流域(Drainage basins)將地球陸地劃分成為個別的水匯集單元。河流與流域的幾何形狀影響水和沉積物的傳遞性，以及生態系統間淡水物種的連通性，例如：流域形狀決定地下水路徑的長度從而影響營養鹽與污染物的分布與運輸，流域形狀也決定地景類型是狹窄的河谷或寬闊的洪氾區，進而影響棲息地分布與生物多樣性。
由臺灣大學理學院地理環境資源學系助理教授楊啟見與國際研究團隊合作，利用超算電腦從全球數值地形模型萃取67萬個流域，每一個流域均包含主流長度、平均坡度、地形粗糙度等8個形狀參數。空間上，形狀參數存在著有趣的聚集現象，例如：青藏高原周圍往往具有狹長的流域形狀，暗示流域形狀紀錄氣候、構造活動的痕跡。此外，研究利用該數據庫檢驗經典的地形規律-哈克定律(Hack's Law)與荷頓法則(Horton's Law)，哈克定律用來描述流域面積(A)和河流長度(L)之間的經驗公式，67萬個流域長度與主河流長度的相關係數為0.97，暗示流域與主河流可能是共同演育，而全球尺度的哈克定律也因此更新為L=2.1A0.54; 而荷頓法則定義河流具有階層性，河流數目隨河流等級(stream order)增加而呈幾何級數減少，相鄰兩級河流的數目比值定義為分歧比，而全球尺度的分歧比介於4.26到4.42之間。在這個研究中，研究團隊得到目前最大的全球流域資料庫，希望能提供科學家從事相關研究有更多的資料選擇。
研究數據、程式與分析結果以A global dataset of the shape of drainage systems為題目發表在 Earth System Science Data。由麻省理工、臺灣大學與德國波茲坦地學中心等研究機構共同完成。
研究成果全文：https://doi.org/10.5194/essd-16-1151-2024
來源: https://www.ntu.edu.tw/spotlight/2024/2247_20240320.html