台灣火山灰土壤之相關研究

台灣北部屬於亞熱帶氣候區，而灰燼土主要分佈在大屯火山群，過去研究發現 在不同的地形及氣候下可能轉變為弱育土、極育土、氧化土，而研究指出在陽明 山國家公園內並沒有發現氧化土風化程度極高的土綱(Tsai and Chen, 2011)。園區內 的土壤研究大多集中於七星山、大屯山、磺嘴山等步道較健全之地，對於百拉卡 公路、陽金公路以北之未開發步道、軍事重地的地區之土壤研究甚為缺乏。而近 年更致力於建立土壤–地形分佈模式，依據相似環境或相似的地形來預測園區內無 法調查的區域，推估可能的土壤類型(土綱) (蔡呈奇等人，2008)。時至今日的發展，

土壤發生模式雖能在調查點較為詳盡的地區建立準確的預測，但在調查點未詳盡 的區域，對於土壤的邊界卻有一大的挑戰，終究不能完全脫離傳統的土壤調查方 式(蔡呈奇，2002)。時至今日陽明山國家公園內的調查點數目約有 130 個土壤樣體，

而園區內的土壤分佈狀況主要受到母質、氣候及地形影響，其中氣候影響甚大，

研究結果簡述如下。

一、環境因子對園區土壤的性質與分佈

為了探討不同母質及海拔對土壤形態、物理、化學、礦物組成和土壤分類的影

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現由火山碎屑岩和兩輝安山岩所化育的土壤為灰燼土或弱育土，而玄武岩所化育 的土壤為膨轉土。6 種不同母質化育之土壤的黏土礦物組成差異不大，化育自火山 碎屑岩和兩輝安山岩的土壤化學組成受氣候及地形影響甚大。在園區東北部海拔 500–600 公尺地區為極育土，在南部 200–500 公尺地區為弱育土及灰燼土，西北部 小於400 公尺地區為極育土。

為了探討灰燼土的性質及環境因子對土壤性質及分類的影響，1990 年代開始 在七星山、大屯山、紗帽山、面天山進行研究，黃政恆(1990)、黃政恆與陳尊賢(1990，

1991，1992，1993，1994)、余東峰(1995)及 Chen et al. (1999)在七星山東北側、七 星山北側及紗帽山東北側、大屯山東北側、大屯山的西南側與面天山之間及面天

al. (2001)在磺嘴山地區選擇 3 個代表性土壤樣體，研究發現在高溫多雨及東北季 風吹拂的氣候環境下，土壤受到高強度風化作用，使得土壤具有低pH 值、低鹽基 飽和度及大量的可交換性鋁的特性，由於土壤受到強烈風化的影響，已逐漸喪失 火山灰土壤性質，雖仍具有火山灰土壤性質但在分類上已為弱育土，其亞類的名 稱為灰燼型低鹽基濕潤弱育土(Andic Dystrudepts)，從物理、化學及礦物性質上看 出磺嘴山的灰燼土已有過渡化的情形。此外在柳子楠的兩個土壤樣體，同樣受到 東北季風強烈的影響，土壤也轉變為弱育土(Asio and Chen, 1998)。蔡呈奇(2002) 也指出氣候對於園區內的土壤化育有強烈的影響，在東北季風迎風面的地區受到 強風吹拂與多雨的情形下，灰燼土易轉變為其它土綱。此外，蔡呈奇(2002)也依據 截線路徑在大屯山與七星山的研究範圍選擇土壤樣體，利用地理資訊系統及地域 分析並依據質地剖面與土壤分類的關係推導出陽明山國家公園內的火山灰土壤可 概略區分為11 個土系。

陳尊賢等人(2002)及高政毅(2003)在陽明山國家公園進行之地形土序及其化育 作用的研究，沿大屯山至三芝或至淡水的地形土序中選擇代表性土壤樣體，探討 灰燼土過渡至弱育土、再轉變成極育土的過程。研究發現，在相同安山岩母質下，

由於氣候及地形變化，經長時間的化育作用後，可發現明顯由灰燼土(Andisols)化 育生成弱育土(Inceptisols)，再繼續化育生成極育土(Ultisols)之證據，研究區域的地 形土序的變化為：簡育濕潤灰燼土(Hapludands，海拔高度大於 700 公尺)–灰燼型 低鹽基濕潤弱育土(Andic Dystrudepts，海拔 440–700 公尺)–典型低鹽基濕潤弱育 土(Typic Dystrudepts，海拔 100–440 公尺)–典型厚育濕潤極育土(Typic Paleudults，

海拔小於100 公尺)。在灰燼土與極育土之間土壤的過渡化育作用，包括總體密度 明顯上升、無定形物質減少、磷酸根吸持度降低及黏粒含量增加等現象。隔年，

陳尊賢等人(2003)利用土壤水分的萃取與分析，研究發現，灰燼土與極育土之土壤 水分含量受東北季風的影響較大，而弱育土則因為土壤樣體所在的位置受到地形 的屏障，降低了東北季風所帶來的雨量。土壤溶液中鐵離子的濃度可能可以作為 此地形土序中三種土綱(灰燼土、弱育土與極育土)化育作用的指標因子之一。

Tsai et al. (2010)為了研究氣候環境對於土壤化育的影響，沿著氣候土序，於大

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高含量有機質與無定形礦物累積，在此情況下土壤可以化育成灰燼土，並具有黑 瘠表育層(umbric epipedons)；相較之下，低海拔(小於 300 公尺)溫度及雨量皆有顯 著改變，促進有機質分解，在此情況下火山灰性質已然消失，無定形礦物風化， 鋁＋1/2 鐵含量(3–6%)符合火山灰土壤性質(andic soil properties)，屬於灰燼土綱，

高有機碳(大於 6%)且符合 Melanic Index 要求(小於 1.7)，為典型烏黑濕潤灰燼土 (Typic Melanudand)。Dhx 樣體化育時間長，經過劇烈的風化及淋洗作用已不具火 山灰土壤性質，化育成弱育土或極育土受地形與氣候影響，300 公尺以上地區風化 程度高、淋洗作用強烈，土層厚、有黏粒聚積層及低鹽基飽和度等特性，屬於典 型厚育濕潤極育土(Typic Paleudults)。300 公尺以下地區土壤不具上述特性，但也 不符合火山灰土壤特性標準，屬於具火山灰特性的低鹽基濕潤弱育土(Andic