，內部和外部因
素可以結合，造成地貌/地景的改變，例如邊
坡可能隨著時間穩定的進行堆積，坡角越來
越大，最終可能超過坡度穩定度的安息角，
地貌可能仍然處於穩定狀態，直到邊坡受到
外部因子因為震動（地震）觸發、崩落或是
強降雨事件誘發邊坡的不穩定。
6.地景儲存了過去的檔案
過去發生的地形變遷，都會表現在地貌
的發育過程。地景涵蓋了過去地球演育的歷
史，可以透過相關的地貌和沉積物研究，讓
我們解讀並重組這些歷史。在北半球，許多
中、高緯度地區的地景，擁有獨特的演育過
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程，例如冰原或冰河地形。過去地景的天然
證據在不同的環境條件下容易被後來的地形
作用所消除。儘管如此，如果保留足夠的證
據（儘管可能支離破碎），地形演育的歷史
便能清楚的被解讀、重組，包括地景形成原
因、變遷的速率，以及內營力、外營力造成
地貌改變的可能性。重組地形演育的歷史，
使 我 們 可 以 理 解 近 期 和 現 代 地 景 的 改 變 原
因，也可以幫助我們控管、推估在全球氣候
變遷下，未來地景可能發生的改變，並評估
人類影響環境的嚴重性。
7.全球環境變遷影響地景動態變化
全 球 暖 化 、 海 水 面 上 升 等 全 球 環 境 的
變 遷 ， 正 驅 使 地 貌 演 育 ， 包 括 沙 漠 湖 泊 乾
涸、冰原和冰河退化，以及海岸線侵蝕。雖
然地貌和地景對於外在因素的反應可能會因
為內部力量的一再調整而變得很複雜。在全
球環境變遷下的作用會有越來越傾向劇烈且
不可逆的現象。這些也是地形學研究的「熱
點」。這些地貌包括冰原、冰河、沙漠、沙
丘、湖泊、三角洲與珊瑚礁。有些地景的發
育，也可以轉而影響環境變遷，因為許多地
貌都和氣候的「臨界點（tipping point）」
（即地區的環境現象可能會影響全球暖化的
現象）與生態「熱點」（即擁有重要生物多
樣性的地區將遭受到威脅）有直接的連結。
舉例來說，南極與格陵蘭的冰原加速後退，
將會造成海水面上升，但也會減少地球的反
照率，並影響海水濃度，進而影響海溫、海
流，以及全球熱能的再分配。可能會導致氣
候暖化、海水面上升。海洋暖化和海流改變
可能會加速海岸線侵蝕，也可能對紅樹林和
珊瑚礁造成負面衝擊。我們現在仍未透徹了
解這些地區性或全球性的地貌改變，但可確
定的是，這些改變非常重要。舉例而言，沙
漠湖泊乾涸，加上風的作用，將會導致空氣
中 的 塵 土 量 增 加 ， 且 牽 涉 到 氣 候 與 生 態 系
統，包括複雜且成因鮮為人知的颶風產生、
海洋優養化與陸域生物的營養供應鏈。
8.人類活動會影響地景動態變化
許多地形、地貌或地景的演育過程，會
受到人類活動的影響。人為活動對地形演育
過程有直接影響，可能促進自然環境變遷的
速率（例如：截彎取直），也有可能降低自
然演育、變遷速率（例如：河岸、海岸保護
工程）。許多人類活動也會牽涉到地球表面
塊體的運動，最明顯的例子即是挖礦，而塊
體運動也可能影響到疏濬河川、河口，及大
壩和水庫的建造等其他人為活動。由於近期
人類活動對形塑地表型態有支配性的影響，
「人類世」的概念已經被提出。
地景保育工作
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9.地景變得越來越危險了
全球環境變遷和人為活動增強了地形災
害的頻率和規模，地表穩定性無時無刻不受
到影響，人們也開始意識到災害所帶來的社
經衝擊。多數地形災害的發生頻率低，但是
規模大且變動快速，例如洪水、地滑、地震
與火山噴發；其他的災害則發生頻率高，但
規模小且變動緩慢，例如因為地下水位漸進
上升所引起的土壤鹽鹹化。自然災害在人類
歷史當中是一大威脅，古今皆然；然而有許
多證據顯示大氣暖化與海水面上升將會增加
極端氣候與洪水、乾旱、颶風與暴風雨等相
關災害的規模和頻率。在某些山區，冰河退
後導致冰磧湖大小與數量增加，這些亂石堆
砌成的壩體將會對當地造成威脅，因為冰磧
壩體非常不穩定，一旦遇到地震或地滑，將
會變得更加脆弱，容易崩塌。在台灣則是有
因為崩塌，造成堰塞湖及潰堤的威脅。由於
人口增加，地方上人為活動也跟著增加，也
使得地表面對極端氣候時變得更加脆弱、無
法抵擋（例如：山谷、河川氾濫平原和低海
拔海岸地區），也造成地形災害發生的規模
和頻率上升。
10.成功的環境管理需要地形學知識
地形學可作為環境管理的關鍵，包括環
境保育、遺跡保存、生態保護和保育。地貌
和地景可能因為他們自身的美觀性和稀有性
而被保存，包括作為聯合國教科文組織世界
遺產清單的一部分。出現在世界遺產清單的
地景主要有美國的大峽谷國家公園、南非的
馬羅提-德拉肯斯堡公園、阿根廷的冰川國家
公園，這些地方可以名列清單的關鍵皆是因
為他們特殊的地貌和地景，且對觀光客頗具
吸引力。更廣泛地來說，熟知地形形成過程
和地貌可以為許多生態演育過程、模式提供
範例。舉例而言，河川和氾濫平原通常展示
出動植物棲息區域隨著洪水的頻率、深度、
和持續時間的差別所做出的反應。因此，了
解河川與氾濫平原的地形學，包括驅動因子
和地形演育速率，可以為設計一個近乎原始
地保護區提供策略，也可以幫助我們為惡化
的環境系統做保育計畫。地形學的其他應用
還包含透過了解風化作用及速率來幫助我們
訂定保護建築與社區保護的策略。
超抽地下水導致的地層下陷