2.土地与大气环境
土地与大气环境质量有着密切的关系，由于风力而产生飘尘从而使空气混浊，甚至产生沙尘暴并能长距离迁移。土地在调节大气辐射活性气体浓度中起重要作用，它是最大的陆地碳元素库，在全球碳元素循环方面起着重要的作用。在土地碳元素和氮元素库消耗的同时而增加了大气的碳元素和氮元素库（主要是以二氧化碳，氨气和氮氧化物的形式存在）。土地质量通过有关的土地过程在调节与土地有关的气体通量方面起着十分重要的作用，耕作措施、施肥、作物轮作等均可影响气体通量。
直接影响土地辐射活性气体的土地性质包括有机碳元素、土地温度、土地水和通气程度。
土地碳元素库和氮元素库是地球碳元素库和氮元素库的重要组成部分，在其循环中产生二氧化碳、氨气和氮氧化物等温室气体，从而影响气候的变化；而气候的变化又反过来影响有机质的分解速率，从而影响温室气体；例如氨气的释放，因为产甲烷微生物的活动需要适宜的温度（35～ 37℃），而在稻田变化的温度范围内在同一天中温度升高将增加氨气排放，虽然它不是决定稻田氨气排放通量季节变化的主要因素。土地质地对稻田平均氨气排放通量具有显著的影响，黏质土地排放的氨气显著低于壤质和沙质土地。
除了土地中气体的释放受制于各种环境条件和土地性质之外，土地对大气中的气体亦有一定的净化作用，或换句话说，土地质量亦受到大气环境质量的影响。二氧化硫作为形成酸雨的最重要的物质之一，经气相氧化形成酸雨或硫酸烟雾，或经液相氧化附着于大气颗粒物表面沉降至地面，可能对土地质量有一定的影响。对葫芦岛锌厂排放二氧化硫及其对附近土地影响的研究表明，土地中有效硫元素的含量与对照相比均有一定的提高，说明锌厂排放的二氧化硫对土地质量产生了一定的影响。锌厂排放的二氧化硫通过降尘的形式落到土地表面，使土地中的有效硫元素增加。
土地质量与大气环境相互依存，我国秋、冬季节在北方地区多发的沙尘暴其本质应属土地的风蚀作用，要改善大气环境必须重视土地环境质量的保护。
3.土地与植物
植物的生存离不开土地，植物从土地中获取能量物质供其自身生长，下面就简述一下土地给植物提供的养分。
（1）氮。氮是植物生长的必需养分，它是每个活细胞的组成部分。植物生长需要大量的氮。
氮是叶绿素的组成成分，叶绿素a和叶绿素 b都是含氮化合物。绿色植物进行光合作用，使光能转化为化学能，把无机物（二氧化碳和水）转变为有机物（葡萄糖），就是借助于叶绿素的作用。葡萄糖是植物体内合成各种有机物的原料，而叶绿素则是植物叶子制造“粮食”的工厂。
（2）磷。磷在植物体中的含量仅次于氮和钾，一般在种子中含量较高。磷对植物营养有重要的作用，植物体内几乎许多重要的有机化合物都含有磷。
磷在植物体内参与光合作用、呼吸作用、能量储存和传递、细胞分裂、细胞增大和其他一些过程，能够促进植物早期根系的形成和生长。提高植物适应外界环境条件的能力，有助于植物抵抗冬天的严寒。
磷还能够提高许多水果、蔬菜和粮食作物的品质，并且具有促熟作用，对于收获和作物品质是重要的。此外，磷还有助于增强一些植物的抗病性。
（3）钾。钾是植物的主要营养元素，同时也是土地中常因供应不足而影响作物产量的三要素之一。农作物含钾与含氮量相近，而比含磷量高。许多高产作物中的含钾量通常超过含氮量。
钾与氮、磷不同，它不是植物体内有机化合物的成分。迄今为止，在植物体内还没有发现含钾的有机化合物。钾呈离子状态，溶于植物的汁液之中，其主要功能与植物的新陈代谢有关。
钾能够促进光合作用，植物缺钾会使光合作用减弱。钾能够明显地提高植物对氮的吸收和利用，并且很快地转化为蛋白质。钾还能够促进植物经济用水。由于钾离子能够较多地累积在作物细胞之中，因此使细胞渗透压增加，并且使水分从低浓度的土地溶液中向高浓度的根细胞中移动。在钾供应充足时，作物能够有效地利用水分，并且保持在体内，减少水分的蒸腾作用。
钾的另一特点是有助于增强植物对各种不良状况的忍受能力，例如干旱、低温、含盐量、病虫危害、倒伏等。
植物最常见的缺钾症状是沿着叶缘的灼伤状，首先从下部的老叶片开始，逐步向上部叶片扩展。缺钾植物生长缓慢，根系发育差；茎干脆弱，常出现倒伏；种子和果实小而且干皱；植株对病害的抗性低。
（4）水分。土地水是土地中各种形态的水分的总称，是土地的重要组成部分之一，对于土地中物质的转化过程和土地形成过程起着决定作用。土地水并非纯水，而是含有复杂溶质的稀溶液。因此，通常将土地水及其所含的溶质称为土地溶液。土地溶液是植物生长所需水分和养分的主要供给源。
§§§第二节形形色色的土地
红壤在中国分布范围广阔，大体包括湖南、江西、浙江三省的大部分，云南、广西、广东、福建、台湾五省区的北部，以及湖北、安徽、贵州三省的南部。土壤被称为“上帝遗落的调色板”。
中亚热带的生物气候条件是红壤形成的必要条件。因为这些地方气候温暖，雨量充沛，无霜期长，年平均气温比较高。亚热带常绿阔叶林是这里的原生植被，主要的植被类型有以壳斗科的栲属、石栎属和冈栎属。一般情况下，低山丘陵是红壤的地形条件，然而在云南红壤形成的地形是高原。成土母质在低丘陵多为第四纪红色黏土，高丘陵和低山多为千枚岩、花岗岩、砂页岩……与赤红壤和砖红壤相比，红壤的富铝化作用与生物积累作用比较弱，但其主要但仍以均匀的红色为主要特征。一般情况下，红壤包括 3个主要发生土层：腐殖质表土层、均质红土层和母质层。腐殖质表土层是在覆盖良好的森林植被下，呈暗棕色，富含有机质。由于大部分红壤地区的自然植被受到严重破坏，表土层的厚度比较少。均质红土层呈均匀的红色或棕红色，主要特点为紧实，黏重，呈块状结构。母质层包括红色风化壳和各种岩石的风化物。
如果仔细观察，会发现在均质红土层之下会有红色、橙黄色与白色相间的“网纹层”。虽然这是一些土类的共同特点，但是它在黏重紧实的由第四纪红土发育的红壤中是最为常见的。关于其成因有很多不同的观点，其中最为普遍的一种说法是在密实的红土层内，水流经常沿着土体内的裂隙流动，使高价铁还原为低价铁，并随水流失，从而使部分土体最初变为橙黄，最后变白。当然，有些人认为白色部分为高岭土，殊不知，白色部分与红色部分的黏土矿物没有太大的差别，只是氧化铁数量有所减少。
红壤全剖面呈酸性反应。其主要特点：交换性酸含量较高，并含有大量的活性铝。与砖红壤和赤红壤相比，红壤黏粒的硅、铝含量稍高，这表明其风化度不是特别强。粘土矿物主要包括高岭石和水云母。土体含有一定量的原生矿物，大部分为石英和抗风化力较强的正长石和斜长石……组成因成土母质的差异而有所差别。由第四纪红色黏土发育的红壤较为黏重。由于红壤在缺乏有机质、结构不好的时候，其耕性非常差，所以有“干时一块铜，湿时一包脓”的谚语。由花岗岩、砂岩母质发育的红壤质地偏沙，含沙量较大。
黄壤广泛分布于中国热带、亚热带的山地和高原，其主要分布在四川盆地周围的山地和贵州高原，而广西的十万大山、广东的六万大山也是重点分布区。除此之外，黄壤在其他的很多地方也有分布，如湖南、江西、浙江、福建、台湾等省区。与红壤相比，黄壤的生物气候条件基本一致。但也有区别，那就是黄壤区的水湿条件较好，雾日比红壤地区多一半以上，日照时间长，干湿季不明显。也比较大。植被主要为亚热带常绿阔叶林、常绿一落叶阔叶混交林，以及热带山地湿性常绿阔叶林。如果气候过于湿润，还会生长一些林内苔藓类与水竹类。到目前为止，黄壤区所保存的原始森林非常少，次生植被占有很大比例，如马尾松、杉木、栓皮栎、麻栎……另外，在其他一些黄壤山地还生长着众多毛竹。
除具有热带、亚热带土壤所共有的富铝化作用和生物积累作用外，黄壤还有黄化作用。由于黄壤成土环境条件需要较大的湿度，所以土层经常保持潮湿，这就导致了土壤中的氧化铁水化，最终使黄色或蜡黄色土层得以形成。铁的水化物主要包括含化合水的针铁矿、褐铁矿和多水氧化铁。
与红壤和砖红壤相比，黄壤的质地稍微轻一些，多为中壤土至重壤土，然而川、黔境内由第四纪红色黏土发育的黄壤也较黏重，呈酸性至强酸性反应，交换性盐基含量很低，盐基饱和度也偏低，所以在垦殖后需要施用很多的石灰。由于其分布地势稍微高一些，所以其植被相对较好，因此与红壤相比，黄壤表土层有机质含量稍高。黏土矿物也会因地区而异，在中亚热带主要是蛭石，其次是高岭石和水云母，蒙脱含量较少；在热带和南亚热带，主要为高岭石。虽然黄壤中也有三水铝矿出现，但与砖红壤中的三水铝矿形成有很大的差异。它不是由高岭石进一步分解的产物，而是母岩中某些原生矿物直接风化而来的，这表明了在富铝化作用方面，黄壤比砖红壤、赤红壤或红壤都弱。
黄壤的形成包含富铝化作用和氧化铁的水化作用两个过程。富铝化作用指铁、铝在风化壳或土壤中富集的过程，它是所有发育于热带、亚热带土壤的共有过程。因为这些地区高温多雨、岩石风化作用强烈，所以在成土过程中硅酸盐矿物以及水溶性盐、碱金属和碱土金属容易受到破坏和流失，难以移动，从而导致土壤中的铁、铝含量较多。
氧化铁的水化作用是由于土壤终年处于水热状况稳定的环境中，所以土层经常保持湿润状态，土壤含水量较高，因此土体中大量的氧化铁发生水化作用而形成针铁矿，最终导致新土层呈黄色。
黄壤可发育在各种母质之上，其中最为主要的是花岗岩、砂页岩。另外，还有第四纪红色黏土及石灰岩风化物，其最为典型的例子就是贵州高原。由于有不同的发育母质，所以其形成的黄壤也是有不同的特点，如发育于花岗岩、砂岩残积、坡积物上的黄壤，其主要特点为土层较厚、质地偏沙、渗透性强、淋溶作用明显；在森林植被下，地表有较厚的枯枝落叶层，腐殖质层较厚，表土为强酸性，因酸性淋溶作用而可见灰化现象；发育于页岩上的黄壤，质地较黏重；发育于紫色砂页岩上的黄壤，心土也见黄色，底土为紫红色，母质极易风化崩解，多为壤土，渗透性好，风化度较低，淋溶脱硅作用较弱；发育于第四纪红色黏土上的黄壤，土层深厚，富铝化作用较强，心土为棕黄色，以下为棕红色或紫红色，质地黏重，渗透性差……黄壤的交换性盐基含量很低，盐基饱和度也不高，呈强酸性。黏土矿物主要是蛭石，高其次为岭石、伊利石。另外，黄壤的有效磷含量也是非常低的。
紫色土是由侏罗纪、白垩纪紫色砂岩、泥岩时代形成的紫色或紫红色砂岩、页岩转化而来的。据说紫色土的紫色不褪色。它的紫色大都富含钙质和磷、钾等营养元素，所以它富含肥力十分丰富。另外，紫色土水土流失快，风化也快。紫色土土层浅薄，一般含碳酸钙，呈中性或微碱性反应，有机质含量低，磷、钾丰富。因为紫色土母岩松疏，易于崩解，矿质养分含量丰富，肥力高，所以是中国南方重要旱作土壤。除丘陵顶部或陡坡岩坎的紫色土没被开垦之外，其他的都已经被开垦种植。由于各种自然灾害时常发生，如土地侵蚀和干旱缺水，因此需要修建梯田和蓄水池，开发灌溉水源，只有这样，紫色土才能得到最大限度的利用。
紫色土是紫红色岩层上发育的土壤。在中国，紫色土分布最广的地区是四川盆地，在南方一些省市的盆地中也有分布。与红壤和黄壤相比，紫色土的发育程度要晚一些，它属化学风化微弱的土壤，呈中性至微碱性反应。由于母质存在差异，所以石灰含量也有所不同。紫色土有丰富的矿质养分，在四川盆地的丘陵地区中为较肥沃土壤，所以适合农业生产。另外，在使用紫色土的时候一定注意水土流失的防治。
褐土是暖温带半湿润地区发育于排水良好地形部位的半淋溶型土壤，其成土母质富含石灰，成土过程处于脱钙阶段，是具有黏化和钙质淋移淀积特征的土壤。全剖面的组成部分包括：腐殖质淡色表土层、淀积黏化层钙积层及母质层。表土层有机质含量较低，淀积黏化层钙积层呈褐色或棕褐色，氧化铁含量略高于上层，呈块状结构，有黏粒胶膜淀积，钙积层多出现假菌体或石灰结构，底土一般不受地下水影响。黏土矿物以水云母和蛭石为主，蒙脱石和高岭石次之。褐土多已垦为农地，适合种植多种旱作物，由于其土层深厚，耕性良好，所以受到人们的重视。