學術研究成果

1. 長期持續研究紅壤水田土壤之特性、化育與分類,研究成果能顯著提高臺灣在「鐵網紋土壤」生成理論、土壤分類及微量元素在礦物構造上之分佈國際學術地位

研究桃園中壢新屋一帶水田化作用與長年季節性地下水位變動所造成紅壤下層土壤形態特徵之變化,產生不同的土壤化育作用與不同之分類名稱,研究結果顯示土壤還原狀態及飽和狀態決定鐵網紋(plinthites)存在之深度與含量(或大小)。另無定形鐵鋁與土壤還原時間有顯著相關(p<0.01),鐵活度指標可作為鑑定紅壤化育層之指標,鐵活度指標高於0.5時,容易形成灰粘化層,鐵活度指標低於0.5則易形成鐵網紋。研究結果均發表於土壤界國際期刊

  • Soil Science Society of America Journal (SSSAJ) 60:941-949(1996)
  • Soil Sci. Soc. Am. J. 65: 270-278(2001)
  • Soil Science 165:869-880;Soil Science 169: 871-882 (2004)
  • SCI地球科學及地球物理類國際期刊之Geochimica et Cosmochimica Acta 69:4007-4034 (2005)。
2. 長期持續研究森林土壤淋澱層(Spodic horizon)及薄膠層(Placic horizon)之生成化育機制,研究成果能顯著提高臺灣在土壤學國際學術地位

在臺灣中部郡大林道之針葉林中,受到砂頁岩風化後之影響,在強烈雨量影響下,發現全世界極罕見之壤質淋澱土(Loamy Spodosols),研究結果均發表於土壤界國際期刊Soil Science Society of America Journal (SSSAJ) 62:710-716(1998)。後來繼續深入宜蘭縣太平山發現具薄膠層(placic horizon)土壤之生成及化育作用很特殊,大量的無機態鐵由E層洗入並累積於B層,加上又缺乏有機物質及金屬鋁等錯合物質,導致薄膠層在研究地區成為優勢,研究地區高黏粒含量之特性導致大量物質累積於薄膠層或黏聚層上方,提供淋澱化作用發生之機會。研究結果均發表於土壤界國際期刊

  • Soil Science Society of America Journal (SSSAJ) 63:941-947 (1999)
  • Geoderma 125:331-341(2005)
3. 長期持續研究陽明山國家公園火山灰土壤(Volcanic soils, Andisols)之生成化育機制,研究成果能顯著提高臺灣在火山灰土壤之國際學術地位

自1990年起研究臺灣北部陽明山國家公園內之火山灰土壤(Volcanic soils, Andisols)之生成化育機制,受到母質、氣候及植生之影響,在紗帽山發現全世界極罕見之烏黑濕潤灰儘土(Typic Melanudands),在七星山、大屯山、面天山、竹子山等地已採86個土壤剖面,發現典型簡育濕潤灰儘土(Typic Hapludands)及其過渡土壤,並研究陽明山國家公園內土壤之礦物風化過程、分類問題及建立土壤地形模式,研究結果均發表於土壤界國際期刊Soil Science及多篇國內國科會補助出版之優良學術期刊中。

4. 受重金屬污染土壤之植生復育技術研究 (Phytoremediation)多次發表於國際期刊及國際會議,研究成果能顯著提高臺灣在土壤污染整治或復育領域之國際學術地位

近五年積極研究受重金屬污染土壤之整治技術,包括化學方法(Chemical remediation)及植生萃取方法(Phytoextraction or phytoremediation),可利用種植特殊的花卉植物大量及快速移除土壤中之重金屬。已將40多種花卉及苗木植物以盆栽試驗及於污染區進行田間大面積篩選試驗,發現種植於多種重金屬污染土壤中,花卉植物五彩石竹可以累積高濃度鎘、鋅及鉛;添加EDTA則可顯著增加土壤溶液及植物累積之重金屬濃度,但污染土壤中受多種重金屬之交互作用會影響植物對重金屬之吸收與累積,並降低植生復育之效果,添加EDTA與否及所添加之EDTA濃度則會影響重金屬間的交互作用。這些研究結果均發表於各國際會議及SCI環境科學領域國際期刊

  • Chemosphere 55:421-430(2004);
  • Chemosphere 57:1459-1471(2004);
  • Chemosphere 60:1062-1071(2005);
  • Journal of Hazardous Materials 137:1710-1718(2006);
  • Desalination (In press)(2006)
  • J.Environ.Geochem .& Health.16:161-170(1994)。
5. 長期持續研究森林生態系土壤特性變化及養分循環(Nutrient cycling)之研究

墾丁國家公園南仁山生態保護區之溪谷樣區植被組成及地形直接影響土壤之水分含量、土壤特性及其土壤溶液組成,表土20公分各種養份及離子濃度有較高之趨勢,底土則較不受季節影響,變異較小。除表土20公分外,硝酸態氮、鐵、鋁、矽離子濃度隨土層深度之增加而減少,滲漏溶液中硝酸態氮、硫酸、鉀、鈉離子於各地形有淨釋放之現象,鐵、鋁、鈣離子則有淨吸附之現象。12種主要優勢樹種對各種養份之吸收確實與地形及植生分佈位置確實有關,研究結果均發表於土壤界國際期刊Geoderma 123 (1-2):131-142(2004)及森林界國際期刊Forest Ecology and Management 239:92-101(2007)及多篇國內國科會補助出版之優良學術期刊中。研究墾丁國家公園南仁山生態保護區土壤碳氮淨礦化速率及養份動態變化之結果顯示,現地孵育(in situ incubation)與實驗室孵育(lab incubation)兩種方法之研究結果相近,東北季風並未如預期的對有效性碳及氮之養份釋放造成影響,且研究地區不同地形位置會對土壤之無機態氮量及礦化速率造成影響。研究結果均發表於中國南京舉行之第3屆氮國際會議(Oct.12-16,2004)與於美國費城舉行之第18屆世界土壤科學大會上(July 9-15,2006)。

6. 領導執行農業委員會「兩個整合型3年期研究計畫」,研究成果對農業資源管理及農業生態環境品質之維護有重大貢獻

由2001年1月至2003年12月擔任計畫總主持人,領導執行農業委員會兩個整合型為期3年之研究計畫(1)臺灣農田土壤管理組之規劃及應用及(2) 畜牧處理廢水於土壤處理後對土壤品質及作物產量及品質之影響及「土壤處理法」之修正研究案,每一整合型計畫均包括5個子研究計畫,每年每個整合型研究計畫經費約 700-800萬元。兩計畫於3年結束前一個均舉行研討會,成果豐碩,研究成果對農業資源管理及農業生態環境品質之維護有重大貢獻,且已納入政策執行及修改法規標準之重要依據。