第四章 結果與討論
4.2 土壤樣體之物理性質
研究區土壤樣體之物理性質，以下分別說明土壤總體密度與質地之特性(表 四)。
1.總體密度
土壤樣體總體密度採集方式皆以圓筒法，利用定體積100 cm3之土環(core)取得，
在母質層部分含有多量碎石並未進行採集，三個土壤樣體之總體密度依剖面深度，
除表層混合有機質層較為鬆散外，隨著深度向下其值逐漸減低，土體內以漂白層 之總體密度較高，其平均在1.3至2.0 Mg/m3，主要係因洗出作用，導致除了矽酸鹽 及原生礦物外，其餘陽離子和有機質等多已被淋洗至下方，造成僅由不同大小礦 物粒子形成緊密堆積之土壤構造，孔隙較不明顯。在表層方面則主要來自地表植 物所提供之枯枝落葉分解生成之碎屑，提高土壤中孔隙度，因此在0.4 Mg/m3左右；
淋澱層(Bhs/Bt)則因為有高度分解之植物殘體、細土壤顆粒和鐵或鋁混合形成黑色 團粒，鬆散的在土壤孔隙間，而在總體密度上較低，對於淋澱化作用有明顯幫助。
另外在土壤樣體1502的Bt和Bhs/Bt層中，總體密度有上升之情形，推測因為物質洗 入作用之現象發生，主要可能以黏粒含量增加導致孔隙或孔洞被填充。
2.土壤質地
在阿里山地區三個土壤樣體中，從分析結果發現，粗略可將質地分為兩種等 級，土壤樣體1501與1503為砂質黏壤土，而土壤樣體1502則為黏質壤土，各土體 中漂白層的黏粒含量較低，而在Bhst層或Bt層較高，顯示該地區土壤在下層黏粒含 量有增加之趨勢，整個變化過程有利淋澱化作用將淋澱化物質向下洗入澱積(表四)。
土壤樣體1502黏粒含量為最高，與母質組成分有相關，其土體E層底下之黏粒含量 平均在400 g/kg以上，更加確定本樣體有黏粒洗出洗入作用，在土壤形態特徵及土 壤化學性質分析上，則沒有明顯淋澱化作用之現象，儘可能發生物質淋洗作用，
雖說黏粒洗入現象最為顯著，但黏粒洗入趨勢與地形間無法看出是否有相關，因 此黏粒洗入作用可能與地形及其他因子有相互影響。由於本研究區之母質以風化 後質地較細致之砂岩和頁岩為主，故其化育生成之土壤黏粒含量較高。而在土體 1501和1503中，其變質砂岩母質含量可能略多，故土壤中砂粒含量大約在500至600
g/kg左右，黏粒組成比例較小，屬於中到粗質地土壤。國外發現之淋澱土多以冰河 時期之冰磧石的碎屑物風化而來 (Schaetzl and Isard, 1996)，為粗質地之土壤，黏 粒含量一般在10 %以下，砂粒和坋粒含量相對較高，因此淋澱化作用旺盛，使得 有機鍵結之鐵鋁錯合物之洗入較容易。但是在臺灣高山森林土壤中，由於母質多 以板岩及頁岩，黏粒大致會在25 %以上 (林光清等人，1988；陳尊賢等人，1989；
劉禎祺等人，1994；李心儀，1995；林經緯，2000；劉禎祺，2004；邱春媚，2004；
Chen et al., 1995; Li et al.,1998a; 1998b; Liu and Chen, 1998a; 1998b)。與國外之淋澱 土相比之下，該土體雖然屬於粗質地土壤，但針對黏粒含量在層間的變化上，臺 灣淋澱土的生成環境仍明顯有不同之處，因此造就其生成機制會較複雜。就可能 原因來說，劉禎祺 (2004)指出山區土體化育初期或淋澱化作用剛開始時，黏粒會 以現地風化生成，而隨著淋澱化作用興盛，黏粒會有慢慢隨著土壤剖面向下移動 之情形。再者考量化學性質的部分，土體內確實有淋澱化物質的累積，因此認為 臺灣高山森林淋澱化土壤之生成過程，可能以有機鐵鋁錯合物、無機鐵鋁機體等 無定形物質，伴隨黏粒、黏粒鐵鋁複合物，一同進行淋澱化作用與黏粒洗入作用，
或者在時間上有先後發生的可能，促成此綜合性的化育機制 (Li et al., 1998a; Liu and Chen, 1998b)。
從砂粒分級來看，三個土壤的風化程度同樣可分為二個類型，土壤樣體1501 與1503風化程度較輕微，土壤樣體1502其風化程度最強，土壤生成時間最久。土 壤樣體1501略較1503風化程度更弱，其主要為中砂、細砂與極細砂，中砂含量尚 有細100 g/kg soil左右，細砂含量在372至672 g/kg soil之間，極細砂為含量在178至 550 g/kg soil之間，土壤剖面深度與風化程度沒有相關。土壤樣體1503則主要以細 砂與極細砂，細砂含量在669至769 g/kg soil之間，極細砂在214至336 g/kg soil之間，
多集中在細砂部分。而1502其砂粒主要以極細砂，在368至868 g/kg soil之間，輔以 細砂，95至410 g/kg soil之間，與母質之組成有相關。三個土壤樣體之極粗砂與粗 砂的含量極少，甚至沒有，與邱春媚 (2004)於祝山林道上採集之點位(9305)作比對，
1503該區域之質地與砂粒分級經過10年左右時間仍具一致性。
表四、三個土壤樣體之物理性質
Table 4. The physical properties of three soil pedons
-R: right side of pedon; -L: left side of pedon; Bhs/Bt: both have the characteristics of each horizon
§:l=loam; sl=sandy loam; cl=clay loam; scl=sandy clay loam; c=clay; sil=silt loam.
#:VC:2.00-1.00 mm; C:1.00-0.50 mm; M:0.50-0.25 mm; F:0.25-0.10 mm; VF:0.10-0.05 mm (Continued to next page)
Horizon Depth Total
Texture§ Bulk density Size class of sand#
Sand Silt Clay VC C M F VF
(cm) g/kg Mg/m3 g/kg soil
Pedon 1501 elevation：2460 m
Oe 0-10 635 262 103 sl 0.41 59 19 107 602 188 E 10-20 678 264 58 sl 1.97 1 10 108 643 231 Bt-R 20-30 507 147 346 scl 0.99 2 9 93 672 218 Bhs/Bt-R 30-45 543 188 269 scl 0.91 7 36 157 596 186 C-R 45-65 654 187 159 sl - 10 20 129 651 178 Bhs/Bt1-L 20-30 514 259 227 scl 1.06 0 7 85 630 233 Bhs/Bt2-L 30-45 509 206 285 scl 0.92 2 8 54 372 550 C-L 45-65 603 187 210 scl - 3 26 14 601 190 Pedon 1502 elevation：2480 m
A 0-12 422 420 158 l 0.36 0 12 13 282 681 E1 12-20 615 306 79 sl 1.43 2 2 7 232 748 E2 20-27 480 417 103 l 1.85 0 2 8 192 794 Bt1-R 27-38 253 313 434 c 0.81 14 10 11 95 868 Bhs/Bt-L 25-38 163 387 450 c 1.03 0 5 13 410 565 Bt2 38-60 195 332 463 c 1.14 18 65 25 307 560 C 60-80 215 393 392 cl - 93 61 62 400 368
表四(續)
Table 4. (Contiuned)
-R: right side of pedon; -L: left side of pedon; Bhs/Bt: both have the characteristics of each horizon
§:l=loam; sl=sandy loam; cl=clay loam; scl=sandy clay loam; c=clay; sil=silt loam.
#:VC:2.00-1.00 mm; C:1.00-0.50 mm; M:0.50-0.25 mm; F:0.25-0.10 mm; VF:0.10-0.05 mm.
Horizon Depth Total
Texture§ Bulk density Size class of sand#
Sand Silt Clay VC C M F VF
(cm) g/kg Mg/m3 g/kg soil
Pedon 1503 elevation：2329 m
A 0-20 664 239 97 sl 0.36 13 16 15 694 254 E 20-25 679 217 104 sl 1.27 0 2 9 769 214 Bhs/Bt1 25-35 568 202 230 scl 0.91 2 42 9 753 230 Bhs/Bt2 35-40 512 206 282 scl 0.68 0 2 9 669 316 C 40-45 584 213 203 scl - 1 2 8 750 235