巖石風化的產物即成土母質在生物參與下轉變為土壤的過程。巖石、成土母質及土壤三者之間的關係可概括成如下的圖式:



  土壤形成過程的實質 土壤形成過程的實質是植物營養物質的地質大循環(又稱植物營養物質地質淋溶過程)與植物營養物質的生物小循環(又稱生物積累過程)之間的矛盾統一過程。前者是地表巖石因風化作用而釋出的各種植物營養物質隨水流進入海洋,由此形成的沉積巖一旦因海底上升再度成為陸地時,又經受風化,重新釋放所含營養物質的過程。後者是巖石風化中釋放出的植物營養物質一部分被植物所吸收,植物死亡後經過微生物的分解又重新釋放供下一代植物吸收利用的過程。地質大循環為土壤的形成準備瞭條件,而生物小循環則使土壤的形成成為現實。沒有地質大循環就不可能有生物小循環;沒有生物小循環則成土母質不可能具有肥力特征而形成土壤。

  形成土壤的因素 根據Β.Β.多庫恰耶夫的觀點,土壤是下列5大成土因素共同作用下的產物:①母質。巖石風化的產物,形成土壤的基礎物質。它具備一定的分散性、透水通氣性以及蓄水和吸附物質的能力;一經植物生長,土壤的肥力特征就逐漸形成。母質對土壤的礦物組成、化學組成和機械組成也有深刻影響。②氣候。主要指溫度和水分兩個方面,對地質大循環和生物小循環的速度和強度有明顯影響。高溫多雨有利於巖石風化作用和淋溶過程,也有利於生物積累過程;而低溫幹燥則不利於淋溶過程和生物積累過程的進行。氣候對植被的類型起決定性作用,而植被類型又與土壤形成特點有關。③生物(植被)。沒有生物就沒有生物小循環,就不可能形成土壤。不同植被類型下的土壤,具有不同的生物物質循環特點,從而形成不同類型的土壤。④地形。土壤分佈在一定的地形部位上。從大地形看,山體愈高,則氣溫降低,濕度增高,植被和土壤類型均相應發生變異;從小地形看,陡坡土層淺薄,平緩處土層深厚,陰坡、陽坡土壤也有變異。⑤時間。是各種成土過程深化和發展的條件,任何一個過程的進行都是在一定空間和時間下開始和完成的。

  就耕作土壤而言,除上述因素外,人為因素也是一個重要的成土因素。合理的經營管理,可使土壤愈種愈肥沃;反之則能導致土壤沙漠化、次生鹽漬化、水土流失以至化學污染等退化現象。

  主要的成土過程 在不同的生物氣候條件下,土壤的形成過程各具特點。主要的成土過程有:

  ①有機質積累過程。指發生於溫帶、暖溫帶和熱帶的濕潤、半濕潤以及半幹旱草原生物氣候條件下的成土過程。其主要特征是每年進入土壤中的植物物質形成的腐殖質量超過土壤中腐殖質每年的自然損耗量,因而有機物質在土壤表層積累。明顯具有此種成土過程特點的土壤有黑土、黑鈣土以及其他一些有機質豐富的土壤。

  ②灰化過程。指發生於寒溫帶針葉林生物氣候條件下的成土過程。其主要特征是表層以下的土壤礦物受螯合淋溶作用的破壞,鐵、鋁及粘粒大量向下移動,而矽則殘留並相對增多,形成灰白色的灰化層(A2層)。具有此種成土過程特點的土壤有漂灰土(灰化土)等。

  ③粘化過程。指發生於濕熱生物氣候條件下的成土過程。其主要特征是粘粒(直徑小於0.002毫米的礦物顆粒)在土壤剖面中部積聚。積聚的原因,一是由於表層或淋溶層中層狀晶格粘粒隨懸濁液向下垂直遷移並淀積於剖面的一定深度,稱淀積粘化;二是由於剖面一定深度的土壤中原生鋁矽酸鹽礦物在特定土壤氣候條件下發生土內風化,並就地形成和聚集次生矽鋁質粘粒,稱變質粘化。具有此種成土過程的土壤有棕壤和褐土等。

  ④鈣化過程。指發生於半幹旱生物氣候條件下的成土過程。其主要特征是土壤表層或底層有碳酸鈣的積聚。具有此種成土過程的土壤有栗鈣土和棕鈣土等。

  ⑤鹽化過程。指發生於濱海地區或半幹旱、幹旱生物氣候條件下的成土過程。其主要特征是水溶性鹽類在土壤表層和地表積聚。具有此種成土過程的土壤有內陸鹽土和濱海鹽土。

  ⑥堿化過程。指發生於幹旱或半幹旱生物氣候條件下的成土過程。其主要特征是土壤膠體中交換性鈉(Na+)的百分率超過15~20%。具有此種成土過程的土壤有堿土和堿化土壤。

  ⑦潛育化過程。指發生於排水困難、長期受滯水影響環境下的成土過程。其主要特征是底層土壤中的礦物質在潛水影響下處於還原狀態,產生大量低價鐵、錳,使土層呈藍灰色,此層稱為潛育層。具有此種成土過程的土壤有潛育土或潛育化土壤。

  ⑧沼澤化過程。是指發生於氣候濕潤、地勢低窪環境下的成土過程。其主要特征是地表長期或同期性積水並生長有喜濕植物。植物殘體通過緩慢分解逐步積累而形成泥炭和泥炭層;底層的礦物質則進行著潛育化過程形成潛育層。具有此種成土過程的土壤有沼澤土。

  ⑨瀦育化過程。指發生於有季節性或周期性漬水和排水環境下的成土過程。其主要特點是土壤交替地處於還原狀態和氧化狀態,致使鐵、錳化合物在土體內經常地還原淋溶和氧化淀積,形成各種形態的鐵、錳銹斑乃至鐵、錳結核。具有此種成土過程的土壤有水稻土等。

  ⑩富鋁化過程。指發生於熱帶、亞熱帶生物氣候條件下的成土過程。其主要特征是土壤礦物中的矽不斷地被淋溶而減少,而鐵、鋁則相對地增加,土壤呈鮮紅色,甚至形成鐵盤層。具有此種成土過程的土壤有紅壤等。