文獻回顧

第二節 文獻回顧

文獻回顧分三個部分，首先回顧海岸緩衝帶之定義與功能，第二部分為近年 使用不同圖像資料進行海岸地形變遷之研究，第三部分為海岸沙丘地形之形成與 演育，以及常使用的防風定沙方法，第四部份回顧土地覆蓋與土地利用之定義與 研究方式。

一、海岸緩衝帶之定義與功能

海岸緩衝帶（coastal buffer strip）或海岸緩衝區（coastal buffer zone）為連接 海岸地貌或原生海濱物種的陸地區域，作為介於海岸與鄰近已開發地間的自然過 渡帶，設立一個鄰近海岸地貌的自然地區，且應保有自然植生環境（Rhode Island Coastal Resources Management Council, 2015/04/24 瀏覽）（圖 1-1）。通常指的是 海岸自然環境、生態與人為開發利用的緩衝地帶，強調「緩衝」在意義上需順應 自然環境變遷與漂沙運移特性等自然因素（藍元志等，2011）。

圖 1-1 海岸緩衝區示意圖（改繪自 Rhode Island Coastal Resources Management Council, 2015/04/24 瀏覽）。CRMC 為海岸資源管理委員會之簡稱。

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據學理基礎，在近岸水動力、海岸漂沙及陸域海水可能到達地區，界定海岸緩衝 區之水域及陸域範圍，提出海岸緩衝區劃設方法與流程（圖1-2）。於50年重現期 之颱風波浪和大潮平均潮位等情況下，水域界線依據SBEACH模式動態模擬海灘 斷面變化情形並判斷；陸域界線則利用波浪溯升經驗公式判斷。並可依現場調查 資料，重新調整緩衝區之範圍，使其界線兼具動態性及時效性（藍元志等，2008；

藍元志等，2011）。

圖1-2海岸緩衝區劃設流程（整理自藍元志等，2008）

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李芳君與許榮中（2013）同樣從海岸防災角度及防護觀點，應用SBEACH模 組，採用人工養灘為消波機制的情況下，所需的海灘寬度，預留足夠海灘以削減 波浪能量，做為颱風侵襲時之緩衝帶。其定義的「海岸緩衝帶寬度」即在設計颱 風波浪作用下，人工養灘穩定後的灘線至後灘濱台遭受波浪侵蝕所掏刷的範圍，

為颱風侵襲期間造成的灘線總後退量X，此為陸上海灘緩衝帶最保守之寬度（圖 1-3）。

圖1-3海岸緩衝帶寬度示意圖（改繪自李芳君、許榮中，2013）

以地形的角度，潟湖、海岸濕地、潮間帶、海灘、沙丘等，均可視為自然的 緩衝帶。其中，沙丘與海灘得與海水面一同升降（grow-with-the-sea-level），風暴 期間雖然會被侵蝕，沉積物被帶往濱外，但風暴後波浪等營力又將沉積物帶回海 灘與沙丘重建，如此進行自然修復而達平衡（Kamphuis, 2000; Arens et al., 2013；

藍元志等，2011）（圖 1-4）。有些海岸緩衝帶同時由沿岸種植之綠帶（green belt）

所構成，稱海岸植生緩衝帶（coastal vegetated buffer），可更成功達到海岸資源保 護與海岸發展間的平衡，減緩海陸之間的自然與人為衝擊，以屏障聚落、保護文 化和自然資產、水質保護、海岸棲地保護、控制海岸侵蝕與洪氾等（Desbonnet et al., 1994; Desbonnet et al., 1995; Clark, 1997; Sanò et al., 2010）。

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圖 1-4 海灘沙丘系統剖面的年變化（改繪自 Desbonnet et al., 1994）

綜上所述，國內研究多從海岸防災、減災與防護角度，利用數值模擬與學理 分析進行海岸緩衝帶之範圍劃設，但僅只關注波浪能量，忽略風的作用力。本研 究則從地形角度，將受海岸作用力形成之地形特徵範圍，視為海岸地形緩衝帶，

近期海岸作用的最大範圍，包含海灘與沙丘等海岸地形單元，並暫不考慮水域範 圍。但由於現今海岸已受人為大量影響，因此需回溯至近自然時期的海岸地形。

二、應用各式圖資進行海岸變遷之研究

使用圖像資料於海岸變遷的研究為數眾多（表 1-1），以不同時期的濱線或個 別海岸地形的疊圖比較為主。在線畫地形圖方面，自日治時期以來的圖資相當豐 富，早期研究多使用不同時期的地形圖比對估算海岸變化，如石再添（1979）以 1904-1975 年五個不同年代的地形圖比較臺灣西南部的洲潟地形，評估其有整體 西進的趨勢。郭金棟（1990）以 1904-1988 年八個不同年代的地圖繪製海岸線與 低潮線，並計算各縣市海岸線之侵淤量。

林務局農林航空測量所於1970年代辦理大比例尺像片基本圖測製、農林航測 調查與遙感探測業務，開始有較完整的全島航照影像。航空照片記錄拍照當時真 實的地表景觀，並可藉由立體像對確認海岸地形範圍，相關研究如鄭瑞壬（1993）

以桃園臺地之航照與像片基本圖，判釋桃園臺地的沙丘分布與型態，並配合野外 測量，討論沙丘地開發與利用。許民陽等（1998、1999）利用1949-1996年間不

8 動或人工的方式，進行海岸地形擷取，如吳啟南等（1992）使用 Landsat/MSS 、 Landsat/TM 及 SPOT/HRV 等衛星多光譜影像資料，以非監督式分類分析

1973-1990 年間外傘頂洲之位置與面積變化，討論適用於海岸變遷分析之遙測資 料，結果指出外傘頂洲正急劇地遭受侵蝕，並往東南陸地方向漂移。林宗儀等

9 (1998、1999)

航空照片，

Landsat/MSS 、Landsat/TM 及 SPOT/HRV 等衛星多光譜影 像

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三、海岸沙丘地形

（一）海岸沙丘的成因

當風速減低或受障礙物阻擋，飛沙在海岸地帶堆積而成的丘阜，通稱為海岸 沙丘（coastal dune），可視為海岸地形單元之一，多位於大河流河口附近或較平 緩的彎曲海岸（石再添等，1992）。不同於其他海岸地形，海岸沙丘是由風力作 1983; Pethick, 1984; Goldsmith, 1989,引自 Woodroffe, 2002）（圖 1-5）。風沙搬運 與植被覆蓋間的相互作用為海岸沙丘之特徵，常存在於與高潮線後方的寬廣地區，

並可向內陸延伸達 10 公里（Pethick, 1984）。沙丘為海岸的第一道防線，可作為 暴風與暴潮的緩衝（Carter, 1988；石再添等，1992）。

圖 1-5 海岸沙丘生成條件示意圖（改繪自 Pethick, 1984）

（二）海岸沙丘的演育

海岸沙丘會隨時間而演育，起初當沙粒移動遇到障礙物而堆積形成胚胎丘

（embryo dune），常不連續地形成於海灘的上斜坡，高度通常介於數公分至 2 公 尺，為沙丘發育的初始階段。當胚胎丘持續堆高，形成平行於濱線的前沙丘

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（foredune），其沙丘脊的高度可介於 1-30 公尺，通常迎風坡較陡，背風坡則較 緩，坡峰較平緩或呈波浪起伏，偶爾會出現無植被覆蓋的風蝕窪地（blow out）

（Goldsmith, 1978; Pethick, 1984; Davidson-Arnott, 2010）。

若沙源供應充足且向岸風強勁，得以發育廣大的沙丘原，其演育方式有兩種，

其一為沙丘的向陸遷移，其二為由於海岸線前進，形成連續的前沙丘脊

（Davidson-Arnott, 2010）。當海灘吹來之飛沙先堆積於沙丘前方（向海側），再 經由風力推送，跳躍移升至沙丘頂部，然後墜落於沙丘後方，故沙丘向陸移動，

其移動速率與沙粒的跳動快慢及數量多寡有關（周恆，1978）。前沙丘由植生所 覆蓋而使飛沙聚積，阻斷內陸老沙丘的沙源供應，沙丘帶將持續安定，植被的拓 殖使向海側有一道新的沙丘形成，原本的第一道沙丘則在內陸側，沙丘帶逐漸向 海拓展，最靠近海岸處為前沙丘脊，依序向內陸為第二道沙丘脊、第三道沙丘脊 等，每道沙丘脊代表沙丘發育的不同階段，內陸為年代最久之沙丘脊（Goldsmith, 1978; Davidson-Arnott, 2010）（圖 1-6）。

圖 1-6 沙丘系統中的沙丘脊演育（改繪自 Pethick, 1984）

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13 化分布（盛志澄、康瀚，1961；陳財輝，2008；連美綺等，2013）。

（四）海岸沙丘地形相關研究

早期關於海岸沙丘地形的研究多著重於探討沙丘的分布、生成環境、形態、

粒徑等特徵與空間差異（鄭瑞壬、鄧國雄，1991；石再添等，1992、1993、1994；

張政亮，1992、1995）（表 1-2）。近期更加入其他研究項目如海岸線、河口、海 岸林、沙丘植物等一同討論（張智原，2000；楊美萍，2004；陳財輝等，2004；

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四、土地覆蓋與土地利用

土地覆蓋（land cover）是指地表的物理、化學或生物分類，如草原、森林、

沙地等；土地利用（land use）代表人為有目的地對土地進行使用，如聚落、畜 牧、耕作，土地利用可能改變部分土地覆蓋，但土地覆蓋也可能在土地利用不變 的情況下發生改變（Meyer and Turner, 1994）。土地利用可說是人類活動改變地 表的過程，其方式主要是決策者受社會經濟作用力與自然環境作用力的影響，在 分析工具與空間統計方法，如羅吉斯迴歸（Logit regression）、馬可夫鏈（Markov chains）等，提供趨勢、速率、性質、位置與大小等土地利用與土地覆蓋的變化 資料，使研究更具精確及全面性（吳治達等，2011；Ezeomedo and Igbokwe, 2012）。 如連美綺等（2011）利用航測技術數化1978年、1994年及2004年桃園海岸地區土 地利用類型的空間分布，應用馬可夫鏈模式分析土地利用的時空變遷，並推估未

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第三節 研究方法