台灣小河川溶解性物質之區域性與季節性變化

Abstract

顆粒態和溶解態物質是台灣島嶼型河川向外海傳輸物質的主要來源，這些物質將會對周圍海域有相當程度之影響。本研究將藉由分析主要河川溶解態之主要離子含量，了解河川中主要離子之時間與空間變化並進一步探討化學風化對台灣小河川物質傳輸之重要性。本研究於2006~2007年針對12條主要河川共18個測站進行河水的採樣與分析工作，共收集815個樣品，分析項目包括陽離子(Na+、K+、Mg2+、Ca2+)、陰離子(Cl-、SO42-)濃度、鹼度(Alkalinity)、pH和矽酸鹽(H4SiO4)濃度，總共測得7605個數據之時間與區域變化。 研究結果顯示台灣河川之主要離子濃度均呈現明顯的區域性及季節性變化。台灣河川主要離子濃度以南部河川(二仁溪、曾文溪、高屏溪)較高，東北部(淡水河、和平溪、花蓮溪、秀姑巒溪)較低。主要離子濃度最高之河川為二仁溪，其次是曾文溪；此二河川主要離子濃度普遍比其他河川高，最大差異可達數十倍之多。此外，河川離子濃度明顯呈現夏低冬高的季節性變化，顯示降雨量隨著區域與季節的不同，河水稀釋程度有所差異是影響河川離子濃度變化之主要原因。 本研究發現台灣河川中主要離子濃度變化主要是受到河川流域之降雨量、河川流量、河川流域之岩石組成和風化作用的強弱等因素影響。河川流量的大小直接反應降雨量的多寡，河川總溶解物質濃度與流量呈現明顯的負相關，而總溶解物質輸出量與流量呈正相關，可顯示總溶解物質濃度與輸出量受流量所控制。台灣河川主要離子濃度高於一般世界大河，河川溶解物質年輸出量估算約為12 Mt/yr，卻佔世界五大河之4~75%，溶解物質單位面積輸出產率平均值為663 tons/km2/yr，為世界五大河的5~30倍之多，表示台灣的化學風化扮演了重要角色。台灣島嶼型小河川之溶解性物質相較於其他大陸型河川(長江、密西西比河等)之單位面積輸出量高出許多，顯示化學風化作用在台灣小河川之重要性。