第三章、研究區土壤之基礎調查與分析
第一節 研究區土壤之鹽分
一般而言,解離程度越高或溶液中離子濃度越高者,其電導度(electrical conductivity, EC) 值越大,換言之,以EC之大小來代表溶液中總離子量之多寡。受海水影響的土壤內含有較多 的離子,所以土壤溶液中電導度值通常較高,在觀察土壤鹽度變化狀況時,電導度值是很重 要的指標(Birgit Steinich, 1998)。以下的討論分為電導度平面空間分布、電導度垂直空間分 布、電導度冬夏比較、電導度長期比對等四個面向討論。
一、電導度平面空間分布
電導度值常是鹽化的指標,每個研究針對不同地區,會有不同的標準,不論是1.3mS/cm、
1.5mS/cm或是2.0mS/cm(陳文福,2001;雲林科技大學水土資源及防災科技研究中心,2001;
謝兆申、王明果,1995),但無論有上述哪一個標準都可看出,研究區有土壤鹽化的問題。
圖3-1、3-2、3-3為本次夏季採樣後,分土層Ⅰ、土層Ⅱ、土層Ⅲ電導度值的等值線圖;
圖3-4、3-5、3-6為本次冬季採樣後,分土層Ⅰ、土層Ⅱ、土層Ⅲ電導度值的等值線圖;本研 究以電導度2.0mS/cm為土壤鹽化的臨界指標,研究區全區幾乎都有土壤鹽化的狀況(附錄 一),夏季土層Ⅰ電導度值低於2.0mS/cm的點位包括:2、6、9、10、11、12、17、18、22、
24、25、30、33,共13個點位;夏季土層Ⅱ電導度值低於2.0mS/cm的點位包括:2、3、4、6、
9、10、12、14、16、17、18、22、25、27、30、31、33,共17個點位;夏季土層Ⅲ電導度值 低於2.0mS/cm的點位包括:2、3、4、6、9、10、12、14、16、17、18、20、22、24、25、27、
30、31、33,,共18個點位。冬季土層Ⅰ電導度值低於2.0mS/cm的點位包括:6、30,共2個 點位;冬季土層Ⅱ電導度值低於2.0mS/cm的點位包括:3、4、6、9、12、13、14、18、24、
25、27、30、31、33,共14的點位;冬季土層Ⅲ電導度值低於2.0mS/cm的點位包括:3、4、5、
8、9、10、12、13、14、17、18、22、24、25、27、30、31、33,,共18個點位。其中點位6
位於沙丘上,因此土壤質地以砂土為主,顆粒較大,電導度值較低。電導度值值低於2.0mS/cm
的點位主要位於研究區較靠近內陸的地區,研究區不論夏季或是冬季,約略得知電導度值主
要是由沿海到內陸逐漸降低。
圖 3-1、研究區Ⅰ土層夏季電導度等值線圖 圖 3-2、研究區夏季Ⅱ土層電導度等值線圖
圖 3-3、研究區Ⅲ土層夏季電導度等值線圖 圖 3-4、研究區Ⅰ土層冬季電導度等值線圖
圖 3-5、研究區Ⅱ土層冬季電導度等值線圖 圖 3-6、研究區Ⅲ土層冬季電導度等值線圖
相關分析可了解兩變數之相關性。為了更確知距海遠近與電導度值之關係,本研究分 別就各土層,不同季節與距離做相關分析,得出之結果如下表所示。
表 3-1、研究區各土層電導度與距海遠近之相關性
因子 夏天土層Ⅰ 夏天土層Ⅱ 夏天土層Ⅲ 冬天土層Ⅰ 冬天土層Ⅱ 冬天土層Ⅲ 相關係數 -0.254* -0.549* -0.535* -0.504* -0.521* -0.524*
*p<0.05
各土層之電導度與距海遠近呈負相關,也就是距海越遠電導度值越低。除了夏季土層
Ⅰ外,不論冬季或是夏季土層Ⅱ、Ⅲ與距海遠近皆呈中度負相關,這樣的結果與預期的情況 相符,但為何夏季之「土層Ⅰ土層電導度—距海遠近」相關係數較低呢?這應是夏季尚有其 它因素,干擾兩者之間的關係。
為了更確知電導度與距海遠近之關係,研究者於水林鄉與北港鎮之交界處的顏厝寮
(173035 2607924)採取土樣(點位34),並與研究區33個樣點中選取四個個案樣點,此四
樣點之TM二度分帶的Y座標盡量相近。選取之點位如表3-2所示;此五點冬、夏之土層Ⅰ電導 度值變化如表3-3所示。
表 3-2、橫向(東西向)選取之點位座標
點位 15 13 14 12 34
X座標 161631 164924 166781 169304 173035 Y座標 2607060 2608222 2607660 2608252 2607924
表 3-3、橫向(東西向)之點位冬、夏土層Ⅰ電導度值之比較
點位 15 13 14 12 34
夏季之EC
(mS/cm)4.350 5.810 4.000 1.245 未測 冬季之EC
(mS/cm)10.180 7.010 2.750 1.866 1.880 比對表3-3中冬、夏之電導度值約略可以看出,研究區之電導度值從沿海到內陸逐漸減 少,推測可能是受到海水之影響。
土壤鹽害與鹼害問題的危害情形,可從調查地區之地面鹽斑分布或植物之生長趨勢略做 研判;但是這些現地研判最好能配合土壤採樣,實驗分析數據詳加佐證後,才能下最後的結 論(謝兆申、王明果,1995),土壤的鹽害與鹼害可利用電導度值做分區,鹽、鹼害之等級 及其內涵如表3-4所示。
表3-4、土壤電導度鹽分分級與植生概況
鹽分等級 鹽、鹼害等級名稱 地面植生概況 土壤電導度值
無鹽分(Non saline) <2mS/cm
微鹽分
(Very slightly saline )
不受影響(Free)
土壤無過量的鹽或鹼;地上植生 顯現不出任何受制於過量之鹽或
鹼而無法存活或傷害之跡象。 2~4mS/cm
輕鹽分(slightly saline) 微受影響
(Slightly affected)
土壤頗受鹽、鹼之影響;凡對鹽、
鹼敏感之植生蓋無法生存,只耐 鹽作物可能生存者
4~8mS/cm
中鹽分(Moderately saline)
頗受影響
(moderately affected)
土壤頗受鹽、鹼之影響;即令耐 鹽作物也不見得可以生長良好 者。
8~16mS/cm
高鹽分(Strongly saline)
深受影響
資料來源:謝兆申、王明果,1995:貳-13
(Strongly affected)
土壤身受鹽、鹼之影響;地面上
只見耐鹽作物之稀疏殘存者。 >16mS/cm
表3-5、耐鹽作物及蔬菜等級 區分 低度耐鹽作物
<4mS/cm
中度耐鹽作物 8~10mS/cm
高度耐鹽作物 12~16mS/cm
甘蔗 水稻 紅花
甘薯 亞麻 油菜
花椰菜 水芹菜 蘆筍
田菁 捲心菜 甘藍
蘿蔔 芥菜 菠菜
作物
花生 蕃茄 根甜菜
資料來源:朱復慶,1999
圖3-7、研究區土層Ⅰ夏季鹽害等級分類圖 圖3-8、研究區土層Ⅱ夏季鹽害等級分類圖
圖3-9、研究區土層Ⅲ夏季鹽害等級分類圖 圖3-10、研究區土層Ⅰ冬季鹽害等級分類圖
圖3-11、研究區土層Ⅱ冬季鹽害等級分類圖 圖3-12、研究區土層Ⅲ冬季鹽害等級分類圖
利用飽和抽取液所測之電導度值,將土壤鹽分分成:無鹽分、微鹽分、輕鹽分、中鹽分 與高鹽分。農作物依其耐鹽之等級可區分為高度耐鹽作物、中度耐鹽作物與低度耐鹽作物三 種等級,其中稻米屬於中度耐鹽作物(表3-5)(謝兆申、王明果,1995)。每一種農作物之 等級,有其所適宜之鹽分等級。利用表3-4之電導度等級分區,繪製夏季之土層Ⅰ、土層Ⅱ、
土層Ⅲ電導度值分區圖(如圖3-7、3-8、3-9)與冬季之土層Ⅰ、土層Ⅱ、土層Ⅲ電導度值分 區圖(如圖3-10、3-11、3-12),以此電導度分區圖配合表3-5,了解每區鹽化的等級,選擇 種植適合的農作物,以避免農作物無法生存。
由電導度等級圖可以發覺研究區,研究區夏季只有土層Ⅰ出現高鹽分,其餘皆為中鹽分 或是低鹽份。而研究區冬季土層Ⅰ幾乎一半以上的面積屬於高鹽分,但到了土層Ⅱ與土層Ⅲ 鹽化狀況則較不嚴重。
二、電導度值之垂直空間分布
以電導度值2.0 mS/cm為土壤鹽化的臨界指標,則研究區全區普遍有土壤鹽化的狀況,但 是其土壤鹽化之程度,除了平面空間分布差異外,垂直空間分布之差異性更大。首先,先比 較土層Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ鹽化中心之轉移。土層Ⅰ(圖3-1)有兩個鹽化中心,一個是位於山寮(點 位26),另一個位於埔南(點位5),皆與魚塭相距不遠,可能是受到魚塭放流水影響,鹽水 入滲污染所致。到了Ⅱ層(圖3-2)鹽化中心轉移,埔南不再是中心,山寮電導度質依舊很高,
而電導度最高質轉移到沿海的台子村(點位15)。大致呈現出由內陸向沿海電導度值逐漸升 高的趨勢,推測此土層的電導度值可能受到海水影響。60公分以下的土層Ⅲ,電導度等值線 不像土層Ⅰ與土層Ⅱ一般密集,土層Ⅲ單位距離內電導度值的變化較小,最高值出現在蚶仔 寮(點位28、點位29),沿海地區的電導度值依舊偏高(圖3-3)。研究區鹽化中心之轉移由 上層位於魚塭區,到了下層則受海水影響越深。
比較土層Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ電導度值之垂直變化,發現夏季大致呈現沿海地區電導度越下層電
導度值越高,內陸地區越下層則電導度越低;而冬季則土層Ⅰ之電導度值幾乎全高於土層Ⅱ
與土層Ⅲ(點位30除外)。但大致來看,研究區之電導度值呈現越下層越低的趨勢,尤其以
冬季最為明顯。利用變異數分析得知,電導度在不同土層間具有差異性(p<0.05)。
三、電導度冬(乾)、夏(濕)兩季比較
研究區氣候乾溼分明,此種氣候特徵影響土壤鹽度狀況甚深,以土層Ⅰ來看,其冬夏兩 季差異甚大,冬季之電導度值明顯比夏季高出許多,幾乎每一個點位土層Ⅰ之電導度值都較 夏季為高,只有點位31例外,點位10、13、15、21與22冬季之電導度值甚至為夏季的10倍以 上(如表3-6所示)。造成土層Ⅰ冬季之電導度高於夏季之原因可能有兩種原因與:1、毛細 管作用導引土壤水出滲而蒸發,使鹽份累積於表土有關;2、海面鹽霧向陸地飄送累積在表土。
研究者推測毛細管作用的影響較為重要。
表3-6、土層Ⅰ電導度值(mS/cm)冬季大於夏季10倍以上之點位
點位 10 13 15 21 22
夏季 0.992 5.810 4.350 2.490 1.123 冬季 26.500 70.100 101.800 39.300 22.300
圖3-13、研究區土層Ⅱ冬夏電導度比較圖 圖3-14、研究區土層Ⅲ冬夏電導度比較圖
土層Ⅱ與土層Ⅲ冬夏電導度之差異則呈現相反的狀況,以土層Ⅱ來看,33個點位中,有
13個點位夏季之電導度值高於冬季,包括:3、4、5、7、8、13、18、23、24、26、27、31、
33;以土層Ⅲ來看,33個點位中,則有15個點位夏季之電導度值高於冬季,包括:3、4、5、
8、9、10、13、21、23、24、26、27、28、31、33。由圖3-13與圖3-14可以看出土層Ⅱ與土 層Ⅲ電導度夏季大於冬季的點位,呈現規律之空間分布,導致此種現象之原因,將於第五章 詳細說明。
四、電導度之歷時性比對
土壤以電導度值大於2.0mS/cm為臨界值,研究區有土壤鹽分含量高之問題,至於土壤鹽 份是否有有逐年上升?則還需經由歷時性的比對。土壤鹽化是指目前所測得之土壤鹽分較過 去所測得的為高,或過去所測得之電導度值小於臨界值(2.0mS/cm),但是近幾年因為人為 因素造成其土壤鹽分升高,電導度值超過臨界值。研究區早期為一潟湖與沼澤之地,其土壤 鹽分,本來就高於其它地區,甚至其電導度值一直都超過臨界值,若為此則不應該稱為土壤 鹽化,只能說研究區長期一直存在土壤鹽分偏高的問題。因此研究者利用前人在本區的觀測 資料與研究者所觀測到的數值加以比較,以判定研究區是否存在土壤鹽化問題。
本研究土壤鹽分變化歷時性比對,近期是以2005年夏季與2006年冬季所採之土樣,早期 是以郭魁士等於1957年調查之《臺灣土壤詳測報告:第一篇東石椬梧區》
1(以下簡稱《土壤 報告》作為比對依據。《土壤報告》中指出其調查區地臨海濱,受海水之影響,土壤常有鹽 分之聚積,因此日治時期屬於鹽土,但是由於水圳之完工、天然雨水及人工的灌溉水之洗滌,
一部份的土壤以脫去鹽分。郭氏於1957年測定表土飽和抽取液之依照與農作物之關係分為四 級,電導度值4mS/cm以下佔面積最大,4-8 mS/cm者次之,8-16 mS/cm者又次之,16 mS/cm 以上者最少。當時調查區土壤已大部分洗去鹽分,含鹽分之土壤在調查區內不及三分之一的 面積,惟在許多無鹽分或低鹽分之土地中,仍有許多鹽斑之分布,鹽斑土壤一般含鹽分頗高,
其電導度多在8 mS/cm以上,土壤在1957年時已有脫鹽之情況,電導度值下降,鹽分含量與日 治時期相比降低許多(郭魁士,1957)。
若《土壤報告》與本研究所採土樣飽和抽取液之電導度值比較,則發現近期之電導度值
1由於郭魁士等(1957)的調查並未詳細標示個別採樣地點,其調查區與本研究區也未完全吻合,但兩個調查區
有略微升高,同樣以Ⅰ土層比較,33個樣點中夏季電導度2mS/cm以下的點位包括:9、10、
11、12、17、18、22、24、25、30、33,共11點;2mS/cm-4mS/cm的點位包括:4、8、14、
16、21、27、31、32,共8個點位;4-8mS/cm樣點包括:1、3、7、13、15、19、20、28,共 8點;8-16mS/cm樣點包括:5、23、29,共3點;16mS/cm以上只有26一點。33個樣點中冬季 電導度2mS/cm以下的點位只有30一點;2mS/cm-4mS/cm的點位包括:8、9、14、24、25、31、
33,共7個點位;4-8mS/cm樣點包括:3、16、17、18,共4點;8-16mS/cm樣點包括:19、27、
32,共3點;16mS/cm以上之點位包括:1、4、5、7、10、12、13、15、20、21、22、23、26、
28、29,共15個點位。
表 3-7、1957 年椬梧、東石地區表土之鹽分
飽和抽取液之電導度 鹽度 表土樣品數 代表面積(公頃)
0-2mS/cm 無鹽度 246 5513.78 2-4mS/cm 低鹽度 162 3631.04 4-8mS/cm 中鹽度 77 1725.86 8-16mS/cm 高鹽度 57 1277.59
>16mS/cm 極高鹽度 38 851.73
總計 580 13,000.00
資料來源:郭魁士等,1957:頁32
表3-8、研究區長期表土鹽分比較表
表中之數字均為%。
飽和抽出液之電導度 鹽度 1957年 2005年8月 2006年1月
2mS/cm以下 無 (No) 42 35.5 3.3
2-4mS/cm 低 (Low) 28 25.8 23.3 4-8mS/cm 中 (Medium) 13 25.8 13.3 8-16mS/cm 高 (High) 10 9.7 10.0
>16mS/cm 極高 (Very High) 7 3.2 50.0
總計 100 100 99.9
第二節 研究區土壤之反應
土壤的酸性,中性及鹼性等性質,常稱為土壤反應(Soil reaction),此種性質常以pH 表之(郭魁士,1986:216)。pH近於7者,屬於中性土;pH小於7者,屬於酸性土;pH大於 7者,屬於鹼性土。土壤pH的範圍多在4-10之間(郭魁士,1986:216)。
造成土壤溶液
pH之高低的原因非常多元,例如雨量、母質、地形排水、交換性陽離子的 種類等。
pH之高低與作物之生長有密切關係,每一個作物都有其適合生長的
pH範圍,當pH<
3或>9時,大多數維管束植物便不能生存(孫儒泳等,1995:59) 。如表3-9所示,若土壤之
pH過高或過份時,會使作物死亡。純水對酸或是鹼之感應非常靈敏,只要增加些微的H+或是 OH
-,pH即迅速降低或是升高,在這樣的生長環境下植物容易適應不良,但是,土壤具有緩 和酸鹼作用的緩衝作用(buffer action)(郭魁士,1986:222-223)。
表3-9、作物最適之
pH範圍
農作物 水稻 甘蔗 甘藷 小麥 大麥 花生 大豆 玉米 pH範圍 4.5-7.0 5.5-7.0 5.5-7.0 5.5-7.0 5.5-7.0 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5
農作物 棉花 茶 煙草 香蕉 鳳梨 柑橘 葡萄 芒果 pH範圍 5.5-6.5 4.5-5.8 5.0-6.0 6.0-6.6 4.5-5.5 5.5-7.0 5.5-7.0 5.5-7.0 資料來源:郭魁士,1986:229。
由表 3-9 可以得知,臺灣地區主要作物適宜土壤之 pH 範圍,除了甘蔗之外,主要以酸性 土為主。但是研究區乾季時,降雨量少於蒸發量,不但土壤中經化學作用所釋放之各種陰陽 離子所構成的簡單可溶性鹽類未能完全洗去(郭魁士,1986:217-218),地下水中所含之可 溶鹽類還會經由毛細管作用於表土累積。且研究區則為一潟湖與沼澤之地,本身鹽分含量高,
加上地勢低,排水不良,使其鹽分含量更加嚴重,但是鹽土不一定就為鹼土。以下分為土壤
(飽和溶液)pH 空間分布、pH 冬、夏比較、pH 歷時性比對三部分討論。
一、土壤之pH空間分布
土壤鹽化作用發生不一定會造成土壤鹼化作用,只有當土壤飽和溶液之pH高過8.5時才稱
為鹼土(郭魁士,1986:241-242),圖3-15、圖3-16與圖3-17為研究區夏季土層Ⅰ、土層Ⅱ
與土層Ⅲ之pH分布圖,可看出研究區每一個土樣,不論深度,其pH皆在7.0以上,pH略為偏
鹼性。水稻種植的最適範圍為pH4.5-7.0,故就土壤pH而言,研究區不是種植水稻的優良農地。
夏季土層Ⅰ與土層Ⅱ之空間分布差異不大,只有在口湖鄉與水林鄉交界處才出現pH8.0 以上。土層ⅢpH大於8.0的範圍一樣位於口湖水林接界處,但範圍變大,且於研究區境內出現 零星點狀分布。
由表3-10可看出不論是冬季或是夏季,pH呈現隨深度增加而增加的趨勢,可知土壤的鹼 化至下層越嚴重,夏季土壤反應成中鹼性之土壤甚至高達60%,表示此深度土壤交換性陽離 子種類H
+較少,交換性鈉或是交換性鈣之飽和度很高。冬季Ⅲ土層出現三個奇異樣本,樣點 3、樣點16與樣點24,此三點土壤反應皆呈現酸性,樣點16之pH為5.0,樣點3與樣點24甚至低 至3.42與3.30,為何會出現這樣的狀況,研究者不明所以,可能與農民施用酸性肥料有關,此 為特殊的現象,在後續的討論中暫將此三樣點剔除。
圖3-15、研究區Ⅰ土層夏季pH等值線圖 圖3-16、研究區Ⅱ土層夏季pH等值線圖
圖3-17、研究區Ⅲ土層夏季pH等值線圖
表3-10、研究區各土層土壤反應之比較表
夏季 夏季土壤飽和抽
出液之pH 土壤反應
土層Ⅰ
表中之數字均為%。
土層Ⅱ
夏季 土層Ⅲ
冬季 土層Ⅰ
冬季 土層Ⅱ
冬季 土層Ⅲ 5.1-5.5 強酸性 (Strongly acid) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 5.5-6.0 中酸性 (Medium acid) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 6.0-6.5 微酸性 (Slightly acid) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 6.5-7.3 中 性 (Neutral) 0.0 3.1 0.0 61.3 34.4 10.7 7.3-7.8 輕鹼性 (mildly alkaline) 66.7 53.1 37.9 22.6 43.8 78.6 7.8-8.4 中鹼性 (Moderately alkaline) 30.3 43.8 62.1 16.1 21.8 10.7 8.5-9.0 強鹼性 (Strongly alkaline) 3.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
總計 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
二、冬、夏之土壤pH比較
冬、夏之土壤pH相較,冬天若沒有將樣點3、樣點16與樣點24三特殊樣點剔除,標準差
為0.82,若將此三點剔除則為0.46,夏天之標準差為0.26。由此可知冬季標準差較大,數值較
為分散,但夏季標準差較小。但夏季與冬季土壤pH的最高值,皆出現在水林與口湖交界處,
中鹼性次之;2006年冬季土壤主要為中性,輕鹼性次之,夏季土壤之pH較冬季為高(表3-11)。
然而,本區土壤pH>8.5以上者極少發現,顯示本區土壤鹼性問題並不嚴重。圖3-18、圖3-19 與圖3-20為研究區冬季土層Ⅰ、土層Ⅱ與土層ⅢpH等值線圖。
表3-11、研究區冬夏季Ⅰ土層土壤反應之比較表
土壤飽和抽出液之pH 土壤反應 2005年夏季 2006年冬季
5.1-5.5 強酸性 (Strongly acid) 0 0 5.5-6.0 中酸性 (Medium acid) 0 0 6.0-6.5 微酸性 (Slightly acid) 0 0 6.5-7.3 中 性 (Neutral) 0 18 7.3-7.8 輕鹼性 (mildly alkaline) 22 7 7.8-8.4 中鹼性 (Moderately alkaline) 10 5 8.5-9.0 強鹼性 (Strongly alkaline) 1 0
總計 33 30
表中數據均為%。
圖3-18、研究區Ⅰ土層冬季pH等值線圖 圖3-19、研究區Ⅱ土層冬季pH等值線圖
三、研究區土壤pH之歷時性比對
研究區土壤 pH 歷時性之比對,近期是以 2005 年夏季與 2006 年冬季所採之土樣,早期是 以郭魁士於 1957 年《土壤報告》作為比對依據。
此土壤詳測報告中指出本區土壤之反應,就表 土言,僅發現極少數樣品屬於酸性反應(概屬 已脫鹽之土壤) ,大部分土壤之 pH 均在 7 以上,
其中以 pH7.4~7.8 為最多,pH7.9~8.4 者次 之,pH>8.5 以上者極少發現,可知當時研究區 土壤屬輕鹼性至中鹼性,顯示鹼性問題並不嚴 重(表 3-12)。
表3-20、研究區Ⅲ土層冬季pH等值線圖
表 3-12 椬梧、東石區表土之土壤反應
土壤反應Soil Reaction pH 表土樣品數 Number of Samples
代表面積(公頃) Represevitative area(ha)
強酸性 (Strongly acid) 5.1-5.5 4 89.66
中酸性 (Medium acid) 5.5-6.0 6 134.48
微酸性 (Slightly acid) 6.0-6.5 13 291.38 中 性 (Neutral) 6.5-7.3 48 1075.86 輕鹼性 (mildly alkaline) 7.3-7.8 255 5715.12 中鹼性 (Moderately alkaline) 7.8-8.4 244 5558.62 強鹼性 (Strongly alkaline) 8.4-9.0 6 134.48
總計 580 13000.00
電導度值的高低通常與pH高低有連動的關係,鹽分含量高之土壤,pH通常都大於 7.0,
但低於 8.5(郭魁士,1986:33)。郭氏在《土壤報告》中,將電導度值與pH做比對後發現,
含鹽分高之土壤,pH多在 7.3~8.4 之間,pH極少有超過 8.4 者,屬於鹽土及鹽性鹼土。此報
告中提到曾發現一個奇異的樣品,其電導度達 23mS/cm,SAR及ESP均在 15 以上
2,應稱為 鹽性鹼土,而其pH竟低於 7,在理論上實難以解釋,懷疑可能由於農民施用酸性物料頗多,
足以暫時局部的中和鹼性(其底土仍呈鹼性) ,同時因旱季且未灌溉,聚積之鹽分末被洗去,
故有鹽分高而pH低之奇異現象,化學性質上仍難理解H
+從何而來。
同樣以土層Ⅰ與 1957 年《土壤報告》之資料比對,2005 年夏季大部分土壤之 pH 均在 7.0 以上,其中以 pH7.3 至 7.8 的樣點包括:1、2、3、4、7、8、9、13、18、19、20、21、
22、23、24、25、26、27、28、29、31、32,共 22 個樣點,為最多;pH7.8~8.4 的樣點包括:
5、6、10、11、12、14、15、16、30、33,共 11 個樣點,次之;pH>8.5 以上只有 17 一個樣 點。2006 年冬季土壤之 pH 範圍介於 6.0-8.5 之間,其中以 pH6.5~7.3 的樣點包括:1、2、4、
5、7、8、9、12、13、15、20、21、22、25、27、29、30、32,共 18 個樣點,為最多;pH7.3
~7.8 的樣點包括:10、14、17、19、23、26、28,共 7 個樣點,次之;pH78~8.4 的樣點包 括:16、18、24、31、33,共 5 點,為最少。
由表 3-13 可以看出,以 2005 年夏季與 1957 年數據相比,鹼化似乎有增加之趨勢,但以 2006 年冬季與 1957 年數據相較,土壤的 pH 鹼有和緩的情況。
表 3-13、研究區長期表土土壤反應之比較表
土壤飽和抽出液之pH 土壤反應 1957年 2005年夏季 2006年冬季 5.1-5.5 強酸性
(Strongly acid)0.7 0.0 0.0 5.5-6.0 中酸性
(Medium acid)1.0 0.0 0.0 6.0-6.5 微酸性
(Slightly acid)2.2 0.0 0.0 6.5-7.3 中 性
(Neutral)8.3 0.0 60.0 7.3-7.8 輕鹼性
(mildly alkaline)44.0 66.7 23.3 7.8-8.4 中鹼性
(Moderately alkaline)42.1 30.3 16.7 8.5-9.0 強鹼性
(Strongly alkaline)1.0 3.0 0.0
總計% 100.1 100.0 100.0
表中數據均為%。
2鈉飽和度(exchangeable sodium percentage,簡稱ESP)是指:土壤溶液中鈉離子佔總陽離子之當量濃度的百分比
(郭魁士,1986)。
第三節 研究區土壤之氯鹽含量
氯化物一般為可溶性,在河川和地下水中,均有相當之濃度,但在不同水體,有不同的 濃度範圍,一般來說山區及河川上游的地表水中,氯鹽含量甚低,但河川下游或海邊的地下 水中,有時含量很高(徐貴新,1998:119)。造成這種情況通常有兩種原因,第一種為工業 廢水中氯鹽進入有關,另一種則是受到海水的影響,因此在海邊常會出現富含氯鹽的鹽鹼土。
海水中氯鹽含量極高,平均為19000mg/L(徐貴新,1998:119),受海水影響的地區,氯的 含量會明顯提高,因此氯為土壤鹽化重要指標。以下就土壤氯鹽含量之空間分布與土壤氯鹽 含量之冬、夏比較兩部分探討。
一、氯鹽含量之空間分布
J. A´ lvarez Rogel研究地中海周圍鹽化沼澤區時,所採之土樣氯鹽含量之最高值為 1.971epm(約69.97mg/L),而本研究區之氯鹽含量範圍從43mg/L~6223mg/L,各點位間氯 鹽含量濃度差異很大。圖3-21、圖3-22與圖3-23
分別為研究區夏季Ⅰ、Ⅱ與Ⅲ土層氯鹽濃度的等 值線分布圖。由圖中看出,研究區夏季不論是Ⅰ、
Ⅱ或是Ⅲ土層其氯鹽含量之等值線分布圖,與其 電導度等值線分布圖,均非常相似。本章第一節 中提到,以2.0 mS/cm為研究區土壤土壤鹽化之臨 界指標,研究區不論是夏季或是冬季,都有土壤 鹽度高之狀況,其中又以冬季最為嚴重。造成土 壤鹽鹽化的原因相當多元,有些地區受到農業污 染之影響,有些地區是受到海水影響,氯鹽含量 為土壤研究受海水影響之重要指標,研究區土壤 鹽化嚴重,氯鹽含量等值線又與電導度等值線相 似,可使推測造成研究區土壤鹽化之因素,與海
水有很大之關係。
圖 3-21、研究區Ⅰ土層夏季氯鹽含量等值線圖由表3-14可看出,不論是冬季或是夏季,土層Ⅰ的氯鹽含量皆大於土層Ⅱ與土層Ⅲ。且 夏季土層Ⅰ與土層Ⅱ氯鹽含量高過1000mg/l之樣本皆佔全樣本的30%以上。
表 3-14、研究區各土層氯鹽含量比較表 土壤飽和抽出
液之氯鹽含量
夏季土 層Ⅰ
夏季土 層Ⅱ
夏季土 層Ⅲ
冬季土 層Ⅰ
冬季土 層Ⅱ
冬季土 層Ⅲ 500mg/L以下 57.6 61.3 66.7 32.3 71.9 63.6
500-1000 15.2 6.5 16.7 6.5 3.1 12.1 1000-3000 21.2 29.0 16.7 19.4 21.9 21.2 3000-6000 3.0 3.2 0.0 12.9 0.0 3.0 6000-10000 3.0 0.0 0.0 12.9 0.0 0.0 10000mg/L以上 0.0 0.0 0.0 16.1 3.1% 0.0 總計 100% 100% 100% 100% 100% 100%
圖3-22、研究區Ⅱ土層夏季氯鹽含量等值線圖 圖3-23、研究區Ⅲ土層夏季氯鹽含量等值線圖
二、氯鹽含量之冬夏比較
圖3-24、圖3-25與圖3-26為研究區冬季Ⅰ土 層、Ⅱ土層與Ⅲ土層氯鹽含量之等值線分布圖,
與夏季的狀況相似,冬季氯鹽之等值線分布與電 導度等值線分布皆頗為一致,其土壤鹽化受到海 水影響。
由表3-14夏、冬之氯鹽含量相較,土層Ⅰ冬 季有明顯升高的狀況,其氯鹽含量超過10000mg/l 的樣本甚至為所有樣本的16%,而500mg/l以下的 樣本卻從夏季的57.6%減至32.2%。土層Ⅱ與土層
Ⅲ之氯鹽含量,冬、夏之間沒有明顯差異。
圖 3-24、研究區Ⅰ土層冬季氯鹽含量等值線圖
圖3-25、研究區Ⅱ土層冬季氯鹽含量等值線圖 圖3-26、研究區Ⅲ土層冬季氯鹽含量等值線圖