土壤樣體之微形態特徵

為探討淋澱土內有機物、鐵、鋁及黏粒在土層中移動的情形，以下將分別說 明三個土壤樣體在所選定層間之微形態特徵所觀察的現象、描述及鑑定。

土壤樣體 1501

由土壤樣體所採集之土壤薄切片觀察發現，漂白層(E)中的土壤基體(soil groundmass)主要以不同大小之礦物粒子緊密堆積而成，稱為該土體之骨骼粒子，

以白色的石英為主的粗顆粒礦物粒子(coarse mineral fragments)，伴隨其他多種原生 礦物(圖二十八、a)。在正交偏光之視野下可以依靠不同晶格組成之礦物，再經過 折射後的顏色差異進而判斷，因此土壤構造多以骨骼粒子離析物(skelseopic)為主。

顆粒間孔隙較不明顯，且多數礦物粒子表面並無披覆體(圖二十八、b)。孔隙則被 髓質物質所填，由於洗出作用強烈，因此在該層黏粒表現少，在平面偏光下顯示，

土體的微構造(microstructure)主要以緊密(compact grain)及薄膜 (pellicular grain)的 構造，由此亦可說明該層之總體密度大致較其他土層高。土層中存在少部分之土 壤孔隙，屬於簡單型填集孔隙(simple packing voids)，同時孔隙中亦有微量暗黑色 粒子(dark pellets)，此為殘留於該層之黑色腐植質或有機物粒子。土壤組態透過粗 細粒子相對分布態(c/f relative distribution)描述呈現”穴藏的(enaulic)”，整體來說，

漂白層屬於土壤物質之洗出層，對黏粒與陽離子而言屬於耗竭(depletion)之區域，

通常不具有暗黑色粒子、龜裂的披覆體(cracked coating)、鐵結皮(ferrans)、有機物 結皮(organs)、黏粒結皮(argillans)等土壤特徵(pedofeatures)，顯示土層內大部分的 物質均已由土壤孔隙向下淋洗，僅剩少量殘留於孔隙周遭之物質。

取自於漂白層(E)和淋澱層具黏粒洗入特徵(Bhs/Bt)之間的薄切片，可觀察到大 量有機物、鐵與黏粒混合形成深褐色的髓質物質綿密的分佈於孔隙以及孔洞邊緣，

主要由等向性(isotropic)到弱的非等向性(antisotropic)之無定形有機物，延著孔隙從 上層向下淋洗，不均勻的分佈並覆蓋在土壤基體上，形成土層中有高濃度之有機 金屬錯合物澱積(圖二十八、c和d)。髓質物質亦有少量之黏粒存在而呈現黃褐色或 亮黃色，但以有機金屬錯合物較多，並不容易發現定位排列之黏粒。土層之微構 造以連結橋(bridged grain)、團粒狀(granular)、碎屑狀(crumb)、海綿狀(sponpy)等型 式，導致在土壤基體與洗入物質之相互作用上，會生成不規則排列之孔隙(voids)、

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

圖二十八、土壤樣體 1501 之微形態照片，線條長度為 0.25 mm: (a) 漂白層(E) PPL 40x；(b) XPL 40x；(c)漂白層/淋澱層過渡帶(E/Bhs/Bt) PPL 40x；(d) XPL 40x；(e)右側 20-30 公分處 PPL 40x；(f) XPL 40x。Q：石英，P：孔隙，

Chl：管隙，Ar：黏粒披覆體，OF：有機金屬披覆體，PM：原生礦物 Fig. 28. Microphotograph of soil pedon 1501. Lengths of bar are 0.25 mm;(a) E horizon.

Plane polarized light, 40x, (b) Cross polarized light, 40x; (c) E/Bhs/Bt horizon. Plane polarized light, 40x, (d) Cross polarized light, 40x; (e) Right side 20-30 cm. Plane polarized light, 40x, (f) Cross polarized light, 40x; Q: quartz, P: pore, Chl:channel, Ar:

argillan, OF:organo-ferran, PM: primary mineral

Q

Ar PM

P

Ar Q

OF

Chl

OF

空洞型(vughs)、管隙(channels)及腔隙(chambers)等土壤孔隙。在土壤孔隙周圍可以 發現大量有機物金屬錯合物，以黑色有機粒子的型態，自上層土壤中洗入，而逐 漸溶解覆蓋在土壤基體上方或其周圍，形成暗黃色之披覆體。另外有少量黏粒覆 蓋於土壤基體，因此認為在本土層有黏粒洗入特徵，在100倍的視野下可以觀察到 粗顆粒石英粒子表面包覆著暗黃色之有機金屬錯合與一層薄黏粒膜。土壤基體粗 細顆粒間的相對分佈，以披裹的(chitonic)及聯結的(gefuric)為主。在土壤特徵上則 以有機粒子、有機-鐵披覆體及少量之黏粒膜表現。

在20至30公分處的土壤薄切片中，主要代表的是鐵、鋁與有機物澱積的土層，

可以觀察到大量的被有機金屬錯合物披覆的土壤基體，其主要之土壤微構造為碎 屑狀、團粒及混合式(complex)等，同時具有不規則之孔隙，在孔隙與孔洞周圍也 可觀察到少量洗入黏粒膜，但這些黏粒膜之雙折性較一般黏聚層中黏粒膜較弱，

以致於較不清楚(圖二十八、e和f)。此層中並無法明顯將黏粒洗入帶與有機金屬錯 合物洗入帶完全區分，僅觀察到洗入程度差異，由正交偏光視野下即可看到，黏 粒出現在不具有機物洗入之區域，係為本層之特色。紅黑色淋澱層之土壤特徵主 要由上層的暗黑色粒子，因低pH及有機酸影響使土壤有機質大量溶解，鐵和鋁由 礦物中釋出，兩者結合形成黑色或紅黑色之粒子，透過大量降雨淋洗至下方土層，

便在土壤基體邊緣或其上方溶解沉澱，進而形成 (劉禎祺，2004)。而黏粒則是透 過孔隙隨淋洗向下，在土壤基體上聚積(黏粒膜)，同時亦有與鐵結合形成黃棕色之 鐵-黏粒(ferri-argillans)形成披覆體，或者有機-鐵-黏粒洗入(infillings)的微形態，因 此在土壤基體粗細粒子間的相對分佈，同樣呈現包裹的及聯結的排列方式。整體 而言，土壤樣體1501之微形態特徵顯示，在淋澱層中黏粒洗入作用可能先發生，

使得多數土壤基體表面有黏粒之披覆體，爾後在淋澱化作用下，有機金屬錯合物 再次覆蓋於上方。

土壤樣體 1502

本土體由質地分析資料顯示屬於黏粒含量較高之土壤剖面，在12到20公分之 漂白層(E1)中，土壤物質並未完全洗出，土壤孔隙尚殘留暗色有機物粒子、有機金 屬錯合物及黏粒，剩餘部分仍以洗出漂白層形態特徵為主(圖二十九、a)。由不同

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

圖二十九、土壤樣體 1502 之微形態照片，線條長度為 0.25 mm:(a)漂白層(E1) PPL 40x；(b) XPL 40x；(c)右側黏聚層(Bt1-R) PPL 100x；(d) XPL 100x，

線條長度為 0.1 mm；(e)右側黏聚層(Bt1-R) PPL 40x；(f) XPL 40x。Q：

石英，P：孔隙，Chl：管隙，Ar：黏粒披覆體，OF：有機金屬披覆 體，PM：原生礦物。

Fig. 29. Microphotograph of soil pedon 1502. Lengths of bar are 0.25 mm;(a) E1 horizon. Plane polarized light, 40x, (b) Cross polarized light, 40x; (c) Bt1-R horizon. Plane polarized light, 100x; (d) Cross polarized light, 100x, Lengths of bar are 0.10 mm; (e) Bt1-R horizon. Plane polarized light, 40x, (f) Cross polarized light, 40x; Q: quartz, P: pore, Chl:channel, Ar: argillan, OF:organo-ferran; PM: primary mineral

Q

P

PM

Ar OF

OF

Q

Ar OF

P

Ar

大小之礦物粒子所緊密堆積而成的土壤基體，土層的孔隙稍微多，屬於簡單型填 集孔隙與空洞型且被細物質所填充，土體之微構造以緊密及薄膜的構造，土壤組 態透過粗細粒子相對分布態描述呈現穴藏的。

下方20到27公分處之E2層，其土壤基體主要由較小之礦物粒子緊密堆積而成，

無明顯得粒間孔隙，顯示該層中土壤主要由黏粒、坋粒及少量之砂粒等礦物粒子 構成，石英及其他原生礦物鑲嵌在其中。與上層E1微構造相比，以整塊狀與亞稜 角塊狀為主，其表現出土壤物質大量被洗出，使得該土層有較多的礦物粒子與石 英，同樣形成多數粒子相互緊密排列產生的簡單型填集孔隙，從圖上來看有管隙 出現，其周圍的土壤物質受淋洗作用直接向下層移動，鮮少發現有機物、鐵及黏 粒的分佈，因此土壤特徵屬於耗竭之區域，且由於該土層孔隙較稀少，植物根系 穿透及生長較困難。土壤組態呈現穴藏的粗細粒子相對分布態。

觀察25-38公分處Bhs/Bt層之土壤薄切片微形態，土壤中的孔隙黏粒洗入較多，

髓質物質多以無定形有機物、鐵與黏粒充分混合，形成暗色或黃色粒子填充在土 壤機體上。呈現密集型、連結橋、團粒狀與混合型等之土壤微構造；進而形成有 機物披覆體、有機物-鐵披覆體與黏粒-鐵披覆體之土壤特徵，而在石英及原生礦物 上有發現定位排列之黏粒，孔隙與孔洞周圍也可觀察到少量洗入黏粒膜，但這些 黏粒膜之雙折性較一般黏聚層中黏粒膜較弱，以致於較不清楚，推測黏粒洗入在 此土體中會先發生，淋澱化物質再向下移動覆蓋。土壤基體粗細顆粒間的相對分 佈以包裹的及聯結的為主。

在土壤樣體32到40公分處，位於E2邊界破裂區右側的Bt1，在現地土壤顏色方 面具有機物洗入染色之現象，透過微形態觀察(圖二十九、c和d)，可發現到有機物、

鐵與黏粒混合形成深褐色的髓質物質分佈於孔隙以及孔洞邊緣，無定形有機物延 著孔隙從漂白層向下淋洗，不均勻的分佈並覆蓋在土壤基體上，造成土層中有稍 高濃度之有機金屬錯合物澱積。然而該層的土壤形態上判斷為黏聚層，透過圖c觀 察其髓質物質主要以大量黏粒與鐵複合物的存在，造成土壤顏色呈現黃褐色或亮 黃色。土層之微構造以粒間管隙(intergrain channel)、緊密狀與混合型式，較多不規 則排列之孔隙(voids)、空洞型(vughs)、管隙(channels)及腔隙(chambers)等土壤孔隙。

在正交偏光下放大100倍之管隙中出現黏粒膜，且可清楚觀察到粗顆粒石英粒子表

面包覆著一層洗入之黏粒膜，而在黏粒膜外又被一層薄有機質與鐵物質包覆。因 此由本層有石英顆粒被包埋於髓質物質中之現象，在粗細粒子相對分佈態則以濃 髓質包裹粗粒的(porphric)土壤組態。

Bt2之微形態顯示，在整個土壤微形態上，以黃棕色髓質物質遍布於土壤基體 上，土壤基體由細密礦物以結晶性組構(crysrallitic b-fabric)為主，有機物含量稀少，

孔隙中大多由黏粒與鐵之複合物為主，對此土壤微構造則是碎屑狀，粒間管隙及 亞稜角狀，粗細粒子相對分佈態由黏粒組成單晶的(Monic)。該層內淋澱化作用之 特徵缺乏，顯示在本土體深層位置土壤化育作用倚賴黏粒洗入為主要。

土壤樣體 1503

漂白層(E)與淋澱層(Bhs/Bt1)過渡層中的土壤基體(soil groundmass)主要以不 同大小之礦物粒子緊密堆積而成，同樣由白色的石英為主的粗顆粒礦物粒子，伴 隨其他多種原生礦物。顆粒間孔隙較不明顯，孔隙多被髓質物質所填，由於洗出 作用在交界處有些減緩，雖然多數礦物粒子表面並無披覆體，但在該層黏粒表現 於孔隙中，與有機物和有機金屬錯合物形成髓質物質，在平面偏光下顯示，土體 的微構造主要以緊密及薄膜的構造(圖三十、a和b)。土層中存在少部分之土壤孔隙，

屬於簡單型填集孔隙。在漂白層與淋澱層過渡層中，推測該區域屬於淋澱化物質 的沉澱堆積區域，也就是在於E層下方之淋澱層處，因此在孔隙中出現大量微量暗 黑色粒子，此為該層之黑色腐植質或有機物粒子(圖三十、b)。從孔隙中黏粒與有 機物的分佈能發現在土層中有定位排列之現象，推測物質由右下角向左上角洗入。

土壤組態描述粗細粒子相對分布態呈現”穴藏的”，對於過渡層的土壤微形態觀察，

可以看到屬於上方土壤物質之洗出層的微形態特徵，對黏粒、有機物與陽離子而 言為耗竭(depletion)之區域，此外在某些地區開始出現物質沉澱堆積越盛的現象，

可以看到屬於上方土壤物質之洗出層的微形態特徵，對黏粒、有機物與陽離子而 言為耗竭(depletion)之區域，此外在某些地區開始出現物質沉澱堆積越盛的現象，