第三节 土壤的形成和成土因素一、土壤形成和成土因素的概念

（一）土壤形成的基本概念

土壤是自然界各成土因素综合作用的结果。土壤学家 B.P.威廉斯把自然土壤形成的基本规律概括为地表物质的地质大循环过程和生物小循环过程矛盾的统一。这个规律具体表现在土壤肥力的发生和发展的过程中，其中植物有效养分的积累又是这一过程的最大特点。

  1. 物质的地质大循环在成土过程中的作用地质大循环是指岩石经过风化，其产物通过各种形式的剥蚀和搬运过程堆积在低洼的地方成为沉积物， 并在一定的地质条件下经过团结成岩作用成为沉积岩再经地壳运动抬升出露于陆地表面。这个以地质历史时间为周期的过程称为地质大循环。其中以岩石的风化过程和风化产物的淋溶剥蚀过程对土壤形成的关系最为密切。

风化过程在成土中的作用主要表现在其原有矿物的破坏以及其中养分的释放，而且还形成了次生矿物，其中尤其是形成了大量的粘土矿物。这些物质不仅成为土壤的基本组分之一，而且还初步具有一定的通透性和一定的吸收保蓄能力。所以，风化过程对土壤系统来说是主要的一种输入过程。而淋溶剥蚀过程则是一种主要的输出过程，它可使土壤系统中的物质流失，使有效养分不能集中于表层。但正常的淋溶剥蚀作用能使土壤物质更新，促进土壤的正常发育。如果这个过程发生停滞或加速则可使土壤的正常发育发生变化。

  1. 生物小循环在成土过程中的作用生物小循环是指主要通过植物从土壤中选择吸收所需的养分并存储于活质中，再以残落物的形式归还给地表， 并通过微生物等的分解进入土壤中的过程。即通过生物生长吸收、归还、分解三个过程完成一个生态周期的循环（其中可在地上、地下各种活有机体中存储一定的时间）。这个循环还具有更新快、范围小、效率高等特点，对土壤肥力的发生和发展以及腐殖质的形成和积累具有重大的意义。若这个循环中的某个环节发生故障或缺损必将造成生态失调，土壤肥力下降，土壤发育的进程也将发生逆转。

  2. 大循环与小循环的关系在土壤形成发育过程中主要涉及地质大循环中的风化和淋溶剥蚀二个环节的物质流通，以及生物小循环的吸收、归还和分解三个环节的物质流通。这两种物质流通的方式、方向、速率和周转期等都各不相同。但它们之间的关系又非常密切。

风化产物的淋溶剥蚀过程之主要方向是造成养分从土壤系统中的流失与分散；而整个生物活动过程则主要造成养分的保存与集中。在地质过程中，风化的速率慢而淋溶剥蚀的速率快，两者也不相协调，如果没有植物的保护作用势必造成更强烈的淋溶剥蚀作用，加速土壤物质的向外界流失，风

化与流失之间的供求关系也更为紧张。在植被破坏、水土流失严重的地区便是这样，常常使成土过程受到严重的干扰和破坏。而生物过程的物质运动速率通常较快，周转期较短，故它能把风化中缓慢释放的有效养分从流失的轨道上挽救回来，保存在土壤或有机体中，同时植被也能保护土壤固体物质免于大量的流失。所以，生物活动过程是与土壤中物质流失过程相对抗的重要调节机制。两者之间的关系是对立统一的。一般来说，如果生物作用强而流失作用被减弱时，则土壤中肥力的发展快，养分保存也多；若生物作用弱而流失作用加强，则土壤肥力的发展慢，养分保存也少；若两者势均力敌，则处于平衡状态。但这种平衡是暂时的、动态的。平衡状态也可能有多种，如寒带地区土壤中物质的运动微弱，常处于低水平的平衡状态。而湿热带的某些土壤中则可能出现高水平的平衡状态。这两者的土壤肥力水平和养分含量都有显著的差别。

从地球发展的地质历史时间来看，生物小循环是在地质大循环的基础上发展起来的，没有地质大循环便没有生物小循环，也没有正常的土壤发生与发展。其次，生物小循环只是整个地质大循环中一部分物质的小规模循环。从地质历史时期来看，它最终也将纳入大循环的行列之中。如煤的形成。所以，对这个问题的认识必须从时、空尺度的概念来考虑。如时间尺度可以简单地区分出地质循环的尺度、土壤发育的尺度和生物循环的尺度。因此土壤的变化介于前后两者之间。

（二）成土因素学说的概念

俄国土壤学奠基人 B.B.道库恰耶夫从土壤发生学观点提出了土壤形成因素学说。他认为，土壤的发生、发展与自然界的各成土因素都有联系，即它是母质、气候、生物、地貌和时间等成土因素共同作用的产物。

在本世纪四十年代，美国土壤学家詹尼（H. Jenny）在其《成土因素》一书中，也详细地阐述了成土因素学说，提出了土壤形成因素的基本公式， 表示土壤与成土因素之间的函数关系：

S=f（Cl ，O， r， P， t⋯） 。

式中 S 表示土壤性状，而 Cl、O、r、P、t 分别为气候、生物、地形、母质和时间，最后的点号代表尚未确定的其他因素。

成土因素学说是现代土壤学的重要原理之一。许多学者对这一学说的发展都作出了贡献。例如，苏联土壤学家 B. P.威廉斯明确地提出了土壤形成的生物发生学论点。认为生物是土壤形成的主导因素。同时他还指出人类的生产活动，特别是耕作和土壤改良，也应作为近代成土过程的重要因素来考虑。最近，B. A.柯夫达（1973）在其《土壤学原理》一书中也提到，在成土过程中除了岩石圈及其表层直接参与外，还存在着来自上地幔的地球内部的深层因素，这些因素在与其他成土因素的结合中有时起着极为显著的作用。如火山作用、地震和构造现象、物质的地球化学富集、地下气体和深层地下水的上升流都属于最普通的和重要的内生成因的成土因素。他还指出，

在未来的研究中，也可能会找到现在尚未清楚的但对成土过程的实质和方向有着深刻影响的另一些因素。

总之，土壤层作为地球演化过程中较近期出现的历史自然体，是地球其他有关圈层相互作用的产物。其次，当各成土因素彼此之间发生相互作用和影响到成土过程的本质和方向时，这些因素就会作为紧密联系的各个因子的整体而同时起作用。另外，现在已经确定的各种成土因素，就其本质、效果和作用而言都是各不相同的。

由于土壤的发生与发育、肥力的演变和消长、土地资源的利用和改良， 无不与其成土因素及人类的生产活动相关联。因此，对成土因素和农业生产活动的研究，无论在理论上还是在实践上都有重要的意义。