剖面土綱─台灣土壤分類

我們在台灣的西部農耕土壤中,常見到 A 與 C 層同時存在,或只見到 C 層, 或 A, B,與 C層同時存在,這表示已有不同化育程度之土壤之生成。例如由大河沖積所生成的沖積平原之土壤可能只有母質層 (C 層),但如經過耕種以後則可生成 A 層; 如經由化育作用(自然風化及淋洗作用)下,則化育物質(通常指有機物、鹽類、粘粒、鐵、鋁、錳等物質)會由土壤上層往下移動,最後在下層沈積而生成不同特性之化育層,稱為 B 層,因此有不同類型之 B化育層之名稱。因此,由 O、A、B 層等三層次之不同種類之排列與組合,就可分類成幾百種不同之土壤類型。目前為止,在已調查之農耕土壤就有620種土壤,在已調查之山坡地土壤就有432種土壤,而目前正在調查之高山森林土壤亦可能有300種土壤以上,預計台灣共有1300種土壤之土壤。

台灣地區各種土壤之生成

臺灣地區土壤之種類,大多依美國農部 1949 年所設立之系統來加以歸類,再依臺灣地區特有之土壤特性及性質加以命名而成。主要以 "土系" (soil series) 為土壤分類基本單位,通常以地名加以稱呼,如平鎮土系、淡水土系、鹿港土系、林邊土系、瑞穗土系等;並以「大土類」或「土類」稱呼臺灣地區之主要代表性之區域性土壤,但似乎不很適當,因為其名稱主要係由土壤母質來源或剖面的顏色及其特性來命名,亦是較老的命名方法,以往大家常聽到的名稱,如石質土、灰壤、灰化土、崩積土、黃壤、紅壤、黑色土、老沖積土、新沖積土、混合沖積土、鹽土、臺灣粘土等,都是由民國 40 年被許多人沿用至今之稱呼。但這些名稱均是美國於 1960 年代以前所建立之土壤分類系統下所使用之名詞,有其不適切及困擾處,因此現在已大都不為學術界使用,但一般農民仍在使用,主要原因是依據土壤的顏色及土壤之母質直接稱呼,非常容易了解與溝通,但在土壤肥培管裡及學術研究上常造成困擾。

美國農部於1975 年建立新的土壤分類系統 (Soil Toxonomy),此分類系統係由六個分類綱目 (Category) 所組成,最高級綱目為土綱 (Soil Order)。簡單地分,一般臺灣地區土壤可分成下列幾個土綱,其特性簡述如下:

  • 有機質土(Histosols):在深度 10 公分以上有大於 20% 以上之有機物(或大於12%以上之有機碳含量)之土壤,主要分佈於高山湖泊中或其旁邊之土壤。彰化縣之快官地區有此土壤。
  • 淋澱土(Spodosols):有一由有機物與鐵、鋁結合之物質被水由上層土壤帶至下層所形成之淋澱化育層者,大都在砂質地之高山平坦地區,有強烈的淋洗作用。阿里山地區及水里的山區有此土壤。 灰燼土(或火山灰土,Andisols):含有火山灰特性之土壤(如土壤很輕,無定型性質很多,對磷吸附力很強等特性),主要生成於火山地形之陽明山國家公園內。
  • 氧化物土(Oxisols):土壤已經化育很老(幾十萬年以上),土壤中僅剩餘氧化鐵、鋁等性質者,土壤肥力很低,B 層有一氧化物層生成者 ,大都在紅土臺地上。如桃園縣埔心、南投縣埔里、屏東縣老埤等臺地之紅壤。
  • 膨轉土(Vertisoils):在土層一公尺內含有 30% 以上之粘粒(直徑小於 0.002mm 者之土粒),會隨水分多寡而呈膨脹、收縮之特性者,濕時地面突起,乾時龜裂者。在臺灣東部之石雨傘地區有此土壤。 旱境土(Aridisols):臺灣地區實際上沒有乾旱氣候條件,應無此土壤,但因此類土壤包含鹽土,故臺灣西南部沿海地區之鹽土仍可概略歸併為旱境土。
  • 極育土(Ultisols):在高溫多雨情況下生成的土壤,在 B層中有一粘粒洗入聚積的層次(黏聚層),因此特別粘,由於強烈淋洗,故肥力低。臺灣地區之丘陵臺地上之紅色土壤大都屬此種土綱。 黑沃土(Mollisols):顧名思義,此種土壤是又黑又肥沃,土層較淺,肥力高,主要分佈在臺東縣的成功一帶。
  • 淋溶土(Alfisols):此類土壤與極育土性質類似,但由於淋洗程度較極育土弱,或是農民在極育土上施用大量之肥料而使土壤較肥沃,因此土壤肥力較極育土高,大都分佈於臺灣西部主要沖積平原耕地中,為臺灣地區農業生產之最大產地之一。
  • 弱育土(Inceptisols):顧名思義,此種土壤為由母質弱度化育生成之土壤,有明顯之土壤構造與顏色轉變,因此稱為"構造 B 層",為臺灣西部主要農耕沖積平原之土壤,或台灣丘陵地上之主要土壤,為臺灣地區農業生產之最大產地之一。
  • 新成土(Entisols):由母質化育生成之最年輕土壤,大都分佈於高山陡峭地、河流沖積三角洲河口、新沖積平原等地,通常土層很淺或整層無變化,土壤非常肥沃,也是農業生產主要分佈土壤之一。
臺灣地區土壤之種類

依美國舊土壤分類系統之命名,臺灣地區主要土壤之分佈大約可如下圖所示(謝與王,1991),如依美國新土壤分類法加以分類,主要土壤之分佈結果會與下圖不盡相同,其相關名稱對照下表 所示。以下分別說明主要土壤之分佈與特性。為了方便比較,新舊土壤分類系統之名稱同時示出,括號內為新土壤分類系統之名稱。

觀察與認識臺灣主要之土壤之分佈與特性

依美國舊土壤分類系統之命名,臺灣地區主要土壤之分佈大約可如下圖所示(謝與王,1991),如依美國新土壤分類法加以分類,主要土壤之分佈結果會與下圖不盡相同,其相關名稱對照下表 所示。以下分別說明主要土壤之分佈與特性。為了方便比較,新舊土壤分類系統之名稱同時示出,括號內為新土壤分類系統之名稱。

美國舊土壤分類系統(1960) 美國新土壤分類系統(1997)
石質土(Lithosols) Entisols
灰壤(Podzols) Spodosols
灰壤化土(Podzolic soils) Inceptisols, Spodosols
暗色崩積土(Darkish colluvial soils) Inceptisols
淡色崩積土(Pale colluvial soils) Inceptisols
幼黃壤(Incipient yellow soils) Inceptisols, Alfisols, Ultisols
黃壤(Yellow soils) Inceptisols, Ultisols
紅壤(Red soils) Alfisols, Ultisols, Oxisols
退化紅壤(Degraded red soils) Alfisols, Ultisols
黑色土(Black soils) Andisols, Histosols, Mollisols, Vertisols
老沖積土(Older alluvial soils) Inceptisols, Alfisols
新沖積土(Younger alluvial soils) Entisols, Inceptisols
混合沖積土(Mixed alluvial soils) Entisols, Inceptisols, Alfisols
臺灣粘土(Taiwan clays) Inceptisols, Alfisols, Ultisols
鹽土(Saline soils) Inceptisols, Alfisols
石質土(新成土)

此乃由母質經由簡單之物理、化學風化作用生成之土壤,通常很淺,含石量超過 50% 以上,排水、通氣良好,唯土層淺肥力低,大都分佈於山坡地或森林地之陡峭區,地形不穩定,甚易崩塌,不宜農牧用途,只宜造林、保育。此土壤在新分類系統均屬新成土。

灰壤或灰壤化土(弱育土、極育土、淋澱土)

此乃在低溫多雨之針葉林下,土壤有明顯之灰色層(一般在 5 公分厚度左右)以及其下有一層 2.5 公分以上厚度之暗紅色淋澱層 (此為有機質與鐵鋁化合物之洗入澱積層)。土壤大都生成於高山 (1500公尺以上)稜線上之較平坦地形區,土壤呈強酸性,肥力貧瘠,大都分佈於國有林地上。此土壤在分類上有時可分類弱育土(化育不明顯),有時為極育土(有明顯粘粒洗入層),但標準剖面則為淋澱土。

暗色或淡色崩積土(新成土)

此乃鄰近高山地區之土壤物質因滾落、滑降、甚至崩塌等位移作用而生成者,新生成者表土有機物多,表層較暗者稱為「暗色崩積土」,堆積時間較久其有機物已分解殆盡顏色較淡,稱為「淡色崩積土」。基本上,土壤剖面沒有化育作用,多發生於山區坡度較緩和的崩積地形上,含石量約25% ,通氣、排水良好,可用作農牧地,但須做好水土保持工作。在新分類上屬新成土。

黃壤(弱育土、淋溶土)

此乃母質經由弱度化育而生成之土壤,有時可因淋洗作用較強而使粘粒明顯往剖面下層移動,養分(鉀、鈉、鈣、鎂)有的已流失而呈黃、黃棕或紅棕色,且有明顯之土壤構造生成。多生成於丘陵地上之相對地形較安定、坡度起伏較緩和之處。土壤多呈酸性,肥力偏低,須做好肥培管理及水土保持,才可做農牧用地。此土壤在新分類上屬弱育土或淋溶土。

紅壤(極育土、氧化物)

此乃自第四紀洪積層物質,近百萬年來經高溫多雨,乾濕循環交替之條件下,使土壤中之物質淋洗殆盡,僅剩大部份為鋁、鐵氧化物質者。主要分佈於臺灣西部之各個洪積層臺地上,是臺灣最古老的土壤。紅壤土層深厚,一般在 2至5 公尺,有時厚達 20至30 公尺者亦有。土壤構造明顯,通氣、排水良好,物理性質絕佳。唯土壤呈強酸性,肥力差,粘性及可塑性佳,因此生產力差,但可配合適當之肥培管理亦可使作物生產達高產量。目前大都種植茶葉、鳳梨、甘蔗等農作物。此土壤在新分類系統下屬極育土或氧化物土,但大都屬前者。

沖積土(新成土、弱育土)

土壤物質經河流沖刷後帶至下游而漸次淤積成固定土壤者,土層起先很薄,越來越厚,且時間久了,土層中之顏色亦因人為耕作有所改變成淡黃色,因此有「新沖積土」與「老沖積土」之稱。此類土壤為臺灣地區之主要耕地土壤,主要分佈於臺灣西部,大都由丘陵地上之砂頁岩沖積生成的,但彰化平原、屏東平原及蘭陽平原則是由中央山脈之粘板岩物質經河流沖積而生成的。臺灣東部之花東縱谷,則是由臺灣中央山脈東部之片岩或片底岩沖積生成者。此類土壤由於沖積及化育時間不同,因此土壤性質變化及差異很大,例如土層深淺、排水好壞、質地粗細、酸鹼度等均有不同。一般而言,新沖積土在新分類系統上均屬於新成土,而老沖積土在新分類系統上則屬於弱育土。

黑色土(灰燼土、 黑沃土、膨轉土)

凡整個土壤剖面均呈現黑色或黑色佔大部份者均屬之。唯實際觀察其土壤形態及理化性質時,則可依新土壤分類系統大約分成三類:

  • 灰燼土(Andisols):位於臺灣北部陽明山國家公園內之火山灰土壤物質,土壤鬆軟、很輕,有機物多,大都為小團粒,保肥、保水之能力超強,但易受沖蝕,且土壤易缺磷肥且易產生鋁毒害。
  • 黑沃土(Mollisols):位於臺灣東部成功附近土壤,土色黑且肥力高,土壤構造為團粒,是作物高產量區之一,在臺灣此類土壤面積很小。
  • 膨轉土(Vertisols)-在臺灣東部火成岩混同泥岩生成之黑色土,土層深厚,保肥、保水力強,土壤很粘,內部排水很差,在濕時易膨脹,乾時易龜裂,耕性很差,農民很頭痛。此種土壤不能用於蓋房子、建公路等。在臺灣東部之面積亦很小。
鹽土(新成土)

所謂鹽土,意指土壤加水飽和後之抽出液之導電度值大於 2 dS/m 以上者。臺灣之鹽土,主要分佈於西部平原沖積土之濱海部份,涵蓋海埔新生地及俗稱之「鹽分地」均是。此地區大都蒸發散量大於降雨量,且海水之地下水位較高或排水不良而生成的。一般而言,在新分類系統上均屬於新成土。

臺灣粘土(弱育土、淋溶土)

此土壤係指臺灣南部地方俗稱之「看天田土壤」,另外若干無固定灌溉水源之超粘重土壤亦可稱呼之。主要分佈於雲林、嘉義、台南、高雄四縣之西部山麓地帶前沿之低平台地上,例如台南縣之新營、善化一帶很多。此土壤之土層深厚,質地很粘、很緊密,大塊狀或柱狀土壤構造,有些有粘粒洗入作用,耕性差。其生成背景屬「湖積」過程。在新土壤分類上概屬弱育土或淋溶土(有粘聚層者)。因此可知,臺灣地區農耕地最多之土類屬於弱育土,約佔一半,其次為淋溶土,兩者合計 73% 左右。

由玉山向西及向東縱切之土壤類型分佈

下圖為以玉山為界向西至海邊及向東至海邊之土壤分佈圖。在玉山區附近大多為新成土,往西邊下至阿里山附近大多為淋澱土或極育土,下至石卓地區則大多為弱育土,下至嘉義地區則為弱育土、淋餘土或極育土,到了海邊則大多為新成土。由玉山往東邊下至玉里地區則大多為極育土或弱育土,下至花東縱谷平原地區則為弱育土或新成土,到了海邊則大多為新成土。

臺灣土壤之主要問題及管理對策

所謂「問題土壤」,最早之說法即是用科學技術無法解決或無法加以改良的土壤,但現在已不這麼認為,即是定義為:要投資才能加以改良且能達到一定之生產力之土壤。在臺灣地區主要之問題土壤有 (1) 強酸性土壤,(2) 微量元素缺乏或養份不平衡之土壤,(3) 受鹽分影響之鹽土或鹽鹼土,(4) 陡坡地易受沖蝕之土壤,(5) 排水不良之水田,(6) 深層砂土,(7) 土壤受壓實,(8) 土壤受污染,及 (9) 有機物缺乏等 。目前除部份地區已經投資及運用農業科技加以改良外,大部份地區尚未完全改良。為了永續性農業發展之需要,未來勢必有必要加以改良。目前已有很多技術可加以改善,例如 (1) 可施用天然"石灰物質"以中和強酸性土壤,使土壤為中性;(2) 可用"洗鹽"方法及選擇耐鹽性作物之方法,在鹽土區耕種生產;(3) 用"暗管排水法"改善排水不良之土壤;(4) 施用硫磺、微量元素或矽酸爐渣法,以調整微量元素缺乏或養份不平衡之問題土壤;(5) 使用水土保持方法,防止坡地水土之嚴重流失;與 (6) 利用深耕及施用有機肥等肥培管理法,解決土壤壓實問題等。