2023年6月1日

土壤滲水程度的觀察

課本原有一個跨科主題的實驗,主題是探討植物對水土保持的關係,本來實驗是讓學生栽種兩個盆栽,分別是有植物和沒有植物兩種情況,觀察澆水後從盆栽流出的水量和混濁程度。

而我改成這樣的實驗,觀察不同植被情況「土壤的滲水程度」,這個實驗的發想是因為近幾年只要發生強降雨,學校裡某些特定地方就會積水不退,所以我們就直接模擬這個狀況,看看這些地點的土壤滲水程度有何不同。

所需的材料只要杯子、直尺和一根塑膠透明管(兩邊都通的),說起這個管子還是有點歷史的,那可是12年前(民國100年)的國慶跨年煙火時,我在散場的地上一根一根撿起來的啊。

實作流程很簡單,找到指定的地點之後,把管子平貼在土上,或是略插入土中,但必須確保管口不能傾斜。接下來倒水入管,紀錄一開始的水位高度,接下來每隔10秒紀錄一次水位高度,直到60秒或是水流光。

我在校園裡找了四個地點,分別是(1)大樹下,植被數量少 (2)自然生長茂密的單子葉植被 (3) 南洋杉下的裸露地 (4)少人踐踏的植被,較多雙子葉植物。






學生除了紀錄水位變化外,還需要留意四個地點的水混濁度。也許你會好奇,水不是從水龍頭裝的嗎,怎麼看混濁度?其實是這樣的,水倒入管子之後,會沖刷表土讓表土混入水中,所以不同地點的水樣就會不同。

學生的紀錄表檔案如下

https://docs.google.com/document/d/1HOBR1oYyc6wywvx616Or_OwJMp44FZiMjZUOi9iNE-U/edit?usp=sharing


除紀錄數據外,最後再將數據轉換成折線圖,可以觀察不同地點的滲水程度。

雖然每一組學生做的結果不儘相同,但多數數據顯示最不容易滲水的確也就是那個很常淹水的地點,也就是南洋杉下的空地。

我推測原因如下,南洋杉經常落枝條,所以學生經常在此地打掃。高頻率的踩踏加上表土經常性的被掃除,所以導致這邊的土壤滲水度很低,大雨來了就會淹水。且在這邊進行實驗時,觀察到水的混濁度也是最高的,會有許多顆粒很小的粉砂被沖刷進入管子中。

而其他植被較多的地方,滲水度就會比較高,即便也有許多物質會被沖入管中,但主要以黑色有機質為主,會漂浮在水面上。

以這樣的實驗替代課本實驗,我認為優點是器材準備比較方便,之前的這個實驗,我讓學生自己準備盆栽,但狀況不是很好,要不就是植物長不好,不然就是要實驗時就忘了帶。再來使用滲水率觀察的實驗,也讓學生可以直接生活周遭的環境。

不過也是有缺點,在放置管子時,管子若沒有貼住土壤,傾斜時水容易漏出,則會高估滲水量,而這樣的情形常發生在植被多的地點,因為植物越多,你越不容易在土面上進行實驗,所以需要特別撥開植物或落葉進行實驗。