四季更替地球上的季節變化,從天文現象來看,是晝夜長短和太陽高度的季節變化,這種變化決定於太陽直射點在緯度上的周年變化。從天文含義看四季,夏季就是一年內白晝最長、太陽最高的季節;冬季就是一年內白晝最短、太陽最低的季節;春秋二季就是冬夏兩季的過渡季節。我國傳統上以立春(2月4日或5日)、立夏(5月5日或6日)、立秋(8月7日或8日)、立冬(11月7日或8日)為起點來劃分四季。但是,各地實際氣候的遞變與此並不一定符合。我國大部分地方立春時,在氣候上正處於隆冬;立秋時,在氣候上還處於炎夏。為了使季節與氣候相結合,氣候統計工作一般把3、4、5三個月劃為春季;6、7、8三個月劃為夏季;9、10、11三個月劃為秋季;12、1、2三個月劃為冬季。

富饒的地球

人類活動、植物生長、動物棲息都離不開地球的固體表層。人們將地球最外麵的堅硬部分稱為岩石圈。岩石圈包括了整個地殼和上地幔的頂部,厚度在100千米左右。

岩石圈是固體地球最外部的圈層,因而它的溫度最低,且有較大的強度和脆性;整個岩石圈進一步破裂為一些岩石圈板塊,彼此作各種形式的相對運動而導致各種大規模構造現象。

岩石圈上部直接與大氣圈、水圈聯合在一起。在太陽輻射和地球重力驅動下,大氣圈和水圈物質運動,構成了地表動力係統。通過風化、侵蝕、搬運和沉積等作用,形成了地表豐富多彩的地形與地貌。

風化作用的產物與生物圈係統相互作用,在基岩上麵形成一層極其微薄的土壤層,並成為大部分陸地生物進一步發展的基礎。在這裏,大氣圈、水圈、生物圈和岩石圈相互作用,構成了人類活動和生態環境的基礎。

生命的基地

在很早很早以前,自然界並沒有土壤,那時,到處都是光禿禿的岩石、山峰和浩瀚的海洋。白天,太陽把地球上的岩石曬得很熱;晚上,涼風在機械地吹著,大地毫無生機。

直到第一個具有完備生命特征的化能自養細菌出現之後,大地才從沉睡中蘇醒過來。

這種細菌的本領很大,分泌的酸能使堅硬的岩石分解,並從岩石分解過程中得到能量和養分。雖然得到的能量和養分很少,但它們能生活得很好。

化能自養細菌的壽命很短暫,由於它們的生生死死,就在岩石的縫隙中或岩石的風化物(成土母質)裏積累了有機質。天長日久,積累的有機質越來越多,這就為異養型細菌的出現創造了條件。這些異養型細菌能分解有機質,並能釋放出很多的二氧化碳和氮氣。隨著二氧化碳在自然界的增多,就為綠色植物的出現創造了條件。

植物出現後,地球披上了綠裝,大地麵貌煥然一新。地殼岩石圈的表麵,一層富有生機的土壤誕生了。

土壤是在岩石的風化作用和母質的成土作用的綜合作用下形成的。在風化過程中,岩石在環境應力(物理的、化學的和生物的)的作用下分解破碎為風化產物。風化產物是鬆散的碎屑物,具有通氣性、透水性、保水性,並含有岩石在風化過程中釋放出來的可溶性化合物,但風化產物不含有氮素,即不具備綠色植物生長所必需的肥力條件,所以風化產物不是土壤,而是成土的母質。由於風化產物通氣含水,使某些環境條件要求不高的微生物得以生長。在固氮細菌的作用下,土壤母質開始積累氮素養料,為高等綠色植物的生長準備了條件。綠色植物具有選擇性吸收元素的能力,並將吸收的元素堆積在自己體內。當植物死後,殘體分解時,被吸收的元素又歸還給母質,這樣逐步形成了具有肥力的土壤。

自然土壤是在母質、氣候、地形、生物、時間等成土因素綜合作用下形成的。土壤形成的過程也就是土壤肥力的發生與發展過程。

土壤是在永恒變化著的,人類所麵對的土壤隻是其漫長演化過程中的一個瞬間片斷。通常,在溫帶地區的自然條件下,每形成1厘米表土需要100~400年的時間,即使管理極好的土地也需要20年,成為成熟的土壤,則需要更長的時間。據報道,美國阿拉斯加州的灰化土形成曆時1000年左右。當原生礦物風化殆盡,土壤粘土礦物含量減少,有機質含量下降時,土壤便進入了肥力衰弱的老年期。

土壤是指地球表麵具有一定肥力且能生長植物的疏鬆層。它是食物的生產基礎,也是人類食品、服裝、建築物等基本原料的來源。土壤處於大氣圈、岩石圈、水圈和生物圈之間的過渡地帶,與岩石圈相比,土壤圈就像一層薄膜覆蓋在陸地殼表麵。作為農業之本的土壤,其土層平均厚度隻有18厘米。

人類生活所必需的大部分農產品,就來源於這層微薄的土壤。

土壤與人類關係十分密切,從不同的角度,人們對土壤有不同的認識。