影响与控制土壤形成和发育的成土条件可分为自然因素和人为因素两大类。自然因素有母质、气候、生物、地形及时间5种;人为因素是指人类的生产活动。这6个成土条件各具特点,性质不同,但都共同控制着土壤的形成与发育过程、土壤形态和性质。
1. 母质
母质是构成土壤矿物质,提供植物所需营养元素的物质基础。岩石风化后的疏松物质可以停留在原处很长时间,也可由外力移至他处,形成残积母质和运积母质。运积母质根据搬运介质和沉积环境的不同还可续分。
对原位风化形成的残积母质来说,土壤特性多受下伏岩石的影响,在土壤形成初期尤为强烈,其在矿物组成、质地、化学成分、物理化学性质等方面都继承母岩与母质很多特性。其中最重要的是成土过程的速率和方向影响,例如,同处亚热带地区,石灰岩因富含钙盐基离子,延缓土壤中盐基淋失,形成钙质湿润淋溶土或雏形土;而酸性的花岗岩因盐基含量较少,淋溶速率快,盐基易完全流失,形成湿润富铁土。
对于运积母质来说,土壤继承的主要是由其不同搬运方式和沉积环境形成的特性。如冲积物的特点为土质深厚、质地较好、养分丰富,所以冲积新成土地区几乎都是生产力最高的粮、棉基地。而风积物中的黄土,为钙质胶结的粉砂质土,矿质养分含量较丰富,但结构性差、遇水易分散、抗蚀力很差,又多分布在半干旱区,缺水成为限制土壤生产力的主要原因。
2. 气候
大气温度和降水是全面影响土壤中物理、化学、生物作用方向和进程的条件。土壤一般随着降水和温度的升高,风化作用强度逐渐增强。风化产物的淋溶与淀积作用和性质也发生有规律的空间变化。①与次生黏土矿物由寒带的水云母、绿泥石到热带的高岭石、赤铁矿和三水铝石的变化相适应,土壤的pH和盐基饱和度一般也随之降低;②气候决定着自然植被的生长、土壤有机质的加入量与分解量间的平衡。因此,气候与植物协同影响土壤中有机质含量和腐殖质组成。
3. 生物
生物(包括植物、动物和微生物)在土壤形成中以自身的生命活动与土壤之间物质与能量的交换参与物质的生物小循环,并形成有机质层,在一定程度上决定了土壤结构和孔隙状况,并且对发展土壤所固有的生物化学环境及其属性起着决定作用。
不同植被类型累积有机质的形式与数量及其化学元素组成与含量存在很大差异,从而影响着土壤形成过程的方向与强度。比较草原与森林植被下面土壤有机质的含量和分布,就可清楚地看出生物因素对土壤特性的影响作用。
草原的生物量虽不如森林植被大,但土壤有机质含量却超过森林;草原土壤有机质剖面分布暗色A层非常深厚,向下逐渐减少。原因是草原生命周期短,每年死亡的茎叶和根系提供相当数量的有机质来源,而森林生命周期长,大量有机质储存在活的植物组织内,有机质主要来自每年归还量不大的地上枯枝落叶,并在地上分解和积累。
4. 地形
地形与母质、气候和生物的作用不同,它与土壤之间并未有物质与能量的交换,而只是通过高度、坡向和坡度影响热量、水分的重新分配和母质的分配,从而影响土壤形成、发育过程。
随着海拔的增加,温度下降、湿度增加,相应的植被出现分异;母质的风化、侵蚀强度、颗粒组成也随高度而有所不同;土壤类型和性状在高度上的垂直变化在高山地区特别明显。
坡向主要影响太阳辐射,阳向坡比阴向坡接受更多的太阳辐射,土温较高,水分蒸发量大,土壤比较干燥,植物也随之出现分异,进而导致土壤有机质含量出现差异。
对于局部地形来说,坡度对土壤的影响最为明显。由于地形、排水和地下水位的差异,同一地貌单元不同地形部位形成一系列不同类型和性质的土壤发生系列,常被称为土链或土壤地形系列。
5. 时间
时间是土壤形成的一个条件,任何一个成土条件作用的效果,随时间的增长而加强。某一地区的土壤从它开始形成直到现在所经历的时间称为绝对年龄,而由土壤个体发育的程度(原始阶段、幼年阶段、壮年阶段、老年阶段)判定的土壤发育时间称为相对年龄。一般说来,土壤初期发育比较快,随后逐渐缓慢,到老年阶段趋于稳定。如果没有其他地质事件、气候变化或人为活动的影响和干扰,土壤通常会依此进程发展。
不同土壤发育所需的绝对时间差别很大,主要取决于成土母质、气候和地形条件。如冲积新成土发育的速度快于火山熔岩;在相同母质下,湿热气候区的土壤发育速度比干寒气候区快得多。而在坡度大的地形部位,可能永远不会到成熟土壤阶段。
6. 人类活动
人类根据自己的目的,通过调节和改变其他成土因素来控制土壤形成的过程和方向。人类活动对土壤的影响,随社会制度、经济和科学技术发展水平的不同而不同,并具有两重性。利用合理,有助土壤质量和肥力提高,生态系统改善;利用不当,引起土壤退化。(来源:《寂静的土壤》)