根據(jù)我們前面的學習,，土壤是一種獨立的自然體,。但是，土壤并非生來就具有肥力特征,，能夠生長綠色植物,。它是在一定時期、一定氣候和地形條件下,，由活的有機體作用于成土母質(zhì)而逐漸形成的,。

從地球系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的觀點來看，土壤肥力的發(fā)生與發(fā)展是自然界物質(zhì)的地質(zhì)大循環(huán)與生物小循環(huán)相互作用的結(jié)果,。跟生物發(fā)育一樣,，土壤發(fā)育也有一系列的過程。其中,，母質(zhì),、氣候、生物,、地形,、時間是土壤形成的五大關鍵成土因素,。地球上產(chǎn)生人類以后，人類也成為一個重要的成土因素,。上述這些因素具有相互不可替代性,，其中生物起決定性作用。

陸地表面的巖石,，由風化作用變成細碎顆粒,，并釋放出可溶性物質(zhì)；部分碎粒和可溶性物質(zhì),，經(jīng)降水沖刷和淋溶,，隨流水最終流入海洋，沉積至洋底,，形成各種沉積巖,。由于地殼運動和海陸變遷，海洋底層的巖石又上升為陸地,，巖石再次遭受風化,。這種循環(huán)的周期大約為10萬年到1千萬年。時間長,、范圍廣,，稱為物質(zhì)的地質(zhì)大循環(huán)。它是生物小循環(huán)的基礎,，但它形成的僅僅是成土母質(zhì),。

生物小循環(huán)呢，又稱養(yǎng)分循環(huán),，指營養(yǎng)元素在生物體和土壤之間循環(huán)變化的過程,。生物小循環(huán)的周期較短,，一般為10-100年,。但其中有機質(zhì)的累積、分解和腐殖質(zhì)的合成,，促進了植物營養(yǎng)元素的集中和積累,，成為土壤肥力形成與發(fā)展的關鍵。

土壤的發(fā)生起始于母巖的風化過程,，堅硬的裸露母巖,，在日積月累的風化作用下形成成土母質(zhì)。接下來,，這些成土母質(zhì)在微生物和低等植物的作用下逐漸演變?yōu)樵嫉耐寥?，然后再?jīng)過草本植物和木本植物的熟化最終產(chǎn)生肥力，形成成熟土壤,，這個過程稱為成土過程,。成土過程必須要在生物因素參與下才能發(fā)生,，因此，它只能發(fā)生在地球上出現(xiàn)生命之后,，而且成土過程一經(jīng)發(fā)生,，便一定與風化過程同時進行，兩個過程是無法分離的,。那么,，我們先來看看風化作用。

風化作用,，是指地表或接近地表的堅硬巖石和礦物,，在與大氣、水及生物接觸過程中產(chǎn)生物理,、化學變化而在原地形成松散堆積物的全過程,。這里強調(diào)在原地形成，是為了區(qū)別于侵蝕作用,，因為侵蝕作用包括巖石和礦物經(jīng)由媒介如水,、冰、風及重力等引起其移動而瓦解,。根據(jù)風化作用的因素和性質(zhì)可將其分為三種類型：物理風化作用,、化學風化作用、生物風化作用,。

首先來看看巖石的物理風化,。既然是物理風化，那么巖石本身的化學成分并未改變,。在風化過程中,，巖石和礦物只是逐步崩解成碎塊或碎屑。比如,，溫度變化,、巖石空隙中水分的凍結(jié)與融化、以及巖石空隙中鹽類結(jié)晶與潮解所產(chǎn)生的機械力,，均能使巖石和礦物破碎,。氣溫的變化，甚至可以直接作用于巖石而不其他媒介的參與,，氣溫變化使巖石或礦物經(jīng)歷反復的熱脹冷縮,，可導致其表面剝落或分裂。常見的作用有三種：塊狀分裂,、粒狀分裂,，及頁狀剝落。

在光禿山坡及荒漠地區(qū),，如果日溫差大,，巖石有明顯的,，或較多的節(jié)理，在反復熱脹冷縮的作用下,，巖石節(jié)理逐漸擴大,，然后沿裂縫增加，明顯出現(xiàn)分裂,。

花崗巖和砂巖這類粗粒巖石,，是由不同的礦物組成的，而這些礦物,，其熱脹冷縮的速度并不一樣,。這樣，在持續(xù)冷熱交替的影響下,，不同礦物顆粒就發(fā)生分離,、松脫。只要有輕微外力,，如風力,、水力等，便能使顆粒脫離母巖,。在粒狀分裂作用強烈的地區(qū),，我們爬山的時候要份外小心，因粒狀分裂使巖石顆粒松脫下來,，散布于坡面,，使行山者難于站穩(wěn)，容易引致失足,。

我們這張圖顯示的,，是巖石頁狀剝落的情形。巖石,，是熱的不良導體,，熱脹冷縮的過程，可能主要在表層進行,，對內(nèi)部的影響很小,，這樣就容易使得表層與內(nèi)部之間產(chǎn)生裂縫,，層層剝落,，留下較圓的巨石。與粒狀分裂主要在粗?；◢弾r和砂巖這類粗粒巖石中相比,，頁狀剝落常見于細粒巖石中，例如細粒度的花崗巖,。

現(xiàn)在,，我們來觀察這張圖,，已經(jīng)能看明白了，是巖石先經(jīng)過頁狀剝落后,，又發(fā)生了塊狀分裂,。

這張圖顯示的是凍融作用的結(jié)果。氣溫降至冰點,，水結(jié)冰,，體積可增大接近十分之一，冰對巖石裂隙兩壁便產(chǎn)生巨大的壓力（96MPa）,；而當氣溫回升時,，冰便融化，加于兩壁的壓力驟減,，兩壁就向中央推回,。在反復的凍融化過程中，巖石的裂隙就會擴大,、增多,，以致石塊被分割出來。

巖石經(jīng)過侵蝕或采礦,表土被移走,因此剩下來的巖石不再受壓,進而膨脹,形成裂縫,表層的巖石大片的裂開脫離原來的巨石,。如,，許多形成于高壓環(huán)境的花崗巖等，一旦暴露于大氣之下,，壓力便大大降低,，因而會引起巖體膨脹。

進入巖石裂隙中的水,，常溶解有大量鹽分,，一旦水分蒸發(fā)，溶液濃度逐漸達到飽和而成為鹽晶體,。體積因而增大,，并產(chǎn)生膨脹壓力，使巖石逐漸崩解,。這種風化作用常見于干旱和半干旱地區(qū),。

另外，干濕交替,，與溫度變化一樣,，是山體和巖石幾乎每天都要面臨的過程。某些巖石礦物吸收水份后膨脹,，干后便收縮,，重復的干濕過程可以使礦物互相松離。而且，在濕熱氣候影響下,，我們后面將要介紹的化學風化,，也能協(xié)助上述的各種過程。

巖石,，如果發(fā)生化學成分改變,，硬度會減弱，密度變小,，體積膨脹,，最終促使巖石分解。具體包括氧化,、溶解和水化三個方面,。比如，巖石中含鐵的礦物受到空氣的作用,，氧化成紅褐色的氧化鐵,；在喀斯特地區(qū)，空氣中的二氧化碳和水氣結(jié)合成碳酸,，溶蝕石灰?guī)r,；水和巖層中的礦物作用，有的還能改變原來礦物的分子結(jié)構(gòu),，形成新礦物,，也就是水化作用。而某些礦物呢,，吸收水分后體積膨脹,，比如，蒙脫石加水膨脹后,，體積能增加好幾倍,，并變成糊狀物，這也是水化作用,。上述這些,，都是巖石的化學作用。

生物的風化作用,，也包括兩個方面,，生物的物理風化作用，和生物的化學風化作用,。如果生物的活動,，導致巖石受到機械性破壞，比如根劈作用,。還有,，白蟻和螞蟻在巖石中穿孔、打洞,，也是一種重要的物理風化作用,。

如果生物在新陳代謝過程中，產(chǎn)生的分泌物,，以及生物死亡后的遺體腐爛,，產(chǎn)生的分解產(chǎn)物，也可以使巖石分解破壞,。比如,，地衣及蘚類植物，可以在光禿禿的巖石表面生長,，形成一個潮濕的化學微環(huán)境,，加強在巖石上表面的微表層進行物理與化學分解。生物死亡后,，腐爛分解形成一種腐植質(zhì),，是一種有機酸，也對巖石起腐蝕作用,。我們前面講的白蟻和螞蟻等動物,，也可能分泌一些能腐蝕巖石的物質(zhì)。

在土壤形成過程中,，氣候不僅直接參與母質(zhì)的風化與物質(zhì)的淋溶過程,，而更重要的是控制著植物和微生物的生長。一般地說,，溫度增高10℃,，化學反應速度平均增加1—2倍。所以在低緯地區(qū)的巖石風化和土壤形成的速度,，比中緯和高緯地區(qū)的快得多,。從另一個方面講，在寒冷的氣候條件下,，微生物分解作用非常緩慢,，使有機質(zhì)積累起來；而在常年溫暖濕潤的氣候條件下,，微生物活動旺盛,，全年都能分解有機質(zhì)，使有機質(zhì)趨于快速循環(huán),。所以,，氣候是土壤形成和發(fā)育的重要因素，控制著土壤中物理,、化學和生物等作用過程的總趨勢,。如果把中國氣候類型分布與土壤分布圖放在一起比較，就會發(fā)現(xiàn)，高溫多雨的南方,，土壤發(fā)育程度高,；而干冷的北方和高山區(qū)，土壤發(fā)育程度較低,。

成土母質(zhì)是土壤形成的物質(zhì)基礎以及植物礦質(zhì)養(yǎng)分的最初來源,。母質(zhì)代表土壤的初始狀態(tài)，它在氣候與生物的作用下,，經(jīng)過上千年的時間,，才逐漸轉(zhuǎn)變成可生長植物的土壤。母質(zhì)對土壤的物理性狀和化學組成均產(chǎn)生重要的作用,，這種作用在土壤形成的初期階段最為顯著,。隨著成土過程越久，母質(zhì)與土壤間性質(zhì)的差別也就越來越大,，但盡管如此,，土壤中總會保存有母質(zhì)的某些特征。比如,，成土母質(zhì)的類型與土壤質(zhì)地關系密切,，土壤的礦物組成和化學組成深受成土母質(zhì)的影響。

地形對土壤形成的影響主要是通過引起物質(zhì),、能量的再分配而作用于土壤的,。在山區(qū)，由于溫度,、降水和濕度隨著地勢升高的垂直變化,，形成不同的氣候和植被帶，導致土壤的組成成分和理化性質(zhì)均發(fā)生顯著的垂直地帶分化,。坡度和坡向可改變水,、熱條件和植被狀況，從而影響土壤的發(fā)育,。

在陡峭的山坡上,，由于重力作用和地表徑流的侵蝕力，往往加速疏松地表物質(zhì)的遷移,，所以很難發(fā)育成深厚的土壤,。

而在平坦的地區(qū)，地表疏松物質(zhì)的侵蝕速率較慢,，使成土母質(zhì)得以在較穩(wěn)定的氣候,、生物條件下逐漸發(fā)育成深厚的土壤。

陽坡,，由于接受的太陽輻射能多于陰坡,，溫度狀況顯然比陰坡好,，但水分狀況就比陰坡差了。植被的覆蓋度一般是陽坡低于陰坡,，從而導致土壤中物理,、化學和生物過程的差異。

土壤是經(jīng)歷著不斷變化的自然實體,，形成過程相當緩慢,。土壤年齡可分為絕對年齡和相對年齡,。通常所說的“土壤年齡”是代表土壤發(fā)育程度的相對年齡,。在酷熱、嚴寒,、干旱和洪澇等極端環(huán)境中,，以及堅硬巖石所形成的殘積母質(zhì)上，可能需要數(shù)千年時間才能形成土壤發(fā)生層,。但在變化緩和的環(huán)境條件中,、在利于成土過程進行的疏松成土母質(zhì)上，土壤剖面的發(fā)育要快得多,。有些土壤經(jīng)歷時間長,，發(fā)育程度仍較低，比如我們前面剛提到的易受侵蝕的山坡土壤,。

人類因素,，具有雙向性，它既能使土壤良性循環(huán),，亦能造成土壤退化,。從自然土壤改造成耕作土壤，這是以人類利益為核心的,，有意識,、有目的生產(chǎn)活動。但是,，通過人類耕耘,，就改變了土壤的結(jié)構(gòu)、保水性和通氣性,；通過灌溉,，又改變了土壤的水分和溫度狀況；通過農(nóng)作物的收獲,，將本應歸還給土壤的部分有機質(zhì)剝奪出來,，改變了土壤的養(yǎng)分循環(huán)狀況；通過施用化肥和有機肥,，它有補充了養(yǎng)分的損失,，改變了土壤的營養(yǎng)元素組成,、數(shù)量和微生物活動；所以,，人類活動是通過改變其它成土因素而作用于土壤的形成與演化,，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動是一個重要途徑。

最后呢,，我想大家閱讀一篇有關重慶交通大學易志堅教授“治理土壤沙化”相關報道,。據(jù)說，易志堅教授開發(fā)的這項技術,，找到了一種“力學密碼”,，可實現(xiàn)土壤沙化的逆過程，有望將沙漠“土壤化”,。因為這篇文章發(fā)在比較正規(guī)的刊物上,，所以我暫且認為這是真的。但我還是希望大家閱讀后能有一些自己的思考,。下面的二維碼就是這篇報道的鏈接,。

好，有關土壤一章的內(nèi)容,，我們就全部結(jié)束了,，別忘了閱讀沙漠“土壤化”的文章。