土壤樣體分類

依 據 Soil Survey Staff (2014) 所 出 版 之 美 國 土 壤 分 類 系 統 第 十 二 版 (Soil Taxonomy)，其對淋澱土相關之定義如下：

“淋澱層(Spodic horizon)為一洗入層，厚度大於2.5公分，且不為耕犁層的一部 份，並含有85%以上之淋澱化物質(spodic materials)。而淋澱化物質之定義為是礦 質土壤物質，且不具有黏聚層或高嶺層全部特性，主要由洗入之活性無定形物質(如 有機物、鋁或有無鐵)所構成，並且需具備下列兩項特徵：

1.土水比 1:1 之 pH 值等於或小於 5.9，且有機碳含量等於或大於 0.6 %；且 2.具有下列一種或兩種特徵：

a.大於 50 %的土體上覆漂白層(E)，且在漂白層之下，濕潤時土壤顏色為：

(1)色彩為 5YR 或更紅；或

(2)色彩為 5YR，色值≦5，色度≦4；或

(3)色彩 10YR，或灰色，色值與色度均≦2；或 (4)顏色 10YR 3/1；或

b.漂白層有或無，且具有上列色彩之一，或色彩為 7.5YR，或土壤濕潤時色值

≦5，色度為 5 或 6，且具有下列一種或更多的形態或化學性質：

(1)大於 50 %的土體被有機物、鋁、有或無鐵所膠結，膠結部分的結持度為 分常緊密或較緊密的；或

(2)砂粒上有≧10 %的龜裂披覆；或

(3)Alo+1/2Feo≧0.5 %，且在其上之黑瘠表育層、淡色表育層或漂白層中含量，

僅為本層該數值之一半或更少；或

(4)ODOE 值≧0.25，且在其上之黑瘠表育層、淡色表育層或漂白層中含量，

僅為該數值之一半或更少。”

三個土壤樣體均屬於高度淋洗之強酸性土壤，本區除冬季之外，其餘時間降 雨量遠大於蒸發散量，因此在劇烈淋洗下造成低pH值、低鹽基(交換性鉀、鈉、鈣、

鎂離子)含量與低鹽基飽和度，而除了強烈淋洗外，土壤表層所覆蓋的有機質層，

同時提供大量有機酸的生成，使得鹽基更容易經淋洗液而流失。三個土壤樣體雖 地形位置、海拔高度與坡度變化有所不同，但均屬於強酸性土壤。

仔細觀察三個土壤樣體之形態特徵、理化性質與微形態，從淋澱層的土壤顏 色上判斷，土體1501與1502需要在上述2.b的條件下，藉由理化性質進行判斷，而 1503土體則明顯地符合2.a的條件。在土壤物理性質方面大致以土壤質地將三個土 壤樣體分成二類，第一類為土壤樣體1501與1503，此一土壤符合淋澱土的特性，

具有鬆散之淋澱層，且黏粒含量較少之種類，為砂質黏壤土。此類土壤在微形態 特徵不但有淋澱化物質存在，同時亦有黏粒移動之特性，透過土壤pH值在土層的 變化，能得知此類土壤表層有機物豐富，可提供大量有機酸，使之更加有利於黏 土礦物風化釋放出鐵、鋁，並與鐵、鋁形成有機錯合物一起向下移動。在選擇性 化學抽出的相關性分析中，此土壤樣體中之有機態鐵、鋁以及無定形態鐵、鋁較 第二類土壤高得到證明。另外Bhs層微形態特徵，可見大量有機物與鐵、鋁形成有 機態錯合物已經包覆在礦物粒子的表面或孔隙與孔洞中，顯示淋澱化作用為該土 壤樣體之主要土壤化育作用。因此在分類上土壤樣體1501，具淡色表育層，在土 壤形態上有明顯之漂白層與淋澱層，雖然淋澱層顏色為7.5YR 5/8，但其下方之黏 聚層及整體B化育層顏色在7.5YR 5/6，透過化學分析，其有機碳含量大於0.6 %，

Al_o+1/2Fe_o≧0.5 %且ODOE值大於0.5，綜合其結果將其分為簡育正常淋澱土 (Haplorthods)，由於土層內具有黏粒聚積之現象，在亞類上以極育型簡育正常淋澱 土(Ultic Haplorthods)。土壤樣體1503則從穩定生成之漂白層與淋澱層之形態特徵上 判斷，其淋澱層為黑棕色7.5YR 3/3，符合淋澱土診斷標準，且化學性質亦符合，

故將其分類為簡育正常淋澱土(Haplorthods)，在亞類上則是為典型簡育正常淋澱土 (Typic Haplorthods)，進一步到土族分類的部分，依照環境因子，取粒徑大小來看 屬於壤質，礦物表現為混合，溫度屬溫和，綜合得到分類結果為壤質混合溫和極 育型簡育正常淋澱土(Loamy, mixed, mesic, Ultic Haplorthods)。

第二類土壤為土壤樣體1502，此一土壤符合淋澱土的特性，但具有較黏之淋 澱層，且黏粒含量最多之種類，為黏土。此類土壤亦有淋澱化物質存在，但在黏 粒移動之特性較明顯，此外研究區土壤表層有機物豐富，可提供大量有機酸，使 之更有利於造成黏土礦物風化釋放出鐵、鋁，並由黏粒與鐵、鋁形成複合物先下

移動，爾後在土壤微形態中便可觀察到大量有機物與鐵、鋁形成有機態錯合物包 覆在已經被黏粒金屬錯合物洗入之礦物粒子的表面、孔隙與孔洞中，另外孔隙邊 緣與孔洞中亦有黏粒之定位排列，同時此層之黏粒含量亦為整個土層中最高。顯 示淋澱化作用與黏粒移動為該土壤樣體之主要土壤化育作用，但透過土壤分類檢 索(Keys to soil taxonomy, 2014)，土體中具有黏聚層(Bt)且鹽基飽和度< 35 %，由於 黏聚層質地屬於細質地土壤，厚度超過7.5公分，且黏粒含量超過表層黏粒含量的 1.2倍，在土壤形態中發現黏粒膜，因此在分類上以簡育濕潤極育土(Hapludults)，

而在亞類的部分，由於分類檢索上仍未將具淋澱化之淋澱型簡育濕潤極育土 (Spodic Hapludults)( 劉 禎 祺 ， 2004) ， 因 此 僅 能 以 典 型 簡 育 濕 潤 極 育 土 (Typic Hapludults)做代表。土族在粒徑大小部分為黏質，礦物族為混合，溫度則為溫和，

整合起來分類為黏質混合溫和典型簡育濕潤極育土(Clayey, mixed, mesic, Typic Hapludults)。

目前世界土壤圖同樣被採用之土壤分類，係由聯合國農糧組織(FAO)與國際土 壤科學聯盟(IUSS)所建立之世界土壤參比分類系統(World reference base for soil resources)，為促使不同國家之土壤分類系統能趨系統一，方便綜合性討論，本研 究係藉由其公告之土壤分類檢索，進行分類判斷，兩者在淋澱層之標準差異(表十 一)，在化學性質方面兩者大致相同，僅在形態判斷上有些不同，為了在野外能有 較明確之判斷。根據檢索，土體1501與1503在土壤層間具有明顯的有機質與/或鐵 鋁之氧化物存在，因此分類上為Podzols，在土壤中出現albic horizon及argic horizon 因此其修飾詞為Albic與Alic，為Albic epiAlic Podzols(Loamic)。土壤樣體1502亞表 層內具有高含量之黏粒，低鹽基飽和度，因此分類以Alisols，此外在主要修飾詞方 面並無符合之性質，以Haplic作為形容，補充則由質地形容為Clayic及程度較弱之 淋澱化作用Protospodic，整個分類為Haplic Alisol(Endoclayic, Protospodic) (表十二)。

表十一、美國土壤分類與世界土壤參比分類系統之淋澱層標準 Table 11. Criteria of spodic horizons between soil taxonomy and WRB

#Org. C: organic carbon content

Criteria Soil taxonomy (2014)

“Spodic materials”

WRB (2014)

” Spodic horizon”

Color 5YR or redder, or 7.5YR and

≤5/4, or 10YR and ≤2/2, or 10YR 3/1

7.5YR or redder; or 10YR, dark

Cementation Yes Yes

Organic pellets - Yes

Cracked coatings Yes -

Org. C^# > 0.6 % > 0.6 %

pH < 5.9 < 5.9

Al_o+1/2Fe_o > 0.5 % > 0.5 % ODOE > 0.25 > 0.25 Additional Movement of OM -

表十二、美國土壤系統與世界土壤參比系統中土壤樣體之分類 Table 12. Soil classification of soil taxonomy in 2014 and WRB in 2014

Criteria

Spodic horizon properties

Argillan Soil Taxonomy system (2014)

pedon 1501, classification: Loamy, mixed, mesic, Ultic Haplorthods Bhs/Bt1-L +^§ + 7.5YR

5/6 + + Yes^ѱ

pedon 1502, classification: Clayey, mixed, mesic, Typic Hapludults Bhs/Bt-L + + 7.5YR

5/6 + - Yes

pedon 1501, classification: Loamy, mixed, mesic, Ultic Haplorthods Bhs/Bt1 + + 7.5YR

3/3 + + -

WRB system (2014)

pedon 1501, classification: Albic epiAlic Podzols(Loamic) Bhs/Bt1-L + + 7.5YR

5/6 + + -

pedon 1502, classification: Haplic Alisol(Endoclayic, Protospodic) Bhs/Bt-L + + 7.5YR

5/6 + - Yes

pedon 1503, classification: Albic epiAlic Podzols(Loamic) Bhs/Bt1 + + 7.5YR

3/3 + + -

-R: right side of pedon; -L: left side of pedon; Bhs/Bt: both have the characteristics of each horizon

#O. C.: organic carbon content

§+:meet the criteria of Spodic horizon properties; -:not meet the criteria of Spodic horizon properties

ѱ:observed the argillan in microphotograph of soil pedon