110 高普考高考二級 土壤肥料 土壤資源調查與利用規劃研究 考古題詳解
第 一 題20 分
臺灣每個縣市的農田土壤土系均高達數十個以上,請說明如何運用土壤管理組(soil management group)的概念整合土系,以進行農業生產的規劃。
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核心觀念
本題考查如何把數量繁多、名稱各異的土系(soil series),依照農業生產與土壤管理上的相似性,整合成較容易運用的土壤管理組(soil management group),作為農業規劃的依據。
土系是土壤分類與調查的基本單位,具有特定的剖面形態、土層排列及土壤性質;同一縣市往往包含許多土系。土壤管理組則是為管理與利用目的,把在重要性質及生產限制上相近的土系歸為一組。分組重點不是土系名稱或地理位置相近,而是這些土系對作物生產、土壤改良及田間管理是否有相似反應。
解題方法
可依「選定規劃目的 → 彙整土系資料 → 按管理特性分組 → 建立生產建議 → 配合土地利用規劃」的順序說明。
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先確定規劃目的與尺度 依農業生產規劃所需,選定作物、土地利用類型或管理問題作為分組依據。例如水田生產、旱作、果樹栽培或灌溉排水規劃,各自重視的土壤特性不同。
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彙整各土系的調查與環境資料 蒐集土系的剖面形態、土壤質地、有效土層深度、排水狀況、土壤反應、鹽分或石礫含量、坡度與地形位置等資料;並納入灌溉、排水、侵蝕及土壤改良等相關條件。這些資料可反映土壤的生產潛力與限制。
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依影響管理與生產的關鍵性質歸組 找出會造成相同管理需求或作物適應差異的特徵,將相似土系編入同一土壤管理組。例如可依排水與淹水特性、有效土層深度、質地與保水性、坡度與侵蝕風險、鹽分或酸鹼限制等分類。分組時應兼顧土系間的共同管理需求,以及對規劃所需的區分程度。
第 二 題20 分
如欲了解彰化縣某一農田土壤之土系名稱、剖面形態特徵與理化性質概要,請說明查詢過程並指出所需使用的工具。
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核心觀念
本題考查的是如何利用政府土壤調查圖資,從農田所在位置查得其土系名稱,再進一步查閱該土系的剖面形態與理化性質資料。土系是土壤分類的基本單位之一;土壤調查圖則以地圖圖斑呈現調查成果,圖斑屬性可包含土系名稱、土壤形態、排水等級、表土酸鹼性及各層質地等資料。
須區分兩類資訊:地圖圖斑用來判定農田位置所屬的土系及查閱概要屬性;剖面調查資料或土壤調查報告,則提供較完整的剖面形態描述與分層理化分析資料。
解題方法與查詢流程
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準備農田位置 先取得農田所在位置,可使用地址、地籍縣市/鄉鎮市區/段名/地號,或座標。題目只給「彰化縣某一農田」,尚不足以唯一判定土系;實際查詢需再取得鄉鎮、地籍位置或座標。
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開啟土壤資料查詢平台 使用農業部農業試驗所的「土壤資料供應查詢平台」,進入圖台。此平台提供土壤調查成果的查詢與圖資瀏覽功能。
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定位農田並開啟土壤圖層 在圖台以地籍定位、地點搜尋或座標定位方式找到農田,再顯示土壤調查圖層。可搭配電子地圖、衛星影像或地形圖判讀農田所在位置。
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點選農田所在圖斑 點選農田位置所屬的土壤圖斑,讀取其屬性資料。查閱土系中文名稱及英文名稱、土系代號、土壤特性與形態、排水等級、坡度、表土酸鹼性及各層質地等欄位。若農田跨越不同圖斑,應分別查詢並記錄各圖斑資料。
第 三 題20 分
美國的土壤分類系統(Soil Taxonomy)與聯合國糧農組織(FAO)的世界土壤資源參比系統(World Reference Base, WRB),是目前國際上用來管理土壤資源的主要兩種分類方法,請說明這兩者在分類綱目(category)上的差異性。
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核心觀念
本題考查兩套土壤分類系統的分類綱目(category)如何分層,以及細分方式有何不同。作答重點是列出各系統的層級名稱,再說明兩者從高層到低層的架構並非一一對應。
解題方法
先由最高層級往最低層級排列,再比較層級數、名稱和細分類的組織方式:
| 比較項目 | 美國 Soil Taxonomy | FAO/IUSS 的 WRB |
|---|---|---|
| 分類架構 | 六個分類綱目 | 兩個分類層次(tiers) |
| 由高至低 | Order → Suborder → Great Group → Subgroup → Family → Series | 第一層:Reference Soil Groups(RSGs);第二層:RSG 加上 Qualifiers |
| 細分方式 | 逐級建立更細的分類單位,直到土系 | 先定出參比土壤群,再以限定詞描述其主要特徵 |
第 四 題20 分
請說明以下 5 個亞類(subgroup)在農業生產上的主要限制因子各為何?
(一) Lithic Udorthent
(二) Typic Hapludox
(三) Typic Placoaquod
(四) Typic Udipsamment
(五) Typic Natrustalf
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核心觀念
本題考查美國土壤分類系統(Soil Taxonomy)中,如何由土壤名稱的土綱、亞綱、族群及亞類線索,推論其農業生產上的主要限制。分類名稱反映診斷性土層、土壤水分狀況或限制性材料;解題時應把這些線索連結到土層深度、排水、通氣、保水、養分保持及根系伸展。
題目只提供亞類名稱,未提供土系、質地、坡度、土層厚度細節或管理條件;以下依各分類名稱所代表的典型性質,說明主要限制因子。
解題方法
先拆解各名稱中較有農業意義的字根:
- Lithic:有岩石接觸面,且位置較淺,限制根系向下伸展與土壤蓄水。
- Oxisol/Oxo:高度風化土壤,常有低鹽基含量、低陽離子交換容量及磷固定問題。
- Aquod/Aquo:具有潮濕或滯水特徵的 Spodosol。
- Placic:有薄而堅硬的鐵、錳膠結層,可阻礙水分下滲及根系穿透。
- Psamment:以砂質材料為主,保水、保肥能力較低。
- Natric:具鈉質層,交換性鈉偏高,常伴隨結構及滲透性問題。
- Udic/Ustic:表示特定土壤水分狀況;可提示氣候水分環境,但不能單獨決定實際灌溉需求。
將這些診斷線索轉換為作物生產限制,即可逐項作答。
各亞類的主要限制因子
(一)Lithic Udorthent
主要限制:土層淺、有效根域小、蓄水量低。
Lithic 表示土壤剖面內有淺層岩石接觸面;Orthent 則屬發育程度較弱的土壤。淺薄土層使作物根系較難深入,土壤可供根系利用的水分與養分總量有限,乾旱期間容易缺水。若位於坡地,耕作及降雨也較容易造成表土流失,機械耕作受到限制。
**農業影響:**較不利於深根、需水量高或需深厚土層的作物;應注意水土保持,並優先採用適合淺土的作物及利用方式。
(二)Typic Hapludox
主要限制:天然肥力低、磷有效性低及養分保持能力弱。
Hapludox 屬 Oxisol,通常是高度風化、剖面深厚的土壤。其常見問題包括鹽基淋失、酸性、陽離子交換容量低,以及氧化鐵、氧化鋁對磷的強烈吸附,使磷肥施用後不易維持在作物可利用的形態。鉀、鈣、鎂等養分也較容易淋失。
**農業影響:**若能配合施肥及土壤改良,深厚土層通常仍可支持作物生產;管理上應重視土壤酸度校正、磷肥管理及分次補充易淋失養分。
(三)Typic Placoaquod
主要限制:季節性或長期過濕、排水不良,以及薄硬盤層阻礙水與根系通過。
Aquod 屬具有潮濕特徵的 Spodosol;Plac- 指示存在 placic horizon,通常是薄而膠結的鐵、錳層。
第 五 題20 分
如果要評估嘉義縣的整體農田土壤品質,請基於最少資料組(minimum dataset)的概念,建議土壤品質指標項目並說明其理由。
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核心觀念
本題考查土壤品質評估的「最少資料組」(minimum data set, MDS)概念:從可測量的土壤性質中,挑選數量精簡、彼此資訊重複性低,又能反映土壤執行農業生產與維持環境功能能力的一組指標。MDS 不是把所有土壤分析項目一併列入,也不是只看肥力;選項應兼顧土壤的物理、化學及生物性質。
嘉義縣的整體農田評估,宜採能涵蓋不同農田與管理情境的通用指標,再依土壤類型、土地利用與作物需求補充地方性指標。土壤品質指標用來評估功能與變化,不能只以單次分析結果直接判定土壤「好」或「壞」。
解題方法
先依土壤功能選指標,再檢查三類性質是否都有代表:
- 物理性:根域能否容納根系、供水及通氣,並維持適當結構。
- 化學性:土壤能否提供養分、維持適當酸鹼環境,並避免鹽分或污染物危害。
- 生物性:土壤中的有機質分解、養分循環及微生物活動是否正常。
據此選出核心 MDS,並說明各指標對應的土壤功能。整體調查時,應以具代表性的分層採樣涵蓋不同土壤、地形與利用方式;測值另須依土層深度、季節及管理背景解讀。
建議土壤品質指標及理由
| 性質類別 | 建議指標 | 理由 |
|---|---|---|
| 物理性 | 土壤質地 | 反映砂、坋、黏粒比例,影響保水、排水、通氣、養分保持與根系生長;質地較不易受短期管理改變,可作為解讀其他指標的背景條件。 |
| 物理性 | 容積密度或土壤緊實度 | 反映孔隙與壓實狀態;過高會限制根系伸展、入滲及通氣。兩者擇一作為核心指標,依調查資源及儀器條件決定。 |
| 物理性 | 入滲率或穩定團粒狀態 | 反映土壤結構及水分進入土壤的能力,可補足質地與密度無法直接呈現的表面結構與逕流風險。若 MDS 須精簡,可依調查目的擇一。 |
| 化學性 | 土壤有機碳(或有機質) | 與團粒穩定、保水、養分供應及微生物活動相關,是跨越物理、化學與生物功能的重要指標。 |
| 化學性 | pH | 影響養分有效性、微生物活動及部分元素的溶解與毒害,是判斷土壤酸鹼限制的基本指標。 |
| 化學性 | 電導度(EC) | 反映可溶性鹽分累積;鹽分過高會妨礙作物吸水及生長。對灌溉水質、排水或鹽分疑慮較高的地區尤其重要。 |