善用竹林防備水害 不再讓竹林成為代罪羔羊

竹林

(攝影/黃毛)

文/曾怡陵

竹林在日本被視為有防備水害的效果,在臺灣卻多半被認為不利水土保持。2004年艾利颱風將2,000萬立方公尺的泥沙沖進石門水庫,讓桃園縣近百萬居民半個月無水可用,新聞中出現大片的崩塌竹林,被視為災害的元兇。其實,集中型豪雨和人為破壞山坡地基腳才是主因。「竹子留在坍塌現場,是因為地下莖拉在一起,樹木都被沖到海裡。你說哪個好?眼見不一定為憑。」身兼前行政院農業委員會林業試驗所(簡稱林試所)育林組研究員、中華林學會理事及社團法人臺灣環境綠化協會理事的陳財輝博士說。

竹林到底能治災或防災?經過進一步研究, 竹林的地下莖縱橫交錯,具有一定的防範水害功能。「水害防備竹林」是日本竹專家上田弘一郎所提出的名詞,意指沿著河川或堤防帶狀分布的竹林,在日本四國吉野川兩側的帶狀竹林便是知名的水害防備竹林。在談論竹林的水害防備效果前,要先了解水害,並將臺灣「立體化」。

日本吉野川利用竹林和堤防保護河岸

治水先治山 水害防備應做整體性考量

「水害在一般的概念裡是平地淹水,但水從哪裡來?從源頭來。我們要把臺灣立體化,海拔最高是高山地區,再來是河階臺地、丘陵地帶,最後是平地。」陳財輝說,水害防備往往只考量點或線,應該要從上游、中游到下游作整體性考量。臺灣地質年代輕,山區土石不穩定,土壤多礫石和砂,易發生坍塌,「水源涵養保安林」和「土砂捍止保安林」可以保護河川中上游的安定,減少因地震、颱風帶來的土石流災害,保障生命財產的安全。

此外,臺灣山上道路四通八達,但因為褶曲和破碎帶多,容易坍塌,臺21線新中橫公路迴頭彎路段就時常傳出落石坍方,阻斷交通。加上臺灣遇颱風或梅雨鋒面滯留,容易豪雨成災。例如2009年莫拉克颱風時,阿里山氣象站的總累積雨量超過3,000毫米,已超過臺灣平均一整年的降雨量,造成高雄市甲仙區小林村滅村等重大災情,總經濟損失高達2,000億元。

保安林中的水源涵養保安林、土砂捍止保安林及水害防備保安林皆能從上游開始慢慢降低洪水的流速,也可以攔截過濾漂流木、砂石等,避免擴大災害。「漂流木是相當危險的」,陳財輝舉例,橫跨高屏溪的雙園大橋會被沖毀,推測是莫拉克颱風帶來的漂流木卡在橋墩形成噴射流衝擊導致。「水的衝擊力量很大,鋼筋混凝土都不容易抵擋。」在水害防備保安林中,竹林正好可以發揮良好的減災功能。

陳財輝博士
陳財輝博士認為,利用竹林防備水害之前,應先將水源的概念立體化。(攝影/王志元)

竹林地下莖緊抓土壤 防範水害發生

散生性竹林具有縱橫交錯的地下莖,繁茂的根系與鬚根形成緊密的網絡,例如桂竹的地下莖深約20~30公分、孟宗竹的地下莖深約30~40公分;屬於叢生竹的刺竹則有1、2公尺深的地下莖,防止河道基腳沖刷的效果特別好。在區域分布上,桂竹主要分部於北部和東部縱谷地區,孟宗竹分布於中部的南投、嘉義一帶,嘉義以南多為刺竹和麻竹,南北植物相完全不同,也因此會就地使用當地竹種作為水源涵養或水害防備之用。臺南市龍崎區的泥岩乾燥時堅硬,潮溼時易移動、崩塌,目前種植刺竹約3萬多公頃,用於穩固山坡地。不管什麼竹種,都可以用來穩固土壤、抵抗地表沖蝕。

臺灣高山有許多天然崩塌地,種植竹林可以穩固邊坡土壤,高山地區常見的箭竹林即具有保護國土的效果。此外,還可以透過竹林樹冠、竹稈、地表植物的入滲,將降水轉化成蒸氣和地下水流,減少徑流量。「造林木種6年、10年可能才長5、6公尺,竹子1年就十幾公尺。」陳財輝說,河道的高灘地也適合種植竹林,因為生長速度快,可以延緩集中逕流的發生。假設種植樹木,每年遇暴雨就被沖走,地表逕流增加,容易造成災情。「水太多若沒有充分被治理住,就會變成害。」

桂竹林抑制地表逕流集中
桂竹林可抑制地表逕流集中,具有水害防備功能。(圖片提供/陳財輝)

竹林的水害防備三招 減緩流速、攔截過濾、整流

過去,日本的河川多使用混凝土護岸,如今各地河畔常可見到帶狀竹林,以竹林作為水害防備工具的概念漸漸獲得重視。浸水的地表因為有竹林地下莖根系固結土壤而受到保護,不至於受到嚴重的淘刷而流失。

「不像堤防是屬於不透過型,竹林屬於透過型。」陳財輝說明,不透過型是完全將洪水擋死,缺點在於堤防容易被侵蝕掏空,縮短使用壽命。透過型的竹林則發揮攔截過濾機能,洪水穿越竹林時流速速降,讓礫石、土砂和淤泥成帶狀沉積而成為土壤的肥分,有利於災區的復舊,也加速自然堤防的形成。此功能可以避免下游河道日益堆高,並阻絕漂流木造成下游地區的災害,還可以減少洪水向河岸兩側溢流的機率,避免河岸的農地和民宅受洪水破壞。甚至若居民不幸被洪水沖走時,還能攀附竹稈求生。

除了河岸兩側,在荒溪型河川的河床栽種快速生長的竹林,還可以在洪水來臨時達到整流的效果。「用竹林來固定流向,水就不會到處漫流而產生嚴重的災害。」陳財輝說。

桂竹林地下根系
桂竹林地下根系密布,能耐洪水掏刷。(圖片提供/陳財輝)

堤防與竹林可相輔相成 兼顧穩固與生態

竹林是傳統工法,混凝土堤防則是現代工法,兩者可以互補。日本國土交通省河川局近年來也積極規範堤防與水害防備竹林並用工法,藉著傳統的水岸竹林栽植,增加堤岸的自然生態功能。

混凝土堤防的使用年限在河岸或溪邊約50年,若是環境較惡劣的海邊,堤防年限約30年,且工程費用造價高昂,對生態也不友善。陳財輝說,臺灣河川屬荒溪型,豐枯變化大,且河道崩塌點多,若要全做工程,不僅經費不足,困難度也很高。「假設一個河道有100個崩塌點,才做5個工程,那是杯水車薪。」集中的崩塌點可施作工程,零星且地質不穩定的高風險地段則種竹子。此外,臺灣河川的特性是含石、沙、泥量多,也因此淤積速度快。2004年的七二水災就曾導致大甲溪河床墊高20公尺。然而堤防要加高並不容易,而竹林若經營得當,則沒有年限,也能營造生物棲地。此外,透過竹林從上游高山到下游平原的多層攔截,能達到減緩水勢、過濾等功能,保護並延長堤防的時限。

只是在實際執行上還須考量民眾觀感,民眾習慣在堤防外高灘地上做農作利用,若搭配竹林會產生遮蔽,影響作物的光合作用,或造成老鼠藏匿帶來鼠害等,未必能讓民眾接受。

常保竹林健康 擇伐、密度和後端利用是重點

竹林不是有種就好,還需要適當撫育。「竹林是越砍越好」,陳財輝表示,未經撫育的竹林易得病老化,影響水土保持的能力。長年荒廢的竹林充斥老竹,讓新竹沒有空間生長。老竹的地下莖也會慢慢衰老,失去穩固土壤的能力。此外,生長茂密的竹林易罹患天狗巢病,真菌孢子經風及雨水傳播,造成竹稈、根系劣化,竹子因此枯死。

竹林的理想密度為1平方公尺裡留2株,理想的經營方法為「存三去四不留七」,意指保存3年以下的竹子,砍伐利用4到7年的竹子,7年以上則砍除。實際操作若無法如此細緻,只要能每隔一陣子擇伐利用5年以上的竹子即可。

要促進竹林擇伐,竹材的利用是關鍵。竹產業隨著塑膠製品的出現而沒落,大家也不再用刺竹造紙、用長枝竹編圍籬,加上《原住民保留地禁伐補償條例》使地主不願意砍伐竹子,加重竹林荒廢的問題。

目前全臺桂竹林約有十多萬公頃,製作用於外銷日本的竹劍量僅需1,000公頃。除了桂竹林之外,還有孟宗竹林等,竹林的利用還有很大的發展空間。林試所和工業技術研究院皆進行竹材加工的相關研發,期望帶動竹林的更新利用,達到水源涵養及水害防備的效能。

竹材
竹林的利用還有很大的發展空間,林試所和工業技術研究院皆進行竹材加工的相關研發,期望帶動竹林的更新利用。(攝影/黃毛)

110年度行政院農委會林務局委辦「臺灣竹產業推動智庫建構暨行銷服務計畫」製作

更多文章請見《豐年雜誌》2021年12月號