2006 年 3 月至 2007 年 3 月的研究期間，碳留存率隨時間的變動幅 度大(73-115%)。2006 年 3 月，所有疏伐處理的碳留存率皆呈上升的趨 勢(除了疏伐度 30%外) (100-110%)；2007 年 1 月後，各處理碳留存率大 多呈現減少的趨勢(74-111%)，至 2007 年 3 月的碳留存率為 74(疏伐度 38%) - 102%(疏伐度 30%) (圖 4)。枯落物碳分解速率常數為-0.02(疏伐度 30%，半衰期-41.12 yr) - 0.29 yr
-1
(疏伐度 38%，半衰期 2.40 yr) (表 5)。本研究在分解期間發現，碳留存率有重度疏伐最少，輕度疏伐其次，中 度疏伐最多的趨勢。
氮留存率變動幅度在分解期間比碳更大，範圍從 84-374%。處理間 隨分解時間增加的變化上有相似趨勢，2006 年 3 月的氮留存率皆增加 (106-146%)；但 2006 年 3 月後的氮留存率則開始下降，2006 年 5 月及 6 月降至各處理的最低氮留存率(84-91%)。2006 年 5-6 月後，各處理的 氮留存率快速增加，至2007 年 3 月各處理的氮留存率介於 212(疏伐度 53%) - 276%(疏伐度 38%) (圖 5)。枯落物氮分解速率常數為-0.71(疏伐度 53%，半衰期-0.90 yr) - -0.96 yr
-1
(疏伐度 38%，半衰期-0.66 yr) (表 5)。磷留存率變動幅度很大，範圍為89-493%。2006 年 3-6 月各處理的 磷留存率皆些微升高，2006 年 7-8 月各處理的磷留存率突然升高出現高 峰(331-493%)，隨後又下降但比分解前 4 個月的磷留存率高。2007 年 3 月各處理的磷留存率皆緩慢升高至 177(疏伐度 28%) - 361%(疏伐度 53%) (圖 6)。枯落物磷分解速率常數為-0.97(疏伐度 28%，半衰期-0.72 yr) - -1.45 yr
-1
(疏伐度 53%，半衰期-0.48 yr) (表 5)。本研究中，磷留存率在 分解期間有中度疏伐最少，輕度疏伐其次，重度疏伐最多的趨勢。鉀留存率在分解 12 個月後皆呈現下降的趨勢，研究期間的變動範 圍介於23-239%。分解前 3-4 個月，大多數處理的鉀留存率皆下降；2006
年 7-8 月大部份處理的鉀留存率出現上升的現象(疏伐度 25%例外)，有 4 個處理的鉀留存率超過 100%，分別為疏伐度 0% (103%)、疏伐度 33%
(239%)、疏伐度 37% (141%)及疏伐度 53% (162%)。2007 年 3 月各處理 的鉀留存率為25(疏伐度 25%) - 87%(疏伐度 38%) (圖 7)。枯落物鉀分解 速率常數為1.31(疏伐度 25%，半衰期 0.53 yr) - 0.13 yr
-1
(疏伐度 38%，半衰期5.38 yr) (表 5)。本研究分解期間的鉀留存率，有重度疏伐最多的 趨勢。
鈣在植物體中大部分以游離態及結晶態的組合存在葉部，屬於必需 元素。鈣留存率在研究期間的變化從 6-366%。2006 年 3-4 月的鈣留存 率幾乎在所有疏伐度皆略微下降(除了疏伐度 25%)，接著直至 2007 年 1 月的期間，所有疏伐度的鈣留存率皆上升超過100%，僅疏伐度 33%在 2006 年 8 月及 10 月以及疏伐度 53%在 2006 年 8-9 月下降至低於 100%，
尤其是疏伐度53%甚至下降至 6%。2007 年 3 月的鈣留存率在所有處理 皆呈下降的趨勢(除疏伐度 28%外)，介於 63(疏伐度 53%) - 210%(疏伐 度 33%)之間(圖 8)。枯落物鈣分解速率常數為-0.70(疏伐度 33%，半衰 期-0.99 yr) - 0.43 yr
-1
(疏伐度 53%，半衰期 1.60 yr) (表 5)，本研究分解 期間，有重度疏伐的鈣留存率最少，輕度疏伐其次，中度疏伐最多的趨 勢。鎂大部分存在於含葉綠素的器官，與鈣一樣屬於必需元素。鎂留存 率在研究期間的變化從 96-620%。各處理的鎂留存率在 2006 年 3-4 月 皆些微下降至低於 100%(除了 2006 年 3 月的疏伐度 30%)，2006 年 4 月後各處理的鎂留存率皆明顯升高且超過100%。2007 年 3 月各處理的 鎂留存率範圍為193(疏伐度 28%) - 324%(疏伐度 33%) (圖 9)。枯落物鎂 分解速率常數為-0.62(疏伐度 28%，半衰期-1.12 yr) - -1.12 yr
-1
(疏伐度 33%，半衰期-0.62 yr) (表 5)。本研究在分解期間，枯落物氮留存率增加的現象與大部分文獻的結 果相似。美國密西根州北方美國紅橡木及美國赤松林分內，枯落物氮濃 度在分解期間皆增加，可能是因為分解期間微生物或非微生物的礦化作 用及大氣氮沉降而增加。此外，菌類活性也被認為是枯落物氮增加的主 要原因；紅橡木葉片及赤松針葉中磷濃度的增加很難解釋，可能由於淋 溶或微生物轉化而使磷從分解袋外位移並固定在分解袋枯落物內(Kim et al., 1996)。肯氏南洋杉枯落物重量、鉀、鈉及水溶性酚類在分解初期 迅速減少，接著當枯落物氮、磷、錳及木質素濃度增加時為分解延緩期，
而新鮮枯落物氮淨滯留可高至1-3 年(Bubb et al., 1998)。韓國中部日本 落葉松造林地內，氮在分解作用前 12 個月先逐漸釋放後再隨研究期間 穩定累積(Son et al., 2004)。
林國銓等人(2002)指出，一般綠葉分解時，分解初期因淋溶作用會 釋出氮，接著會因淨生物固定作用(net bio-immobilization)而增加，最後 再因礦化作用(mineralization)發生淨流出現象。枯落物分解過程初期，
氮、磷含量一般會逐漸升高，主要是由於枯落物重量損失快於養分釋放 速率，且若枯落物原始養分含量低，分解初期還會先從環境中固定養分 (李志安等人，2004)。洪淑芬(2003)認為氮、磷及硫濃度會隨分解時間 增加而增加可能與生物固定現象有關，而鈣、鐵及錳濃度則可能是因為 不易受淋溶作用淋失。廖駿豪(2006)指出，碳、氮及磷留存率先減後增 的可能原因除了微生物的固定化作用外，也可能為枯落物吸收大氣中的 氨、穿落水及昆蟲的糞便所致；鈣為細胞壁中重要的結構之ㄧ，屬於不 易釋出的元素；鉀的移動性高，不易與有機物結合成複合物，因此容易 因淋洗作用而釋出。
本研究分解袋內枯落物的養分元素留存率在分解 12 個月期間，大 多呈現高於100%，可能有以下幾點可能原因：
1.土壤表面分解袋內的枯落物經由分解後，植體結構變得鬆散，容 易造成養分在枯落物內聚積。
2.分解初期，有機物分解並發生養分元素淋溶，此淋溶對本研究使 用的高養分鮮綠枯落物十分重要。但由於微生物作用，某些主要 養分會呈現淨增加，這是因為養分元素的固定與淋溶雖然同時發 生，但固定量與淋溶量並不平衡所造成(劉興旺與郭幸榮，1993；
林國銓等人，2002)。
3.針葉含較多頑抗化合物(recalcitrant compound)且養分含量少，分解 較闊葉樹葉片緩慢。Kainulainen and Holopainen (2002)指出針葉 枯落物內的二次有機化合物降解緩慢，針葉脫落許多年後仍可能 對分解生物有影響。
4.從林地帶回的分解袋內有許多的菌絲附著於針葉材料上，當分解 袋外的養分濃度高於分解袋內針葉的養分濃度時，菌絲會將養分 從濃度高往濃度低位移(Chadwick et al., 1998; Kainulainen and Holopainen, 2002)。由於本研究樣區為針闊葉混合林，但分解袋 內的材料僅為柳杉針葉，因此在分解期間，林地內其他的闊葉樹 葉片分解速率一般較分解袋內的柳杉針葉快，且未受分解袋侷限 的柳杉針葉經過較大型生物的破碎作用，分解速率會比分解袋內 的針葉快，可能因此造成林地分解出的較高養分元素經過菌絲位 移並留存在分解袋的柳杉針葉中。
5. Kainulainen and Holopainen (2002)指出分解作用期間，針葉枯落物 中氮及磷的增加絕對量可能是由於菌類生物量的增加所造成。
碳、氮及磷留存率先減後增的可能原因除了菌類生物量增加及微 生物的固定化作用外，也可能為枯落物吸收大氣中的氨、穿落水 及昆蟲的糞便所致(洪淑芬，2003；廖駿豪，2006)
6.分解袋內除了會出現菌絲附著外，也會有許多草本植物及苔蘚類 附著於分解袋的針葉內或分解袋的表面，降雨時這些草本植物及 苔蘚類容易將雨水從林冠淋洗出養分離子吸收並經凋落分解再 釋放，分解袋內枯落物部分養分含量可能由這些草本植物及苔蘚 類提供。
7.雖然分解期間養分留存率隨時間有時會增加至 300%以上，但因為 枯落物內養分絕對值較低，實際絕對值的增加量沒有很高(Bubb et al., 1998)。
圖 4 2006 年 3 月至 2007 年 3 月不同疏伐處理下枯落物碳留存率(%)的變 化
Fig. 4 Changes of litter C remaining mass (%) for the different thinning treatments during March 2006 to March 2007.
25%
C remaining mass %
28%
C remaining mass %
0%
C remaining mass%
30%
C remaining mass %
33%
C remaining mass %
37%
C remaining mass %
38%
C remaining mass %
53%
C remaining mass %
圖 5 2006 年 3 月至 2007 年 3 月不同疏伐處理下枯落物氮留存率(%)的變 化
Fig. 5 Changes of litter N remaining mass (%) for the different thinning treatments during March 2006 to March 2007.
25%
N remaining mass (%)
28%
N remaining mass (%)
0%
N remaining mass (%)
30%
N remaining mass (%)
33%
N remaining mass (%)
37%
N remaining mass (%)
38%
N remaining mass (%)
53%
N remaining mass (%)
圖 6 2006 年 3 月至 2007 年 3 月不同疏伐處理下枯落物磷留存率(%)的變 化
Fig. 6 Changes of litter P remaining mass (%) for the different thinning treatments during March 2006 to March 2007.
25%
P remaining mass (%)
28%
P remaining mass (%)
30%
P remaining mass (%)
33%
P remaining mass (%)
37%
P remaining mass (%)
38%
P remaining mass (%)
53%
P remaining mass (%)
0%
P remaining mass (%)
圖 7 2006 年 3 月至 2007 年 3 月不同疏伐處理下枯落物鉀留存率(%)的變 化
Fig. 7 Changes of litter K remaining mass (%) for the different thinning treatments during March 2006 to March 2007.
25% 2006/12
2007/1 2007/2
2007/3 Time
K remaining mass (%)
28%
K remaining mass (%)
0% 2006/12
2007/1 2007/2
2007/3 Time
K remaining mass (%)
30%
K remaining mass (%)
33%
K remaining mass (%)
37%
K remaining mass (%)
38%
K remaining mass (%)
53%
K remaining mass (%)
圖 8 2006 年 3 月至 2007 年 3 月不同疏伐處理下枯落物鈣留存率(%)的變 化
Fig. 8 Changes of litter Ca remaining mass (%) for the different thinning treatments during March 2006 to March 2007.
25%
Ca remaining mass (%)
28%
Ca remaining mass (%)
0%
Ca remaining mass (%)
53%
Ca remaining mass (%)
38%
Ca remaining mass (%)
37%
Ca remaining mass (%)
33%
Ca remaining mass (%)
30%
Ca remaining mass (%)
圖 9 2006 年 3 月至 2007 年 3 月不同疏伐處理下枯落物鎂留存率(%)的變 化
Fig. 9 Changes of litter Mg remaining mass (%) for the different thinning treatments during March 2006 to March 2007.
25%
Mg remaining mass (%)
28%
Mg remaining mass (%)
0%
Mg remaining mass (%)
30%
Mg remaining mass (%)
33%
Mg remaining mass (%)
37%
Mg remaining mass (%)
38%
Mg remaining mass (%)
53%
Mg remaining mass (%)
二、不同疏伐度下土壤物理化學性質的變化