一、教案編寫人:師大大傳所毛俞婷

二、教學時數:40分鐘

三、結合領域:自然與生活科技領域

四、配合教科書內容:

康軒版國小自然與生活科技六上,第二主題「大地的奧秘」,第一單元「流水使大地改變」。
南一版國小自然與生活科技五上,第四主題「山河大地」,第一單元「流水的作用」。
翰林版國小自然與生活科技五下,第四主題「地表的變化」,第一單元「多變的地貌」。

五、對應能力指標:

2-3-4-4 知道生活環境中的大氣、大地與水,及它們之間的交互作用。
1-3-4-3由資料顯示的相關,推測其背後可能的因果關係。
3-2-0-1知道可用驗證或試驗的方法來查核想法。

六、主題:台灣侵蝕率 比100萬年前暴增10倍(可連結

七、新聞來源及本文:日期:2009-09-28 刊登媒體:中國時報 記者:陳智華

  莫拉克颱風重創南台灣,土石流滅村令人怵目驚心,學者研究發現,台灣近30年的侵蝕率大幅增加,與過去一萬年平均值相比,高出3到5倍,與過去100萬年相比則增加10倍,跟頻繁的颱風和地震有很大的關係。

  台大地質系教授陳宏宇說,國外有不少侵蝕相關的研究,例如阿爾卑斯山集水區的侵蝕情形等,還有亞馬遜河、恆河、印度河、揚子江和印度河等。不過,台灣侵蝕有多嚴重,之前沒有人研究。

  陳宏宇等多位台大教授組成的團隊,六年前和英國劍橋大學合作,探討「台灣島侵蝕、逕流變化與地震關係」,研究結果獲著名期刊「Nature」採用,為台灣侵蝕研究跨出重要一步。

  團隊蒐集、分析一百多萬筆資料,其中包含台灣150條主要河流的測站紀錄、地質材料,以及颱風和雨量等各種不同資料,時間為1970到1999年九二一大地震之前。

  研究發現,台灣島近30年來,主要河流每年平均總沉積物的輸出量達3.84億噸,占全球的1.9%,如果再加上1.6億噸的河床沉積物,總沉積物輸出量每年超過五億噸。

  如果跟幾條世界大河單一條河流侵蝕的情形相較,陳宏宇說,台灣侵蝕量其實是「小巫見大巫」,例如亞馬遜河一年輸出總沈積物有12億噸,恆河有5.2億噸。但台灣面積僅占全球的0.024%,顯示台灣侵蝕率高得嚇人。

  陳宏宇指出,這些年來台灣侵蝕嚴重的地區,每年平均河床下降1.5到6公分,但在過去一萬年間,平均每年只會下降0.5到1.2公分,甚至100萬年的平均數,也只有0.3到0.6公分。

  以地域來分,台灣東部、中部及西南部侵蝕率較高,北部較低;活動斷層帶鄰近區域侵蝕率每年多達6公分,人口密集的地區只有0.1到0.4公分。 陳宏宇說,侵蝕率的高低,不只跟地質材料強度、斷層分布有關,更與地震、颱風有密切關連。

  他解釋,溝谷中沈積物的生成主要是來自兩方面動力,一為地震造成的土石崩落,另一個就是颱風引起的山崩及土石流。

  在台灣可以很清楚看出地震與侵蝕間的關係。陳宏宇說,台灣東部以及西南部地震發生較頻繁區域,北部相對較少。

  由地震釋放能量與侵蝕率相對比,發現相關係數比其他因素來的高,顯示地震確實對侵蝕發生有顯著的影響。

  另外,颱風期間豐沛的雨量,常常會造成坡體不穩定,形成山崩和土石流,讓溝谷中沉積物的來源增加。

  陳宏宇說,逕流沖刷量,也就是雨水下到地表面產生的沖刷量,當颱風發生的頻率較大時,侵蝕率就有上升的趨勢,顯示台灣島侵蝕率升高的主要因素之一,是來自颱風的影響。

  台灣逕流沖刷變化量最大的地區為東部,因為東部每年受颱風侵襲的機會較其他地區高。

  其次為北部以及南部,西部地區為最低,主要是北部、南部不像西部一樣,可受到中央山脈的保護,減低颱風的威力。

  他也表示,九二一大地震後,又加上碰到桃芝颱風,台灣侵蝕情形更為嚴重。以中部濁水溪為例,九二一地震和桃芝颱風前,平均一年被侵蝕後的沉積物(輸砂)為5400萬噸,但之後卻大幅增加到1.4億多萬噸,非常驚人。

  這次莫拉克颱風更帶來超大雨量,土石流的量很大,預估造成的侵蝕量也會非常可觀。

八、教學重點建議:

【課前準備】

教師—實施此教案之前,先教導學生認識河川的侵蝕作用。

【課程實施】

1、教師詢問學生何謂河川的侵蝕作用?為何台灣的河川侵蝕力強,形成如太魯閣國家公園中立霧溪切割大理岩的峽谷地形?

2、教師補充學生的回答並強調,由於台灣島為東西狹南北長的島型,再加上中央山脈縱貫於中心,與四周平原丘陵地形成高度落差,因而使台灣的河川多水流湍急,對於河床帶來強大的侵蝕力。

3、教師詢問學生,除了河川會對台灣島造成侵蝕外,是否還有其它外力會對台灣島進行侵蝕作用?

4、教師發下「台灣侵蝕率 比100萬年前暴增10倍」的新聞報導,或利用投影機請學生詳讀此新聞,閱畢,請學生發表本則新聞中的「5W1H」六項元素:

(1) WHO—誰出現在這則新聞裡?–台大地質系教授陳宏宇。
(2) WHAT—發生了什麼事?—學者研究發現,台灣近30年的侵蝕率與過去100萬年前相比,高出10倍。
(3) WHEN—什麼時候發生的?—六年前開始進行1970~1999年的台灣河川、地質、颱風和雨量資料研究。
(4) WHERE—在哪裡發生的?—台灣。
(5) WHY—造成事件的原因為何?—侵蝕率的提高與台灣地區頻繁的颱風和地震有相當大的關係。
(6) HOW—如何處理?—由於台灣本身的自然條件使得侵蝕率較他國高出許多,在人為開發上就必須更加審慎評估,才能確保人民生活安全。

5、教師從「台灣侵蝕率 比100萬年前暴增10倍」的報導中擷取延伸問題,請學生回答。

(1) 報導中的研究是針對什麼資料進行分析?
(2) 研究指出台灣島近30年來每年約有多少總沉積輸出量?每年平均河床下降多少公分?為何與世界其他各國相比台灣的侵蝕率是較高的?
(3) 颱風和地震對於台灣土地所造成的直接影響為何?(強風對土地形成侵蝕和崩落、雨水和搖動造成土石流和山崩)
(4) 為什麼台灣島的侵蝕率以北部地區為最低?(北部地區因位置的關係遭受颱風和地震的侵襲較少)
(5) 除了颱風和地震造成台灣的侵蝕率提高,還有什麼因素也有可能影響台灣的侵蝕率?

6、教師可搭配大愛新聞【與河爭地 潛勢土石流暗藏危機】的報導,告知學生不當的人為開發也是提高台灣侵蝕率的潛在危機。

7、教師強調,雖然我們無法控制自然力對於台灣島的侵蝕,但在人為破壞的部分應當是每位居住在台灣島的人都應關心並負起保護的責任。