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莫怨蒼天變了心──森林土壤的哀歌（中）
涓涓訴衷情──森林土壤的保水和防洪機能
作者：邱志郁（中央研究院生物多樣性研究中心研究員）
孔徑的生成
土壤構造──孔隙，維繫土壤健全機能的優雅情懷，卻存在
脆弱的體質。
過度踩踏之類的人為活動，會造成森林土壤喪失構造，退化
成類似公園緻密、缺乏孔隙構造的土壤。
森林土壤，不僅止於提供漫步時的飄然想像，更攸關生活上
切身的水源供需與國土保安。
仔細檢視森林的土壤層次結構，在地表上堆積著枯枝敗葉的
腐植層，緊接著是深色、含有高量有機質的土壤表層，然後
是色澤較淺、有機物含量較少的底土層，更下方則是初步風
化的岩石碎屑。
森林的各個土層中，包括枯枝落葉堆積、小動物挖掘、樹根
腐爛，構成大小不等、形狀互異的各種孔洞管道。加上由土
壤團塊所構築的纖細孔隙，共同撐起了 地面下超乎想像的
空間。尤其在土壤表層，孔隙可高達整體體積的70%。這些
曲折而分歧的孔徑，多少維持相通的狀態，提供了土壤中良
好的通氣、透水性質，同時也具備相當程度的保水效果。
森林中多層次的樹種間相互交錯的結構，則構成了自然的維
護功能。多層的樹冠本身如同傘蓋，可阻擋暴雨的重力衝擊
。地表堆積枯枝敗葉的腐植層，能夠進一步緩衝雨滴的撞
擊力道，防止雨滴對於土壤結構所造成的破壞和侵蝕作用。
原始森林，不但在地面上具備良好的植被保護，土壤的孔隙
也完整健全，不至於被迅速填補阻塞。地表的雨水，能夠順
暢地往土壤內部滲透。
透過這些土壤孔隙，雨水可以由地表滲入土壤內部。蓄積在
土壤孔隙中的水分，持續地挹注到地下水層，或是沿著坡面
釋放到河流中，這也就造成乾旱時節，溪谷中還能保有涓涓
細流。
簡單而言，健全的高山森林，可視為天然的綠色水庫。森林
土壤無數遍佈的孔徑，則可視為構成了通往高山綠色水庫的
密集入水口。
孔徑的破滅
雨後的公園、校園地面常有積水的現象。森林中卻幾乎看不
到積水，降雨會迅速被地面吸收。
經由簡單的實驗，便足以瞭解不同性質的土壤間，雨水吸納
功能的截然差距。在一平方公尺的面積內，傾倒一桶水（約
四公升），森林表面只需五秒鐘即已漏乾，森林步道則須
耗費九十秒的時間。其中的差異，主要是土壤中的孔隙數量
、大小、形狀的差異所致。孔隙數量多、孔徑粗大、孔徑延
伸長度較長、皆有助於排水。
即使在森林中，依據地面的狀態，土壤性質仍有相當大的差
別。
森林步道位置孔隙稀少，森林內部的土壤則具備豐富孔隙。
再則，若以孔徑大小而論，森林步道位置的孔徑細微，僅能
用放大鏡或顯微鏡觀察的程度；森林內部則不但有粗達手指
可伸入的大型孔隙，但也有如同步道位置的細微孔隙。孔隙
的數量和形狀差異，就是造成步道地面堅硬，森林內部土壤
鬆軟的主因。
土壤大小的孔隙，許多都是由土壤生物的活動所造成。
森林地面有大量落葉，經由馬陸、蚯蚓等動物吞食之後，由
糞土形成鬆軟的土塊堆積成孔洞，或者是由土壤動物活動所
挖掘的洞穴。再則，樹木腐朽的根部也可構成孔道。相對而
言，步道地面則少有落葉，也欠缺生物活動，人為踐踏更破
壞原有的構造，只遺留下小型的孔隙。
雨水往下的移動作用和孔徑大小有密切的關係。小型孔徑毛
細管作用張力強，水分移動緩慢，甚至停滯。大型孔徑則受
到較少阻礙，雨水易於往下移動。
防洪的機能
柔情的森林，究竟如何面對風雨的暴虐，撫慰溪流驚恐的心？
森林間的降雨，一部份被樹木的枝葉、攀附植物、地被植物
所留滯。到達地面的雨水，會逐漸滲入土壤內部，除非歷經
長時間的豪雨，不至於形成地表逕流。
雨水通過透水性良好的腐植層，往土壤下層移動，或者沿著
坡面的方向往谷間底部方向移動。隨著孔隙大小和性質的差
異，水分在土壤中的移動速度有所區 別。透水性高的土壤
表層，雨水流動較快；底部的層次流動較為緩慢。這些通過
土壤孔隙的水流，都比沿著地表移動的逕流和緩，不至於立
即進入溪流。況且土壤孔 隙的水分，歷經滲入和流出的過
程，也延緩了雨水到達溪流的時間。即使是短時間內的集中
降雨，也能夠較為均勻而穩定地注入溪流。
森林能夠減緩豪雨往河川奔流的水量。土壤孔隙扮演著類似
海綿的緩衝機能，讓森林建構了隱藏在地底的水庫。
在水源的涵養功能上，森林猶如優質的舞台，真正扮演的主
角則是土壤。
存在於土壤中大大小小的孔隙空間，發揮了暫時留滯雨水的
效果。
在山地降下的雨水可暫時保存在土壤中，並藉由良好的土壤
結構所形成的孔徑，挹注地下水層。正因為這項保水和調節
的機能，緩和了洪水期溪水暴漲、枯水期間溪水枯竭的問題。
土壤、山林整體究竟能保存多少水分？雖然依據土壤質地和
化育特性而有區別，難以一概而論，根據粗略的估計，一公
尺深的土壤大約可保持數十至百餘公釐的雨量，更深層土壤
可吸納的雨量約為一百至數百公釐。這種吸納保存水分的能
量，是依地形，地質條件，土層深度，地底岩石風化程度差
異而改變。
基於這個因素，並不能單憑森林的樹種，研判土壤的保水能
力和河川的流量關係。森林林相組成、土壤的化育形態、森
林的坡面地形，才是真正決定遲滯洪水的因素。
森林間接提供土壤生成的環境，並且維護土壤構造。良好的
土壤構造，間接地也保障了森林存續的安全。
成熟健全的森林，不僅有多樣樹種所構成多層次的樹冠，地
面又堆積枯枝落葉層提供保護，且具備優質的土壤孔隙構造
，保水和排水的功能健全。至於樹種多樣性偏低，地被植物
和枯枝落葉層單薄的人工林，土壤的孔隙構造不健全，並無
法充分發揮保水和涵養地下水的功能。
原始林和成熟的森林，排水功能良好，具備強大的防護機能
足以消解豪雨的衝擊。
人工林排水功能不全，對抗豪雨的衝擊力較弱。集中的強烈
降雨，便可能超越負荷而造成崩潰。
這些因素，也正是在國土保安的角度上，人工林無法取代原
始林的關鍵。
瞭解森林儲水的本質，再檢視台灣的森林體質，讓人為之憂
心不已。長年經濟開發至上的政策，在台灣開鑿了各式的道
路。一條條的大小道路猶如利刃，一次次地切割原始林，啃
噬著台灣的命脈。即使砍伐原始林後補植了人工林，卻已無
法挽回森林體質改變的事實。
(未完待續 2/3)
※圖文的部份內容摘自作者所著〈梨山哀歌〉、〈大地私語〉，
原載《笠》詩刊269期（2009年）、 277期（2010年）。
※主要內容轉載自翰林自然科學天地第39期（2010年），經作者
稍作修飾。
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莫怨蒼天變了心──森林土壤的哀歌（中）
涓涓訴衷情──森林土壤的保水和防洪機能
作者：邱志郁（中央研究院生物多樣性研究中心研究員）
孔徑的生成
土壤構造──孔隙，維繫土壤健全機能的優雅情懷，卻存在
脆弱的體質。
過度踩踏之類的人為活動，會造成森林土壤喪失構造，退化
成類似公園緻密、缺乏孔隙構造的土壤。
森林土壤，不僅止於提供漫步時的飄然想像，更攸關生活上
切身的水源供需與國土保安。
仔細檢視森林的土壤層次結構，在地表上堆積著枯枝敗葉的
腐植層，緊接著是深色、含有高量有機質的土壤表層，然後
是色澤較淺、有機物含量較少的底土層，更下方則是初步風
化的岩石碎屑。
森林的各個土層中，包括枯枝落葉堆積、小動物挖掘、樹根
腐爛，構成大小不等、形狀互異的各種孔洞管道。加上由土
壤團塊所構築的纖細孔隙，共同撐起了 地面下超乎想像的
空間。尤其在土壤表層，孔隙可高達整體體積的70%。這些
曲折而分歧的孔徑，多少維持相通的狀態，提供了土壤中良
好的通氣、透水性質，同時也具備相當程度的保水效果。
森林中多層次的樹種間相互交錯的結構，則構成了自然的維
護功能。多層的樹冠本身如同傘蓋，可阻擋暴雨的重力衝擊
。地表堆積枯枝敗葉的腐植層，能夠進一步緩衝雨滴的撞
擊力道，防止雨滴對於土壤結構所造成的破壞和侵蝕作用。
原始森林，不但在地面上具備良好的植被保護，土壤的孔隙
也完整健全，不至於被迅速填補阻塞。地表的雨水，能夠順
暢地往土壤內部滲透。
透過這些土壤孔隙，雨水可以由地表滲入土壤內部。蓄積在
土壤孔隙中的水分，持續地挹注到地下水層，或是沿著坡面
釋放到河流中，這也就造成乾旱時節，溪谷中還能保有涓涓
細流。
簡單而言，健全的高山森林，可視為天然的綠色水庫。森林
土壤無數遍佈的孔徑，則可視為構成了通往高山綠色水庫的
密集入水口。
孔徑的破滅
雨後的公園、校園地面常有積水的現象。森林中卻幾乎看不
到積水，降雨會迅速被地面吸收。
經由簡單的實驗，便足以瞭解不同性質的土壤間，雨水吸納
功能的截然差距。在一平方公尺的面積內，傾倒一桶水（約
四公升），森林表面只需五秒鐘即已漏乾，森林步道則須
耗費九十秒的時間。其中的差異，主要是土壤中的孔隙數量
、大小、形狀的差異所致。孔隙數量多、孔徑粗大、孔徑延
伸長度較長、皆有助於排水。
即使在森林中，依據地面的狀態，土壤性質仍有相當大的差
別。
森林步道位置孔隙稀少，森林內部的土壤則具備豐富孔隙。
再則，若以孔徑大小而論，森林步道位置的孔徑細微，僅能
用放大鏡或顯微鏡觀察的程度；森林內部則不但有粗達手指
可伸入的大型孔隙，但也有如同步道位置的細微孔隙。孔隙
的數量和形狀差異，就是造成步道地面堅硬，森林內部土壤
鬆軟的主因。
土壤大小的孔隙，許多都是由土壤生物的活動所造成。
森林地面有大量落葉，經由馬陸、蚯蚓等動物吞食之後，由
糞土形成鬆軟的土塊堆積成孔洞，或者是由土壤動物活動所
挖掘的洞穴。再則，樹木腐朽的根部也可構成孔道。相對而
言，步道地面則少有落葉，也欠缺生物活動，人為踐踏更破
壞原有的構造，只遺留下小型的孔隙。
雨水往下的移動作用和孔徑大小有密切的關係。小型孔徑毛
細管作用張力強，水分移動緩慢，甚至停滯。大型孔徑則受
到較少阻礙，雨水易於往下移動。
防洪的機能
柔情的森林，究竟如何面對風雨的暴虐，撫慰溪流驚恐的心？
森林間的降雨，一部份被樹木的枝葉、攀附植物、地被植物
所留滯。到達地面的雨水，會逐漸滲入土壤內部，除非歷經
長時間的豪雨，不至於形成地表逕流。
雨水通過透水性良好的腐植層，往土壤下層移動，或者沿著
坡面的方向往谷間底部方向移動。隨著孔隙大小和性質的差
異，水分在土壤中的移動速度有所區 別。透水性高的土壤
表層，雨水流動較快；底部的層次流動較為緩慢。這些通過
土壤孔隙的水流，都比沿著地表移動的逕流和緩，不至於立
即進入溪流。況且土壤孔 隙的水分，歷經滲入和流出的過
程，也延緩了雨水到達溪流的時間。即使是短時間內的集中
降雨，也能夠較為均勻而穩定地注入溪流。
森林能夠減緩豪雨往河川奔流的水量。土壤孔隙扮演著類似
海綿的緩衝機能，讓森林建構了隱藏在地底的水庫。
在水源的涵養功能上，森林猶如優質的舞台，真正扮演的主
角則是土壤。
存在於土壤中大大小小的孔隙空間，發揮了暫時留滯雨水的
效果。
在山地降下的雨水可暫時保存在土壤中，並藉由良好的土壤
結構所形成的孔徑，挹注地下水層。正因為這項保水和調節
的機能，緩和了洪水期溪水暴漲、枯水期間溪水枯竭的問題。
土壤、山林整體究竟能保存多少水分？雖然依據土壤質地和
化育特性而有區別，難以一概而論，根據粗略的估計，一公
尺深的土壤大約可保持數十至百餘公釐的雨量，更深層土壤
可吸納的雨量約為一百至數百公釐。這種吸納保存水分的能
量，是依地形，地質條件，土層深度，地底岩石風化程度差
異而改變。
基於這個因素，並不能單憑森林的樹種，研判土壤的保水能
力和河川的流量關係。森林林相組成、土壤的化育形態、森
林的坡面地形，才是真正決定遲滯洪水的因素。
森林間接提供土壤生成的環境，並且維護土壤構造。良好的
土壤構造，間接地也保障了森林存續的安全。
成熟健全的森林，不僅有多樣樹種所構成多層次的樹冠，地
面又堆積枯枝落葉層提供保護，且具備優質的土壤孔隙構造
，保水和排水的功能健全。至於樹種多樣性偏低，地被植物
和枯枝落葉層單薄的人工林，土壤的孔隙構造不健全，並無
法充分發揮保水和涵養地下水的功能。
原始林和成熟的森林，排水功能良好，具備強大的防護機能
足以消解豪雨的衝擊。
人工林排水功能不全，對抗豪雨的衝擊力較弱。集中的強烈
降雨，便可能超越負荷而造成崩潰。
這些因素，也正是在國土保安的角度上，人工林無法取代原
始林的關鍵。
瞭解森林儲水的本質，再檢視台灣的森林體質，讓人為之憂
心不已。長年經濟開發至上的政策，在台灣開鑿了各式的道
路。一條條的大小道路猶如利刃，一次次地切割原始林，啃
噬著台灣的命脈。即使砍伐原始林後補植了人工林，卻已無
法挽回森林體質改變的事實。
(未完待續 2/3)
※圖文的部份內容摘自作者所著〈梨山哀歌〉、〈大地私語〉，
原載《笠》詩刊269期（2009年）、 277期（2010年）。
※主要內容轉載自翰林自然科學天地第39期（2010年），經作者
稍作修飾。
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