討論 - 九份二山崩塌地之土壤性質與養分型態

層土壤可藉由快速的土壤生成化育過程，降低含石率和總體密度 (Yin et al., 2009)。

然而，另一觀點為植物的生長可能也會一開始就選擇定植在低含石率的土壤，因而這兩樣區間的差異是受到植生生長影響亦或是受到崩塌後土石分布的影響，並無法直接下定論。土石移動芒草區位於土石移動處底端，含石率和總體密度低於崩塌裸露陡坡上的土石移動有草區與土石移動無草區，由此可以推論，土石移動處的土壤化育亦受到坡度的影響，坡緩處土石較為穩定，植生覆蓋也較多，土壤化育相對快速。人工林堆積區與次生林堆積區雖然同為崩塌後的碎石堆積處，但由於人工林堆積區內為年輕造林，其林分不似次生林堆積區內地被植物茂密繁盛，

加上種植整地時的土壤干擾，使得人工林堆積區呈現較高的含石率與總體密度。

非崩塌樣區有最低的總體密度，這可能與農地土壤中有機碳含量較多有關，有機質增加會降低土壤的總體密度 (Curtis and Post, 1964; Perie and Ouimet, 2008)。在所有崩塌樣區中，以次生林堆積區與土石移動芒草區在表土 (0 - 10 cm) 的土壤總體密度與含石率最接近非崩塌樣區 (但總體密度仍與非崩塌樣區呈顯著差異，

p < 0.05)，顯示此兩樣區的土壤發育較快速，總體密度不僅會影響土壤含水和養分，也間接反映土壤品質與生產力 (Reichert et al., 2009)，也由此可見這兩樣區的植生發展相對茂盛許多 (次生林堆積區 vs 人工林堆積區，土石移動芒草區 vs 土石移動有草區)。

49 物活動和植群復育，為土壤肥力和生產力的重要指標 (Robertson and Vitousek, 1981;

Ollinger et al., 2002; Abbasi et al., 2007)。本研究實驗結果與其他學者的研究結果類 似 (Singh et al., 2001; Yoo et al., 2006; Wilcke et al., 2003; Cheng et al., 2016)，崩塌作用移去了表層土壤有機層，特別在土石移動處，加上土石移動處有較少的植生，

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枯落物無法造成土壤有機碳的快速累積，因而土石移動處的土壤總氮與有機碳含量明顯小於土石堆積處;堆積處在崩塌後因有植群的建立後，提供有機質與養分的移入，使得土壤有機碳與氮接近非崩塌樣區的含量。然而，不論是移動區或堆積區，

其土壤有機質與全氮含量皆小於非崩塌樣區。

有機碳的減少也影響土壤的陽離子交換容量，特別是其與有機質之間，常呈現彼此正相關 (Zarin and Johnson, 1995；Abbasi et al., 2007)。土石移動處的有機碳低

於堆積處，且又低於非崩塌樣區也使得其陽離子交換容量的值最低。交換性 Mg²⁺

與交換性K⁺的結果與Wilcke et al. (2003) 得到結果相同，土石堆積處比土石移動 處的交換性K⁺多，但交換性Mg²⁺較少。然而交換性Ca²⁺的結果與文獻不同，以土石移動處多於土石堆積處和非崩塌樣區，這可能是因為九份二山母岩為砂、頁岩層，

其土壤母質含 Ca²⁺多，風化後造成交換性 Ca²⁺釋出，因而增加土石移動處土壤的交換性Ca²⁺，尤其是土石移動無草區。

積處水分充足，微生物活動作用較為強烈，氮循環過程也容易造成植物有機氮的分

土石堆積處的土壤以Residual-P 和 NaOH-P 佔總磷的含量最多，Residual-P 為

穩固的無機磷與有機磷型態，植物難以將其吸收利用，而 NaOH 主要萃取鐵、鋁

氧化物吸附的磷，生成在受風化影響較高的地區 (Cross and Schlesinger, 1995)。其中，次生林堆積區以 NaOH-Po 為主，而人工林堆積區卻是以 NaOH-Pi 為主要型

未施用磷肥的土壤以 Residual-P 與 NaOH-Po 為主，施用磷肥後的土壤則會增加

速風化，帶來的土壤有機質經微生物分解礦化後亦是植物可利用磷的重要來源 (Walbridge et al., 1991)。Guo et al. (2000) 也指出在高風化土壤中 NaOH-P 為磷主 要型態，可作為日後labile-Pi 的補充來源。 P 養分型態之關鍵因子 (Cross and Schlesinger, 1995)。

由實驗結果可見，崩塌後土石移動處的磷主要來自母岩礦物，次生林堆積區則主要來自母岩礦化風化後與枯落物，因而崩塌過程與其森林演替，造成各樣區主要存在磷型態的不同，形成現在所見到的次生林、芒草區和裸岩石地下的不同磷型態分布。

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4.4 實驗樣區土壤溫度與水分勢能 (water potential) 長期監

Wadleigh, 1952)，當水勢低於-1.5 MPa 會阻礙植物對水的吸收，像是降低 C3 及 C4 植物的種子發芽率 (Qi and Redmann, 1993)，亦會降低植物根的生長量至 20%以下

55 減少蒸散 (Shinners et al., 1994；Salem et al., 2015)，因而水份勢能高於土石移動無草區，較適合植生生長。

九份二山監測結果顯示，次生林堆積區的植物可利用水分相對穩定，其次為土石移動芒草區。土石移動有草區與土石移動無草區主要是受到冬季的水勢太低，植物對水分的利用有限，使植被不易或無法生長。土壤溫度與水勢的結果與同位素分析結果相似，Armentrout and Pieper (1988) 和 Epstein et al. (1997) 的研究顯示 C3

植物較喜歡陰涼的環境，而C4 植物多出現在溫暖地方且能適應乾旱，其結果與九

(a)

REM-G1

(b)

REM-G1

(c)

REM-G2

(d)

REM-G2

圖 11 土石移動有草區、土石移動芒草區與次生林堆積區的植生，照片 (a) 土石移動有草區 (c) 土石移動芒草區 (e) 次生林堆積區於冬天拍攝，照片 (b) 土石移動有草區 (d) 土石移動芒草區 (f) 次生林堆積區於夏天拍攝。

Fig. 11 Vegetation at removal sites with vegetation, REM-G1; removal sites with vegetation at a gentle slope, REM-G2 and deposition sites with secondary forest, DEP-SEC. Photos of (a) REM-G1 (c) REM-G2 (e) DEP-SEC were taken in winter and photos of (b) REM-G1 (d) REM-G2 (f) DEP-SEC were taken in summer.

(e)

DEP-SEC

(f)

DEP-SEC

香和青剛櫟的生長量於3 種土壤間皆呈顯著差異 (p < 0.05)，表示 P 不為九份二山崩塌地區土壤的限制因子，Santiago et al. (2012) 對苗木施肥研究也顯示，添加 50 kg ha^-1 year^-1的P 亦無促進苗木生長，推測為土中含 P 量已足夠植物生長。九份二山土石移動區與土石堆積區的可利用磷，依據磷序列萃取實驗可能分別由 apatite-P 和 NaOH-apatite-P 來補充 (Guo et al., 2000; apatite-Prietzel et al., 2013)，或是在崩塌樣區中，氮 為主要的限制營養元素。

因此，九份二山崩塌後次生林堆積區土壤若種植青剛櫟或楓香，施以60 kg ha

-1 yr^-1N 或 NP 皆可以促進苗木生長。土石移動有草區若種植楓香可以施用 60 kg ha

-1 yr^-1NP，種植青剛櫟則 NP 施肥量需大於 60 kg ha^-1 yr^-1，才可能顯著增加苗木生長量。

在文檔中九份二山崩塌地之土壤性質與養分型態 (頁 59-71)