土壤資源利用與保育土壤資源利用與保育

認識土壤認識土壤

土壤資源利用與保育土壤資源利用與保育•認識土壤•岩石風化作用的類型•土壤形成的各因素•土壤的組成•土壤的性質•土壤退化

認識土壤認識土壤• 廣義：

– 土壤包括所有地表面植物著生的處所、湖泊、河流和池塘底層的淤泥等。

• 狹義：– 土壤是地表母岩經風化的部份，是一種由無機物、腐爛的有機物、水、空氣和億萬的生命體所組成的複雜混合物。

• 土壤的形成：– 促使岩石破碎、成份和性質等變化過程總稱為岩石的風化。

岩石風化作用的類型岩石風化作用的類型• 物理風化作用

– 熱力作用：溫度（熱漲冷縮）– 冰凍作用：體積增加 1/11 脹壓達 760kg/ 厘

米 2

– 流水和風的作用：搬運、侵蝕

岩石風化作用的類型岩石風化作用的類型•化學風化作用

– 水的溶解作用：水是一種良好的溶劑可對岩石產生溶解能力，另水溫增高亦可增強水對礦物岩石的溶解力。

– 水化作用：指水分子與礦物質化合變成含水礦物質。•2Fe2O3＋ 3H2O → 2Fe2O3、 3H2O•CaSO4（石膏）＋ 2H2O → CaSO4、 2H2O

岩石風化作用的類型岩石風化作用的類型•化學風化作用

– 水解作用：當水中含有 CO2和酸性物質時氫離子解離增多，與礦物質中的鹽基離子進行交換，生成溶性鹽類，結果改變了礦物組成，並將封閉在岩石中的養料釋放出來。

– K2OAl2O3（正長石）、 6SiO2＋ 2H2O ＋ CO2 → Al2O3 （高嶺土）、 2SiO2、 2H2O ＋ 4SiO2＋ K2CO3 （磷酸鉀）

岩石風化作用的類型岩石風化作用的類型•化學風化作用

– 氧化作用：氧是空氣中普遍存在的氧化劑。– 2FeS2（黃鐵礦）＋ 2H2O ＋ 7O2 → 2FeSO4＋

2H2SO4

岩石風化作用的類型岩石風化作用的類型•生物風化作用

– 生物的機械破壞作用– 生物的化學分解作用：有些生物在生命過程中分泌酸類物質來分解岩石，如地衣酸來破壞岩石；硅藻能分解高嶺土，並把含水氧化鋁釋放出來。

土壤形成的各因素土壤形成的各因素•各種自然因素在土壤形成中的作用

– 土壤的生成或化育，受到環境中五大生成因子控制：氣候（ C）、地形（ T）、母質（ P）、植生（ O ）、時間（ t ）。

– 母質：母質的成份和性質均會對形成的土壤產生直接的影響。•石灰岩母質（黏土）和砂岩母質（砂土）上形成的土壤就有極大差異。

•陽明山安山岩區 → 火山灰土壤•澎湖玄武岩 → 淋溶土

土壤形成的各因素土壤形成的各因素•各種自然因素在土壤形成中的作用

– 氣候：溫度、降水量變化，影響母岩風化的速率。

– 地形：坡度與坡向，影響土壤中各種水分、養分及組成份在土壤中之移動與平衡，故支配土壤之生成與性質。

– 地形平坦水分滲入淋洗作用較強，土壤化育作用較成熟；地形陡峭則反之。

土壤形成的各因素土壤形成的各因素•各種自然因素在土壤形成中的作用

– 植生：針葉林下生成土讓通常呈酸性，闊葉林下生成的土壤則呈中性或微鹼性。

– 時間：支配土壤中各種物理、化學、生物作用之時間。•化育生成紅壤需要幾萬年以上甚至百萬年以上，黃壤時間不如紅壤，黑壤時間就更短。

土壤形成的各因素土壤形成的各因素•人為因素

– 人類的活動與肥培管理：深耕、施肥、灌溉等。– 公共工程的開挖、山坡地的開發。

土壤的組成 土壤的組成 •土壤為一個自然體，土壤的型態特徵或物理、化學及生物學性質的變化，是沿三軸的方向而變化，故土壤是一個立體模式，稱為土壤樣體。

•土壤土層的截面稱之為土壤剖面（ Soil profile ）

土壤的組成 土壤的組成 •表層或 O/H 土層 ( 有機 / 腐植質層 ) ：植被、枯枝落葉較多。

•頂土層或 A 土層，也稱『洗出層』：為較上層含有較多層次的有機物質，可供給植物生長所需的養份。

•一般將 O/H 層或 A 層稱為『診斷表育層』

土壤的組成 土壤的組成 • B 層土層，又稱『洗入層』、『診斷化育層』：為較中間層含有土壤表面沖洗下的微小物質。

• C 層土層又稱『母質層』 ：為最下層，風化程度最低，性質與土壤母質類似。

• R 層，『母岩層』不算是土壤。

土壤的組成 土壤的組成

• 要了解土壤之型態特徵及其物理、化學性質，一定要觀察是否有 O 、 A 、 B 等層次。

• 根據其表育層或化育層之種類及特徵之不同而可分類成不同之土壤類別。

局部分解之母岩，未變化之底岩

植被、枯枝落葉頂土層 (A 層 )

洗入層 (B 層 )

C 層 (最底層 )

土壤的性質 土壤的性質 •質地：

– 土壤的質地決定於礦物粒子的大小，土壤的礦物粒子大者稱為砂粒（直徑 2mm~0.05mm ），其次為砏粒（直徑 0.05mm~0.002mm ），黏粒（直徑小於 0.002mm ）。

•構造：– 土壤粒子結合在一起時稱為粒團或土塊，其直徑可比 1mm還小，也可能比 10cm還大，土壤構造乃是由粒團的形狀與排列所決定。

土壤退化 土壤退化 •土壤退化（ Soil degeneration ）又稱土壤貧瘠化，土壤在物理、化學和生物學方面的性能變劣，導致土壤生產力降低的變化過程。

•土壤侵蝕『風蝕或水蝕』是導致土壤退化的重要原因。

土壤退化土壤退化•土壤侵（沖）蝕

– 自然侵蝕：自然條件下，坡地上還能保存的土壤剖面，這種侵蝕稱『自然侵蝕』。

– 加速侵蝕：在人類活動下，特別是人類破壞坡地上的植被，加速和擴大了自然因素作用所引起地表土壤和土體物質的移動、流失稱之『加速侵蝕』。

土壤退化土壤退化•土壤鹽鹼化

– 指各種可溶性鹽類在土壤表層或土壤中逐漸積聚的過程。當土壤表層含鹽量超過 0.6% 時即屬鹽土。

– 鹽土最主要的特徵是含有大量易溶性鹽，一般包括 『 Na ＋、 Ca2 ＋、 Mg2 ＋』等三種陽離子和『 Cl －、 SO4

2－、 CO32－、 HCO3

－』等四種陰離子所組成之各種鹽類。

土壤退化土壤退化•土壤鹽鹼化

– 鹼土最主要特徵是表層中含有過量的碳酸鈉或重碳酸鈉膠體中富含代換性鈉，並具有強鹼性反應，其形成是由鹽土發生鹼化作用的結果。

– 例如： 2Na2CO3＋ 4H2O → 4NaOH ＋ 2H2CO3

– 鹽化和鹼化現象往往是同時存在的，所以鹽土、鹼土又通稱為鹽鹼土。

土壤退化土壤退化•土地沙漠化

– 在沙漠邊緣的乾旱與半乾旱的草原地區，雨量稀少，蒸發量大，氣候乾旱多風，植被草皮一旦破壞土壤就會受到嚴重風蝕，逐漸變成為沙漠地帶現象。