113 原住民特考三等 農業技術 土壤學 考古題詳解

核心觀念

本題考查土壤生成的五大因素，以及氣候、地形與時間如何影響土壤化育。常用的概念架構是 CLORPT：

• Climate：氣候，主要包括溫度與降水。
• Organisms：生物，包括植物、動物與微生物。
• Relief：地形，包括坡度、坡向、高度與排水條件。
• Parent material：母質，包括岩石風化物與搬運沉積物。
• Time：時間，即母質受風化、淋洗與生物作用的期間。

臺灣無永凍土，關鍵在氣候沒有提供長期凍結的條件；耕地中常見新成土與弱育土，則與臺灣地形陡峻、侵蝕搬運旺盛、沖積物不斷更新等因素有關。

解題方法

先分別判斷兩個現象的主導因素：

1. 是否形成凍土：先看氣候溫度是否足以使土壤長期凍結，再看高山的低溫是否能維持足夠久。
2. 土壤化育程度：看地形與母質是否穩定，以及土壤有多少時間能持續發育。若侵蝕或沉積頻繁，土壤剖面容易被剝除或被新物質覆蓋，化育程度便較低。

為何臺灣沒有凍土

凍土或永凍土的形成，要求土壤在多年期間持續處於低溫凍結狀態。以美國土壤分類系統而言，永凍土土綱（Gelisols）的分類特徵與凍土及低溫造成的土壤擾動有關。

臺灣位於亞熱帶至熱帶季風氣候區，整體氣溫偏高。雖然高山冬季氣溫低，也可能出現降雪或短暫結冰，但低溫並未持續到足以讓土壤多年凍結的程度。因此，臺灣缺乏永凍土形成所需的氣候條件，土壤分類中沒有永凍土土綱。

答題時要區分「高山寒冷」與「土壤多年凍結」：短期低溫或降雪，不能直接判定有凍土。

為何耕地常見新成土與弱育土

核心觀念

土壤有機質分解是土壤生物將動植物殘體、根系分泌物及其他有機物轉化為較簡單物質的過程，包括微生物分解、腐植質形成及養分礦化。分解速率取決於分解者是否活躍、環境是否適合，以及有機質本身是否容易分解。

解題方法

可依「有機質特性—土壤生物—環境條件—土壤管理」四個面向整理影響因子，並說明各因子如何促進或限制微生物分解。

一、有機質的性質與組成

• 碳氮比（C:N ratio）：低碳氮比的材料通常較易分解；高碳氮比材料含較多碳質而缺氮，微生物分解時會與土壤競爭無機氮，使分解及氮素釋出較慢。
• 化學組成與可分解性：糖類、澱粉、蛋白質等易分解；纖維素較慢；木質素、蠟質及富含多酚的材料較難分解。因此，植物種類、組織成熟度及殘體組成會影響分解速率。
• 顆粒大小及接觸面積：殘體越細碎，與微生物及土壤接觸面積越大，通常分解越快。
• 有機質的物理保護：有機物若被黏粒吸附、包埋於土壤團粒內，或與礦物形成穩定結合，微生物較難接觸，分解較慢。

二、土壤生物及養分條件

• 微生物數量與組成：細菌、真菌及放線菌等分解者越活躍，分解通常越快；其種類也會影響特定有機物的分解能力。
• 養分供應：微生物生長需要氮、磷及其他元素。養分不足會限制微生物活動，延緩有機質分解與養分礦化。
• 土壤生物的活動：蚯蚓及其他土壤動物可將有機殘體切碎、混入土壤，增加微生物可利用的表面，因而間接加速分解。

三、土壤環境條件

核心觀念

本題考查的是依污染物的化學性質、在土壤中的存在型態及可分解性，選擇適合的整治方法。作答時先區分污染物是「不會被分解的元素或無機物」，還是「可經生物或化學反應分解的有機物」，再說明如何移除、分解、固定污染物，最後補上農地的土壤功能復育。

依命題當年（民國 113 年）《土壤及地下水污染整治法》，土壤污染整治計畫應說明污染物、整治目標及整治方法等事項；整治完成後，並須依土地使用需求辦理土地復育。整治目標可依污染管制標準設定，並應配合土地用途及環境、健康風險評估。

解題方法

採「污染物種類 → 適用技術 → 農地復育」的架構作答。方法選擇須考量污染物濃度與分布深度、土壤質地及有機質、地下水條件、農地用途、處理時間、成本，以及污染物是否會進入農作物或食物鏈。

依污染物種類說明整治復育方法

一、重金屬及類金屬污染

例如鎘、鉛、汞、砷、鉻、銅、鋅、鎳等元素，不會像有機污染物一樣被微生物分解。整治重點是降低其生物有效性、將污染物移出土壤，或使其不易移動。

• 土壤移除與換土：挖除高濃度污染土，送往合格場所處理或處置，再以潔淨土回填；適合污染範圍小或污染程度高的地點，須妥善處理挖除土壤，避免搬運期間擴散。
• 土壤清洗或淋洗：利用水或適當萃取液使重金屬自土粒脫附、溶出，再將污染物集中於洗液中處理。適用性受土壤質地、污染物型態及試劑回收能力影響，細粒土壤通常較難處理。
• 固化／安定化：添加石灰、水泥、磷酸鹽或其他改良材，降低重金屬的溶解度、移動性或生物有效性。此法主要是降低暴露風險，污染物仍留在土壤中，須確認其長期穩定性。
• 植生復育：利用植物吸收污染物，收割並妥善處理受污染植物體；或以植物根系及根圈作用降低污染物移動。適合污染程度較低、處理時間較充足的情形，並須避免受污染作物進入食物鏈。
• 電動力法、熱處理或玻璃化：可用於特定土壤與污染條件，但須評估處理成本、土壤性質改變及後續農用適宜性。

翻土稀釋可改變局部濃度分布，但不會移除重金屬，且混合均勻與整治成效不易確保，因此不能視為污染物真正去除的整治方法。

二、石油碳氫化合物及其他可生物分解有機物

例如汽油、柴油、潤滑油等石油類污染物，整治重點是促進揮發、分解或移除。

• 生物整治：控制土壤的通氣、水分、養分與酸鹼度，以促進原生微生物分解污染物；可採現地生物通氣、翻土曝氣或挖出後堆置處理。
• 土壤氣體抽除：適用於具揮發性、存在於未飽和土層中的污染物，利用抽氣將污染蒸氣收集處理。
• 熱脫附：以加熱使污染物揮發，再收集處理污染蒸氣；

核心觀念

土壤 pH 是土壤溶液酸鹼度的指標，定義為：

pH 會改變養分的化學形態、溶解度、吸附與沉澱狀態，也會影響微生物作用，因此影響植物根系實際能吸收的養分量。所謂「有效性」是指土壤養分能供植物吸收利用的程度，不等於土壤中的總養分含量。

多數作物在微酸至中性土壤中，養分有效性較平衡；常見概括範圍約為 pH 6.0–7.0，實際適宜值仍依作物與土壤性質而異。

解題方法

依酸性土壤、微酸至中性土壤、鹼性土壤三種情況，說明主要養分的有效性變化，並補充其化學或生物作用原因：

• 酸性土壤（低 pH）：鐵、錳、鋅、銅等微量元素通常較易溶解，濃度過高時可能造成毒害；鋁、錳溶解度增加，也可能傷害根系。磷容易被鐵、鋁化合物固定，降低有效性；鉬酸根較易被氧化物吸附，鉬有效性偏低。鈣、鎂等鹽基離子可能因淋洗而減少。
• 微酸至中性土壤：多數大量元素及微量元素的有效性較為均衡，磷較不易因鐵鋁固定或鈣化合物沉澱而大幅降低，通常是多數作物適宜的 pH 範圍。
• 鹼性土壤（高 pH）：鐵、錳、鋅、銅的溶解度降低，容易出現缺乏；磷可能與鈣形成難溶化合物而降低有效性。