Soil Science 土壤生成化育與調查分類 Lesson12 土壤生成化育與調查分類
土壤生成 五大因子 S = f (P,C,B,T,t) 母質(Parent materials) 氣候(Climate) 生物(Biota) 地形(Topography) 時間(Time) S = f (P,C,B,T,t)
母質與土壤生成 母質一般係指非固結物質,並非此發育成為土壤剖面者稱之,故不同於基岩(Bed rock)。換言之,即當岩石接受風化作用後可造成岩石碎屑,造成之岩石碎屑如與現存之土壤有直接關係,其方為該土壤之母質,此時該造成岩石碎屑之過程亦係土壤發育之第一步驟。
風化作用 物理風化作用 造成之原因:溫度之變異、結冰、水、冰河、風 化學風化作用 水及含氣體溶液之作用,包括 水合(Hydration)
風化作用 (續) 化學風化作用 水及含氣體溶液之作用,包括 水解(Hydrolysis) 溶解(Dissolution) 氧化(Oxidation)
母質之分類 岩石與礦物風化之產物,皆是生成土壤之母質,這些產物有的是在原處生成土壤,有的是經過搬運,沉積後再生成土壤。 母質之分類: Sedentary, formed in place 殘積成土母質(Residual) Transported By gravity ─ 坡積成土母質(Colluvial) By water ─ 沖積成土母質(Alluvial)、海成堆積成土母質(Marine)、湖積成土母質(Lacustrine) By ice ─ 冰積成土母質(Glacial) By wind ─ 風成堆積土母質(Eolian)
氣候與土壤生成 在未分別說明各種環境因素與土壤生成之單獨關係系前,首先似宜了解土壤在生物錯綜複雜關係中的地位,由右圖可見氣候能直接影響植物、動物與土壤,植物能影響接近地表之土壤、動物與氣候,動物在土壤發育上擔任很重要的任務,而土壤之類型也影響存在於土壤中動物,及生長於土壤中之植物亦會受動物影響。最後氣候經由風化作用而影響岩石,在時間的歷程中,首先風化的岩石成為土壤的一部份,接著接受繼起的成土作用過程(Soil forming processes)。
氣候與土壤生成 (續) 就土壤皆為生成自氣象因子作用於岩石之殘餘產物之觀點論,則顯然的土壤與一區域正在盛行的或曾經盛行的氣候情況間必然具有或多或少之親密關係存在。 通過淋溶作用而影響土壤生成 水分關係為氣候作用之一部分,並可顯著影響土壤化育(Soil genesis)之程度。在溼潤地區土壤發育皆曾遭受劇烈淋溶,並生成與在乾旱地區生成與土壤完全不同的剖面。 透過溫度作用而影響土壤生成 溫度之影響於土壤生成是經由其影響及於岩石與土壤物質之風化速率。常規是溫度每增加10℃,化學反應之速率約可倍增,土壤形成作用是在低溫地區最低,在濕潤而具高溫地區最大。
生物與土壤生成 植物群落或區系 植物影響於土壤生成與發育,通常經過下列幾種方式: 改變微氣候; 經由其落葉枯枝落在地面上或死亡根群組合在礦物質土體內; 自深層土壤中轉移若干元素至上層; 減低侵蝕而有利於土壤生成,與穩定土壤構造等。 不過須注意者,存在於土壤中或土壤上之植物區系的性質與數量,為決定上述影響程度之基本條件。
生物與土壤生成 (續) 動物群落或區系 較高等動物與人類對土壤生成之貢獻,大約皆經由下列幾種方式而達成: 混合無機物與有機物 輕鬆土壤 協助有機物之分解 經由各種土壤管理與保育方法以維護及改良土壤 其中前三者為所有動物皆能達成其部份任務,第4項則為僅有人類可以進行的工作。
生物與土壤生成 (續) 微生物群落或區系 微生物可以協助岩石風化與有機物質之分解,亦可單獨[在自然草原下發育之土壤內含有繁茂,非共生氮素固定菌(Azotobacter)趨勢]或聯合植物(最常見之例為豆科植物之共生根瘤菌)而能固定空氣中的氮素增加土壤的肥力。
地形與土壤生成 地形影響及於土壤發育,皆透過水濕、侵蝕、溫度關係與植物覆蓋等影響。 水濕關係 侵蝕作用 降雨至地表在陡坡處會發生逕流,在低窪處會發生匯集,由此結果陡坡上土壤接受較少量水分,在低窪地較之平坦地可接受更多之水份。 侵蝕作用 自土壤生成之觀點論,較正常侵蝕為迅速對土壤生成皆非有利,因土壤皆被保持在發育之年輕階段。此一情況可發現在甚多陡坡處之森林土中。相反的,過度緩慢侵蝕如在平坦地區,對土壤生成亦呈不利。理想之土壤發育環境,為侵蝕必需要保持與土壤發育之速率約在相等之狀態下。
地形與土壤生成 (續) 溫度 在北半球,南向與西向坡皆較北向與東向坡溫暖,此一事實可影響風化作用與常亦可造成植物群落或區系之組成份及密度的不同。
土壤化育與時間之關係 土壤發育所需要時間長短,每依前項所討論之氣候情況、生物情形、母質種類與地形概況等而決定之。
台灣土壤生成因子之特徵 氣候 依一般氣候帶劃分,台灣恰好跨越北回歸線,應屬熱帶至亞熱帶海洋性氣候,其特徵是高溫多雨強風。 就溫度而言,即使在高山地區,平均溫度在冰點以下的時間也很少,低山及平地更是全年生長季,故溫度對於土壤生成,只有高山、低山丘陵與平地間之垂直分佈差異,而少顯著水平分佈差異變化。這也就是說,支配台灣土壤生成及分佈的是水量效果遠比溫度重要。
台灣土壤生成因子之特徵(續) 氣候 就水量而言,最顯著的莫過於西南部沿海地區及澎湖群島,蒸發量都超過降雨量,故土壤淋洗程度輕微;本島東北部及山區,降雨量為蒸發量之1.5倍至5倍,故強烈淋洗與溶提作用當屬意中事;南部各地降雨量與蒸發量大致相當,兩者比例在1.0~1.1間,淋溶當不完全。 通常之氣候劃分,凡年平均降雨量達750mm以上者,就算濕潤區,但從土壤生成與農業立場看,降雨量之季節或月分佈,實較總量為重要,尤其是高溫地區。根據荷蘭Mohr氏之雨量區分,除東北部、中央山區及東部之綠島、蘭嶼,屬於恆濕或恆潤區外,其他各地都有顯著旱季。乾濕季之分野,南部較北部為顯著,而沿海地區較平原與山地區為強烈。故西南沿海區是蒸發量最大地帶,也就是乾旱季最長之處所,導致可溶性鹽類聚積形成鹽土。在恆濕及恆潤區,因溶提及淋洗很強烈,往往亦生成酸性較強之土壤。
台灣土壤生成因子之特徵(續) 地形與地質 台灣之地形大致上可分為中央高山區、丘陵山地區、台地區與平原谷地等四單位來說明。 中央高山區:為本島最高峻的山地,幾乎貫穿全島,約佔全島面積之一半,由蘇澳起向南伸至大武山腳,南北長約270公里,東西寬約80公里,坡度一般都很陡,達40%以上者極為普遍。至於組成之岩層,大致上,頂部及東側以片岩為主,為本島最老的地層;西側以板岩為主,局部為石英岩及頁岩所構成,北段岩質較老而硬,南段則較新而鬆軟。
台灣土壤生成因子之特徵(續) 丘陵山地區: 丘陵山地除東部海岸山脈及大屯火山區外,皆與中央高山相連,圍繞其北、西南三面,其外側為台地或平原谷地等低緩地形區,其構成岩層主要為砂岩及頁岩,年代大致漸南漸新,岩質越新越軟,山勢亦較低緩。 東部海岸山脈位於本島東岸之中岸,就地勢而言,大致南高北低,至於組成之岩層,高峰及山脊,皆屬岩質堅硬的安山岩質集塊岩構成,貫穿山脈南北,分佈亦最廣,黑色頁岩為主而夾有礫岩之地層則分佈於西側幾乎遍及全區,南端之尾部為黑色泥岩構成,質軟而易風化,沖刷極烈多呈惡地形。 大屯火山區居於本島之北端,山勢較緩,無明顯之山脊,構成之岩層為安山岩質熔岩流與火山碎屑岩。
台灣土壤生成因子之特徵(續) 台地區:台灣台階地帶,概可分為三類: 紅土礫石台地:分布最廣,其海拔高度差異很大,自百餘至千餘公尺,但大部分在250~400公尺左右。台地頂部均屬近於平坦或緩起伏,但有些台地邊緣已被沖蝕形成丘陵地貌。此類台地,在較新的地質時間(更新世後期),因泥沙由高地沖刷下來,積聚成礫石堆積,更經近代的升起作用而成今日之紅土礫石台地。 鵝鸞鼻台地:包括恆春西側及南面之鵝鑾鼻一帶,位於本島之最南端,海拔約100~200多公尺,由珊瑚石灰岩構成。 澎湖群島:澎湖群島中除花嶼由坋岩構成外其餘皆由玄武岩所構成,海拔約30公尺左右,週邊多屬陡峻海蝕崖,成平頂方山貌。
台灣土壤生成因子之特徵(續) 平原谷地區: 平原谷地包括了盆地(台北、台中、埔里),河谷低地與平原(宜蘭、新竹沿海、嘉南、屏東),一般而言,地勢低而平緩,由沖積層構成。由於沖積物質來源之不同,約可分為三類: 黏板岩風化沖積物。 片岩風化沖積物。 砂岩頁岩風化沖積物。 此外由風力造成之風積砂丘,當分佈於沿海地方,成為零星分佈,尤其是各河流之出口處,常為孤立饅頭狀或連成低小崗狀。 總而言之,台灣土壤因成土時間短,其性質受母質之影響最大,至於各類土壤分佈則明顯的受地形左右,其中坡度因素對於丘陵與高山地帶之土壤發育具有密切關係,坡度大,淋溶效果差,土壤發育緩慢,土層淺薄,同時沖蝕極烈,往往生成石積土;高地下水位則影響沿海地區之鹽份聚積而生成鹽土。
台灣土壤生成因子之特徵(續) 時間 人工影響 台灣之土壤,一般年代較新,但在其他條件相同下,往往由於堆積年代之早晚,土壤剖面形態及淋洗程度亦有所差異。如中部地區之黏板岩沖積土,為濁水溪搬運之沖積物堆積而成,因該溪曾經歷數次改道,沉積時期有先後之分,往往較早期堆積者,顏色較黃灰而致黃棕色,且土壤剖面中含有石灰結核,反應亦相對較低,稱為黏板岩老沖積土;堆積較新者,土色較暗灰色,土壤剖面中無石灰結核之存在,反應亦較高,稱為黏板岩新沖積土。 人工影響 台灣之土壤受人為影響最深者為水田土壤,因栽培水稻,長期經常灌溉,結果由於灌溉水帶來泥沙堆積於地表,成為新表層,尤其是濁水溪區域最為明顯;又由於灌水浸水之結果,引起土層呈強還原狀態,鐵錳被還原成低價化合物,使土色改變;偶爾引起鐵錳被溶提移聚於下層;並由灌水排水之交互變換下,使水田土壤具有特殊之紅褐色、黃褐色至棕色之鐵銹斑。
Soil Survey and Classification 認識土壤樣體、土壤剖面及化育層孕育之過程 土壤為一個自然體,其土壤的形態特徵或物理、化學及生物學性質的變化,是沿 X、Y、Z 三軸的方向而變化的,故土壤是一個立體的模式,稱為土壤樣體 (soil pedon)。而我們挖開一個土洞所看見的其中一個面,則稱為土壤剖面 (soil profile)。在一個地區所見的相同的土壤,均是由此土壤樣體聚集組合而生成的,則稱為土壤群 (polypedon) 或直稱為某一類土壤之名稱(如黑色土等),右圖則很清楚地表現出這些關係。
Soil Survey and Classification(續) 詳細觀察或描述土壤剖面的形態特徵或物理、化學及生物性質時,大體可依上頁圖而有不同的術語來說明,包括: 控制層(control section):此為土層中25至100 公分深度範圍內之部分,控制土壤之通氣、排水與供給養份狀況。 土體(soil solum):係由成土五大因子所化育生成之土壤,主要係指上圖之 A 層至 B 層範圍內之土壤體。 土壤剖面(soil profile):係指地殼表層部份之垂直面,主要包括上圖之O、A、E、B、C 等層次。一般將 O 或 A 層稱為診斷表育層(epipedon),將 E或 B 層稱為診斷化育層(horizons),而將C 層稱為母質層(parent materials),C 層之下稱為 R 層(母岩層),但不算土壤。
Soil Survey and Classification(續) 由此可知,要了解土壤之形態特徵及物理、化學性質,一定要觀察是否有O、A、E、B、C 等層次,且要特別注意其母岩為何。意即根據其表育層或化育層之種類及特性之不同,就可加以分類成不同之土壤類別,就像我們人穿的衣服及褲子一樣,不同的衣服配不同的褲子則可配成不同的服裝造型或制服模組,而給予不同的命名,道理是一樣的,非常容易。
Comprehensive Classification System: Soil Taxonomy
CATEGORIES IN SOIL TAXONOMY Figure 3.22 Diagram illustrating how one soil (Kokomo) keys out in the overall classification scheme. The shaded boxes show that this soil is in the Mollisols order, Aquolls suborder, Argiaquolls great group, and so on. In each category, other classification units are shown in the order in which they key out in Soil Taxonomy. Many more families exist than are shown.
Figure 3.4 Names and major distinguishing characteristics of subsurface diagnostic horizons. Among the characteristics emphasized is the accumulation of silicate clays, organic matter, Fe and Al oxides, calcium compounds, and soluble salts, as well as materials that become cemented or highly acidified, thereby constraining root growth. The presence or absence of these horizons plays a major role in determining in which class a soil falls in Soil Taxonomy. See Chapter 8 for a discussion of low- and high-activity clays.
SOIL ORDERS Figure 3.6 Diagram showing general degree of weathering and soil development in the different soil orders classified in Soil Taxonomy. Also shown are the general climatic and vegetative conditions under which soils in each order are formed.
SOIL ORDERS (續) Entisols Vertisols Inceptisols 最主要的現象為缺乏土壤生成作用的任何明顯標誌,也可能沒有土壤發育的附屬性質,新成土唯一的性質為含大量礦物質之土壤物質而無明顯的化育層。 Vertisols 為一種粘質土壤,在每年某一時期發生寬且深之裂溝 (cracking),而裂溝間土壤之總體密度特高,主要含有蒙特石之粘土礦物。 Inceptisols 係指初期發育的土壤,中心觀念為多雨區土壤,有轉變的土層 (Altered horizons),這些土壤失去塩基及鐵鋁,但保存某些可繼續風化之礦物,並無一個富於矽酸塩粘土礦物及鐵鋁化合物或富於鋁與有機質之混合物的澱積層。
SOIL ORDERS (續) Aridisols Mollisols Spodosols Alfisols 為旱區的土壤,無足夠之水以維持需水中等植物之長期生長。 Mollisols 為有一個極暗棕色至黑色之表層 (Mollic epipedon) Spodosols 含有淋澱土層者,此層為有機質與鋁、鐵或有或無之混合聚積層,在未經攪動的土壤中,常有一個洗出層覆於淋澱土層之上,此洗出層為灰色至淺灰色,乃無皮膜之石英粒顏色。 Alfisols 含有可估量之移動的矽酸塩粘粒而塩基飽和度自中度以至高度。
SOIL ORDERS (續) Ultisols Oxisols Hitosols 極度發育的土壤,具有一個含有可估量之移動的矽酸塩粘粒而少塩基之土壤 Oxisols 此為亞熱帶至熱帶紅色、黃色或灰色的土壤,多發育於洪積世前期及更古老之穩定地層上,坡度多為平緩的,由於已受極端的風化,土壤物質主為石英、高嶺石、游離鐵鋁氧化物等之混合體 Hitosols 有機質土,含有機質至少 12 或 18 %
土壤剖面實體樣本製作流程 挖掘土壤剖面 套木箱後取下 利用樹脂固定 切下後作修整
土壤剖面實體樣本展示 左:Andisols 中:Spodosols 右:Inceptisols 左:Spodosols 中:Histosols 右:Alfisols
土壤剖面實體樣本展示(續) 左: Inceptisols 中: Entisols 右: Histosols 左:Oxisols 中:Andisols 右: Ultisols
土壤剖面實體樣本展示(續) 左: Inceptisols 中: Inceptisols 右: Vertisols 左:Andisols 中:Mollisols 右: Vertisols
有 機 土Histosols 灰 燼 土Andisols
旱 境 土Aridisols 弱 育 土Inceptisols 淋 餘 土Alfisols
氧 化 土Oxisols 淋 澱 土Spodosols 膨 轉 土Vertisols
黑 沃 土Mollisols 新 成 土Entisols 極 育 土Ultisols
Soil Moisture Regimes (SMR)
Soil Temperature Regimes Several soil temperature regimes are used to define classes of soils in Soil Taxonomy. These regimes are based on mean annual soil temperature, mean summer temperatures, and the difference between mean summer and winter temperatures. The major specific soil temperature regimes and their mean annual temperatures at a depth of 50 cm are shown in Table 3.3.
Geographic information systems An information system is a series of organized steps used to handle information or data, including the plan for the collection of data, actual collection of the data, manipulation of the data, and finally use of the data in making a product such as a report or map. In a geographic information system (GIS), the data is tied to spatial locations. For example mapping units. A GIS includes the following five steps: (1) data acquisition, (2) preprocessing, (3) data management, (4) manipulation and analysis of data, and (5) product generation. The soil mapping process described in Section 19.4 could be part of the data acquisition step, as could the collection of existing soil maps, reports, and zoning ordinances. 6For a comprehensive introduction to GIS, see Star and Estes (1990) USDA-Natural Resources Conservation Service Soil Survey Division http://www.statlab.iastate.edu/soils.
台灣主要之土壤分佈與特性 台灣地區各種土壤之生成 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。
台灣主要之土壤分佈與特性(續) 臺灣地區土壤之種類 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 Taxonomy),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。
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。
(重繪自謝兆申和王明果,1991)
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) 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) 鹽土(Saline soils)
灰壤或灰壤化土(弱育土、極育土、淋澱土) 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) 黃壤(弱育土、淋溶土) 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。