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一、土壤篇

基礎概念

一、土壤篇
二、地下水篇

什麼是土壤?

土壤是覆蓋在地表的一層鬆軟物質,它不是一開始就有的,而是岩石經過很長時間的變化形成的。這些變化包括風吹、雨水沖刷、日曬造成的破裂(風化)、礦物質的化學反應,以及動植物活動的影響。這些力量一起作用,讓堅硬的岩石逐漸分解成顆粒,最後形成我們今天看到的土壤。

石頭變成土壤要多久時間?

岩石變成土壤要經過大風乾燥、濕潤、結冰、解凍、風吹雨淋等自然氣候的變化而崩裂分解,不只這樣喔!經過崩裂的岩石再經由氧化還原、水解、光分解、中和以及碳化等化學反應,形成不同的礦物質。此外,生物的作用也很重要,例如植物的根部分泌出酸液可促使礦物質溶解而攝取其中的養分,甲蟲、蚯蚓、小動物等不斷的翻攪土壤,使土壤持續的向上提升堆積,這些複雜的成土過程往往要耗時千萬年才能成功。

土壤有生命嗎?

土壤雖然不是動物或植物,但它就像有生命一樣!

  • • 它會「呼吸」,吸進氧氣、排出二氧化碳。
  • • 它會「消化」,把落葉、枯草或動物的屍體分解,變成新的有機物。
  • • 它還會「排泄」,把多餘或有毒的物質分解成簡單的氣體,送到空氣中,或溶在水裡帶走。

所以,土壤裡有很多生命活動,也算是生命科學的一部分喔!

土壤的組成包括哪些呢?

土壤是由三種東西組成的:

  • • 固體:像石頭碎片、礦物、腐爛的植物、微生物等。
  • • 液體:主要是水,水裡還溶著養分,讓植物可以吸收。
  • • 氣體:存在土壤小縫隙中的空氣。

這三種成分互相配合,才能讓植物和小動物在土壤裡健康生活。

為什麼土壤顏色不一樣?

土壤的顏色會因為裡面的礦物質和水分多寡不同而變化。

  • • 常見的顏色:灰色、黑色、紅色和棕色,這些顏色通常和土壤裡的鐵、腐爛的植物等有關。
  • • 比較特別的顏色:像藍色或綠色的土壤,比較少見,通常是在長時間被水淹沒或空氣很少的地方形成的,因為土壤裡的鐵質變成不同的形態,所以顏色會不一樣。

土壤有什麼重要功能?

土壤是地球的超級英雄,有五大功能:

  • • 提供植物生長的地方,讓它們能扎根並吸收養分。
  • • 提供建築工程的地基,支撐房屋、道路等設施。
  • • 提供各種生物和微生物(像細菌、蚯蚓)的棲息地。
  • • 幫助儲存水分,並能過濾和淨化水。
  • • 幫助把有機物(像枯葉、食物殘渣)轉換成植物需要的養分。

土壤和水一樣,都是人類的重要資源,我們一定要好好珍惜和保護。

降水和水分會對土壤有什麼影響?

水分會影響土壤裡的化學反應和生物活動,不同的降水情況,對土壤的影響差異很大:

潮濕多雨地區(每年降雨量大於 600 毫米)

雨水會把土壤裡可溶的鹽分沖走(鹽分淋失),養分也會被帶到更深的土層,使土壤肥力下降,並容易變酸。長時間下來,鐵和鋁不易被沖走,會累積形成淋餘土(pedalfer soil)或鐵鋁土。

在降雨特別多的地方(像熱帶雨林),還可能發生脫硅作用(desilication),就是雨水把土壤裡的硅帶走,移到更深的土層,甚至流進地下水。

乾燥地區(每年降雨量小於 500 毫米)

蒸發量比降雨量大,水分會從地下往上移動,讓鹽分留在地表(鹽化),可能形成由鹽或其他物質膠結而成的硬磐(hard pan)。同時,碳酸鈣等物質會在土壤下層堆積,形成鈣層土(pedocal soil)。

土壤質地是什麼?

土壤質地就是指土壤中的顆粒大小分佈。

  • 1. 土壤的顆粒種類
    • 土壤裡有大顆的礫石、中等大小的砂粒、更小的粉粒,還有最細的黏粒。不同顆粒比例的土壤,摸起來、排水和透氣的狀況都不一樣。
  • 2. 土壤的主要類型
    • 根據顆粒的比例,土壤可以分成四種主要類型:砂土、壤土、黏壤土和黏土。
    • • 砂土:顆粒大,水流得快,不容易保水,養分也容易流走。
    • • 黏土:顆粒細,保水好,但透氣差,水不容易滲下去。
    • • 壤土:介於砂土和黏土之間,保水和透氣都剛剛好,最適合植物生長。
    • • 黏壤土:比壤土再黏一些,保水力更好,但透氣稍差。
  • 3. 土壤和養分
    • 顆粒越小,表面積越大,就越能抓住養分,讓它不容易被雨水沖走。黏土和壤土通常能保留比較多植物需要的營養。

什麼是「肥沃的土壤」?

土壤就像植物的家和餐桌,負責提供它們生長所需要的養分和水分。所謂「肥沃的土壤」,是指能夠充分滿足作物生長需求的土壤。

  • 肥沃的土壤必須具備以下條件的土壤,才能讓作物健康成長、收成良好:
    • • 足夠的水分:讓植物根系能順利吸收。
    • • 充足且均衡的養分:包括大量元素氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、硫(S),以及微量元素錳(Mn)、鐵(Fe)、硼(B)、鋅(Zn)、銅(Cu)、鉬(Mo)、氯(Cl)等。
    • • 其他功能性微量元素:如鈉(Na)、釩(V)、鈷(Co)、矽(Si)、硒(Se)等,這些元素的需求量會因不同植物而有所差異。

肥沃的土壤是鹼性的嗎?

不是!太酸或太鹼都不好,植物最喜歡中性土壤(pH5.0-7.5)。

什麼是土壤液化?

土壤液化是一種地面失去支撐力、變得像液體一樣的現象,屬於地震時可能發生的地盤破壞。當地震來臨時,如果地下水位以下的土壤是鬆散、含水量很高的砂土、泥質砂或礫石,地震的搖晃會讓土壤間的水壓快速上升,但來不及排掉。最終,土壤顆粒之間的支撐力會消失,整塊地面就像漂浮在水上一樣,變得鬆軟、無法承重,可能導致建築物傾斜、倒塌,甚至讓地面大面積變形或下陷。

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