礫石敷蓋與混合 對土壤沖蝕影響

1. 礫石敷蓋與混合對土壤沖蝕影響 報告人：謝亞倫 學號：59742116

2. 參考文獻 • 林俐玲[1] 蔡義誌[2] 游韋菁[3] （2008），「礫石敷蓋與混合對土壤沖蝕影響之研究」，國立中興大學水土保持學研究所碩士論文。

3. 摘 要 • 台灣地區降雨量高，土壤沖蝕嚴重，在沖蝕過程中土壤之細顆粒較易流失，遺留下之礫石量相對增加，改變土壤之成份，對於土壤抗沖蝕能力亦有相當的影響。 • 為瞭解土壤礫石對於土壤沖蝕之影響，本研究利用台灣西部分佈較多之黃壤（砂質壤土）及紅壤（坋質粘壤土）為實驗土樣，將過篩處理之土壤（粒徑<2mm），以表面敷蓋及混合方式加入礫石，重填於沖蝕觀測箱中，以人工模擬降雨試驗測定土壤流失量，並以USLE 公式求取實驗之土壤沖蝕指數。 • 同時將實驗結果、土壤沖蝕指數線解圖法及幾何平均粒徑法三種方式求取之土壤沖蝕指數進行比較。

4. 土壤中的礫石，改變了土壤的物理性質，其中又以降低其孔隙度，間接影響其飽和水力傳導度，降低土壤水分移動的速率，因而礫石的存在對於土壤沖蝕指數具有極高的影響，本研究中又以紅壤受礫石影響程度較大，黃壤之影響程度較小。土壤中的礫石，改變了土壤的物理性質，其中又以降低其孔隙度，間接影響其飽和水力傳導度，降低土壤水分移動的速率，因而礫石的存在對於土壤沖蝕指數具有極高的影響，本研究中又以紅壤受礫石影響程度較大，黃壤之影響程度較小。 • 而土壤表面礫石，減少了土壤滲透之面積，減緩土壤水分之滲透，增加了逕流量。 • 當土表之礫石量，對於土壤的保護效力，超過其增加逕流量帶來之沖蝕力時，始確實對土壤保護有正面之效益。

5. 前 言 • 台灣位處於年平均降雨量2000mm 以上之亞熱帶多雨區域，且山多地勢陡峻，長久以來，土壤沖蝕問題備受重視。在開發山坡地之同時，如何有效控制土壤流失，則為當前水土保持處理之重要課題。而土壤特性之研究，在探討土壤沖蝕方面有其關鍵性之地位。 • 土壤為一多相、異質、分散且多孔性之系統，依其母岩性質、所在地之氣候、成土時間、動植物生長及分佈等各項因素之影響，形成不同種類與特性之土壤，而直接影響土壤沖蝕之發生。例如，雨滴打擊地表之「飛濺沖蝕」，表面逕流之「漫地流沖蝕」，甚至更大規模之「紋溝沖蝕」或「溝谷沖蝕」等，均與土壤之理化性質息息相關。

6. 目前台灣山坡地土壤沖蝕量之推估，以通用土壤流失公式（universal soil loss equation）為主流，於其估算過程中，土壤沖蝕指數K值依然參考Wischmeier and Smith（1978）所提出之線解圖，或以未開發地區之表土試驗代入經驗公式估算之，惟台灣地區山坡地之土壤大多富含礫石，而其含量直接影響沖蝕之結果。 • 據此，本研究採用人工模擬降雨進行含礫石土壤之沖蝕試驗，以探討礫石存在狀態與土壤沖蝕間之關係，再由實測沖蝕量以USLE 推算土壤沖蝕指數，最後和線解圖法與幾何平均粒徑法二種方式求取之土壤沖蝕指數進行比較。

7. 研究材料與方法

8. 研究材料 • 本研究的試驗土樣來源以台灣西部分佈廣泛之黃壤及紅壤為試驗樣本。黃壤之來源為南投縣草屯鎮風水坪水土保戶外教室， 其海拔約237m（ 東經120°43′7″；北緯23°57′29″），其地質為上新世卓蘭層之崩積土，土壤厚度約120cm，該區之年平均氣溫約為23℃，年雨量約為2,400mm，採集地點為一邊坡面，土壤硬度高達13.249g/cm2（山中式硬度計測值），地表面植生少且有少數礫石存在，有較明顯之沖蝕現象。

9. 紅壤則採集自彰化縣彰化市八卦山台地之銀行山，其海拔約230m（東經120°35′39″；北緯24°2′54″），其地質為更新世頭嵙山層，土壤屬紅壤，厚度約30cm，地區之年平均氣溫約為23℃，年雨量約為1,642mm，採集時為種植龍眼樹及鳯梨之果園地，果樹已生長多年樹冠茂密，地表多為落葉敷蓋，土壤硬度約為2.747g/cm2（山中式硬度計測值）。紅壤則採集自彰化縣彰化市八卦山台地之銀行山，其海拔約230m（東經120°35′39″；北緯24°2′54″），其地質為更新世頭嵙山層，土壤屬紅壤，厚度約30cm，地區之年平均氣溫約為23℃，年雨量約為1,642mm，採集時為種植龍眼樹及鳯梨之果園地，果樹已生長多年樹冠茂密，地表多為落葉敷蓋，土壤硬度約為2.747g/cm2（山中式硬度計測值）。 • 分別於上述二地點以鏟子進行採集裝袋，帶回實驗室經風乾過篩處理，並將粒徑2mm 以上之部分去除。

10. 研究方法 • 研究流程：本研究之流程如圖1 所示。土樣經過風乾過篩處理後，進行土壤理化性質分析，並將過篩後之土壤（粒徑<2mm），以表面敷蓋及混合方式加入礫石，採室內人工模擬降雨方式進行土壤沖蝕試驗。表面敷蓋係以沖蝕箱表面積0%、5%及15%等三項進行試驗；混合礫石則以沖蝕箱體積0%、5%及15%等三項進行試驗。分別觀測土壤中混合礫石及表面敷蓋礫石之土壤沖蝕情形，並比較土壤沖蝕指數實驗值與推估值之差異及適用性。

12. 實驗方法及步驟： • 土壤理化性質分析： • 將試區採回之土樣，經過風乾與過篩（取2mm<粒徑<5mm 和粒徑<2mm 兩種粒徑土樣實驗分析之用）兩項處理後，分別以下列方法量測所需之基本資料： • (a) 土壤水分係數：將土樣風乾秤重後再烘乾即可求出。 • (b) 總體密度/顆粒密度：以金屬管法測總體密度；以比重瓶法測顆粒密度。 • (c) 粒徑分析/土壤質地：以Stoke’s law 配合吸管法量測土壤在各粒徑的含量比例。土壤質地則根據粒徑分佈比例，由三角質地圖（soil texture triangle）決定土壤的質地。

13. (d) 團粒穩定分析：採用Gardner（1956）之多重濕篩法，求出土壤團粒之幾何平均粒徑。 • (e) 有機質分析：採重鉻酸鉀氧化滴定法。 • (f) 酸鹼度pH 值：採用玻璃電極法。 • (g) 水分特性曲線：壓力鍋排水試驗。 • (h) 飽和水力傳導度：根據達西定律設計出的 • 室內量測儀器，量測土壤飽和水力傳導度。

14. 室內人工模擬降雨機率定： • 本實驗之降雨設備採用日本Daiki 公司DIK - 6000 型降雨器（圖2），該降雨機採用內徑0.9mm、外徑1.2mm 之針管，可調節其振動迴轉頻率，以改變水滴粒徑及均勻度，而降雨量大小亦可由流量控制閥門調節。此降雨機能模擬出均勻性（低迴轉頻率時）與非均勻性（高迴轉頻率時）粒徑分佈之降雨（吳益裕，1992）。 • 本實驗選用之降雨強度約為90mm/hr，人工模擬降雨機降雨強度之率定作業，於降雨承接平台上平均放置一公升之燒杯三十個，分別調整人工降雨機之流量及迴轉頻率進行降雨量之量測，每次量測時間為一小時，以取得試驗所需降雨強度之控制流量及迴轉頻率。

16. 人工模擬降雨沖蝕試驗：本實驗將風乾過篩處理後的黃壤及紅壤，依現地之總體密度將土樣裝填入沖蝕箱觀測箱（圖3）內，並以礫石平鋪土壤表面及混合於土體內。礫石的長軸平均為1.235cm，短軸平均為0.788cm，顆粒密度為2.746g/cm3，且表面為圓整之橢圓形石粒（圖4）。人工模擬降雨沖蝕試驗：本實驗將風乾過篩處理後的黃壤及紅壤，依現地之總體密度將土樣裝填入沖蝕箱觀測箱（圖3）內，並以礫石平鋪土壤表面及混合於土體內。礫石的長軸平均為1.235cm，短軸平均為0.788cm，顆粒密度為2.746g/cm3，且表面為圓整之橢圓形石粒（圖4）。

17. 礫石與土壤之配比： • 表面敷蓋礫石之沖蝕試驗，其礫石量以沖蝕箱之土壤表面積0%、5%及15%計算，將所占面積繪於紙上，以礫石將該區域緊密排滿，求得所需之礫石量。 • 土體中混合礫石部分，則以沖蝕箱體積0%、5%及15%計算，將試驗用礫石體積算出後，以礫石之顆粒密度換算成重量，以便稱量。 • 沖蝕箱土樣之裝填： • 將風乾過篩後（粒徑＜2mm）之土壤，依Oliviera et al.（1996）所提出實驗室土壤裝填方式，將土壤緩慢填入透明壓克力製作的沖蝕箱觀測箱（長40cm×寬25cm×高20cm），同時為避免土樣倒入時之分層現象，影響其水力傳導，於填土之同時予以攪拌輕壓，消除土壤之分層情況，避免實驗進行時發生沿器壁產生邊界流動情況。

18. 表面敷蓋礫石試驗所用之礫石，於土壤裝填妥後，將礫石隨機放置於土壤表面（如圖5 左上）；混合礫石試驗部分，則於土樣填入沖蝕箱前，先將礫石與土樣倒入盆中均勻混合，由右至左將土樣依序倒入沖蝕箱中，並依上述方式進行裝填（圖5 右下）。

20. 沖蝕試驗之條件、過程及資料收集： • 於人工降雨機下方放置升降平台，將平台坡度調整至9%，試驗前先將填妥之土樣放置定位後，以大型塑膠袋覆蓋，啟動人工降雨機調整至試驗所需之流量及迴轉頻率500 轉，俟雨滴形成器（dropformer）之針管內空氣排出，降雨穩定後（約10min），始掀開塑膠袋進行試驗。 • 降雨延時為1小時，每隔10min 收集土樣之逕流量及沖蝕量，記錄逕流發生時間；降雨結束後，則量測水分滲透之深度，並觀察土壤表面沖蝕之情形。

21. 土壤沖蝕指數之計算： • 實測土壤沖蝕指數(K)值以實測土壤流失量利用USLE 公式反推之： • （1） • 式中A 為土壤流失量（ton/acre）、R降雨逕流因子（ hundreds of foottonf˙inch/acre ˙ hour）、L 坡長因子、S坡度因子、C 覆蓋管理因子、P 水土保持措施因子。

22. Wischmeier et al.（1971）以試驗所得之土壤沖蝕指數及坋粒、極細砂、粗砂及有機質等之含量百分比與土壤之結構性參數、滲透性參數， 繪製成土壤沖蝕性指數線解圖（soil-erodibility nomograph）。同時提出土壤沖蝕性指數線解圖法在代數上之近似值公式： • （2） • 式中K為土壤沖蝕指數、OM土壤中有機質含量百分比(%)、M土壤組成粒徑參數，為土壤坋粒與極細砂（粒徑0.002~0.1mm）含量之百分比(%) 、s土壤結構性參數（ classes forstructure）、p土壤滲透性參數（classes forpermeability）。

23. 另外，Shirazi and Boersma（1984）以幾何平均粒徑觀念提出一粒徑估算式，USDA（1997）將幾何平均粒徑(Dg)與土壤沖蝕指數(K)迴歸得一關係式： • （3） • 式中、fi 是各主要顆粒之百分比(%)、mi 為該顆粒上下限之算數平均值。該式在使用上，受幾何平均粒徑估算之限制，所以僅限應用於礫石（粒徑>2mm）之重量百分比小於10%之土壤。

24. 結果與討論

25. 本研究中共計5 種處理（未含礫石土樣、混合礫石5%及15%、敷蓋礫石5%及15%），各項試驗均採二重複。 • 此研究除觀測並分析含礫石土壤之土壤沖蝕情形，並運用Wischmeier and Smith（1971）所提之線解圖、USDA（1997）的幾何平均粒徑法推求土壤沖蝕指數，再與USLE公式反推降雨試驗之實測值進行比較。將此三種方式配合土壤之物理性質做為分析，以研究含礫石土壤之土壤沖蝕之影響。

26. 土壤理化性質分析： • 八卦山紅壤因地表植生覆蓋完整，且經施肥，故其土壤有機質含量高達3.92%，總體密度則偏低，僅有1.21g/cm3；黃壤則因地表植生較少，其有機質含量則相對較低。本研究進行飽和水力傳導度測定時，以黃壤有較高之飽和水力傳導度，代表其滲透性較高；而紅壤的坋粒與粘粒含量均較黃壤來得高，代表紅壤質地較黃壤為細，因而飽和水力傳導度就反應出此現象，紅壤的飽和水力傳導度較黃壤低。以上之結果，恰可用於(2)式中的土壤滲透性參數，以決定參數p 值。在團粒穩定分析，紅壤所在之地區植生良好，且有較高之粘粒含量故其團粒化程度高於黃壤。pH 值部分，則以黃壤較高，紅壤則屬較為酸性之土壤。土壤質地分析結果，黃壤屬於砂質壤土，紅壤則為坋粘質壤土。

27. 另由圖6 之結果，因紅壤顆粒較細，總體密度也低，其細孔隙量較黃壤多，在相同壓力條件下，其土壤水分含量均較黃壤為高，亦能呈現出紅壤的保水能力較佳於黃壤。

29. (1)未含礫石土樣之土壤沖蝕情形分析： • 將過篩後粒徑<2mm 之土樣裝填至沖蝕箱，進行人工模擬降雨試驗，每10min 收集其逕流量及沖蝕量，並進行量測。逕流發生時間之量測，係於土樣表面開始積水，將產生逕流時計。黃壤約於降雨6min後開始積水產生逕流，紅壤則於降雨4 分半鐘時即產生逕流，逕流量則於降雨延時10~20min 時增加幅度最大（圖7）。實際量測結果總逕流及總土壤流失量均以紅壤略高於黃壤，兩土樣每10min 之沖蝕量及逕流量如圖7 所示。試驗結束後量測降雨滲透深度，黃壤之滲透深度略高於紅壤如表2。

32. 由人工模擬降雨試驗結果發現黃壤降雨滲透深度大於紅壤，入滲速率高於紅壤，故在相同降雨條件之下，其逕流發生時間較紅壤為晚，其降雨滲透深度，亦較紅壤為深。惟因水力傳導度有著隨土壤深度呈指數性遞減之特性，在水力傳導度隨著降雨時間減緩之情形下，粗孔隙量較高之黃壤，其含水量將低於紅壤，促使得其逕流量略高於紅壤。由人工模擬降雨試驗結果發現黃壤降雨滲透深度大於紅壤，入滲速率高於紅壤，故在相同降雨條件之下，其逕流發生時間較紅壤為晚，其降雨滲透深度，亦較紅壤為深。惟因水力傳導度有著隨土壤深度呈指數性遞減之特性，在水力傳導度隨著降雨時間減緩之情形下，粗孔隙量較高之黃壤，其含水量將低於紅壤，促使得其逕流量略高於紅壤。 • 如圖7 所示，因黃壤入滲速率高於紅壤，故其逕流量增加之趨勢較緩，於降雨50~60min 時開始大於紅壤。紅壤則於降雨10~20min 時即達到800cm3 之逕流量，直至降雨結束為止，其每10min 所產生的逕流量僅隨時間微幅增加。

33. (2)混合礫石土樣之土壤沖蝕情形分析： • 本研究試將礫石依沖蝕箱之體積5%及15%，加入過篩後粒徑<2mm 之土樣，充分混合再予進行人工模擬降雨試驗，而混合礫石後之土樣物理性質勢必產生變化，直接受影響者為土樣之總體密度、顆粒密度及孔隙度等，其性質如表3 所示，比較其與未含礫石之土樣，兩土樣之總體密度及顆粒密度均隨著礫石含量百分比增加，相對孔隙度均隨之降低。黃壤於混合礫石後，總體密度所增高之幅度，略大於紅壤。

34. 將混合礫石的土樣進行人工模擬降雨試驗，其結果如表3。兩種不同礫石比例土樣之逕流發生時間，黃壤約於降雨後5min，紅壤則約於降雨後3.5~4min，逕流量則於降雨延時10~20min 時增加幅度最大。實際量測結果兩土樣混合礫石後總逕流及總土壤流失量均較未混合時大為提高，而紅壤高於黃壤1.5~1.7 倍左右。試驗結束後量測降雨滲透深度，黃壤之滲透深度仍略高於紅壤。根據Peck and Watson（1979）提出之理論，因為土壤中添加物增加了土體平均曲撓度（tortuosity），減少了通水斷面之截面積，使得其飽和水力傳導度隨著添加物含量增高而降低。林俐玲老師等（2004，2005）研究含礫石對於土壤之飽和水力傳導度影響，當礫石體積含量低於土體的30%，此時整個土體的孔隙度隨著礫石含量增加降低，總體密度增高，飽和水力傳導度並隨之降低。

36. 此外，於持續降雨過程中，受雨滴打擊及逕流搬運等沖蝕作用影響，會產生礫石漸漸出露土壤表面之情形，因出露礫石之保護作用，試驗土樣表面形成有礫石之地方或其下邊坡處，較不易產生沖蝕，反之，無礫石之地方則沖蝕情形相對嚴重，此種現象以含礫石15%之土樣之較為顯著。此外，於持續降雨過程中，受雨滴打擊及逕流搬運等沖蝕作用影響，會產生礫石漸漸出露土壤表面之情形，因出露礫石之保護作用，試驗土樣表面形成有礫石之地方或其下邊坡處，較不易產生沖蝕，反之，無礫石之地方則沖蝕情形相對嚴重，此種現象以含礫石15%之土樣之較為顯著。 • 圖8為含礫石之黃壤與紅壤在人工模擬降雨試驗下每10min 之逕流量及沖蝕量，不同之礫石含量在相同降雨延時，其逕流量及沖蝕量均略有提高情形，呈現正比之趨勢。此種現象，尤以含礫石15%之紅壤最為明顯。在不同礫石含量下，總逕流量有增加之趨勢，而總沖蝕量卻未隨之增加，究其原因，隨著降雨之進行，礫石之出露比例增加，保護土表減少因雨滴打擊帶來土壤結構之破壤，而使得逕流量之增加有減緩之趨勢，進而影響沖蝕量。

38. (3)敷蓋礫石土樣之土壤沖蝕情形分析： • 將過篩後粒徑<2mm之土樣裝填至沖蝕箱完成後，分別依沖蝕箱表面積之5%及15%，隨機放置礫石於土樣表面後，進行人工模擬降雨試驗。 • 試驗結果如表3所示，逕流量則於降雨延時10~20min時增加幅度最大。同時在試驗結束後量測降雨滲透深度，黃壤之滲透深度略高於紅壤。與未敷蓋礫石之對照組比較，黃壤在敷蓋礫石5%時，總逕流量有下降之情形，但總沖蝕量卻提高；而紅壤在敷蓋礫石5%時，則不論是總逕流量或總沖蝕量均大幅升高。當敷蓋礫石量達15%時，兩土樣則均出現總逕流量增加而總沖蝕量減少之情形，且其逕流發生時間較對照組為早，降雨滲透深度亦有較淺之現象。

39. 依據吳嘉俊等人（1996）提出因地表礫石對於土表可達到保護裸露地面、使其不受雨滴撞擊以及減緩地表逕流流速等效益，可視為敷蓋材料，故以土壤流失公式中的殘株敷蓋次因子（CS）值來評定；其後，吳嘉俊又於1998 年提出其礫石地之地表敷蓋對於土壤沖蝕的研究。前二項研究均指向地表敷蓋礫石有減少土壤流失之效果。本實驗結果發現，在敷蓋礫石量低於15%，對於土壤之流失並不能有效的減少，深究其原因有三： • (1)礫石對土壤表面雖有保護功能，但亦減少了土壤滲透之面積，減緩土壤水分之滲透，增加了逕流量。 • (2)礫石表面圓滑，與地表係屬點與面之接觸，並無殘株敷蓋之多層次保護及截阻逕流之效用。

40. (3)在沖蝕過程中發現礫石雖抵擋了雨滴的衝擊，但其打擊力有時會造成礫石之移動，而藉由礫石振動土壤，同時其二次飛濺水滴對土壤之打擊亦有相當程度之影響。(3)在沖蝕過程中發現礫石雖抵擋了雨滴的衝擊，但其打擊力有時會造成礫石之移動，而藉由礫石振動土壤，同時其二次飛濺水滴對土壤之打擊亦有相當程度之影響。 • 綜上所述，在礫石量少時，土表之礫石反而不利於土壤之保護。當礫石提高至土表面積之15%時，對於土壤的保護效力，超過其增加逕流量帶來之沖蝕力，故雖其逕流量提高，而沖蝕量反而有降低之情形。如圖9所示，而上述情形又以紅壤之反應較黃壤為明顯。

42. 土壤沖蝕指數之計算： • (1)未含礫石土樣之土壤沖蝕指數： • 計算未含礫石土樣之K值，係以過篩後粒徑<2mm之土壤成份及其物理性質計算，在土壤結構性參數部分，則以中或粗顆粒參數值為3代入計算。其結果顯示（如表4），黃壤K值之實驗值與線解圖法所得結果較為相符，而紅壤K值之實驗值則較線解圖法所得結果為低。另將兩土樣之K值，以實驗值與幾何平均粒徑法推估值相互比較，則呈現黃壤之推估K值較低，紅壤推估K值較高之趨勢。紅壤以線解圖法之K值與實驗值，會有高估之現象。

44. (2)混合礫石土樣之土壤沖蝕指數： • 混合礫石土樣以線解圖法取得之K值與實驗值K 值間差異甚大，如表4 所示。由於線解圖法中並無將土壤中之礫石納入K 值計算之考量，故所得之K 值，仍與原先不含礫石之土樣相同。在幾何平均粒徑法部分，雖然直接將土壤含礫石之狀況納入考量，但僅限於礫石（>2mm）之重量百分比小於10%時適用，姑且不論其適用範圍，其含礫石時所推算出之K值均與實驗值有大幅差距。 • 倘以線解圖法為土樣K值之基準，混合礫石黃壤體積百分比5%及15%之實驗K值分別為其1.97及2.24 倍，而紅壤則分別為2.25及2.27倍，顯示礫石含量15%，以線解圖法推算K值之誤差有較礫石含量5%來得大之趨勢，其中又以紅壤在混合礫石含量提高對K 值之影響較大，即礫石對於紅壤的K值變化較黃壤明顯。

45. (3)敷蓋礫石土樣之土壤沖蝕指數： • 本研究試將土樣敷蓋礫石5%及15%分別以C值為0.95及0.85來推算敷蓋礫石土樣人工模擬降雨沖蝕試驗之土壤沖蝕指數。由於線解圖法推估之土壤沖蝕指數未將礫石敷蓋的因素納入考量範圍，故兩土樣之K值仍與未敷蓋礫石之K值完全相同。在幾何平均粒徑法部分，雖然礫石量未超過其使用標準，但亦由於礫石量過少，對K值影響有限。實驗值與線解圖法相互比較，以礫石敷蓋5%及15%時，線解圖法有明顯低估之情形。而當礫石敷蓋為15%時，土壤沖蝕指數有下降之情形。

46. 將敷蓋礫石之實驗土壤沖蝕指數（K值）與未含礫石之K 值比較發現，在低礫石含量時，其逕流量提高，在土表礫石尚不足以降低逕流流速及雨滴打擊作用下，其K值有提高之情形，當礫石含量達15%時，對於土壤的保護效力，超過其增加逕流量帶來之沖蝕力，而發揮其敷蓋之效能，惟於線解圖法比較仍有低估之情形。

47. 土壤沖蝕指數在混合石礫下之趨勢： • 本研究為能以現今廣為使用的線解圖法推估不同礫石含量之土壤沖蝕指數，期能進行線解圖法之土壤沖蝕指數的修正。故嘗試將混合礫石土樣之實驗土壤沖蝕指數進行迴歸分析，其結果並不理想。 • 圖10 顯示含礫石之黃壤其土壤沖蝕指數隨著土壤礫石含量增高至5%後，惟其增加幅度有逐漸減少之趨勢。圖11 也顯示紅壤的土壤沖蝕指數隨著土壤礫石含量增高，至礫石含量達土壤體積之5%至10%之間為最大，而後隨土壤礫石含量增高而下降。

50. 由這兩張圖顯示出，不論黃壤或是紅壤，當礫石含量低於5%以下時，土壤沖蝕指數隨混合礫石含量增加而有明顯地改變；當礫石含量達到5%至15%，土壤沖蝕指數的變化趨於緩和。而這種變化趨勢卻無法由(3)式中的Dg獲得滿意的解答，雖然Dg 隨混合礫石含量增加，其值亦會增大，但其趨勢遠不及總體密度來得接近，探究其因，(3)式有使用上的限制條件，須在礫石（粒徑>2mm）之重量百分比小於10%之土壤。 • 圖10顯示，黃壤總體密度隨礫石含量增加而增高的趨勢，與K值趨勢線有著極大的相似性，但此結果卻沒在紅壤中良好的呈現出來。