2012年4月11日 星期三

3/30全球各氣候類型下的永續設計策略

圖: 美菊老師爽朗、活潑的個性將知識濃厚的土壤地理講得生動有趣。





記錄葉育鈞 圖:王玉華


    晚上天氣驟轉,間歇強風過窗引起呼嘯聲響,今晚大家聚在碧雲莊活動中心,聆聽前半段由美菊老師累積多年教學經驗和實際理解的〈世界土壤分析〉,和後半段由奕儒老師講樸門面對全球各氣候區之設計策略。   

    美菊老師爽朗、活潑的個性將知識濃厚的土壤地理講得生動有趣,一開始建議我們不必抄筆記,反正有筆記和錄影,老師說自己就是不愛抄筆記的人。

土壤的垂直分層

     一開始講土壤垂直分層,分為有機質層(O),表土層(A)、底土層(B)和風化層(C)。有機質層包含未分解的樹枝等;表土層為養分積聚的肥沃地帶,但養分也最容易被雨水帶走(洗出作用);底土層顆粒較細,表土層洗出養分停留在此處(洗入作用);風化層又稱母質層、母岩。

    老師感嘆,土壤雖然看起來很平凡,沒什麼用處,想起莊子談腳下土地的論辯,實際上卻是構成立足最重要的成分。(:惠子謂莊子曰:「子言無用。」莊子曰:「知無用而使可與言用矣。天地非不廣且大也,人之所用容足耳。然則廁足而墊之致黃泉,人尚有用乎?」惠子曰:「無用。」莊子曰:「然則無用之為用也亦明矣。」《莊子‧外物篇》)

土壤形成的作用

    成土作用分為發生於普遍地區和特殊地區。發生於普遍地區有風化、淋溶、洗入、洗出和增添作用(如黃土吹至他處積累);特殊地區有聚鐵鋁化作用、灰化作用、鈣化作用、鹽鹼化作用和潛水育作用。

    聚鐵鋁化作用發生於濕熱、降水量大於蒸發量的地區,如熱帶雨林,此處土壤中養分少,植物多根淺而密布。有些植物發展出連根的特性,形成密布的網絡,相互輸送養分以利生存。

    這樣的生長模式須防範褐根病,一株植物染病變亦擴展至所有相連植物;台灣近年因此外來傳入的傳染病,政府普遍以用藥、毒煙的方式防治。不希望毒害環境的老師選擇用高溫火燒的方式處理。

    灰化作用發生於冷溼地,因為有機質分解慢,容易堆積酸,帶下礦物質,造成石英(二氧化矽成分)留在上層,而產生灰色土壤。

    鈣化作用發生於降水量約莫等於蒸發量的地區,因為成分溶解的差異而導致。鈉、鉀等成分溶解快,鈣、鎂溶解慢,使得鈣留在上層土壤而鈣化。花蓮木瓜溪便有此現象。

    花蓮的水因為大理石石縫溶出碳酸氫鈣的緣故,煮沸轉變為碳酸鈣,因而使水顏色混濁,很多人因此不敢喝擔心結石,老師說,身體的機能自然會將過多的鈣排出,太少鈣反而會造成抽筋等有害現象。

    鹽鹼化作用發生於地下水位高、鹽層地區,因為蒸發而把鹽份帶到上層。這些地區有時會看到房屋「長毛」,一可能是霉,另一可能便是含鹽份的礦物質。

    老師提醒,若種植以廚餘作為肥料,因為廚餘含鹽份,容易導致土壤過鹹而影響作物生長,解決方式是以大量水源澆灌,便能將鹽份排離。鹽分也可成為種植的優勢,如於鹽分地栽植黑珍珠、番茄等植物。

    潛水育作用發生於長期浸於水中的土壤,因為空氣不流通,導致缺氧,如長期耕作的水稻田。

世界土壤的分類

    理想土壤成分為空氣50%、水50%、礦物質45%、有機質5%

    接著老師介紹世界土壤分類,雨量溫度會產生不同類型的土壤。磚紅壤分布於濕度高、淋溶、洗出作用旺盛的地區如熱帶雨林;紅、黃壤分布於常綠闊葉林或副熱帶季風帶,這樣的土壤在台灣常會見到;棕壤分布於落葉林帶,氣候涼爽濕潤,寶肥保水性強,農業價值高,為世界主要的農業帶,台灣海岸山脈及分布有此種土壤;黑鈣土土壤肥沃,如黑龍江省分因此盛產馬鈴薯;栗鈣土分布於地中海型氣候,也適合馬鈴薯生產;濕草原土位於森林和乾草原的過度帶,雖名為濕但不如台灣般潮濕,此處有機質多,沃度高,適宜農耕;灰化土位於冷濕副極地氣候的針葉林區,洗出作用旺盛;荒漠土位於內陸乾旱如沙漠地帶,植物稀少,屬於鹼性土,如以色列,近年以滴灌方式改善水分不足的問題,以其鹼性土質優勢,發展農業;冰沼土分布於嚴寒、苔原植被,土壤薄,屬於酸性土,當地馴鹿即以苔原地衣為食。

    台灣土壤農耕土種類六百二十種、山坡地四百三十二種、高山目前研究約三百種,共約有一千三百種土壤類型,除了冰沼土缺乏,相較於美國十三種土壤,多上百倍。

    美菊老師分享種植的經驗,老師在鳳林擁有山景優美的農地,一開始因為屬於片岩地、而其上又多長外來種大花咸豐草而煩惱,但後來發現化育作用旺盛,植物的根也能從片岩吸收養分,使土地肥沃,也使得近年螢火蟲也越來越多。

    土壤為天然的碳倉庫,可以固定碳,使有機層豐富。一平方公尺的森林含一百二十公斤的碳,同樣面積的耕地只有十二公斤,植物和微生物的作用可使所在地區降溫,促進環境平衡。
圖:邱老師仔細講解各氣候區的永續設計策略。

各氣候的設計策略

    後半段奕儒老師講〈全球各氣候區之設計策略〉,將氣候分為冷溫帶氣候、暖溫帶氣候、熱帶、亞熱帶氣候,另外介紹特殊的黃土高原和濕地,談各個氣候的設計策略。

    冷溫帶氣候如北歐、北美、加拿大、內蒙古,日照差異大,因應策略為:
    一、覆蓋物就是腐植質。(具保溫保濕作用)
    二、減少翻土。
    三、溶雪時需要樹木產生有用水分。
    四、輪耕。
    五、生長季短,需食物保存系統。(如地窖)
    六、注重太陽能、溫室。

    例如蒙古包上覆蓋的羊毛氈,以及為了保持溫度將防風林設計成馬蹄型,或是搭建溫室以亮度換取溫度;阿爾卑斯山房屋大,上層覆蓋乾草,一方面提供寒冷季節牲畜的糧食,也形成如棉被般保暖的效果。樸門設計強調植物保護土壤,面對裸露的土壤,Permaculture認為就像皮被剝起來一樣。

    暖溫帶氣候如地中海、加州地區,特色是春、冬潮濕,夏秋乾燥,所以策略便是於夏天優先儲水,以及防範灌木叢著火,加強防火牆(如耐火植物)設計。冬天則有水太多的情形,所以須注意排水。冬天用豆科覆蓋物、夏天用乾覆蓋物,或採用溫室、微氣候延長季節。

    微氣候如山坡地等與緩坡之間的凹地,是坡地中溫暖地區,可利用此溫度延長植物生長時間。

    亞熱帶氣候為緩溫帶氣候()和熱帶氣候()的混合,所以介紹熱帶、暖溫帶氣候及可知亞熱帶氣候特色和策略。

    熱帶氣候分為潮濕熱帶(如婆羅洲)和乾濕熱帶(如印度、澳洲北部),特色為高降雨量(或冬季乾、夏秋濕)、龐大生物多樣性、覆蓋物分解快。

   策略為一、濕劑用活的覆蓋物,乾季用乾的。
         二、放牧行為控制。
         三、梯田(乾季:豆科、雜糧;濕季:水稻)
         四、森林農作(灌木加短期作物,食物和森林結合的混合農作)
         五、河岸森林保育(峇里島傳統認為靠水邊的樹不能砍,使河岸受到保護,不會使河床擴大,台灣也有這樣的問題)
         六、防範水傳染病(如雨水利用、堆肥廁所。孟加拉等國每年數十萬人死於痢疾等水傳染病,將雨水聚集,廁所堆肥集中處理,便能使雨季暴雨來時,解決糞水和地下水混合誤飲的問題)

    特殊地景老師舉黃土高原和濕地為例。

    黃土高原面臨貧窮、環境破壞的惡性循環,近年退耕還林使土地受到保護,富裕之下產生水量變多,河流也趨於穩定的正面循環,甚至可以栽種果樹等經濟作物。

    濕地如墨西哥,採農地、漁業同時進行,農地地勢高,並以柳樹木樁固定河岸,魚池位於低漥地,雨量多時也能使雨積聚於魚池,不會使農地淹水,魚池的淤泥也能作為肥料、用水灌溉農田。

    土地有土地的語言,了解土地的語言,順應天時設計策略才能獲得最大的利益。這次的課程,複習了高中地理的土壤,更理解到土壤、氣候密切關聯性下產生實際的運作模式,對於自然的變化萬千驚嘆之餘,知道要以更謙卑更順應的方式使用,才能得到長久最大的收益。

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