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· 正 · 文 · 来 · 啦 · 同学们好！ 根据我们前面的学习，土壤是一种独立的自然体。但是，土壤并非生来就具有肥力特征，能够生长绿色植物。它是在一定时期、一定气候和地形条件下，由活的有机体作用于成土母质而逐渐形成的。 从地球系统中物质循环的观点来看，土壤肥力的发生与发展是自然界物质的地质大循环与生物小循环相互作用的结果。跟生物发育一样，土壤发育也有一系列的过程。其中，母质、气候、生物、地形、时间是土壤形成的五大关键成土因素。地球上产生人类以后，人类也成为一个重要的成土因素。上述这些因素具有相互不可替代性，其中生物起决定性作用。 陆地表面的岩石，由风化作用变成细碎颗粒，并释放出可溶性物质；部分碎粒和可溶性物质，经降水冲刷和淋溶，随流水最终流入海洋，沉积至洋底，形成各种沉积岩。由于地壳运动和海陆变迁，海洋底层的岩石又上升为陆地，岩石再次遭受风化。这种循环的周期大约为10万年到1千万年。时间长、范围广，称为物质的地质大循环。它是生物小循环的基础，但它形成的仅仅是成土母质。 生物小循环呢，又称养分循环，指营养元素在生物体和土壤之间循环变化的过程。生物小循环的周期较短，一般为10-100年。但其中有机质的累积、分解和腐殖质的合成，促进了植物营养元素的集中和积累，成为土壤肥力形成与发展的关键。 土壤的发生起始于母岩的风化过程，坚硬的裸露母岩，在日积月累的风化作用下形成成土母质。接下来，这些成土母质在微生物和低等植物的作用下逐渐演变为原始的土壤，然后再经过草本植物和木本植物的熟化最终产生肥力，形成成熟土壤，这个过程称为成土过程。成土过程必须要在生物因素参与下才能发生，因此，它只能发生在地球上出现生命之后，而且成土过程一经发生，便一定与风化过程同时进行，两个过程是无法分离的。那么，我们先来看看风化作用。 风化作用，是指地表或接近地表的坚硬岩石和矿物，在与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程。这里强调在原地形成，是为了区别于侵蚀作用，因为侵蚀作用包括岩石和矿物经由媒介如水、冰、风及重力等引起其移动而瓦解。根据风化作用的因素和性质可将其分为三种类型：物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用。 首先来看看岩石的物理风化。既然是物理风化，那么岩石本身的化学成分并未改变。在风化过程中，岩石和矿物只是逐步崩解成碎块或碎屑。比如，温度变化、岩石空隙中水分的冻结与融化、以及岩石空隙中盐类结晶与潮解所产生的机械力，均能使岩石和矿物破碎。气温的变化，甚至可以直接作用于岩石而不其他媒介的参与，气温变化使岩石或矿物经历反复的热胀冷缩，可导致其表面剥落或分裂。常见的作用有三种：块状分裂、粒状分裂，及页状剥落。 在光秃山坡及荒漠地区，如果日温差大，岩石有明显的，或较多的节理，在反复热胀冷缩的作用下，岩石节理逐渐扩大，然后沿裂缝增加，明显出现分裂。
花岗岩和砂岩这类粗粒岩石，是由不同的矿物组成的，而这些矿物，其热胀冷缩的速度并不一样。这样，在持续冷热交替的影响下，不同矿物颗粒就发生分离、松脱。只要有轻微外力，如风力、水力等，便能使颗粒脱离母岩。在粒状分裂作用强烈的地区，我们爬山的时候要份外小心，因粒状分裂使岩石颗粒松脱下来，散布于坡面，使行山者难于站稳，容易引致失足。
我们这张图显示的，是岩石页状剥落的情形。岩石，是热的不良导体，热胀冷缩的过程，可能主要在表层进行，对内部的影响很小，这样就容易使得表层与内部之间产生裂缝，层层剥落，留下较圆的巨石。与粒状分裂主要在粗粒花岗岩和砂岩这类粗粒岩石中相比，页状剥落常见于细粒岩石中，例如细粒度的花岗岩。
现在，我们来观察这张图，已经能看明白了，是岩石先经过页状剥落后，又发生了块状分裂。
这张图显示的是冻融作用的结果。气温降至冰点，水结冰，体积可增大接近十分之一，冰对岩石裂隙两壁便产生巨大的压力（96MPa）；而当气温回升时，冰便融化，加于两壁的压力骤减，两壁就向中央推回。在反复的冻融化过程中，岩石的裂隙就会扩大、增多，以致石块被分割出来。
岩石经过侵蚀或采矿,表土被移走,因此剩下来的岩石不再受压,进而膨胀,形成裂缝,表层的岩石大片的裂开脱离原来的巨石。如，许多形成于高压环境的花岗岩等，一旦暴露于大气之下，压力便大大降低，因而会引起岩体膨胀。
进入岩石裂隙中的水，常溶解有大量盐分，一旦水分蒸发，溶液浓度逐渐达到饱和而成为盐晶体。体积因而增大，并产生膨胀压力，使岩石逐渐崩解。这种风化作用常见于干旱和半干旱地区。
另外，干湿交替，与温度变化一样，是山体和岩石几乎每天都要面临的过程。某些岩石矿物吸收水份后膨胀，干后便收缩，重复的干湿过程可以使矿物互相松离。而且，在湿热气候影响下，我们后面将要介绍的化学风化，也能协助上述的各种过程。
岩石，如果发生化学成分改变，硬度会减弱，密度变小，体积膨胀，最终促使岩石分解。具体包括氧化、溶解和水化三个方面。比如，岩石中含铁的矿物受到空气的作用，氧化成红褐色的氧化铁；在喀斯特地区，空气中的二氧化碳和水气结合成碳酸，溶蚀石灰岩；水和岩层中的矿物作用，有的还能改变原来矿物的分子结构，形成新矿物，也就是水化作用。而某些矿物呢，吸收水分后体积膨胀，比如，蒙脱石加水膨胀后，体积能增加好几倍，并变成糊状物，这也是水化作用。上述这些，都是岩石的化学作用。
生物的风化作用，也包括两个方面，生物的物理风化作用，和生物的化学风化作用。如果生物的活动，导致岩石受到机械性破坏，比如根劈作用。还有，白蚁和蚂蚁在岩石中穿孔、打洞，也是一种重要的物理风化作用。
如果生物在新陈代谢过程中，产生的分泌物，以及生物死亡后的遗体腐烂，产生的分解产物，也可以使岩石分解破坏。比如，地衣及藓类植物，可以在光秃秃的岩石表面生长，形成一个潮湿的化学微环境，加强在岩石上表面的微表层进行物理与化学分解。生物死亡后，腐烂分解形成一种腐植质，是一种有机酸，也对岩石起腐蚀作用。我们前面讲的白蚁和蚂蚁等动物，也可能分泌一些能腐蚀岩石的物质。 在土壤形成过程中，气候不仅直接参与母质的风化与物质的淋溶过程，而更重要的是控制着植物和微生物的生长。一般地说，温度增高10℃，化学反应速度平均增加1—2倍。所以在低纬地区的岩石风化和土壤形成的速度，比中纬和高纬地区的快得多。从另一个方面讲，在寒冷的气候条件下，微生物分解作用非常缓慢，使有机质积累起来；而在常年温暖湿润的气候条件下，微生物活动旺盛，全年都能分解有机质，使有机质趋于快速循环。所以，气候是土壤形成和发育的重要因素，控制着土壤中物理、化学和生物等作用过程的总趋势。如果把中国气候类型分布与土壤分布图放在一起比较，就会发现，高温多雨的南方，土壤发育程度高；而干冷的北方和高山区，土壤发育程度较低。
成土母质是土壤形成的物质基础以及植物矿质养分的最初来源。母质代表土壤的初始状态，它在气候与生物的作用下，经过上千年的时间，才逐渐转变成可生长植物的土壤。母质对土壤的物理性状和化学组成均产生重要的作用，这种作用在土壤形成的初期阶段最为显著。随着成土过程越久，母质与土壤间性质的差别也就越来越大，但尽管如此，土壤中总会保存有母质的某些特征。比如，成土母质的类型与土壤质地关系密切，土壤的矿物组成和化学组成深受成土母质的影响。
地形对土壤形成的影响主要是通过引起物质、能量的再分配而作用于土壤的。在山区，由于温度、降水和湿度随着地势升高的垂直变化，形成不同的气候和植被带，导致土壤的组成成分和理化性质均发生显著的垂直地带分化。坡度和坡向可改变水、热条件和植被状况，从而影响土壤的发育。
在陡峭的山坡上，由于重力作用和地表径流的侵蚀力，往往加速疏松地表物质的迁移，所以很难发育成深厚的土壤。
而在平坦的地区，地表疏松物质的侵蚀速率较慢，使成土母质得以在较稳定的气候、生物条件下逐渐发育成深厚的土壤。
阳坡，由于接受的太阳辐射能多于阴坡，温度状况显然比阴坡好，但水分状况就比阴坡差了。植被的覆盖度一般是阳坡低于阴坡，从而导致土壤中物理、化学和生物过程的差异。
土壤是经历着不断变化的自然实体，形成过程相当缓慢。土壤年龄可分为绝对年龄和相对年龄。通常所说的“土壤年龄”是代表土壤发育程度的相对年龄。在酷热、严寒、干旱和洪涝等极端环境中，以及坚硬岩石所形成的残积母质上，可能需要数千年时间才能形成土壤发生层。但在变化缓和的环境条件中、在利于成土过程进行的疏松成土母质上，土壤剖面的发育要快得多。有些土壤经历时间长，发育程度仍较低，比如我们前面刚提到的易受侵蚀的山坡土壤。
人类因素，具有双向性，它既能使土壤良性循环，亦能造成土壤退化。从自然土壤改造成耕作土壤，这是以人类利益为核心的，有意识、有目的生产活动。但是，通过人类耕耘，就改变了土壤的结构、保水性和通气性；通过灌溉，又改变了土壤的水分和温度状况；通过农作物的收获，将本应归还给土壤的部分有机质剥夺出来，改变了土壤的养分循环状况；通过施用化肥和有机肥，它有补充了养分的损失，改变了土壤的营养元素组成、数量和微生物活动；所以，人类活动是通过改变其它成土因素而作用于土壤的形成与演化，农业生产活动是一个重要途径。 最后呢，我想大家阅读一篇有关重庆交通大学易志坚教授“治理土壤沙化”相关报道。据说，易志坚教授开发的这项技术，找到了一种“力学密码”，可实现土壤沙化的逆过程，有望将沙漠“土壤化”。因为这篇文章发在比较正规的刊物上，所以我暂且认为这是真的。但我还是希望大家阅读后能有一些自己的思考。下面的二维码就是这篇报道的链接。 好，有关土壤一章的内容，我们就全部结束了，别忘了阅读沙漠“土壤化”的文章。
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