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台湾土壤分类

剖面土纲─台湾土壤分类

我们在台湾的西部农耕土壤中,常见到 A 与 C 层同时存在,或只见到 C 层, 或 A, B,与 C层同时存在,这表示已有不同化育程度之土壤之生成。例如由大河冲积所生成的冲积平原之土壤可能只有母质层 (C 层),但如经过耕种以后则可生成 A 层; 如经由化育作用(自然风化及淋洗作用)下,则化育物质(通常指有机物、盐类、粘粒、铁、铝、锰等物质)会由土壤上层往下移动,最后在下层沈积而生成不同特性之化育层,称为 B 层,因此有不同类型之 B化育层之名称。因此,由 O、A、B 层等三层次之不同种类之排列与组合,就可分类成几百种不同之土壤类型。目前为止,在已调查之农耕土壤就有620种土壤,在已调查之山坡地土壤就有432种土壤,而目前正在调查之高山森林土壤亦可能有300种土壤以上,预计台湾共有1300种土壤之土壤。

台湾地区各种土壤之生成

台湾地区土壤之种类,大多依美国农部 1949 年所设立之系统来加以归类,再依台湾地区特有之土壤特性及性质加以命名而成。主要以 "土系" (soil series) 为土壤分类基本单位,通常以地名加以称呼,如平镇土系、淡水土系、鹿港土系、林边土系、瑞穗土系等;并以「大土类」或「土类」称呼台湾地区之主要代表性之区域性土壤,但似乎不很适当,因为其名称主要系由土壤母质来源或剖面的颜色及其特性来命名,亦是较老的命名方法,以往大家常听到的名称,如石质土、灰壤、灰化土、崩积土、黄壤、红壤、黑色土、老冲积土、新冲积土、混合冲积土、盐土、台湾粘土等,都是由民国 40 年被许多人沿用至今之称呼。但这些名称均是美国于 1960 年代以前所建立之土壤分类系统下所使用之名词,有其不适切及困扰处,因此现在已大都不为学术界使用,但一般农民仍在使用,主要原因是依据土壤的颜色及土壤之母质直接称呼,非常容易了解与沟通,但在土壤肥培管里及学术研究上常造成困扰。

美国农部于1975 年建立新的土壤分类系统 (Soil Toxonomy),此分类系统系由六个分类纲目 (Category) 所组成,最高级纲目为土纲 (Soil Order)。简单地分,一般台湾地区土壤可分成下列几个土纲,其特性简述如下:

  • 有机质土(Histosols):在深度 10 公分以上有大于 20% 以上之有机物(或大于12%以上之有机碳含量)之土壤,主要分布于高山湖泊中或其旁边之土壤。彰化县之快官地区有此土壤。
  • 淋淀土(Spodosols):有一由有机物与铁、铝结合之物质被水由上层土壤带至下层所形成之淋淀化育层者,大都在砂质地之高山平坦地区,有强烈的淋洗作用。阿里山地区及水里的山区有此土壤。 灰烬土(或火山灰土,Andisols):含有火山灰特性之土壤(如土壤很轻,无定型性质很多,对磷吸附力很强等特性),主要生成于火山地形之阳明山国家公园内。
  • 氧化物土(Oxisols):土壤已经化育很老(几十万年以上),土壤中仅剩馀氧化铁、铝等性质者,土壤肥力很低,B 层有一氧化物层生成者 ,大都在红土台地上。如桃园县埔心、南投县埔里、屏东县老埤等台地之红壤。
  • 膨转土(Vertisoils):在土层一公尺内含有 30% 以上之粘粒(直径小于 0.002mm 者之土粒),会随水分多寡而呈膨胀、收缩之特性者,湿时地面突起,干时龟裂者。在台湾东部之石雨伞地区有此土壤。 旱境土(Aridisols):台湾地区实际上没有干旱气候条件,应无此土壤,但因此类土壤包含盐土,故台湾西南部沿海地区之盐土仍可概略归并为旱境土。
  • 极育土(Ultisols):在高温多雨情况下生成的土壤,在 B层中有一粘粒洗入聚积的层次(黏聚层),因此特别粘,由于强烈淋洗,故肥力低。台湾地区之丘陵台地上之红色土壤大都属此种土纲。 黑沃土(Mollisols):顾名思义,此种土壤是又黑又肥沃,土层较浅,肥力高,主要分布在台东县的成功一带。
  • 淋溶土(Alfisols):此类土壤与极育土性质类似,但由于淋洗程度较极育土弱,或是农民在极育土上施用大量之肥料而使土壤较肥沃,因此土壤肥力较极育土高,大都分布于台湾西部主要冲积平原耕地中,为台湾地区农业生产之最大产地之一。
  • 弱育土(Inceptisols):顾名思义,此种土壤为由母质弱度化育生成之土壤,有明显之土壤构造与颜色转变,因此称为"构造 B 层",为台湾西部主要农耕冲积平原之土壤,或台湾丘陵地上之主要土壤,为台湾地区农业生产之最大产地之一。
  • 新成土(Entisols):由母质化育生成之最年轻土壤,大都分布于高山陡峭地、河流冲积三角洲河口、新冲积平原等地,通常土层很浅或整层无变化,土壤非常肥沃,也是农业生产主要分布土壤之一。
台湾地区土壤之种类

依美国旧土壤分类系统之命名,台湾地区主要土壤之分布大约可如下图所示(谢与王,1991),如依美国新土壤分类法加以分类,主要土壤之分布结果会与下图不尽相同,其相关名称对照下表 所示。以下分别说明主要土壤之分布与特性。为了方便比较,新旧土壤分类系统之名称同时示出,括号内为新土壤分类系统之名称。

观察与认识台湾主要之土壤之分布与特性

依美国旧土壤分类系统之命名,台湾地区主要土壤之分布大约可如下图所示(谢与王,1991),如依美国新土壤分类法加以分类,主要土壤之分布结果会与下图不尽相同,其相关名称对照下表 所示。以下分别说明主要土壤之分布与特性。为了方便比较,新旧土壤分类系统之名称同时示出,括号内为新土壤分类系统之名称。

这是一张图片
美国旧土壤分类系统(1960) 美国新土壤分类系统(1997)
石质土(Lithosols) Entisols
灰壤(Podzols) Spodosols
灰壤化土(Podzolic soils) Inceptisols, Spodosols
暗色崩积土(Darkish colluvial soils) Inceptisols
淡色崩积土(Pale colluvial soils) Inceptisols
幼黄壤(Incipient yellow soils) Inceptisols, Alfisols, Ultisols
黄壤(Yellow soils) Inceptisols, Ultisols
红壤(Red soils) Alfisols, Ultisols, Oxisols
退化红壤(Degraded red soils) Alfisols, Ultisols
黑色土(Black soils) Andisols, Histosols, Mollisols, Vertisols
老冲积土(Older alluvial soils) Inceptisols, Alfisols
新冲积土(Younger alluvial soils) Entisols, Inceptisols
混合冲积土(Mixed alluvial soils) Entisols, Inceptisols, Alfisols
台湾粘土(Taiwan clays) Inceptisols, Alfisols, Ultisols
盐土(Saline soils) Inceptisols, Alfisols
石质土(新成土)

此乃由母质经由简单之物理、化学风化作用生成之土壤,通常很浅,含石量超过 50% 以上,排水、通气良好,唯土层浅肥力低,大都分布于山坡地或森林地之陡峭区,地形不稳定,甚易崩塌,不宜农牧用途,只宜造林、保育。此土壤在新分类系统均属新成土。

灰壤或灰壤化土(弱育土、极育土、淋淀土)

此乃在低温多雨之针叶林下,土壤有明显之灰色层(一般在 5 公分厚度左右)以及其下有一层 2.5 公分以上厚度之暗红色淋淀层 (此为有机质与铁铝化合物之洗入淀积层)。土壤大都生成于高山 (1500公尺以上)稜线上之较平坦地形区,土壤呈强酸性,肥力贫瘠,大都分布于国有林地上。此土壤在分类上有时可分类弱育土(化育不明显),有时为极育土(有明显粘粒洗入层),但标准剖面则为淋淀土。

暗色或淡色崩积土(新成土)

此乃邻近高山地区之土壤物质因滚落、滑降、甚至崩塌等位移作用而生成者,新生成者表土有机物多,表层较暗者称为「暗色崩积土」,堆积时间较久其有机物已分解殆尽颜色较淡,称为「淡色崩积土」。基本上,土壤剖面没有化育作用,多发生于山区坡度较缓和的崩积地形上,含石量约25% ,通气、排水良好,可用作农牧地,但须做好水土保持工作。在新分类上属新成土。

黄壤(弱育土、淋溶土)

此乃母质经由弱度化育而生成之土壤,有时可因淋洗作用较强而使粘粒明显往剖面下层移动,养分(钾、钠、钙、镁)有的已流失而呈黄、黄棕或红棕色,且有明显之土壤构造生成。多生成于丘陵地上之相对地形较安定、坡度起伏较缓和之处。土壤多呈酸性,肥力偏低,须做好肥培管理及水土保持,才可做农牧用地。此土壤在新分类上属弱育土或淋溶土。

红壤(极育土、氧化物)

此乃自第四纪洪积层物质,近百万年来经高温多雨,干湿循环交替之条件下,使土壤中之物质淋洗殆尽,仅剩大部份为铝、铁氧化物质者。主要分布于台湾西部之各个洪积层台地上,是台湾最古老的土壤。红壤土层深厚,一般在 2至5 公尺,有时厚达 20至30 公尺者亦有。土壤构造明显,通气、排水良好,物理性质绝佳。唯土壤呈强酸性,肥力差,粘性及可塑性佳,因此生产力差,但可配合适当之肥培管理亦可使作物生产达高产量。目前大都种植茶叶、凤梨、甘蔗等农作物。此土壤在新分类系统下属极育土或氧化物土,但大都属前者。

冲积土(新成土、弱育土)

土壤物质经河流冲刷后带至下游而渐次淤积成固定土壤者,土层起先很薄,越来越厚,且时间久了,土层中之颜色亦因人为耕作有所改变成淡黄色,因此有「新冲积土」与「老冲积土」之称。此类土壤为台湾地区之主要耕地土壤,主要分布于台湾西部,大都由丘陵地上之砂页岩冲积生成的,但彰化平原、屏东平原及兰阳平原则是由中央山脉之粘板岩物质经河流冲积而生成的。台湾东部之花东纵谷,则是由台湾中央山脉东部之片岩或片底岩冲积生成者。此类土壤由于冲积及化育时间不同,因此土壤性质变化及差异很大,例如土层深浅、排水好坏、质地粗细、酸碱度等均有不同。一般而言,新冲积土在新分类系统上均属于新成土,而老冲积土在新分类系统上则属于弱育土。

黑色土(灰烬土、 黑沃土、膨转土)

凡整个土壤剖面均呈现黑色或黑色佔大部份者均属之。唯实际观察其土壤形态及理化性质时,则可依新土壤分类系统大约分成三类:

  • 灰烬土(Andisols):位于台湾北部阳明山国家公园内之火山灰土壤物质,土壤松软、很轻,有机物多,大都为小团粒,保肥、保水之能力超强,但易受冲蚀,且土壤易缺磷肥且易产生铝毒害。
  • 黑沃土(Mollisols):位于台湾东部成功附近土壤,土色黑且肥力高,土壤构造为团粒,是作物高产量区之一,在台湾此类土壤面积很小。
  • 膨转土(Vertisols)-在台湾东部火成岩混同泥岩生成之黑色土,土层深厚,保肥、保水力强,土壤很粘,内部排水很差,在湿时易膨胀,干时易龟裂,耕性很差,农民很头痛。此种土壤不能用于盖房子、建公路等。在台湾东部之面积亦很小。
盐土(新成土)

所谓盐土,意指土壤加水饱和后之抽出液之导电度值大于 2 dS/m 以上者。台湾之盐土,主要分布于西部平原冲积土之滨海部份,涵盖海埔新生地及俗称之「盐分地」均是。此地区大都蒸发散量大于降雨量,且海水之地下水位较高或排水不良而生成的。一般而言,在新分类系统上均属于新成土。

台湾粘土(弱育土、淋溶土)

此土壤系指台湾南部地方俗称之「看天田土壤」,另外若干无固定灌溉水源之超粘重土壤亦可称呼之。主要分布于云林、嘉义、台南、高雄四县之西部山麓地带前沿之低平台地上,例如台南县之新营、善化一带很多。此土壤之土层深厚,质地很粘、很紧密,大块状或柱状土壤构造,有些有粘粒洗入作用,耕性差。其生成背景属「湖积」过程。在新土壤分类上概属弱育土或淋溶土(有粘聚层者)。因此可知,台湾地区农耕地最多之土类属于弱育土,约佔一半,其次为淋溶土,两者合计 73% 左右。

由玉山向西及向东纵切之土壤类型分布

下图为以玉山为界向西至海边及向东至海边之土壤分布图。在玉山区附近大多为新成土,往西边下至阿里山附近大多为淋淀土或极育土,下至石卓地区则大多为弱育土,下至嘉义地区则为弱育土、淋馀土或极育土,到了海边则大多为新成土。由玉山往东边下至玉里地区则大多为极育土或弱育土,下至花东纵谷平原地区则为弱育土或新成土,到了海边则大多为新成土。

台湾土壤之主要问题及管理对策

所谓「问题土壤」,最早之说法即是用科学技术无法解决或无法加以改良的土壤,但现在已不这么认为,即是定义为:要投资才能加以改良且能达到一定之生产力之土壤。在台湾地区主要之问题土壤有 (1) 强酸性土壤,(2) 微量元素缺乏或养份不平衡之土壤,(3) 受盐分影响之盐土或盐碱土,(4) 陡坡地易受冲蚀之土壤,(5) 排水不良之水田,(6) 深层砂土,(7) 土壤受压实,(8) 土壤受污染,及 (9) 有机物缺乏等 。目前除部份地区已经投资及运用农业科技加以改良外,大部份地区尚未完全改良。为了永续性农业发展之需要,未来势必有必要加以改良。目前已有很多技术可加以改善,例如 (1) 可施用天然"石灰物质"以中和强酸性土壤,使土壤为中性;(2) 可用"洗盐"方法及选择耐盐性作物之方法,在盐土区耕种生产;(3) 用"暗管排水法"改善排水不良之土壤;(4) 施用硫磺、微量元素或矽酸炉渣法,以调整微量元素缺乏或养份不平衡之问题土壤;(5) 使用水土保持方法,防止坡地水土之严重流失;与 (6) 利用深耕及施用有机肥等肥培管理法,解决土壤压实问题等。