鹽基陽離子主要是指鈣(Ca)、鎂(Mg)、鉀(K)與鈉(Na)四種離子。
鹽基陽離子的含量可表示如下：
鹽基陽離子總量(Bases)＝[Ca]+[Mg]+[K]+[Na] (7) 處理間的顯著差異僅在2005/04 之 10-20 cm 與 2006/04 之 0-10 cm 土層中出現(表 41)，40%疏伐處理區有顯著較高鹽基陽離子量，25 % 疏伐處理區之含量顯著較低。另外，隨監測時間的變化(圖 32)，2005/06 之對照組與25%疏伐處理區之 0-10 cm 的含量顯著較高，但在 2006/04 最低；10-20 cm 土層的變化與 0-10 cm 土層恰好相反，2006/04 之對照 組與40%疏伐處理區的含量顯著較低；20-30 cm 土層僅對照組的含量 隨時間有顯著差異，2005/04 含量最高，2006/04 含量最低。由個別的 鹽基離子含量的變化可知，鹽基陽離子總量隨時間的變化主要受到鉀 與鈣含量的影響，鎂離子的影響其次，而鈉離子非植物必需營養元素，
含量的變動較小，因此影響力也較低。如同影響個別的鹽基陽離子含 量變化的推測理由，2005/06 之降雨量提高與氣溫回升(梅雨季節)，營 造出適合微生物生存的環境，促進了表層土壤有機質的分解與釋出鹽 基陽離子，提高土壤溶液中有效養分的含量(鹽基陽離子的總量)；相對 的高降雨量也造成鹽基陽離子的高淋洗量，使得底土的含量驟減。
四次監測的平均值都無顯著差異存在，對照組在0-10 cm 土層的 含量相對高於疏伐處理區，但處理區之間以40%疏伐處理之含量較高 (圖 35)；10-20 cm 土層的變化以對照組與 40%疏伐處理區較高(兩者含 量相當)，20-30 cm 土層以 40%疏伐處理區較高，對照組與 25%疏伐處 理區含量較低(兩者含量亦相當)。如同陽離子與陰離子總量的變化，因 未受擾動及林冠鬱閉減少鹽基離子的淋洗損失，對照組之土壤表層有 較高含量的鹽基離子；0-10 cm 土層中 25%疏伐處理區之含量較低於
40%疏伐處理，應是由於 2006/04 所測得的鈣離子含量較低的影響(表 28)。而監測時間內鉀、鈉與鈣含量均偏低的結果，也造成 25%疏伐處 理區之10-20 cm 土層的鹽基離子含量較低的現象，此是否因為在 25%
疏伐處理之下，林木間競爭吸收養分的程度較低，使得留存木的植根 能充分、有效且快速的吸收淋洗下來的養分，還需要深入的探討與研 究。20-30 cm 土層中的變化可能是因為在 40%疏伐處理區中，因林間 孔隙增加造成淋洗量的增加，以及因伐除較多林木造成養分沒有被快 速的吸收，兩者的共同作用而使得鹽基離子的總量較高於對照組與 25%疏伐處理區；而對照組與 25%疏伐處理區中因林木的吸收較速，
土壤溶液中留存的鹽基離子總量也較低。
表41 不同疏伐度處理後鹽基陽離子總量(µmol(+)/L)隨時間之變化*
2005/04 2005/06 2006/02 2006/04 Mean# 0-10 cm
0% 362±15(4) aB 644±103(16) aA 393±159(40) aB 247±43(17) abB 411 a 25% 383±109(28) aAB 548±191(35) aA 387±144(37) aAB 188±26(14) bB 377 a 40% 435±149(34) aA 491±165(34) aA 317±75(24) aA 308±108(35) aA 388 a 10-20 cm
0% 214±48(22) abA 104±41(40) aB 226±50(22) aA 218±102(47) aA 190 a 25% 156±22(14) bA 153±37(24) aA 186±49(26) aA 143±10(7) aA 159 a 40% 236±36(15) aA 114±46(40) aB 225±73(33) aA 196±72(37) aAB 193 a 20-30 cm
0% 216±42(19) aA 124±46(37) aAB 155±101(65) aAB 91±51(57) aB 147 a 25% 170±43(25) aA 114±28(24) aA 165±55(33) aA 135±51(38) aA 146 a 40% 183±10(6) aA 140±31(22) aA 171±85(50) aA 164±44(27) aA 164 a
*: Mean±SD；括號內的數字表示變異係數百分比(CV%)；小寫的英文字母代表相同採樣 時間與相同土壤層次中不同疏伐度處理之間的顯著差異變化(p<0.05)；大寫的英文字 母代表相同土壤層次與相同疏伐處理下不同採樣時間之間的顯著差異變化(p<0.05)。
#:四次採樣的平均值。
2005-04 2005-06 2006-02 2006-04
2005-04 2005-06 2006-02 2006-04
0
2005-04 2005-06 Date 2006-02 2006-04
0
Base (umol(+)/L)Base (umol(+)/L)Base (umol(+)/L)
圖32 相同疏伐度處理下不同土壤深度之鹽基陽離子總量(µmol(+)/L)變化
(八)酸中和能力(acid neutralizing capacity, ANC)
利用土壤溶液之酸中和能力(ANC)的計算(鹽基陽離子當量濃度的 總和減去主要陰離子當量濃度總和的差值)，進一步探討不同處理之間 土壤水酸度(soil water acidity)的變化。酸中和能力(ANC)可表示如下：
酸中和能力(ANC)＝2[Ca]＋2[Mg]＋[K]＋[Na]－[Cl]－
[NO3]－2[SO4] (8) 表42 的結果指出：處理間的顯著差異僅在 2006/04 之 0-10 cm 與 20-30 cm 土層中出現，40%疏伐處理區與 25%疏伐處理區之間的變化 較大；2005/04 與 2005/06 兩次監測的結果(圖 33)，三種處理區之三個 土層的ANC 皆為負值，顯示這兩個監測時間點之土壤水酸度較高，由 土壤pH 值(表 16)與土壤溶液 pH 值(表 25)的分析結果中也發現有類似 趨勢。由前述個別離子的含量變化可知，2005/04 與 2005/06 之氯離子 濃度極高(0-10 cm 的濃度在 700-1000 µmol(+)/L 之間)，因此土壤水的 酸度主要由氯離子所提供；而氯離子非植物的必需養分，土壤中的來 源主要是來自大氣沉降，2005/04 與 2005/06 監測時間的高濃度氯離子 應是來自東北季風與梅雨，兩者夾帶海上的鹽霧吹拂與降落至研究區 中。隨氯離子因淋洗損失而含量驟減， 酸中和能力隨土壤深度增加而 逐漸提高，但10-20 cm 與 20-30 cm 兩個土層的酸中和能力差異不大。
由四次監測結果的平均值變化中可以發現(圖 35)：隨著疏伐度增 加，0-10 cm 土層之酸中和能力值逐漸提高，此結果顯示疏伐度愈高，
陰離子含量漸減與陽離子含量漸增，亦即高疏伐度處理區除了較高的 林間孔隙度造成較高的(陰)離子淋洗量之外，土壤表層可礦化出相對較 多的養分(陽離子)。10-20 cm 土層有類似的趨勢，40%疏伐處理區之 ANC 值相對較高，但對照組與 25%疏伐處理區之 ANC 值差不多；20-30 cm 土層以 25%疏伐處理區之 ANC 值較高，40%疏伐處理區次之，對
照組相對最低。
表42 不同疏伐度處理後酸中和能力(µmol(+)/L)隨時間之變化*
2005/04 2005/06 2006/02 2006/04 Mean# 0-10 cm
0% -643±208(32) aB -350±731(209) aAB 114±87(76) aA 131±103(78) abA -187 a 25% -544±197(36) aB -366±188(51) aB 163±116(71) aA 69.6±114(164) bA -169 a 40% -404±184(45) aB -255±86(34) aB 88.3±59(67) aA 251±47(19) aA -79.9 a 10-20 cm
0% -437±73(17) aD -336±25(8) aC 5.42±47(870) aB 98.9±64(64) aA -167 a 25% -326±72(22) aB -426±190(45) aB -4.33±42(977) aA 97.1±62(64) aA -165 a 40% -419±104(25) aC -297±35(12) aC -6.51±43(668) aB 136±113(83) aA -147 a 20-30 cm
0% -375±47(12) aB -304±35(11) aB -28.9±81(281) aA 1.89±44(2349) bA -177 a 25% -317±64(20) aC -306±33(11) aC -16.9±33(194) aB 70.6±52(73) abA -142 a 40% -333±34(10) aC -293±32(11) aC -53.4±134(251) aB 94.2±32(34) aA -146 a
*: Mean±SD；括號內的數字表示變異係數百分比(CV%)；小寫的英文字母代表相同採樣 時間與相同土壤層次中不同疏伐度處理之間的顯著差異變化(p<0.05)；大寫的英文字 母代表相同土壤層次與相同疏伐處理下不同採樣時間之間的顯著差異變化(p<0.05)。
#:四次採樣的平均值。
2005-04 2005-06 2006-02 2006-04
2005-04 2005-06 2006-02 2006-04
-750
2005-04 2005-06 Date 2006-02 2006-04
-750
Anc (umol(+)/L)Anc (umol(+)/L)Anc (umol(+)/L)
圖33 相同疏伐度處理下不同土壤深度之酸中和能力(µmol(+)/L)的變化
(九)價數平衡(Charge balance, CB)
不同於酸中和能力(ANC)，價數平衡的計算方式為將所有測得的 陽離子(陽離子當量濃度總量)減去所有測得的陰離子(陰離子當量濃度 總量)(磷酸根離子除外)，依此探討不同處理之間土壤溶液中陰陽離子 總量的變化。價數平衡(CB)可表示如下：
價數平衡(CB)＝2[Ca]＋2[Mg]＋[K]＋[Na]＋[NH4]＋2[Fe]＋
3[Al]＋2[Mn]＋4[Si]－[Cl]－[NO3]－2[SO4] (9) 四次監測結果指出：三個土層的結果皆相同，處理間無統計上顯 著差異(表 43)。另外，三個土層之價數平衡隨時間的變化曲線(圖 34) 與酸中和能力類似，2005/04 之值最低，依然是受到高含量氯離子的影 響；2006/04 之值最高，因為此時土壤溶液中包括鐵、鋁、矽與銨根離 子的濃度都有明顯的增加，以及氯離子濃度的驟減，提高了價數平衡 值，亦即土壤中有相對較多的陽離子存在。
四次監測時間平均值的結果：處理間皆無顯著差異。與酸中和能 力不同的是，價數平衡值皆為正值。0-10 cm 土層中，處理間以 25%疏 伐處理區之值相對較高，對照組最低(圖 35)；10-20 cm 土層對照組最 高，40%疏伐處理區之值相對較低；20-30 cm 土層以對照組之值相對 最低，40%疏伐處理區最高。由個別離子的含量可知，0-10 cm 土層中，
25%疏伐處理區之鹽基陽離子、銨根離子、鋁、錳及矽含量相對高於 40%疏伐處理區，我們推測在 25%疏伐處理區表層土壤的礦化作用較 盛行(因此釋出較多銨根離子與鋁及矽離子)，加上較強烈的淋洗作用，
因此25%疏伐處理區之價數平衡值相對較高；對照組相對最低的原 因，應該是由於土層中含有較高量的陰離子，而陰離子的留存是因為 土壤淋洗作用不盛行的結果。
10-20 cm 土層中，可能由於對照組之鐵、鋁與矽離子含量較高於
兩種疏伐處理，因此計算所得之價數平衡值相對最高，此結果也表示 對照組之10-20 cm 土壤的礦化作用較盛；兩種疏伐處理間的平均值差 異不大，可能因為40%疏伐處理區之陰離子含量較高於 25%疏伐處理 區，因此價數平衡值相對較低。再往下層(20-30 cm)，隨疏伐度提高，
價數平衡值也略為遞增，40%疏伐處理區之值相對最高，可能因為鹽 基陽離子含量相對較高與陰離子相對較低造成的結果，此現象也說明 了因疏伐處理後淋洗作用增加，陰離子與陽離子皆被洗出土層，高疏 伐度之下，因伐除較多林木可能使得林木根群吸收的養分量相對減少，
上層土壤溶液中的養分沒有被即時吸收，也相對提高了養分淋洗量。
雖然對照組之陽離子總量相對較高，但陰離子總量相對也最高與鹽基 陽離子量相對最低，因此對照組之價數平衡值相對最低，我們推測在 對照組相對較酸的土壤環境中，養分的分解與礦化程度雖然較高，但 也造成帶負電荷的環境，加速陰離子的向下洗入；而多量的鹽基離子 在釋放之後可能被密集的根群快速的吸收，也迅速減低其在土壤溶液 中的含量。
表43 不同疏伐度處理後價數平衡(µmol(+)/L)隨時間之變化*
2005/04 2005/06 2006/02 2006/04 Mean# 0-10 cm
0% -320±189(59) aB 189±804(425) aAB 683±262(38) aA 854±118(14) aA 352 a 25% -333±183(55) aB 79.8±266(333) aB 1185±658(56) aA 908±269(30) aA 460 a 40% -254±310(82) aB 108±153(142) aB 791±199(25) aA 1039±420(40) aA 421 a 10-20 cm
0% -210±118(59) aB -63.9±51(81) aB 1201±640(53) aA 1330±174(13) aA 567 a 25% -119±92(78) aB -140±165(118) aB 970±525(54) aA 1209±477(39) aA 480 a 40% -150±117(78) aB -34.5±75(216) aB 915±751(82) aA 1151±534(46) aA 471 a 20-30 cm
0% -124±69(56) aB -2.83±24(863) aAB1019±1151(113) aA 999±565(57) aA 473 a 25% -67.4±49(73) aB -24.9±89(360) aB 928±460(50) aA 1170±364(31) aA 502 a 40% -103±89(87) aB -28.5±60(212) aB 1029±1221(119) aA 1163±263(23) aA 515 a
*: Mean±SD；括號內的數字表示變異係數百分比(CV%)；小寫的英文字母代表相同採樣 時間與相同土壤層次中不同疏伐度處理之間的顯著差異變化(p<0.05)；大寫的英文字 母代表相同土壤層次與相同疏伐處理下不同採樣時間之間的顯著差異變化(p<0.05)。
#:四次採樣的平均值。
2005-04 2005-06 2006-02 2006-04
2005-04 2005-06 2006-02 2006-04
-500
2005-04 2005-06 2006-02 2006-04
-500 Charge balance (umol(+)/L)Charge balance (umol(+)/L)
圖34 相同疏伐度處理下不同土壤深度之價數平衡(µmol(+)/L)的變化
Sum of cations (umole/L)
Sum of anions (umole/L)
0 100 200 300 400 500 600 700 800
五、相關性分析
以皮爾森相關係數(Person’s correlation coefficients)分別分析三種疏伐 度處理之下三個土層中，包括氣候因子(降雨量與溫度)、土壤性質(鮮土水 分含量、土壤pH 值、土壤有機碳含量、土壤全氮量)與土壤溶液性質(pH 值、
可溶性有機碳、個別離子含量與總離子含量等)相互間之相關性。