微觀物質構成的桃園市草漯沙丘地質公園

文/許民陽

 壹、草漯沙丘地質公園的形成


在沙漠或海岸等風力強大,地表裸露或缺乏植被的地區,風經常是搬運沈積物最重要的營力,若地表有豐富的沙粒來源,風經常用滾動、跳動(跳躍)或懸浮(沙塵暴)等方式搬運沙粒,迨風力減弱或遭遇障礙物阻擋,就地堆積成沙丘。

桃園市西北海岸有南崁溪、埔心溪、新街溪、老街溪、富林溪、大堀溪等河川注入,帶來豐富的漂沙,漂沙注入臺灣海峽後,隨海岸沿岸流及潮汐帶來的漲退潮移動漂送,在海岸海底地勢較平緩地區堆積成沙灘。退潮時廣闊的沙灘受強風吹襲及日曬後逐漸脫水,表層變得乾鬆,被沿海空曠地區強大的風力吹送即成為在地表懸浮吹送的風吹沙。本段海岸的走向為東北東,與秋冬季及春季盛行的東北風斜交,每年九月至隔年五月間東北風呈向陸吹送的風,這些風吹沙即受到風力的吹送,在海灘內側,因地勢較高,遇到植物或地物等障礙物,風力即削減,沙粒即堆積成平行海岸的沙丘,分布範圍北自與新北市交界的蘆竹鄉海湖附近,南抵與新竹縣交界的蚵殼港均有海岸沙丘的分布。

這些沿海的沙丘群中,以位於大園區老街溪口(許厝港)至觀音區大堀溪口海岸間的草漯沙丘最高大寬廣,平均拔高可達10-20公尺,最寬的活動沙丘部份可達150公尺左右,若不管上方經常築有格狀竹編的防沙籬,冬日東北季風強大時,經常風沙飛揚,為臺灣海岸中沙丘保持最寬廣而完整者享有「台版撒哈拉沙漠」的美稱,因此2013年被「臺灣環境資訊協會」執行的「臺灣海岸守護計畫」遴選為臺灣九處最值得守護,也最美的海岸之一。


圖1. 桃園沿海水系分布圖,資料來源:行政院農委會(1989) 臺灣地區河川流

由上述可知,本市的草漯沙丘為臺灣環島海岸沙丘最典型者,在2014年縣府委託台北市立大學地球環境暨生物資源學系許民陽教授做地質、地形與生態調查後,市府於2018年依「文化資產保存法」,完成草漯沙丘列冊評估追,並循程序送交「桃園市自然地景及自然紀念物審議委員會」審議,在2020年6 月正式公告指定草漯沙丘為桃園市首座地質公園,為全國第三個地方級地質公園,也是全國第一座以沙丘為特色的地質公園。


圖2.由空中看老街溪口南側沿海的漂沙,退潮後的沙灘,草漯沙丘北段防風林及風力發電站

 貳、草漯沙丘地質公園在哪裡


草漯沙丘地質公園位桃園市西北海岸,北起大園區老街溪口,南至觀音區大堀溪口,長約8.1公里,面積約4平方公里。「草漯」地名原意為因位於沙丘背後,受沙丘阻擋,形成積水低窪泥濘、長草之地。行政上歸屬大園區及觀音區(圖4)。西部濱海快速公路(61號公路)即通過其南側。若要深入本研究區踏查可由上述61號公路或由臺15號公路轉桃30公路(潮音北路)進入,經過潮音派出所後,約200公尺,公路右側即可看到「草漯沙丘地質公園及潮音海步道」的標示,及一棟保存良好的「石門水庫移民新村」的傳統磚造民房,沿步道前行,民房前方有兩棵樹幹粗大的黃槿,為民房已過世的老主人民國47年遷移至此時所種植,蒼老龜裂的樹皮說明了滄傷的歲月。再繞過民房左側,就進入被稱為「龍貓隧道」的黃槿隧(步)到,約百餘餘公尺後出了步道,赫然出現台電公司高大的風力發電站,登上沙丘觀景台,後方為一片翠綠密集的防風林,前方為沙丘及沙質海岸,在碧海藍天映襯下,令人心胸開展,了卻凡俗。


圖3. 位大園區潮音北路的地質公園標示及潮音海觀景步道入口


圖4.黃槿隧道


圖5. 草漯沙丘及沙質海岸,在碧海藍天映襯下,令人心胸開展,了卻凡俗

草漯丘地質公園大致上可分為三區:

一、核心區
核心區位於北港垃圾掩埋場及保障垃圾掩埋場之間,此區為規模較大之連續 沙丘,且上方無設置風力發電機,能呈現較完整無破壞的沙丘面貌,但因為進入 此區需經過兩處垃圾掩埋場或是從北側海岸邊進入,南側與動植物檢疫中心相 隔,此區沙丘高差較大,潛在危險性較高,一般民眾亦不適合經由兩處垃圾掩埋 場道路進入,因此建議此段沙丘設為核心區,如有學術研究、環境教育或其他目 的需進入此區域,須向主管機關申請報備,此區域因現況進入途徑較為不便,周 邊居民亦少前往此區活動,管制上較不會限縮當地居民之使用權利,本區面積約為 18 公頃。


圖6. 核心區沙丘最高大,最高可達20公尺,沒有裝置風力發電站,沙丘保持最完整

二、復育區
復育區主要針對地質或環境資源受到潛在污染物破壞需逐步復育及監控之區 域劃設。兩處復育區範圍為保障垃圾掩埋場場址及北港垃圾掩埋場場址範圍及其 外圍污染管控設施之範圍,並且考量通行的便利性,排除沙灘區域。北港掩埋場 復育區面積約為 7公頃,保障掩埋場復育區面積約為15公頃(含保障掩埋場預定新租賃土地),合計面積約為22公頃。復育區以監控污染物及逐步清理及復 育環境為主要目標,污染物對民眾有潛在危險,因此於分區邊界及道路上設置實 體管制點及管制設施,並設置必要的污染控管設施。復育作業由桃園市環境保護 局一般廢棄物管理科辦理,預計於2019年開始執行,並於 2027 年時結束。未來如果污染物移除,資源獲得恢復,可逐步對外開放,轉為一般區使用。復育期間可將此過程與環境變化提供做學術研究,並記錄作為環境教育之用。

三、一般區
草漯沙丘地質公園範圍內扣除核心區及復育區之其他區域為地質公園之一般 區,面積約為 244 公頃,以永續經營地質景觀資源為目標,除提供團體遊憩使 用,也適合散客與建議路線自導式遊覽,環境教育及遊憩設施可集中於入口處, 但仍應減量或與現存設施(風力發電機維修道路、風力發電機基座)合併使用, 並降低視覺景觀與環境之衝突,建議管理以正面表列方式列出地質公園禁止之活 動及事項,於接近復育區之便道設置告示牌,告知遊客位置及提醒勿闖管制的復育區。


 參、草漯沙丘的地質


根據中央地質調查所出版的大園圖幅,草漯沙丘的基盤應為以黏土及礫石堆積層為主的桃園層,其上再堆積河川沖積層,最後再覆以古沙丘及現代沙丘堆積(圖7)。


圖7. 草漯沙丘地質圖
資料來源:中央地質調查所大園圖幅改繪


至於砂丘的地質垂直剖面,陳培源(1953)曾對桃園海岸沙丘一帶的鑽探資料加以分析,發現新期海濱堆積層(砂丘層)的底部常有一層厚數十公分的珊瑚層,再下即為黄褐色沙質黏土與礫石層(桃園層)。林朝棨(1957)附有桃園觀音及崁頭厝的附近海灘探井剖面,顯示海平面2-3公尺以下即為臺紅土礫層,上覆珊瑚層(Coralline bed),其他再堆積新期海濱砂層。許民陽、張智原(2007)也發現大園區內海村及觀音區草漯海岸,紅土礫石層最上部與沙丘堆積層中有一層珊瑚礁及藻礁堆積層,在沿海沙丘內陸側開挖魚塭的底部都可看到。經採集魚塭底部的礁層做C-14定年,其年代分別為距今4750±40年及6180±40年(表1)。

表1.草漯內陸側沙丘底部珊瑚礁C-14 定年資料

採樣:許民陽  碳-14定年:臺大地質系C-14定年實驗室
資料來源:許民陽、張智原(2007)



圖8. 草漯沙丘外海的寬廣藻礁

由此可知沿海的新期沙丘層堆積應為最近一次冰河期結束後,6000-7000前海水面最高時期海水面比現在高2-3公尺的海進時,先在沿海堆積珊瑚礁及藻礁層,隨後的海退再在礁層上堆積現沙丘層,因此這些較近海的活動沙丘應為6000至7000年以來堆積的產物。

 肆、沙丘的地形

一、活動沙丘:沙丘缺乏植物覆蓋,或鬆散未固結的砂粒所形成的沙丘,常因風力的吹送不斷地改變形狀,這種沙丘稱為活動沙丘。

二、固化(定)沙丘:有些沙丘逐漸有植物著生,或人為在上方種植耐乾、耐風的植物,或者沙丘中的膠結物將砂粒膠結,使砂粒不再移動,稱為固化沙丘。


圖9. 活動沙丘(右側)及固化沙丘(左側)

三、沙丘的型態與層理之美

草漯沙丘大致上可分為下列的形態:

(一)條狀丘
沙丘的最高稜線大致維持同樣的高度。草漯沙丘範圍內,大致條狀丘占所有長度的百分之八十左右。

圖10. 條狀丘

(二)櫛齒狀丘
以草漯海濱最為典型,沙丘向內陸突出一大片較平坦,內緣有呈鋸狀的小沙脊,可能是北側小河出口的地勢較低,形成口袋效應,使東北風大量灌入,堆積而成。

圖11. 櫛齒狀丘

(三)複合丘
新舊沙丘並列重疊,內側沙丘已因防風林固沙而成穩定的固化沙丘,外列仍為臨海的活動沙丘,高度較大,兩者中間以凹谷而相連,以草漯沙丘的中段為典型。此種沙丘通常十分寬廣,可寬達200公尺左右。

(四)臺狀沙丘沙丘寬廣,頂部大致平坦,起伏較小,以草漯沙丘北段約2.1公里處,即觀音區垃圾場東側約200公尺處的活動沙丘最典型,寬約一百公尺。

圖12. 台狀沙丘


草漯沙丘為臺灣海岸的沙丘中形態及保存最完整者,其柔和的沙脊,多變化的形態,海岸風向常有變化,這些型態的沙丘被風吹蝕後,常露出美麗的交錯堆積層理,桃園海岸含有黑色磁鐵礦等重砂,沙丘堆積層也常看到黑色含磁鐵礦砂的紋層,沙丘表面也會形成與風向垂直的沙漣。這些瞬時變化的地形地質特性,具有地景欣賞中的造形美、線條美、動態美及稀有美等特質,成為地質旅遊中的重要資源。


圖13. 沙丘的交錯層裡

 肆、草漯沙丘地景的價值

一、保護海岸的功能
以臺灣的海岸環境觀之,海岸沙丘包括草漯沙丘為海岸的第一道防線,與海岸平行,有時數列分布,可以阻擋海岸快速被侵蝕。除了最外側的活動沙丘 ,內側沙丘經常有防風林生長,加上沙丘地形的凸起,可以保護海岸內側的陸地不致被飽含氯離子及鈉離子的海風直接吹襲及侵蝕,保護沿海的農作物及房舍。

二、地景教育的價值
沙丘通常為乾燥地區,例如沙漠氣候最常看到的風積地形,在海岸地區並不十分常見,其發育過程與沈積物的(沙粒)供應的多寡,地面的裸露狀態、風力的大小和風向的持續性或變化性有密切的關係,可說是涉及岩圈、水圈和氣圈交互作用的產物。草漯沙丘為本省海岸沙丘中形態最完整者,可以做為地形學或地質學風成作用的最佳教學地點,教導學生形成沙丘的營力、堆積物質與形態變化間的動態關係。

三、地景欣賞及保育的價值
草漯沙丘為臺灣海岸的沙丘中形態及保存較完整者,其柔和的沙脊,多變化的形態,表面常有的沙漣,複雜的交錯層理,瞬時變化的造形,具有地景欣賞中的造形美、線條美、動態美及稀有美等特性,值得欣賞保育。

四、生態教育的價值
海岸沙丘區長期處於缺水、強風、多鹽及日夜溫差大的氣候下,生態環境異於內陸環境,僅有少數耐旱抗鹽的海濱植物如馬鞍藤、蔓荊(海埔姜)、林投、草海桐、木麻黄、黄槿、番杏等,能夠在此生長。這些沙丘植物為適應惡劣的生存環境,發展出特有的生存機制:

(一)匍匐生長:將本身的莖與葉儘量貼近地面,以避免強風及鹽害。

(二)不定根的延伸:在呀的節上長出不定根,除可固定植物本身,亦可增加根部水份及養份的吸收。

(三)莖葉特化:莖葉肥厚,葉被臘質、絨毛,或特化成細針狀,可避免水份的過度蒸散。

(四)隱莖藏根:除了根深植於地下外,將莖也埋藏於沙層之下,以避免強風及鹽害。


這些功能獨特的植物構成了沙丘生態系,活動沙丘內側的防風林及草本植物生長區就是呈現最佳沙丘生態系的天然教室,可供戶外教學使用。


圖14.高大的海岸沙丘為海岸的第一道防線


圖15.沙丘有柔和的外形,具有線條與造成之美


圖16.沙丘有多變化的層理


圖17.沙丘表面有美麗的沙漣


圖18.番杏葉面有絨毛,常生長在沙丘背風側


圖19.沙丘背後的防風林成為一個生態系,圖中為黄槿及草海桐


圖20.白水木為沙丘防風中常見的耐旱、耐鹽、耐風植物


圖21.蔓荊有匍匐生長的莖,夏季開美麗花朵


圖22.林投也是沙丘常見的防風植物


圖23.草海桐葉子表面具臘質

 伍、沙丘的環境問題與保育


臺灣由於幅員狹小,海岸地區土地經常開發利用,草漯沙丘旁大片的大園及觀音工業區即為一例,草漯沙丘的景點難免受到威脅甚至破壞,主要可見的威脅及破壞有四大類。

一、風力發電的開發與建置
臺灣地區自產能源缺乏,綠色能源成為近幾年積極發展的項目,風力發電即為選擇之一,由於西北沿海的風能具有高度的潛能,年平均風力達9.53 m/s,最大風速可達45.9 m/s,具有裝設風力發電站的良好風場,因此臺灣電力公司即在沙丘的頂部開闢道路,在草漯沙丘區共裝設了21座風力發電站,在許多處為了開闢風機維修道路,在沙丘頂部剷平沙丘,回填硬的舖面,當然也破壞了沙丘的地形。

二、垃圾場的開闢
觀音區在草漯沙丘的最高最寬處,開闢出北港及保障垃圾掩埋場,除了掩埋外,另外多處露天堆放的垃圾,廢棄的車輛及用大型塑膠箱裝置的有毒廢液,造成景觀及環境的極大破壞。目前北港垃圾場已暫停掩埋,並作為桃園市巨大廢棄物暫置場址。保障垃圾掩埋場的問題較棘手,目前仍需 做為民生垃圾於焚化處理前之轉運暫置使 用,俟觀音生質能中心於 110 年底正式 運轉後,才可望獲得改善。


圖24. 草漯沙丘復育區被開闢為北港垃圾場

三、廢棄物及垃圾
大堀溪北岸又許多長形管狀工業廢棄物,防風林內也有一些被廢棄置的建築或家庭、家具廢棄物。隨著海流漂送及河川帶入海的垃圾也常散布海岸及吹送至沙丘上。

四、工廠設置及污水排放
草漯沙丘臨近大園及觀音工業區,沙丘邊緣工廠的設置及污水排放,不但破壞沙丘的完整性,視覺上的突兀,也使每一條穿過草漯沙丘的河川均被污染,如老街溪、富林溪、樹林溪、大堀溪等,呈現黄褐色至黑褐或紅褐色的色澤。


 陸、近年的保育工作


除了規劃、成立為地質公園外,桃園市政府也積極透過生態工法,階段性推動草漯沙丘地質公園整體景觀營造,其能打造成結合地景保育、地景旅遊、環境教育、社區參予四大核心價值的地質公園。109年市府編列3700萬元預算,採自然工法,在草漯沙丘地質公園一般區打造兩條觀景步道,第1條位於大園區潮音北路的潮音海觀景步道,地底鋪上碎木削,整條步道相當原始自然,其中一段200公尺黃槿步道,宛如真實版的「龍貓隧道」,另一條是位在觀音區忠孝路的白沙屯步道,遊客可利用觀景步道親近沙丘美景,未來還將規劃連接許厝港濕地和草漯沙丘的自行車跨橋車道。

此外市政府也利用既有的「觀音濱海遊憩區遊客中心」,規劃為「草漯沙丘地景展示館」,已向環保署申請環境教育場域認證,輔導當地社區發展協會經營,藉由導覽人員解說、室內展示看板、視聽影音多媒體規劃,對遊客進行海岸沙丘環境教育,也可成為地景旅遊景點之一,預計110年9 月12日開幕。
 參考文獻
石再添、張瑞津、張政、林雪美、連偵欽(1993),臺灣西部海岸沙丘的地形學研究,臺灣師範大學地理研究所,地理研究報告。
行政院農業委員會(1989),臺灣地區河川流域圖。
林俊全(2020),109年度桃園海岸現地管理及評估計畫期中報告,桃園市政府海岸管理工程處。
林朝棨(1957),臺灣地形,臺灣省通志稿,卷一,地理篇,臺灣省文獻委員會,381-383。
陳培源(1953),臺灣西部之重砂礦床。臺灣省地質調查所彙刊,no.4。
許民陽(1993),桃園縣的地形與地質景觀,桃園縣政府教育局,自然科學鄉土教材叢書(一)。
許民陽、張智原(2007),臺灣西北海岸後退之研究,淡水河口至頭前溪口段,中國地理學會會刊,no. 38,1~22。
許民陽(2010),大園鄉志續篇(二),第二篇地理,第一章地形、第二章地質,104-129,大園鄉公所。
許民陽(2013),臺灣西北海岸的藻礁,地質,31(1):64-73。
許民陽(2020),台版撒哈拉¬¬--草漯沙丘地質公園,地質公園學會年刊



許民陽
臺北市立大學地球環境暨生物資源學系榮譽教授