第四章 結果與討論
4.7 淋澱化與黏粒洗入作用之化育機制
本研究區位於阿里山地區，海拔2200公尺以上，植生受到氣候低溫多雨影響，
以針葉林帶為主，因此在土壤表層容易生成苔癬等多樣植物，造就累積大量有機 物質存在，且因為低溫使得有機質分解速率降低，所以上層含有大量之有機碳。
長期大量的雨勢與粗質地的表層造成土體受到強烈之淋洗作用，使得分解後的有 機酸向下移動，造成土壤呈現強酸性，同時也導致可溶性鹽基含量極少及鹽基飽 和度極低的情形，交換性酸度由交換性鋁佔大部分，且由於表層低pH值與大量有 機碳存在的影響，土壤中的鐵與鋁離子多以有機金屬錯合物的型態向下移動，形 成淋澱化作用第一部分。然而同時觀察到研究區中土壤質地屬於細至中質地土壤，
在土壤下層中開始出現質地轉變的現象，但因雨量高造成淋洗作用旺盛，對於淋 澱化物質的移動仍有利，而逐漸在B層中出現累積現象，為淋澱化作用第二部分之 固定化作用。此外黏粒亦在該層間開始累積，顯得土壤中的黏粒確實會在此區域 高山淋澱化土壤之生成機制上佔有一席之地。根據臺灣森林土壤之化育模式研究 顯示，母質種類與高雨量淋洗作用的關係，使得有機金屬錯合物、無機鐵鋁膠溶 體複合物、黏粒與鐵之複合物或黏粒洗入作用等模式，均有存在於臺灣高山或亞 高山森林土壤中的可能 (林光清等人，1988；李心儀，1995；林經緯，2000；劉禎 祺，2004；Hseu et al., 2004)。
從研究結果探討，土壤的生成化育機制主要來自於淋澱化作用，可以由土壤 樣體之洗出層(E)及洗入層(Bhs or Bt)間的化學性質變化判斷(表十)，以淋澱化作用 之指標因子作為判斷，土層中具有漂白層，有機碳含量、無定形鐵、鋁與有機型 態鐵、鋁含量均有遞減後累積於其下層之現象，且增加幅度極大，顯示淋澱化物 質確實有洗入作用發生，而在土壤形態觀察上，淋澱層之土壤顏色受到黏粒洗入 影響為7.5YR 5/8之亮棕色，土壤樣體1503則屬於典型淋澱層之暗棕色7.5YR 3/3，
明顯與上層有顏色對比，此外在土壤分類檢索中，對土壤顏色7.5YR 5/6左右之洗
表十、三個土壤樣體之漂白層與 B 化育層間特性差異
Table 10. The diffrenent characteristics between the E horizon and B horizon in three soil pedons.
Horizon Depth OC ODOE Fep Alp Feo Alo Alo+1/2Feo
Ratio ODOE Alo+1/2Feo
g/kg g/kg %
Pedon1501 elevation：2460 m
E 10-20 4 0.09 0.5 0.2 0.5 0.8 0.11 - - Bt-R 20-30 18 0.96 32 7.8 19.5 5.4 1.52 10.7 5.5 Bhs/Bt-R 30-45 26 0.94 32.8 12.7 19.6 8.3 1.81 10.4 8.1 Bhs/Bt1-L 20-30 15 0.37 30.7 6.2 19.9 5.1 1.51 4.1 7.2 Bhs/Bt2-L 30-45 13 0.40 18.4 5.9 13.3 4.9 1.16 4.4 5.6 Pedon 1502 elevation：2480 m
E1 12-20 8 0.07 0.7 0.4 0.9 1 0.15 - - E2 20-27 3 0.04 0.6 0.4 0.5 1.1 0.14 - - Bt1-R 27-38 10 0.38 12.8 5.2 12 6.9 1.29 9.5 8.4 Bhs/Bt-L 25-38 14 0.22 28.4 6.8 11.1 6.8 1.24 5.5 5.0 Bt2 38-60 18 0.54 29.4 11.8 20.7 12.1 2.25 13.5 7.5 Pedon 1503 elevation：2329 m
E 20-25 10 0.27 3.6 0.4 3.5 1 0.28 - - Bhs/Bt1 25-35 31 1.17 19.3 2.9 21.3 3.8 1.45 4.3 3.4 Bhs/Bt2 35-40 41 1.29 24.4 6.4 21.3 5.8 1.65 4.8 4.5 -R: right side of pedon; -L: left side of pedon; Bhs/Bt: both have the characteristics of each horizon
OC:organic carbon
The ratio of ODOE and Alo+1/2Feo in the B/E
入層有進一步的化學性質規定，以洗入層之Alo+1/2Feo值 ≥ 0.5 %且為漂白層的兩 倍以上，及ODOE值 ≥ 0.25，二個土體皆達到該標準且高出許多，顯示有高含量之 淋澱化物質洗入，符合淋澱土之生成化育機制。
在土壤物理分析方面，由於研究區母質以砂岩及頁岩互層為主，所形成之土 壤內黏粒含量稍多，土壤樣體1502內黏粒含量多在400 g/kg以上，以B化育層內所 含之黏粒明顯高於上層土壤，且在砂粒分級部分，該土體風化程度較高，因此認 為黏粒是由母質風化而生成之細質地顆粒，少部分從上層洗入。透過土壤微形態 觀察可以發現，在土壤基體或粗石英顆粒周圍具有黏粒披覆體，同時亦發現黏粒 膜之存在，說明黏粒洗入作用在質地較細緻之淋澱化土壤中有一定作用。且在土 層之中，可能使得土壤中的鐵與鋁離子伴隨黏粒，形成黏粒金屬複合物，向下移 動，造成在B化育層內有聚積之現象。而受到該區域強淋洗作用的影響，黏粒洗入 作用在土壤生成初期可能先發生，生成黏聚層，其後則發生有機物與鐵、鋁錯合，
形成大量淋澱化物質洗入而生成淋澱層，造成在土體中原先出現的黏粒披覆外還 出現有機金屬錯合物的包覆，且黏粒在孔洞中的定位排列亦被破壞；而另外兩個 土體在黏粒方面稍低，但仍有觀察到黏粒與鐵在土壤孔隙的定位排列，且在化學 分析資料顯示，黏粒與Fed相關性佳且同時有機碳與Feo和Alp在化育層內有一致的 關係。
顯示本研究區之土壤化育機制，目前係由淋澱化作用為主要，而在淋澱化作 用的初期，地表尚未被豐富之植被覆蓋，因為強淋洗作用的影響且上層土壤質地 砂粒較多，使得黏粒洗入作用先行向下生成黏聚層，導致在較深處土壤有黏粒較 高之現象(圖四十二)，爾後才發生目前所主導的植生環境，使得有機金屬錯合物形 成而移動，進而產生較黃之土壤樣體顏色，如土壤樣體1502所發現之現象，且具 有機物的累積。此外由於微地形之影響，需要在較平坦之區域才對淋澱土生成來 得較有利，同時亦有黏粒洗入作用的似淋澱化之極育土(顏色亮黃)之生成。
圖四十二、阿里山地區土壤化育作用之模式假說：(A)土壤樣體 1501 淋澱化物質 與黏粒移動之機制；(B) 土壤樣體 1501 與 1503 淋澱化物質與黏粒移動之 固定機制
Fig. 42. The model of pedogenesis process in Alishan: (a) mobilization mechanism of pedon 1502; (b) immobilization mechanisms of pedon 1501 and1503
HA, Fe, Al
OM-Fe-Al
Clay-Fe
Clay-Fe
Fe2+
OM-Al Fe3+
First process Second process
Clay-Fe