第三章、 含水率與環境因子測量結果
3.4 環境因子空間分布
根據前人研究,集水區 θ 的變動可能受到土壤、地形及植生所控制,本節以 Kriging 法將土壤物理性質、地形及植生因子的調查結果繪製成空間分布圖,分別 闡述各項因子的分布特性。
3.4.1 土壤物理性質
土壤孔隙率及飽和水力傳導度的空間分布如圖 3.4。樣區內土壤孔隙率的變動 範圍係從 0.35 到 0.76 cm3/cm3,平均值及標準差分別為 0.63、0.11 cm3/cm3。主沖 蝕溝一帶的孔隙率最低,往沖蝕溝兩側及源頭方向增加,與沖蝕溝及邊坡相比,
樣區北側谷源坡面的孔隙率較高,西北側稜線的孔隙率最高。沖蝕溝的低孔隙率 可能與該區域土壤多為崩塌後堆積形成且植生分布稀疏有關,沖蝕溝西側邊坡表 面多佈滿礫石,孔隙較大,但這些礫石多分布於表層 10 cm 以內,故其下方土壤 的孔隙率未較其他區域為高。
水力傳導度在土壤飽和時為一定值,在不飽和時則為 θ 的函數,本研究欲將 水力傳導度視為土壤的固有性質加以討論,故僅測量土壤的飽和水力傳導度(Ks),
Ks值的變動範圍從 0.0024-0.83 cm/s 不等,平均值及標準差分別為 0.22、0.18 cm/s,
空間分布趨勢與孔隙率相近,沖蝕溝的 Ks值最低,西側邊坡最高,谷源的 Ks值 介於兩者之間。沖蝕溝附近的 K 值較低,顯示該區域土壤的入滲能力差,因此存
圖 3.4 土壤孔隙率與飽和水力傳導度的空間分布。土壤採樣位置如圓圈所示。
在經常性的地表逕流,西側邊坡的入滲能力最強,因此該處經常保持乾燥,與現 場觀測到的現象相符。
3.4.2 地形
利用微地形測量資料計算出樣區的坡度、集流面積(CA)及地形濕度指數(TWI) 等三項與水分匯流能力相關的地形因子,其空間分布如圖 3.5。本樣區平均坡度為 41.4 度,變動範圍係從 12.3 到 62.8 度,最大的坡度發生於沖蝕溝東西兩側各有一 處疑似崩塌陷落而產生的地形落差,西側稜線亦有 50 度以上的陡坡,樣區中段東 側則相對平坦,坡度< 20 度。位於兩條沖蝕溝及其上緣的 CA 明顯大於其他樣點,
此外樣區東側邊界的樣點 CA 亦較大,從廣域的地形上來看,該區域屬於樣區外 另一個集水區的範圍。沖蝕溝及樣區中段東側 TWI 較大,稜線的 TWI 最小,兩 條沖蝕溝之間的坡面屬於凸坡,水分不易匯集,TWI 亦較小。
3.4.3 植生分布
本樣區內基部圓周在 10 cm 以上的植株共有 519 株,其中以樟科、殼斗科為 主的闊葉樹占多數,平均基徑為 16.3 cm(最大:114.6、最小:3.2 cm),基部總面 積為 20.38 m2,林分密度 3460 株/ha,基徑較大的林木多分布於樣區右邊平台以上 的的區域,樣區西側稜線上林木分布較密集,但基徑多在 50 cm 以下,少有超過
圖 3.5 坡度、集流面積及地形濕度指數(TWI)的空間分布。圖中圓點為地形 測量的樣點,紅色點為進行地形測量但未測量土壤含水率的樣點。
80 cm 者,沖蝕溝及其上方的崩塌帶則幾乎沒有植生,其兩側邊坡則皆有植生分 布。
Wvd 與 Wba 的計算結果如圖 3.6。Wvd 不考慮林木基徑的大小,故其推算結 果在林木密集的西側稜線較高,谷源東側、北側及平台雖有數株基徑較大的林木 但相對稀疏,故 Wvd 較低;Wba 的推算結果中,基徑較大林木的影響則較為顯著,
因此平台及谷源東側、北側的 Wba 較高。
圖 3.6 加權植生密度及加權斷面積的空間分布。植生位置與基部直徑如黑色 圓點所示。