3．2 土壤形成过程

土壤的本质是肥力，因此，土壤的形成过程主要是土壤肥力发生与发展的过程。结合上节对成上因素的分析，本节从动态的角度来考察土壤形成的一般规律和具体成土过程。

    （1）土壤形成的一般规律

    从地球系统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。地质大循环是指矿物质养分在陆地和海洋之间循环变化的过程。陆地上的岩石经风化作用产生的风化产物，通过各种外力作用的淋溶、剥蚀、搬运，最终沉积在低洼的湖泊和海洋中，并经过固结成岩作用形成各种沉积岩；经过漫长的地质年代，这些湖泊、海洋底层的沉积岩随着地壳运动重新隆起成为陆地岩石，再次经受风化作用。这种物质循环的周期大约在106～108年。其中以岩石的风化过程和风化产物的淋溶过程与土壤形成的关系最为密切。风化过程在土壤形成中的作用主要表现为原生矿物的分解和次生粘土矿物的合成。前者使矿物分解为较简单的组分，并产生可溶性物质，释放出养分元素，为绿色植物的出现准备了条件；后者使风化壳中增加了活跃的新组分，从而具有一定的养分和水分的吸收保蓄能力，为土壤的形成奠定了无机物质的基础。可见，风化过程对土壤来说，是一种物质输入过程。淋溶过程使有效养分向土壤下层和土体以外移动，而不是集中在表层，具有促进土壤物质更新和土壤剖面发育的作用。对于土壤来说，它是一种物质转移和输出过程。

    生物小循环又称为养分循环，指营养元素在生物体和土壤之间循环变化的过程。植物从母质和土壤中选择吸收所需的可溶性养分，通过光合作用合成有机体；植物被动物食用后变成动物有机体；植物、动物有机体死亡后归还土壤，经微生物分解与合成转化为植物可以吸收的可溶性养分和腐殖质，腐殖质经过缓慢的矿质化，也为植物提供养分。这种物质循环的周期较短，一般为1～102年。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在土壤表层的集中和积累，成为土壤肥力形成与发展的关键。

    从地球发展史来看，生物的出现较晚，因此，生物小循环是在地质大循环基础上发展起来的，是叠加在地质大循环上的较小时间尺度的次级物质循环。从对于土壤形成的作用上看，地质大循环的总趋势是陆地物质的流失，造成土壤系统养分的淋溶分散，而生物小循环的总趋势是使流失中的物质保存和集中在地表，并不断在土壤与生物之间循环利用。一般来说，如果风化作用和有机质的累积、分解与腐殖质合成作用较强，而淋溶作用较弱，土壤中养分保存多，肥力水平将逐渐提高；如果风化作用和有机质的累积、分解与腐殖质合成作用较弱，而淋溶作用较强，土壤中养分保存少，肥力水平将逐渐降低；当两种作用势均力敌时，土壤肥力的发展处于动态平衡状态。此外，人类的各种生产活动如砍伐森林、耕垦草原、围湖围海造田、开采矿产、城市建设等都会对地质大循环和生物小循环产生干扰，从而影响一个地方土壤肥力的发展方向与平衡。

    （2）土壤形成的主要过程

    土壤形成的一般规律适用于各种土壤，然而，由于地球表面成土条件的多种多样，不同土壤类型的形成又有其特殊的成土过程，现结合我国的具体情况，选择几种主要的成土过程予以介绍。

     原始土壤形成过程 是从裸露岩石表面及其风化物上低等植物着生到高等植物定居之前形成土壤的过程。包括着生蓝藻、绿藻、甲藻、硅藻等岩生微生物的“岩漆”阶段，地衣阶段和苔藓阶段。在这三个阶段的发展中，细土和有机质不断增多，为高等植物的生长准备了肥沃的基质。这一成土过程主要发生在高山区。

     盐渍化形成过程 由地表季节性的积盐和脱盐两个方向相反的过程构成，主要发生在干旱、半干旱地区和滨海地区，可分为盐化和碱化两种过程。盐化过程指地表水、地下水和母质中的易溶性盐分，在强烈的蒸发作用下，通过土体中毛管水的垂直和水平移动，逐渐向地表积聚的过程；碱化过程是交换性钠不断进入土壤胶体的过程，其前提是土壤溶液中钠离子的浓度较高，它使土壤呈强碱性反应，并形成碱化层。

     钙积过程 是干旱、半干旱地区土壤碳酸盐发生移动和积累的过程。在季节性淋溶条件下，降水将易溶性盐类从土体中淋失，而钙、镁只部分淋失，部分仍残留在土壤中。因此，土壤胶体表面和土壤溶液中被钙或镁所饱和，在雨季向下移动的钙淀积在剖面的中部或下部，形成钙积层。

     粘化过程 是土壤剖面中粘粒形成和积累的过程，主要发生在温暖、湿润的暖温带和北亚热带气候条件下。由于那里化学风化作用盛行，使原生矿物强烈分解，次生粘土矿物大量形成，表层的粘土矿物向下淋溶和淀积，形成淀积粘化土层。

     白浆化过程 是在季节性还原淋溶条件下，粘粒与铁、锰淋溶淀积的过程，主要发生在冷湿的气候条件下。在地下水季节性浸润的土壤表层，铁、锰与粘粒随水流失或向下移动，在腐殖质层（或耕层）下形成粉砂量高，而铁、锰贫乏的白色淋溶层；在剖面中、下部则形成铁、锰和粘粒富集的淀积层。

     富铝化过程 是土体中脱硅、富铝铁的过程。在热带、亚热带高温多雨的气候条件下，风化产物和土体中的硅酸盐类矿物被强烈水解，释放出盐基物质，产生弱碱性条件，可溶性盐类、碱金属（周期表第Ⅰ族的主族元素，如钠、钾，它们的氢氧化物易溶于水，呈强碱性）和碱土金属（周期表第Ⅱ族的主族元素，如镁、钙，它们的氧化物都呈碱性）盐基及硅酸大量流失，而铁、铝等元素却在碱性溶液中沉淀，形成土体中铁、铝氧化物的富集，使土体呈红色。

     有机质积累过程 是在木本或草本植被覆盖下，土体上部进行的有机质积累过程。它是自然土壤形成中最为普遍的一个成土过程。根据地表植被类型的不同，包括漠土有机质积累过程、草原土有机质积累过程、草甸土有机质积累过程、林下有机质积累过程、高寒草甸有机质积累过程和湿生植被的泥炭积累过程等。

     潜育化过程 是土体中发生的还原过程。在长期渍水的条件下，空气缺乏。有机质在嫌气分解过程中产生还原物质，高价铁、锰转化为亚铁和亚锰，形成一个蓝灰色或青灰色的还原层次，称为潜育层。

     灰化过程 是土体表层SiO2残留，Al2O3和Fe2O3淋溶、淀积的过程。在寒带或寒温带针叶林植被下，由于凋落物富含单宁和树脂类物质，在真菌作用下生成有机酸，它使原生矿物和次生矿物强烈分解。伴随着有机酸溶液的下渗，土体上部的碱金属和碱土金属淋失，难溶的Al2O3和Fe2O3也从表层下移，淀积于下部，只有极耐酸的SiO2残留在土体上部，形成一个强酸性的灰白色淋溶层，称为灰化层。

     土壤熟化过程 是在耕作条件下，通过耕耘、培肥和改良，促进水、肥、气、热诸因素不断谐调，使土壤向有利于作物高产方面转化的过程。通常把种植旱作条件下的定向培肥土壤过程称为旱耕熟化过程；把淹水耕作，在氧化还原交替条件下的定向培肥土壤过程称为水耕熟化过程。