台灣高山圈谷的地形作用環境
//台大地理學系／楊建夫
雪山與南湖大山的圈谷地形一直是學術界爭論的焦點，長久以來也被
登山界認定為冰河遺跡。雪山與南湖大山的圈谷到底是不是冰河地形，以
學術界的觀點來看，是個沒有標準答案的問題。依據60多年前日本學者的
研究，雪山山區的圈谷地形是台灣高山圈谷分布最多的地區，規模最大、
形狀最優美的圈谷也在雪山，所以本文就以雪山最大圈谷（1號圈谷）的
地形作用環境，說明台灣高山區的地形作用。
一、台灣高山圈谷的研究文獻
日據時代的研究文獻
台灣高山冰河地形的研究中，日據時代10多篇報告全部認定台灣高山
遺留有第四紀的冰蝕地形。甚至近十年來高台灣高山冰河地形研究的文獻
，最早見於1933年富田芳郎在台灣地學記事第4卷中，是篇關於南湖大山
圈谷的研究報告。其後還有田中薰、鹿野忠雄、佐佐保雄等多位著名的日
本學者，陸續進行台灣高山冰河地形調查與研究。其中鹿野忠雄對台灣高
山圈谷的調查最徹底，研究報告也最多。根據鹿野忠雄的調查，台灣高山
的圈谷共計77個(表1)，雪山山區最多，有35個。
日據時代雪山地區的研究報告有兩篇，一篇是鹿野忠雄在1934年的台
灣次高山冰河地形研究，另一篇是鹿野忠雄與吉村信吉合撰有關雪山附近
高山湖泊的報告。光復後的三篇高山冰河報告，全是針對南湖大山的冰蝕
地形作論戰。然而台灣高山77個圈谷中，雪山１號圈谷最大、形狀最優美
，雪山２號圈谷邊坡的幾合形狀最像冰斗。同時在易達性上，雪山屬郊山
化的百岳，步道寬敞，沿途還有兩棟設備完善的山莊。所以要解決台灣高
山冰河問題的爭議，宜先了解雪山1、2號圈谷的成因。
表1：台灣高山圈谷數量表
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分布山區 數 量
玉 山 19
雪 山 35
南湖大山 12
其他山區 11
總 計 77
資料來源：林朝棨(1957)。台灣地形。
台灣文獻委員會。
光復後的研究文獻
光復後至今已有50年，台灣高山冰河地形的研究，充其量只有3篇，
分別是：詹新甫先生發表於中國地質學會會刊第3號(1960年、民49)一篇
題為"台灣南湖大山冰蝕地形問題商榷"的論文，台大地質系學生劉志學
在其系的系刊－演化第8期（1986年、民75)一篇名為"再論南湖大山之冰
蝕地形"的論稿，以及徐鐵良先生在"地質"期刊第10卷第1期(1990、民79)
一篇名為"南湖大山所謂冰川地形之檢討"的短論。這三篇文獻，嚴格說只
有詹新甫先生的報告可算是較有系統而嚴謹的論文。這比日據時代多位日
本學者以及10多篇的論文報告，台灣學術界顯然落後太多。
大陸方面的研究文獻
大陸冰河地形的研究全集中在第四紀冰河問題上，尤其是中國東部第
四紀冰河，累積非常多的論文。但是沒一篇專門研究台灣，只有少數幾篇
有關天山冰河地形的研究報告中，引用鹿野忠雄與田中薰南湖大山的研究
，計算冰斗的一些地形幾何特徵。此外，還一本名為 "中國東部第四紀冰
川與環境問題" 的專書中，簡介了台灣山地第四紀冰川作用遺跡。可惜內
容全是引用日據時代鹿野忠雄、田中薰、富田芳郎、佐佐保雄等人的研究
報告，完全沒有現場調查的第一手資料，因此有許多錯誤的內容。
二、雪山山區的地形作用環境
由於台灣高山地形的研究幾乎全是60多年前日本學者的天下，缺乏詳
細且正確的環境資料。截至今日，台灣高山地區的地理資訊並不比日據時
代多，尤其現場的氣候、水文等基本環境資料只有中央氣象局的玉山測站
較完整且精確。所以爭論多時的南湖大山與雪山第四紀冰河地形的問題，
現場的氣候與水文環境，暫時只能以玉山測站的資料推估。
地形
雪山主峰高3886公尺，是台灣僅次玉山主峰的第二高峰。地形上，依
據林朝棨先生(1957)台灣地形一書中的說法，雪山山區與南湖山區都是由
原先的最高隆起準平原面，因為後來的地塊運動相對上升，而形成地壘狀
山地。在地形作用上，林朝棨又指出，雪山因高度而緯度高，所以有顯著
的冰河地形遺跡，尤其是主峰東北面的圈谷（即雪山1號圈谷），是台灣
圈谷地形中形態最完善，而且規模也最大的一個。
地質
雪山山區出露的岩層以變質砂岩為主，石英含量高，相當堅硬。據劉
桓吉等人(1996)的研究，雪山地區這個以變質砂岩為主的地層，稱為四稜
砂岩。這個地層一直北延，通過了大霸尖山。雪山山區的地底構造仍依據
劉桓吉等人的研究推斷，可能以箱型褶皺為主，軸部通過了雪山北峰，再
往北通過大、小霸尖山。這個箱型褶皺軸部通過處，大致與雪山至大霸尖
山的稜線一致，又因組成岩石岩性堅硬，與這條稜線特別高聳不無關係。
軸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)。
氣候
由於雪山附近沒有氣候測站，因此只好取用隸屬中央氣象局的玉山測
站資料。玉山測站位於玉山北峰頂上，標高3848公尺，這個高度與雪山的
3886公尺相差不多。但在位置上，玉山測站位於雪山南方約100公里處。
這樣子的距離是否能產生玉山與雪山明顯的氣候差異，並沒有人作過研究
。不過就氣候環境而言，水平距離100公里的兩地點，如果不考慮地形上
的阻礙，氣候環境不會有太大的改變。確切一點說，假設玉山測站的氣溫
、雨量等資料，與雪山之間並沒有水平距離上的差異，可取用玉山測站的
氣候資料來分析雪山山區的氣候環境。（表2）
表2：玉山測站年月均溫與雨量資料表
項目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均合計
溫度℃ -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
資料來源：陳玉峰(1995)。台灣植被誌，第一卷：總論及植被帶概論。玉山社，p.62。
冰風化環境
高山地區雕塑地表最主要的營力是「冰風化作用」（ice weathering
）與塊體運動兩種，在高山區冰風化作用又以凍融作用（freeze-thaw ac
tion）的破壞力最大。凍融作用的強弱或有效性，與凍融循環的次數或頻
度（frequency）以及冰點以下的溫度高低有關。也就是說一年之中溫度
由零度以上至零度以下的變化，或是零度以下至零度以上的變化，次數越
多，凍融作用越強；此外，一次凍融循環，溫度降到零度以下越多，冰凍
楔裂（ice wedging）的破壞力越大，凍融作用也越強。所以雪山山區的
凍融作用的環境，須由溫度上的凍融循環與冬季低溫值來分析。凍融循環
依時間長短分成季節與日循環，顯然前者對雪山山區的較小區域尺度、短
時距的地形作用分析上，較不可考靠，而後者則較適切。
由於任一年的凍融循環須由逐日、逐時氣溫記錄一一統計，相當的曠
日費時，再加上逐日、逐時的氣溫資料須向中央氣象局購買，價錢昂貴。
所以暫以玉山測站1994年的逐日、逐時的氣溫資料作初步分析。
玉山測站的每日的逐時氣溫觀測，並不是1小時記錄一次，而是一天
只記錄2、5、8、9、11、14、17、20、21、23時10次。但這並不影響凍融
循環次數的計算，因為在計算凍融循環次數時是以日為單位。1994年玉山
測站所測得的最低溫是1月24日凌晨2時的－10.7℃，最高溫則是11月12日
14時的16.9度。凍融循環上1994年有84天，全日在0℃以下的有24天，合
計玉山1994年的凍融循環最大潛力是108天(表3)。
雪山因位置偏北，最大圈谷面朝東北，正好冬季迎向東北季風，凍融
循環潛力在次數上很難斷定是比玉山多或少，但低溫值極可能較玉山低。
同時因最大圈谷坡向的效應，比冬季玉山冷溼。如果能有雪山最大圈谷現
場的氣候資料，來証實雪山比玉山凍融潛力較大，可推論雪山最大圈谷的
凍融作用強度大於玉山，所以鹿野忠雄所調查出的77個台灣高山圈谷，為
何大都位於雪山(35個)與南湖山區(12個)，極可能與凍融作用的強弱密切
相關。
表3：1994年玉山測站凍融循環次數統計表 (單位：日
項 目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合計
凍融循環次數 16 18 19 3 0 0 0 0 1 5 8 14 84
全日低於0℃次數 10 8 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 24
資料來源：中央氣象局玉山測候所1994.1～1994.12逐日、逐時氣候資料。
三、結論
台灣各地高山目前沒有冰河作用是事實，但是一萬年前第四紀末代冰
河期，台灣高山有沒有冰河產生，截至目前的研究仍不清楚。可是以雪山
地區的地形作用環境，不難明白台灣三千公尺以上的高山區，年雨量多在
3000公釐以上，許多被疑為有圈谷地形的山峰全是河流的源頭，雖然雨量
豐富，但是地表流水作用只發生在降雨的時候，因此要形成圈谷般寬廣谷
地的地貌，無法提供合理的解釋。若再從地質上來看，雪山地區的地層是
以石英砂岩為主的四稜砂岩，這是台灣最堅硬的岩石，聖稜線上的許多著
名山頭多是由四稜砂岩組成。
除雪山外台灣高山區的許多百岳級的山頭，也多由石英砂岩構成，雖然不
同屬於四稜砂岩層，但由地質圖及現場的觀察，這些山頭屬畢祿山層的石
英砂岩。例如南湖大山主峰、中央尖山、畢祿山、合歡群峰、奇萊北峰與
奇萊主山等。因此河源的地表流水作用在這麼堅硬的石英砂岩上，一萬年
就能雕塑出如雪山主峰下的圈谷是很難自圓其說的。
再就雪山的氣候還境來分析，由玉山測站的氣溫資料，不難推斷雪山
地區大致屬於冰緣環境。全球冰緣區的最主要地形營力就是冰風化作用，
如果是高山冰緣區，主要的營力除冰風化作用外，還有崩山作用（或塊體
運動）。冰風化作用主要由滲入岩石裂隙裏的水形成冰，產生強大的楔裂
力量，造成岩石的碎裂。由此我們不難明白為何在台灣高山區的山頂或稜
線上，以及山頂附近的斜坡上經常看到許多堅硬石英砂岩組成的碎石坡，
有的碎石坡還位在山稜線下方坡度不到30度的邊坡上，顯然以河流作用來
解釋這些非位在河谷內的碎石坡是行不通的。
台灣高山的年降水量相當豐富，冬季的降雪量相當大。入秋以後的凍
融循環提供了台灣高山區強烈的冰凍楔裂的作用，隆冬時的降雪提供雪蝕
作用的進行，裸岩與陡坡盛行著崩山作用。然而台灣這些現代的高山地形
作用是否能破壞過去冰河所塑造出來的地形，或者過去沒有冰河期沒有冰
河產生，只有更冷環境的高山冰緣區的地形作用，這些作用能造成台灣高
山常見的圈谷地形嗎？60多年前與現在許多日本從事地形的學者，都宣稱
他們在台灣的高山區找到冰河作用的証據，因而支持台灣高山過去曾發生
冰河的說法。然而沒有學術上的研討會與正式的研究論文來支持，難以讓
反對的人接受。
總而言之，台灣的高山到底有沒有冰河地形仍是個懸案，但是現在沒
有冰河只有高山冰緣區的地形作用是個事實。所以要台灣高山區冰河地形
的爭議水落石出，仍需要一段艱辛的路要走，可是一切都要以現在的地形
作用與地形特徵作為基礎。
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