導(dǎo) 讀
月6日）
土壤形成是一個時間極長、范圍極廣的緩慢過程。
近現(xiàn)代土壤學(xué)研究開創(chuàng)者道庫恰耶夫（V. V. Dokuchaev）認為，土壤是在母質(zhì)、氣候、生物、地形和時間五大成土因素作用下形成的歷史自然體。在這個過程中，母質(zhì)與成土環(huán)境之間經(jīng)過一系列物理、化學(xué)和生物作用，通過物質(zhì)、能量交換和轉(zhuǎn)化，形成了層次分明、形形色色的土壤。
母質(zhì)是構(gòu)成土壤礦物質(zhì)，提供植物所需營養(yǎng)元素的物質(zhì)基礎(chǔ)；氣候全面影響土壤中物理、化學(xué)和生物作用的方向和進程；生物（包括植物、動物和微生物）以自身的生命活動與土壤之間物質(zhì)、能量的交換參與物質(zhì)的生物小循環(huán)，形成有機物質(zhì)；地形通過海拔、坡向、坡度等影響熱量、水分及母質(zhì)的重新分配。時間和空間是一切事物存在的基本形式。時間因素對土壤形成沒有直接的影響，但時間因素體現(xiàn)了土壤的不斷發(fā)展。
在明確了土壤是在母質(zhì)、氣候、生物和地形等綜合作用的產(chǎn)物，還需要承認它們對土壤形成的綜合作用的效果是隨著時間的增長而加強的。
成土?xí)r間長，受氣候作用持久，土壤剖面發(fā)育完整，與母質(zhì)（下圖C層）差別越大；成土?xí)r間短，受氣候作用短暫，土壤剖面發(fā)育差，與母質(zhì)差別小。
土壤從它開始形成直到現(xiàn)在所經(jīng)歷的時間稱為絕對年齡；而由土壤個體發(fā)育的程度（原始階段、幼年階段、壯年階段、老年階段）來判定的土壤發(fā)育時間稱為相對年齡。一般來說，土壤初期發(fā)育比較快，隨后逐漸變慢，到老年階段趨于穩(wěn)定。如果沒有其他地質(zhì)事件、氣候變化或人為活動的影響，土壤通常會依此進程發(fā)展。
地球上最古老、絕對年齡最大的土壤存在于非洲和澳大利亞，因為那里一些巖石形成并出露地表至少可以追溯到5億年前的古生代，而最年輕、絕對年齡最小的土壤一般為發(fā)育于新近沉積物的土壤。
據(jù)估計，土壤形成速率大約為0.056毫米/年。不同地區(qū)成土速率的差異，主要取決于成土環(huán)境的差異（下圖為不同成土環(huán)境中土壤的形成速率）。
濕潤氣候條件下，石灰?guī)r只需100年就可產(chǎn)生剝蝕，而抗蝕性強的砂巖經(jīng)200年才可以觀察到風(fēng)化的痕跡。南海太平島上由珊瑚形成的年輕土壤需要1000~1500年。
Busacca在美國加州研究表明，新成土（幼年土壤）形成的時間小于3000年，軟土（壯年土壤）需要3000~29000年，而老成土（老年土壤）需要50萬~320萬年。美國土壤水土保持學(xué)者H. H. Bennent推算了在沒有破壞的自然條件下，在基巖上形成1米的土壤需要12000~48000年。因此，土壤形成是以千年、萬年或百萬年計，俗稱“千年龜萬年土”。
一個土壤個體完全發(fā)育成熟需要多少時間？這是一個很難回答的問題。
在漫長的地質(zhì)歷史時期，地球環(huán)境變化是土壤絕對年齡的決定因素。某些地質(zhì)作用可以強烈地改變土壤的形成條件，加快土壤的形成速率。
第四紀以來，中亞沙漠的風(fēng)塵物質(zhì)堆積形成了黃土高原，其深厚的黃土——古土壤成為了中華民族繁衍生息之處，更造就了古代中華文明。末次冰期每年黃土可以堆積0.2毫米，是土壤形成速率較低的青藏高原的數(shù)十甚至數(shù)百倍。
下圖可知降塵對青藏高原東北緣祁連山高寒山區(qū)土壤的形成有著重要的作用，研究表明，自全新世（10000年B.P.）以來，在祁連山高寒山區(qū)，持續(xù)的風(fēng)塵堆積的黃土母質(zhì)上形成的土壤可達1~1.5米，而發(fā)育于基巖的土壤很少超過20厘米。
一次火山爆發(fā)就可給原來的土壤覆蓋高達20厘米的火山灰，極其強烈地加速了土壤的形成。黃河每年輸入下游的泥沙高達16億噸，大量的細土物質(zhì)沉積于沖積平原和三角洲地區(qū)，這里的土壤以形成速率可高達每年數(shù)厘米。
發(fā)育于基巖的土壤適宜于“千年龜萬年土”這種緩慢的形成模式；而一些地質(zhì)事件，例如降塵、火山噴發(fā)、河流搬運可以強烈地改變土壤的形成速度；作為最活躍的生物因子，人為作用通過修筑梯田、平整土地、人工堆積和圍湖造田等措施從本質(zhì)上改變土壤的形成方向和速度。
“科學(xué)大院”微信公號，掃一掃關(guān)注：
《寂靜的土壤》（第三版）購書聯(lián)系人及聯(lián)系方式
楊 蓓 手 機：15261407619
郵 箱：yangbei@issas.ac.cn
江蘇省南京市北京東路71號（中國科學(xué)院南京土壤研究所）
