4）土壤圈与岩石圈进行着金属元素与微量元素的循环。土被覆盖在岩石圈表面，对其具有一定的保护作用，减少各种外营力的破坏。
土壤圈是一个运动的开放的物质与能量系统，与地理环境不断进行物质和能量的交换和转化。地理环境中的水分、养分、空气和热量的输入，改变了土壤的理化性质，形成不同的土壤类型；土壤中水分、养分、空气和热量的输出，也可引起地理环境变化。
土壤是地理环境中生命的发展条件，它与有机体共同构成陆地生物圈的原始结构单元，即生物地理群落。它在能量的积累和再分配、保持有机体生命所必需的营养元素循环等方面起着全球性的作用。
土壤圈是联络各地理环境要素的枢纽，是无机界与有机界联系的中心环节。
土壤圈对地理环境作用方面的研究主要有：
1）土壤圈与地球生命作用，包括土壤圈物质循环的能量变化，生物转化，水循环，碳、氮、硫、磷循环及环境效应。
2）土壤圈与人类生存条件，包括土壤资源区域性开发与管理，土壤对农林牧业适宜性评价，营养元素的空间调控等。
3）土壤圈与自然环境，包括重金属元素在土壤圈中的空间分布、迁移、转化及生存效应，土壤污染物质的来源、分布、变化、迁移、浓集对生物环境的影响和调控；土壤在复合农业生态系统中的功能及优化模式。
4）土壤圈与全球土壤变化，包括自然与人为条件下土壤圈内不同土壤类型的演变；现代成土过程基本特性变化预测；土地退化，土壤痕量气体的通量及其对温室效应的影响。
5）土壤圈物质的组成与性质，包括土壤胶体表面的性质，土壤中有害物质的化学行为，土壤水分性质，植物营养元素的化学性质，根际主要微生物的生理生态性质，土壤有机质组成、性质，土壤生态系统的结构、功能等。
随着社会经济的发展及自然资源的日益短缺，土壤不单纯只为农业生产服务，在全球变化、环境保护、持续农业、城市发展等方面正在发挥越来越重要的作用。土壤在生态系统中的重要作用是，保持生物的活性、生产性，调节水体和溶质的流动，过虑、缓冲、降解、固定并解毒无机和有机化合物、城市和工业产生的有害物质及大量降尘，储存并循环生物圈及地表内的养分及其它元素，支撑社会经济构架，保护人类的文明遗产。
三、土壤形态
土壤形态是指土壤和土壤剖面所显示的各个土层的外表性状，包括土壤颜色、质地、结构、紧实度、孔隙度和剖面构造等。
（一）土壤剖面与土壤发生层次
土壤剖面是从地面向下一直到母质层的土壤垂直断面。它由形态上和性质上各不相同的土层组合而成，并按一定的上下层次排列，构成一个相互关联的整体。
土壤中这些层次的数量、组合特点和显现程度等综合特征，称为剖面构造或土壤构造。不同的土壤具有不同的剖面构造特征。它们是在土壤形成过程中物质发生移动和转化、淋溶与积聚等作用造成的结果。因此，土壤剖面又称为发生剖面，其中的层次称为土壤发生层。
1. 自然土壤剖面发生层的划分和命名
1967年国际土壤学会提出把土壤剖面划分为六个主要发生层：有机层（O），腐殖质层（A），淋溶层（E），淀积层（B），母质层（C），母岩层（R）。
2. 耕作土壤剖面
（1）耕作层（表土层）
（2）犁底层（亚表土层）
（3）心土层（生土层）
（4）底土层（死土层）
（二）土壤的一般形态特征
土壤的一般形态特征除了剖面构造外，还包括土壤颜色、质地、结构、紧实度、干湿度、孔隙度等。
四、土壤物质组成
土壤是由固相、液相、气相三相物质——即矿物质、有机质、水分和空气等，按不同的配置和比例组合而成，是一种多相的有机体系。
★ 土壤有机质对土壤肥力的作用
① 土壤有机质含有丰富的植物所需的营养元素和多种微量元素，不断供应植物吸收利用。
② 土壤有机质具有较大的代换能力，可以大量吸收和保存植物养分，以免淋溶损失。
③ 土壤有机酸和氨基酸等是络合剂，与钙、镁、铁、鋁形成稳定络合物，能提高无机磷酸盐的溶解性。
④ 有活化土壤微量元素的作用。
⑤ 有缓冲土壤酸碱性的能力。
⑥ 能改变土壤的耕作性能。
⑦ 腐殖质色暗，可增加土壤吸热能力，同时其导热性弱，有利于保温。
★ 土壤水分类型
吸湿水
  毛管水（毛管悬着水、毛管上升水）
  重力水   
第二节
土壤形成与地理环境间的关系
一、成土因素学说
土壤是成土母质在一定水热条件和生物的作用下，并经过一系列物理、化学和生物化学过程形成的。
   19世纪末，俄国土壤学家 道库恰耶夫从土壤发生学的角度提出，土壤是独立的自然综合体，它的发生、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。从而创立了成土因素学说。
道库恰耶夫成土因素学说的基本观点
1）土壤是母质、气候、生物、地形和时间综合作用的结果。
2）成土因素始终是同时存在，同等重要并不可替代地参与了土壤的形成过程。
3）土壤永远受制于成土因素的发展变化；土壤是一个运动着的和有生有灭或有进有退的自然体。
4）土壤形成因素存在着地理分布规律，特别是由极地经温带至赤道的地带性变化规律。
二、成土因素对土壤形成的作用
（一）土壤发育的母质因素
   岩石的风化产物称母质，它是土壤发育的物质基础。
     1）母质特性决定了土壤的属性
     2）不同母质对土壤次生矿物也有影响
     3）不同的母质形成的土壤养分状况不同
     4）母质影响土壤质地
（二）土壤发育的气候因素
1）气候是影响土壤地理分布的基本因素
      2）气候影响次生粘土矿物的形成
      3）气候影响岩石矿物风化强度
      4）气候对土壤有机质的积累和分解起重要作用
      5）气候影响土壤微生物的数量和种类
（三）土壤发育的生物因素
土壤形成的生物因素包括植物、土壤微生物和土壤动物，它们是土壤有机质的制造者和分解者，是土壤发生发展过程中的最活跃因素。
（四）土壤发育的地形因素
1）不同地形影响地表水热条件的重新分配
2）地形支配地表径流
3）地形影响成土母质的分配
4）地形影响土壤发育过程
（五）土壤发育的时间因素
在一定的时间范围内，随着时间的增加，土壤的成熟度逐步增加。但由于气候等条件的变化，时间越长，土壤的复杂性以及土壤的叠置性越强。
    一般来说，发育程度较高的土壤所经历的时间大多比发育程度低的土壤为长。   
（六）人类生产活动对土壤形成和演变的影响
    人类生产活动对土壤形成和性质的影响是有意识有目的的，是在认识土壤客观性质的基础上，对土壤进行利用、改造、定向培肥，创造不同熟化程度的耕作土壤。人类活动对土壤的影响是通过改变某一成土因素和各因素之间的比例关系来调整土壤的发育方向的。
三、土壤形成的基本规律
自然土壤形成的基本规律是物质的地质大循环与生物小循环过程矛盾的统一。
 1. 地质大循环  是指结晶岩石矿物在外力作用下发生风化变成细碎而可溶的物质，被流水搬运迁移到海洋，经过漫长的地质年代变成沉积岩，当地壳上升，沉积岩又露出海面成为陆地，再次受到风化淋溶。
2. 生物小循环  是指植物吸收利用大循环释放出的可溶性养分，通过生理活动制造成植物的活有机体，当植物有机体死亡之后，在微生物的分解作用之下，又重新变为可被植物吸收利用的可溶性矿质养料。
    生物小循环是在地质大循环的基础上进行的。有了地质大循环才有生物小循环，有了生物小循环才有土壤的形成。
在土壤形成过程中，这两个循环过程是同时并存、互相联系和相互作用的，从而推动土壤不停地运动和发展。地质大循环使岩石风化为成土母质，并释放、淋溶出植物生命过程所需要的营养元素。生物小循环是植物营养元素的积累过程，它可以不断地从地质大循环中获得一系列生物所必需的养料元素，由于有机质的积累、分解和腐殖质的形成，发生和发展了土壤肥力，使岩石风化产物脱离了母质阶段，形成了土壤。
四、主要成土过程
根据成土过程中物质和能量的交换、迁移、转化、累积的特点，土壤形成可分为如下几个过程。
1）原始成土过程
    在裸露的岩石表面或薄层的岩石风化物上着生细菌、真菌等微生物，继后生长藻类，再后生长地衣、苔藓，它们开始积累有机质，并为高等植物生长创造了条件。这是土壤发育的最初阶段，是在低等植物和微生物参与下进行的，形成的原始土壤初具肥力。（如发育在青藏高原等地高山寒漠土）
2）灰化过程
灰化过程是指土体亚表层 SiO2残留、R2O3及腐殖质淋溶及淀积的过程。
  在寒温带针叶林植被条件下，由于有机酸（富里酸）溶液的下渗淋溶作用，在上部土体中，除石英外，碱金属和碱土金属淋失，铁铝胶体淀积于土体下部，结果形成一个灰白色土层，称灰化层。这是灰化土的典型特征。
3）粘化过程
  粘化过程是指土体中粘土矿物的生成和聚积的过程。主要在暖湿气候条件下，化学风化作用强烈，大量的原生矿物分解和次生粘土矿物形成，或表层粘粒向下机械淋洗，在土体中下部明显聚积，形成一个较粘重的层次。
4）富铝化过程是指土壤形成中土体脱硅富铝铁的过程。
   在热带、亚热带湿热气候条件下，土壤形成过程中原生矿物强烈分解，不但盐基离子强烈淋失，硅酸盐也大量淋失，次生粘土矿物中的铁和铝发生分离，不断形成氧化物而大量累积,常形成铝土矿和铁盘。由于铁的染色作用，土体呈红色。如砖红壤。
5）钙化过程 是指碳酸盐在土体中淋溶、淀积的过程。在干旱半干旱气候条件下，淋溶作用较弱，易溶性盐类如氯、硫、钠、钾等大量淋失，钙、镁等盐类部分淋失，而硅铁铝氧化物基本未迁移。土壤溶液和地下水均为钙离子所饱和，从土壤表层向下迁移的钙便在一定深度上又积聚起来，形成钙积层。如黑钙土、栗钙土、棕钙土等。
6）盐渍化过程
是土体上部易溶性盐类的聚集过程。在干旱和半干旱地区，成土母质中的易溶性盐类，随水搬运至排水不畅的洼地，在蒸发作用下，使盐分向土体表层集中，形成盐积层。
7）碱化过程是指土壤吸收性复合体上交换性钠占阳离子交换量的30%以上，PH值大于9，呈碱性反应，并引起土壤物理性质恶化的过程。 
8）潜育化过程是指低洼积水地区土体发生的还原过程。由于土层长期被水浸润，空气缺乏，处于脱氧状态，有机质在分解过程中产生较多的还原物质，高价铁锰转化为亚铁锰，形成一个颜色呈现蓝灰或青灰色的还原层。
9）潴育化过程是指土壤形成中的氧化还原过程。主要发生在直接受地下水浸润的土层中。由于地下水雨季升高，旱季下降，土层干湿交替，引起土壤中铁锰物质处于还原和氧化的交替过程。在土壤渍水时，铁锰被还原迁移，土体水位下降时，铁锰氧化淀积，形成一个有锈纹斑、黑色铁锰结核的土层。 
10）白浆化过程是指土壤表层由于土体上层滞水而发生的潴育漂洗过程。发生在质地粘重或冻层顶托、水分较多的地方。土壤表层经常处于周期性滯水状态，引起铁锰的还原淋溶。其中一部分低价铁锰淋出土壤并逐渐脱色形成白浆层，另一部分低价铁锰旱季时就地氧化形成结核。
11）腐殖化过程是指在生物因素作用下，土体中尤其是土体表层进行的腐殖质累积过程。它是土壤形成中最为普遍的一种成土过程。腐殖质化的结果使土体发生分化，在土体上部形成一个暗色的腐殖质层。
12）泥炭化过程是指有机质以植物残体形式的累积过程。主要发生在地下水位接近地表，或地表有积水的沼泽地段，湿生植物因嫌气环境不能彻底分解而累积于地表，形成了泥炭，有时可保留有机体的组织原状。