土壤樣體形態與環境因子描述

研究地區三個樣體之剖面形態特徵描述，而三個土壤樣體之形態特徵與生成 環境之條件描述詳細如下：

1.土壤樣體 1501 環境因子與土壤樣體形態

土壤樣體1501位於萬歲山(Wansueishan)之背坡(backslope)，在林業道路與阿里 山氣象站附近(圖十三)，海拔高度為2460公尺，坡度約為3度，坡向為東北方(50度)，

採 樣 點 附 近 植 被 主 要 為 紅 檜 (Chamaecyparis formosensis) 、 臺 灣 鐵 杉 (Tsuga chinensis)、玉山箭竹(Yushania niitakayanensis)與苔蘚。由地表覆滿苔癬可看出表層 逕流量低，受到苔蘚類植物保水影響而潮濕，土壤母質為砂岩，土層厚度約65公 分，地勢平坦，水分在土壤內入滲作用強烈，對於淋澱化作用有益。剖面層序於 漂 白 層 以 下 分 為 左 右 邊 ， 因 可 明 顯 觀 察 出 兩 處 不 同 ( 圖 十 四 ) ， 右 側 為 O/A-E-Bt-Bhs/Bt-C(以-R標示)；左側則為O/A-E-Bhs/Bt1-Bhs/Bt2-C(以-L標示)。表 層土壤有一厚達10公分的有機層(O)和表育層(A)混合之層間(O/A)，其下方則為10 公分之灰色(gray, 7.5YR 6/1)且混有棕色(brown,7.5YR 4/2)斑紋(5 %)之漂白層，質 地可能為壤土。20公分處土壤剖面兩邊開始有不同形態構造的出現，土壤剖面的 左右兩側之厚度不均，右側漂白層下方為一亮棕色(strong brown, 7.5YR 5/8)且有黑 色(black, 7.5YR 2.5 /1)斑紋(5 %)之薄黏聚層厚度10公分。黏聚層下有厚度15公分之 淋澱層具黏粒洗入特徵之土塊，土色成亮棕色(strong brown, 7.5YR 4/6) 同樣混有 黑色 (black, 7.5YR 2.5/1)斑紋(20 %)，土塊表面具有明顯可辨識之黏粒膜，其質地 與上層淋澱層間有差異，認為黏粒含量有增加之趨勢，而在兩邊的斑紋處推測實 為有機碳向下累積之證據。另外在左側部分，漂白層下方為亮棕色(strong brown, 7.5YR 5/6)且混有極暗棕色(very dark brown, 7.5YR 2.5/2)斑紋(5 %)之淋澱層具黏 粒洗入特徵(Bhs/Bt1)，質地與右側有明顯之差異，黏粒含量較高，具有明顯黏粒 膜，其下接Bhs/Bt2層，顏色與上方一致，與上方層次差異之判斷在於結構不同，

多以粗角狀塊狀構造(coarse angular blocky structure)為主。但由於左邊此兩層在土

圖十三、土壤樣體 1501 之形態特徵及附近植被照片

Fig. 13. Photographs of soils morphology and vegetation in pedon 1501 地點：萬歲山

海拔: 2460 公尺 採樣時間：2015/5/6

壤顏色方面於7.5YR 5/6，對此根據美國土壤分類對淋澱層之判斷，不論是漂白層 的有或無，其土色在此附近需要額外透過化學性質做為輔助，以了解土體內是否 發生淋澱化作用，因此該層內所發生的現象需在化學性質章節進行詳細討論。而 下方則為C層，可清晰辨識未風化之土壤母岩，以手摩擦或稍微用力板開即可破壞 之，碎屑為細砂。土壤質地多以砂質壤土或砂質黏壤土，上層呈團粒狀及稜塊狀 構造，具緊密結持度，但不具可塑性和黏性，土壤層界為突變或明顯之波浪狀；

而下層則有弱可塑性和黏性，因此在構造有較多稜角狀構造，植物根細小，土壤 層界擴散。

2.土壤樣體 1502 環境因子與土壤樣體形態

土壤樣體1502位於小笠原山(Ogasawara)之山頂(summit)，於高山植物園與小笠 原觀景臺附近(圖十四)，海拔高度是此區域最高2480公尺，坡度約為4.5度，坡向為 西南方(250度)，採樣點附近植被主要為紅檜、臺灣扁柏(Chamaecyparis obtuse)、

雲杉(Picea morrisonicola)與臺灣鵝掌柴(Schefflera taiwaniana)為主。表層受到苔蘚 類植物保水影響而潮濕，土壤母質為砂岩，該區域受到地形因素較容易出現崩塌 情形，對於淋澱化作用來說成為一個不穩定的因素。土層厚度約80公分，但受到 強降雨量的影響，其剖面層序中仍有漂白層出現，分為O/A-E1-E2-Bt1-Bt2-C及 O/A-E1-E2-Bhs/Bt-Bt2-C(圖十五)。表層土壤厚達12公分的有機層(O)和表育層(A) 混合之層間(O/A)，多團粒狀構造，其下方則有15公分之漂白層，劃分為兩層，12 至20公分E1層(gray, 7.5YR 5/1)與下層20至27公分E2層(light gray, 7.5YR 7/1)具有 混合棕色(brown, 7.5YR 4/2)斑紋(5 %)，上層受到表層物質洗入後殘留影響，大多 以有機物之黑色混層，因此其色值較低，結持度為堅硬，整塊狀構造，推測在該 層有排水不良之狀況，導致E1層呈現灰色淋洗不完全的現象。在漂白層下方則出 現兩邊不同型態構造之土壤，其中為一黃棕色(reddish yellow, 7.5YR 6/7)厚度11公 分之黏聚層(Bt1)土塊，土塊表面具有明顯可辨識之黏粒膜(clay skin)；而在另一側 為亮棕色(strong brown, 7.5YR 5/6)厚度13公分之淋澱層具黏粒洗入特徵(Bhs/Bt)，

主要辨別在於兩者質地差異，此外可以在淋澱層土壤間發現黑色柔軟之有機質。

而在下層則判斷為Bt2層，與上方的交界不明顯，主要在於土色上不同，較為黃棕

圖十四、土壤樣體 1502 之形態特徵及附近植被照片

Fig. 14. Photographs of soils morphology and vegetation in pedon 1502 地點：小笠原山

海拔：2480 公尺 時間：2015/5/6

色之亮色(strong brown, 7.5YR 5/6)，土塊表面同樣具有明顯可辨識之黏粒膜，為緊 密之結持度。該土體對於淋澱化作用的判斷上雖土色上不符合淋澱層之標準，但 土層中確實發現有機質的出現，仍須透過化學分析進一步探討。其下方則為C層，

可清晰辨識未風化之土壤母岩，且土色更為明亮，以手摩擦或稍微用力板開即可 破壞之，碎屑為細砂。此外在質地部分漂白層為壤土，而下層質地轉變為黏壤土 或黏土，推測有黏粒洗入作用之現象，植物根系部分則逐漸變少，土壤層界在漂 白層上皆為突變平滑狀，但在E2則出現破裂狀，可能與黏粒洗出分佈不均有相關，

造成物質移動上有難易程度差異而導致，為確認此現象，在土壤微形態上收集該 區域之土壤進行觀察。

3.土壤樣體 1503 環境因子與土壤樣體形態

土壤樣體1503位於祝山(Jushan)之下背坡(backslope)，採集於林業道路旁，海 拔高度為2329公尺，坡度約1度地勢平坦，坡向為西北向(290度)，採樣點附近植生 為紅檜、柳杉與苔蘚為主，排水良好，母質為砂岩，土層厚度僅約45公分，該地 區可能在造林過程中，受到人為擾動之影響，但無二次堆積之現象，化育作用時 間較短暫。土層層序為O/A-E-Bhs/Bt1-Bhs/Bt2-C(圖十五)，表層土壤為一厚有機層 (O)和表育層(A)混合之層間(O/A)，厚20公分，其下為一灰色(gray, 7.5YR 6/1)之漂 白層(E)，約5公分厚，在漂白層下方為一暗棕色(dark brown, 7.5YR 3/2)具有黏粒洗 入之淋澱層(Bhs/Bt1)，質地轉變成較細緻，但野外觀察未見黏粒膜，淋澱層下方 有則為延續上一層色度稍高之暗棕色(dark brown, 7.5YR 3/3)淋澱層(Bhs/Bt2)，C層 為亮棕色(strong brown, 7.5YR 5/6)之土壤，其下方則出現砂岩母岩夾雜在其中，岩 石含量大於50%。表層之土壤構造為團粒狀，漂白層屬於整塊狀(massive structure)，

淋 澱 層 為 稜 塊 狀 構 造 (angular blocky) ， 而 C 層 之 土 壤 構 造 為 亞 稜 塊 狀 構 造 (subangular blocky)。在結持度方面，皆為緊密，而漂白層之下有輕微黏性與塑性。

整個土壤有粗的樹根貫穿，亦有多量極細根分布其中。從土色來判斷該土壤樣體 確實符合美國土壤分類之淋澱層形態標準，質地方面對於淋澱化作用來說有幫助，

不過有待化學分析進一步驗證。

臺灣地區高山所化育生成之森林淋澱土，基於環境的不同，常生成多樣差異

圖十五、土壤樣體 1503 之形態特徵及附近植被照片

Fig. 15. Photographs of soils morphology and vegetation in pedon 1503 地點：祝山林道

海拔：2329 公尺 時間：2015/5/6

的土壤形態特徵。陳尊賢和蔡呈奇 (2000)指出在穩定化育之環境狀態下，中、高 海拔山區土壤主要以淋澱化作用或(與)黏粒之洗入作用為土壤化育進行之方式。若 是具有機質O層或表層A層則能釋放較多含量的有機酸，再加上土體內顯著的鐵及 鋁物質淋洗作用，則可以生成淋澱土；倘若僅有顯著的黏粒洗入作用，則可能生 成極育土；若有生成明顯變與層或生成薄膠層阻擋洗入作用發生，則可生成弱育 土 (陳尊賢和蔡呈奇，2000)。對於臺灣區與具有淋澱化作用之土體，主要分布於 海拔1500至3100公尺之間，北部、東北部及南部地區之淋澱化土多分類到弱育土 或極育土，而中部地區則可能是淋澱土、弱育土或極育土，該結果反映出土壤生 成在環境上的差異 (劉禎祺，2004)。不同土綱出現的關係主要來自於化育層的形 態特徵與土體厚度的變化不一致，導致土壤性質的差異，而在不同亞綱間的性質 差異則不容易由形態特徵來判別，須進一步利用化學性質分析來做為診斷之輔助 (Li et al., 1998a; Liu and Chen,1998b; 陳尊賢和蔡呈奇，2000)。

研究區域土壤表層受到茂密植被覆蓋，多以針葉林為主使得大量有機質殘留 於表層，導致土色呈現暗黑色，此外高降雨量及低溫，促進淋澱化作用及淋洗作 用的發生，因此土壤內皆具有漂白層，而在診斷表育層方面則為淡色表育層(Ochric epipedon)。土壤樣體上層多以鬆散之團粒狀構造，到漂白層因含較多砂粒及多種 礦物與石英，緊密堆積使粒間孔隙不明顯，故在該層呈現整塊狀，下層土壤層多 以亞稜角塊狀或稜角塊狀，淋澱層排列較鬆散，黏聚層則較緊密。在本研究區土 壤樣體中，土壤樣體1503之淋澱層土壤顏色符合美國土壤分類之診斷標準，顯示 土層中有來自於上方洗入之大量有機金屬錯合物，於該層中沉澱堆積，形成暗棕 色之Bhs層，且於祝山地區該土體質地屬於中至粗質地 (邱春媚，2004)，有利於淋 澱化作用地進行，因此將該土壤樣體分類為淋澱土理當無疑。土壤樣體1501與1502 在現地土壤形態觀察方面，土壤顏色偏亮黃色，可能與母質種類有相關。兩者土 體中皆有明顯之漂白層(E)出現，在B化育層，土壤樣體1501在左右兩邊之顏色判 斷有差異，右邊有機質洗入之現象較明顯，但因黏聚層(Bt)之顏色判斷為亮棕色 (7.5YR 5/8)，不能符合美國土壤分類系統所定義之土色，而其下方則為棕色(7.5YR 4/4)，皆具有機質斑紋。左側20到65公分處之土層顏色為亮棕色(7.5YR 5/6)，如前 述說明仍需要透過化學分析作診斷。

在土壤化育作用假說的部分，土體有淋澱化作用與黏粒洗入的發生，在野外 形態觀察上，B化育層左右邊個別區分成黏聚層與淋澱層的差異在於土體若是發現 具有黏粒膜，便判斷為黏聚層，反之，淋澱層以出現有機碳斑紋為判斷基準，但 本區域淋澱層須要透過化學性質分析輔助判斷。淋澱層的分布大致在漂白層下，

而黏聚層則靠近母質層。土體1502在顏色方面皆較亮棕色(7.5YR 5/6)淺，由現地觀 察化育層內有少量有機碳殘留之色塊，顯示淋澱化作用程度較弱，整體來說以黏 粒洗入特徵較明顯，因此土壤分類判斷會傾向於具淋澱化作用之極育土，至於這 兩個作用在研究區淋澱化土壤中的強弱關係與發生先後將於化育機制章節內討論

。

表三、三個土壤樣體之形態特徵

Table 3. The morphological characteristics of three soil pedons

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

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