تكوين التربة

The mineral material from which a soil forms is called parent material. Rock, whether its origin is igneous, sedimentary, or metamorphic, is the source of all soil mineral materials and the origin of all plant nutrients with the exceptions of nitrogen, hydrogen and carbon. As the parent rock is chemically and physically weathered, transported, deposited and precipitated, it is transformed into a soil.^[10]

Typical soil parent mineral materials are:^[11]

• Quartz: SiO₂
• Calcite: CaCO₃
• Feldspar: KAlSi₃O₈
• Mica (biotite): K(Mg,Fe)₃(AlSi₃O₁₀)(F,OH)₂

تُصنَّف المواد الأصلية وفقًا لكيفية ترسبها. المواد المتبقية هي مواد معدنية تآكلت في مكانها من الصخور الأساسية . أما المواد المنقولة فهي تلك التي ترسبت بفعل الماء أو الرياح أو الجليد أو الجاذبية. والمواد التراكمية هي مواد عضوية نمت وتراكمت في مكانها. ^{[ 12 ]}

التربة المتبقية هي تربة تتشكل من صخورها الأم وتتشابه معها في التركيب الكيميائي العام. ^{[ 13 ]} توجد التربة المتبقية على الهضاب ^{[ 14 ]} والبراكين. ^{[ 15 ]} في الولايات المتحدة، لا تتجاوز نسبة التربة المتبقية ثلاثة بالمئة من إجمالي التربة. ^{[ 16 ]}

معظم أنواع التربة مشتقة من مواد منقولة تم نقلها لمسافات طويلة بفعل الرياح والمياه والجليد والجاذبية:

• تستطيع العمليات الريحية (حركة التربة بفعل الرياح) نقل الطمي والرمل الناعم لمئات الأميال، مُكَوِّنةً تربة اللوس (التي تتكون من 60-90% طمي)، ^{[ 17 ]} وهي شائعة في الغرب الأوسط للولايات المتحدة وكندا، وشمال غرب أوروبا، والأرجنتين، وآسيا الوسطى . أما الطين فنادرًا ما يُنقل بفعل الرياح لأنه يُشكِّل تجمعات مستقرة. ^{[ 18 ]}
• تُصنّف المواد المنقولة بالماء إلى ثلاثة أنواع: رسوبية ، وبحيرية ، وبحرية. الرسوبية هي تلك التي تنقلها المياه الجارية وترسبت فيها. وتُسمى الرواسب الرسوبية التي تستقر في البحيرات بالرواسب البحيرية. وتُعد بحيرة بونفيل والعديد من أنواع التربة حول البحيرات العظمى أمثلة على ذلك. ^{[ 19 ]} أما الرواسب البحرية، مثل التربة على طول ساحل خليج المكسيك وفي وادي إمبريال بكاليفورنيا، فهي قيعان بحار قديمة كُشِف عنها مع ارتفاع سطح الأرض. ^{[ 20 ]}
• ينقل الجليد المواد الأم ويُشكّل رواسب على شكل ركام طرفي وجانبي في حالة الأنهار الجليدية الثابتة . أما الأنهار الجليدية المتراجعة فتترك ركامًا أرضيًا أكثر نعومة، وفي جميع الحالات تتشكل سهول فيضية نتيجة انتقال الرواسب الطميية باتجاه مجرى النهر الجليدي. ^{[ 21 ]}
• تتضح المادة الأم التي تحركت بفعل الجاذبية عند قاعدة المنحدرات الشديدة على شكل مخاريط ركامية وتسمى المادة المنقولة بالانزلاق . ^{[ 22 ]}

لا تنتقل المادة الأم للتربة التراكمية، بل تنشأ من المواد العضوية المترسبة. ويشمل ذلك تربة الخث والتربة الطينية ، وينتج ذلك عن حفظ بقايا النباتات بفعل انخفاض نسبة الأكسجين في مستوى المياه الجوفية المرتفع . وبينما قد تُكوّن تربة الخث تربة عقيمة، ^{[ 23 ]} فإن تربة الطين قد تكون خصبة للغاية. ^{[ 24 ]}

تُعدّ كمية الأمطار الفعّالة (أي كمية الأمطار مطروحًا منها التبخر ) ودرجة الحرارة من أهم المتغيرات المناخية المؤثرة في تكوين التربة ، إذ يؤثر كلاهما على معدلات العمليات الكيميائية والفيزيائية والبيولوجية. ^{[ 50 ]} كما تؤثر درجة الحرارة والرطوبة على محتوى المادة العضوية في التربة من خلال تأثيرهما على التوازن بين الإنتاج الأولي والتحلل : فكلما كان المناخ أبرد أو أكثر جفافًا، قلّ تثبيت الكربون الجوي على شكل مادة عضوية ، وقلّت كمية المادة العضوية المتحللة . ^{[ 51 ]} ويؤثر المناخ أيضًا بشكل غير مباشر على تكوين التربة من خلال تأثير الغطاء النباتي والنشاط البيولوجي، اللذين يُعدّلان معدلات التفاعلات الكيميائية في التربة. ^{[ 52 ]}

يُعدّ المناخ العاملَ المهيمن في تكوين التربة، وتُظهر التربة خصائصَ مميزةً للمناطق المناخية التي تتشكل فيها، مع تأثيرٍ مُتبادلٍ على المناخ من خلال نقل الكربون المُخزّن في طبقات التربة إلى الغلاف الجوي . ^{[ 53 ]} إذا توفرت درجات حرارة دافئة ومياه وفيرة في قطاع التربة في الوقت نفسه، فإن عمليات التجوية والترشيح ونمو النباتات ستكون في ذروتها. ووفقًا للتحديد المناخي للمناطق الأحيائية ، تُفضّل المناخات الرطبة نمو الأشجار. في المقابل، تُعدّ الأعشاب هي الغطاء النباتي الأصلي السائد في المناطق شبه الرطبة وشبه القاحلة ، بينما تسود الشجيرات والأحراش بأنواعها المختلفة في المناطق القاحلة . ^{[ 54 ]}

يُعدّ الماء عنصرًا أساسيًا لجميع تفاعلات التجوية الكيميائية الرئيسية . ولكي يكون الماء فعالًا في تكوين التربة، يجب أن يتغلغل في طبقة التربة السطحية . ويتفاعل توزيع هطول الأمطار الموسمي، وفقدان الماء بالتبخر، وتضاريس الموقع ، ونفاذية التربة لتحديد مدى فعالية تأثير هطول الأمطار على تكوين التربة. فكلما زاد عمق تغلغل الماء، زاد عمق تجوية التربة وتطورها. ^{[ 55 ]} ينقل الماء الزائد المتسرب عبر قطاع التربة المواد الذائبة والمعلقة من الطبقات العليا ( الترسيب ) إلى الطبقات السفلى ( الترسيب السطحي )، بما في ذلك جزيئات الطين ^{[ 56 ]} والمواد العضوية الذائبة . ^{[ 57 ]} وقد يحمل أيضًا مواد ذائبة في مياه الصرف السطحي . وبالتالي، يحفز الماء المتسرب تفاعلات التجوية ويساعد على تمييز طبقات التربة.

وبالمثل، يُعدّ نقص المياه عاملاً رئيسياً في تحديد خصائص تربة المناطق الجافة. فالأملاح الذائبة لا تُغسل من هذه التربة، وفي بعض الحالات تتراكم إلى مستويات تُعيق نمو النباتات ^{[ 58 ]} والكائنات الحية الدقيقة. ^{[ 59 ]} كما أن قطاعات التربة في المناطق القاحلة وشبه القاحلة عُرضة لتراكم الكربونات وأنواع معينة من الطين المتمدد ( طبقات الكالسيت أو الكاليش ). ^{[ 60 ] [ 61 ]} أما في التربة الاستوائية، فعندما تُجرّد التربة من الغطاء النباتي (مثلاً بسبب إزالة الغابات ) وبالتالي تتعرض لتبخر شديد، فإن الحركة الشعرية الصاعدة للمياه، التي تحمل معها أملاح الحديد والألومنيوم الذائبة ، هي المسؤولة عن تكوين طبقة سطحية صلبة من اللاتريت أو البوكسيت ، على التوالي، وهي غير صالحة للزراعة، وتُعدّ حالة معروفة من حالات تدهور التربة غير القابل للإصلاح . ^{[ 62 ]}

تشمل التأثيرات المباشرة للمناخ ما يلي: ^{[ 63 ]}

• تراكم سطحي للجير في المناطق قليلة الأمطار على شكل طبقة كلسية
• تكوّن التربة الحمضية في المناطق الرطبة
• تآكل التربة على المنحدرات الشديدة
• ترسب المواد المتآكلة في اتجاه مجرى النهر
• تتعرض التربة في المناطق الدافئة والرطبة لعوامل التجوية الكيميائية الشديدة، والترشيح، والتعرية، حيث لا تتجمد.

يؤثر المناخ بشكل مباشر على معدل التجوية والترشيح . تنقل الرياح الرمال والجسيمات الأصغر ( الغبار )، خاصة في المناطق القاحلة ذات الغطاء النباتي القليل ، فترسبها بالقرب من مصدر الترسيب أو بعيدًا عنه. ^{[ 64 ] [ 65 ]} يؤثر نوع وكمية الهطول على تكوين التربة من خلال التأثير على حركة الأيونات والجسيمات عبرها، ويساعد في تكوين قطاعات تربة مختلفة. تكون قطاعات التربة أكثر وضوحًا في المناخات الرطبة والباردة، حيث تتراكم المواد العضوية، مقارنةً بالمناخات الرطبة والدافئة، حيث تُستهلك المواد العضوية بسرعة. ^{[ 66 ]} تعتمد فعالية الماء في تجوية الصخور الأم على تقلبات درجات الحرارة الموسمية واليومية، والتي تُحفز إجهادات الشد في معادن الصخور، وبالتالي تفككها الميكانيكي، وهي عملية تُسمى الإجهاد الحراري . ^{[ 67 ]} وبنفس هذه العملية، تُعد دورات التجمد والذوبان آلية فعالة لتفتيت الصخور والمواد المتماسكة الأخرى. ^{[ 68 ]}

تتميز التضاريس، أو الارتفاع، بميلانها ( انحدارها ) ، وارتفاعها ، واتجاهها ( جهتها ). وتحدد التضاريس معدل هطول الأمطار أو الجريان السطحي ، ومعدل تكوين أو تآكل الطبقة السطحية للتربة . وقد يؤدي الوضع الطبوغرافي إلى تسريع أو إبطاء تأثير العوامل المناخية. ^{[ 69 ]}

تُشجع المنحدرات الشديدة على فقدان التربة السريع بفعل التعرية، وتسمح بدخول كمية أقل من مياه الأمطار إلى التربة قبل جريانها السطحي، وبالتالي، ترسب المعادن بشكل ضئيل في الطبقات السفلية ( الترسبات الطينية ). في المناطق شبه القاحلة، يؤدي انخفاض معدل هطول الأمطار الفعال على المنحدرات الشديدة إلى غطاء نباتي أقل كثافة، مما يقلل من مساهمة النباتات في تكوين التربة. ^{[ 70 ]} لهذه الأسباب مجتمعة، تمنع المنحدرات الشديدة تكوين التربة من التفوق بشكل كبير على تدميرها. لذلك، تميل التربة على التضاريس شديدة الانحدار إلى امتلاك طبقات سطحية ضعيفة التطور مقارنةً بالتربة في المواقع المجاورة الأكثر استواءً. ^{[ 71 ]}

تُحدد التضاريس مدى تعرض التربة للعوامل الجوية والحرائق وغيرها من العوامل البشرية والطبيعية. وتعتمد تراكمات المعادن، والمغذيات النباتية، ونوع الغطاء النباتي، ونموه، والتعرية، وتصريف المياه على التضاريس. ^{[ 72 ]} تحصل التربة في أسفل التل على كمية مياه أكبر من التربة على المنحدرات، وتكون التربة على المنحدرات المواجهة للشمس ( الجهة الجنوبية) أكثر جفافًا من التربة على المنحدرات غير المواجهة لها. ^{[ 73 ]}

في المنخفضات والوديان حيث يميل جريان المياه السطحية إلى التمركز، تكون التربة السطحية عادةً أكثر تآكلاً، ويكون تطور قطاع التربة أكثر تقدماً. ^{[ 74 ]} مع ذلك، في أدنى المواقع الجغرافية، قد تتشبع التربة السطحية بالماء لدرجة تعيق التصريف والتهوية . هنا، يتباطأ تآكل بعض المعادن وتحلل المواد العضوية، بينما يتسارع فقدان الحديد والمنغنيز. في مثل هذه التضاريس المنخفضة، قد تتشكل خصائص مميزة لقطاع التربة، وهي خصائص التربة الرطبة . تسمح المنخفضات بتراكم الماء والمعادن والمواد العضوية، وفي الحالات القصوى، ستكون التربة الناتجة عبارة عن مستنقعات مالحة أو مستنقعات خثية . ^{[ 75 ]}

تؤدي الأنماط الطبوغرافية المتكررة إلى ظهور تتابعات طبوغرافية أو سلاسل تربة . تنشأ هذه الأنماط من اختلافات طبوغرافية في التعرية والترسيب والخصوبة ورطوبة التربة والغطاء النباتي وبيولوجيتها وتاريخ الحرائق والتعرض للعوامل الجوية. تنقل الجاذبية الماء إلى أسفل المنحدر، مصحوبًا بالمواد المعدنية والعضوية الذائبة والغرويات ، مما يزيد من محتوى الجسيمات والقواعد عند سفوح التلال والجبال. ^{[ 76 ]} ومع ذلك، تتفاعل عوامل أخرى كثيرة، مثل الصرف والتعرية ، مع موقع المنحدر، مما يُقلل من تأثيره المتوقع على إنتاجية المحاصيل . ^{[ 77 ]}

لكل تربة مزيج فريد من التأثيرات الميكروبية والنباتية والحيوانية والبشرية. وتلعب الكائنات الدقيقة دورًا بالغ الأهمية في التحولات المعدنية الضرورية لتكوين التربة. إضافةً إلى ذلك، تستطيع بعض البكتيريا تثبيت النيتروجين الجوي ، وتتميز بعض الفطريات بقدرتها على استخلاص الفوسفور من أعماق التربة وزيادة مستويات الكربون فيها على شكل غلومالين . ^{[ 78 ]} وتحمي النباتات التربة من التعرية، ^{[ 79 ]} كما تُسهم المواد النباتية المتراكمة في زيادة مستويات الدبال في التربة . ^{[ 80 ]} ويدعم إفراز جذور النباتات النشاط الميكروبي . ^{[ 81 ]} أما الحيوانات فتُسهم في تحليل المواد النباتية وخلط التربة من خلال عملية التقليب الحيوي . ^{[ 82 ]}

تُعدّ التربة أكثر النظم البيئية تنوعًا بيولوجيًا على وجه الأرض، إلا أن الغالبية العظمى من الكائنات الحية فيها هي ميكروبات ، لم يُوصَف الكثير منها حتى الآن. ^{[ 83 ] [ 84 ]} قد يكون هناك حد أقصى لعدد الميكروبات يبلغ حوالي مليار خلية لكل غرام من التربة، لكن تقديرات عدد الأنواع تتفاوت بشكل كبير، من 50,000 نوع لكل غرام إلى أكثر من مليون نوع لكل غرام من التربة. ^{[ 85 ] [ 86 ]} ويمكن أن يختلف عدد الكائنات الحية وأنواعها اختلافًا كبيرًا تبعًا لنوع التربة وموقعها وعمقها. ^{[ 84 ] [ 86 ]}

تؤثر النباتات والحيوانات والفطريات والبكتيريا والبشر على تكوين التربة (انظر الغطاء الحيوي للتربة وطبقة الحجارة ). تقوم حيوانات التربة، بما في ذلك الحيوانات الكبيرة (مثل ديدان الأرض والنمل الأبيض والثعابين الداكنة والجرذان والخلد ) والحيوانات المتوسطة (مثل ديدان الأنشيترايد وذباب الربيع والعث )، بخلط التربة أثناء تكوينها للجحور والمسام ، مما يسمح للرطوبة والغازات بالتحرك، وهي عملية تُسمى الاضطراب الحيوي . ^{[ 87 ]} وبالمثل، تخترق جذور النباتات طبقات التربة وتفتح قنوات عند تحللها. ^{[ 88 ]} يمكن للنباتات ذات الجذور الوتدية العميقة أن تخترق عدة أمتار عبر طبقات التربة المختلفة لجلب العناصر الغذائية من أعماقها. ^{[ 89 ]} تمتلك النباتات جذورًا دقيقة تفرز مركبات عضوية ( سكريات ، أحماض عضوية ، مواد مخاطية )، وتتخلص من الخلايا (خاصة عند أطرافها)، وتتحلل بسهولة، مما يضيف مواد عضوية إلى التربة، وهي عملية تُسمى الترسيب الجذري . ^{[ 90 ]}

تؤثر الكائنات الدقيقة ، بما في ذلك الفطريات والبكتيريا، على التبادلات الكيميائية بين الجذور والتربة، وتعمل كمخزون للعناصر الغذائية في منطقة حيوية في التربة تُسمى منطقة الجذور . ^{[ 91 ]} يحفز نمو الجذور في التربة تجمعات الكائنات الدقيقة، مما يحفز بدوره نشاط مفترساتها (وخاصة الأميبا والديدان الخيطية الحرة المعيشة )، وبالتالي يزيد من معدل التمعدن ، وفي النهاية نمو الجذور، وهي حلقة تغذية راجعة إيجابية تُسمى حلقة الميكروبات في التربة . ^{[ 92 ]} بعيدًا عن تأثير الجذور، تكون معظم البكتيريا في التربة في حالة سكون، حيث تُشكل تجمعات دقيقة ، أي مستعمرات مخاطية تلتصق بها جزيئات الطين، مما يوفر لها الحماية من الجفاف والافتراس من قِبل الكائنات الدقيقة في التربة ( الأوليات المتغذية على البكتيريا والديدان الخيطية ). ^{[ 93 ]} تبتلع حيوانات التربة التجمعات الدقيقة (20-250 ميكرومتر)، ويتم هضم الأجسام البكتيرية جزئيًا أو كليًا في أمعائها. ^{[ 94 ]} 

يؤثر الإنسان على تكوين التربة بإزالة الغطاء النباتي من خلال الحراثة ، واستخدام مبيدات الأعشاب ، والحرق، وإزالة الغابات ، وترك التربة عارية. وقد يؤدي ذلك إلى التعرية ، وتشبع التربة بالمياه ، وتحولها إلى تربة لاتيريتية أو بودزولية (بحسب المناخ والتضاريس). ^{[ 95 ]} تعمل الحراثة على خلط طبقات التربة المختلفة، مما يعيد بدء عملية تكوين التربة حيث تختلط المواد الأقل تأثراً بالعوامل الجوية مع الطبقات العليا الأكثر تطوراً، مما ينتج عنه زيادة صافية في معدل تجوية المعادن . ^{[ 96 ]}

تقوم ديدان الأرض والنمل والنمل الأبيض والخلد والجرذان ، بالإضافة إلى بعض الديدان الألفية وخنافس التينبريونيد ، بخلط التربة أثناء حفرها، مما يؤثر بشكل كبير على تكوينها. [ ^{97 ] تبتلع} ديدان الأرض جزيئات التربة والمخلفات العضوية، مما يعزز توافر العناصر الغذائية للنباتات في المواد التي تمر عبر أجسامها. ^{[ 98 ]} كما أنها تهوي التربة وتقلبها، وتُكوّن تجمعات تربة مستقرة ، بعد أن تُفكك الروابط بين جزيئات التربة أثناء مرورها في أمعائها، ^{[ 99 ]} مما يضمن سهولة تسرب الماء. ^{[ 100 ]} وبينما يبني النمل والنمل الأبيض التلال ، تنقل ديدان الأرض مواد التربة من طبقة إلى أخرى. ^{[ 101 ]} تؤدي ديدان الأرض وظائف مهمة أخرى في النظام البيئي للتربة ، ولا سيما إنتاجها المكثف للمخاط ، سواء داخل الأمعاء أو كبطانة في أنفاقها ( جحورها )، ^{[ 102 ]} وتؤثر بشكل إيجابي على الكائنات الحية الدقيقة في التربة، ^{[ 103 ]} مما يمنحها مكانة مهندسي النظام البيئي ، وهي مكانة تشترك فيها مع النمل الأبيض والنمل. ^{[ 104 ]}

بشكل عام، يميل تقليب التربة بفعل أنشطة الحيوانات، والذي يُسمى أحيانًا بتقليب التربة ، إلى إبطال أو معاكسة ميل عمليات تكوين التربة الأخرى التي تُنشئ طبقات متميزة. ^{[ 105 ]} قد تُبطئ النمل الأبيض والنمل أيضًا من تطور قطاع التربة عن طريق تجريد مساحات واسعة من التربة حول أعشاشها، مما يؤدي إلى زيادة فقدان التربة بفعل التعرية، ^{[ 106 ]} وينطبق الأمر نفسه على ترسب فضلات ديدان الأرض على سطح التربة. ^{[ 107 ]} تحفر حيوانات كبيرة مثل الغوفر والخلد وكلاب البراري في طبقات التربة السفلية، جالبةً المواد إلى السطح. ^{[ 108 ]} غالبًا ما تكون أنفاقها مفتوحة على السطح، مما يُشجع حركة الماء والهواء إلى الطبقات تحت السطحية . في مناطق محددة، تُعزز هذه الحيوانات اختلاط الطبقات السفلية والعلوية عن طريق إنشاء الأنفاق ثم إعادة ملئها لاحقًا. غالباً ما تمتلئ جحور الحيوانات القديمة في الطبقات السفلى بمواد التربة من الطبقة A العلوية ، مما يخلق سمات جانبية تُعرف باسم كروتوفينا أو كروتوفينا . ^{[ 109 ]}

تؤثر النباتات على التربة بطرق عديدة. فهي تمنع التعرية الناتجة عن الأمطار الغزيرة التي قد تنجم عن جريان المياه السطحية . ^{[ 110 ]} كما تُظلل النباتات التربة، مما يُحافظ على برودتها ^{[ 111 ]} ويُبطئ تبخر رطوبتها . ^{[ 112 ]} في المقابل، قد تتسبب النباتات، من خلال النتح ، في فقدان التربة للرطوبة ، مما يؤدي إلى علاقات معقدة ومتغيرة للغاية بين مؤشر مساحة الورقة (الذي يقيس امتصاص الضوء) وفقدان الرطوبة: وبشكل عام، تمنع النباتات جفاف التربة خلال الأشهر الأكثر جفافًا، بينما تُجففها خلال الأشهر الأكثر رطوبة، وبالتالي تعمل كحاجز ضد التغيرات الكبيرة في الرطوبة. ^{[ 113 ]} تستطيع النباتات تكوين مواد كيميائية جديدة تُحلل المعادن، سواء بشكل مباشر ^{[ 114 ]} أو بشكل غير مباشر من خلال الفطريات الجذرية ^{[ 30 ]} وبكتيريا منطقة الجذور، ^{[ 115 ]} مما يُحسّن بنية التربة . ^{[ 116 ]} يعتمد نوع وكمية الغطاء النباتي على المناخ والتضاريس وخصائص التربة والعوامل البيولوجية، سواءً أكانت متأثرة بالأنشطة البشرية أم لا. ^{[ 117 ] [ 118 ]} تؤثر عوامل التربة، مثل الكثافة والعمق والتركيب الكيميائي ودرجة الحموضة ودرجة الحرارة والرطوبة، بشكل كبير على أنواع النباتات التي يمكن أن تنمو في موقع معين. ^{[ 119 ]} تبدأ النباتات الميتة والأوراق والسيقان المتساقطة بالتحلل على سطح التربة. هناك، تتغذى عليها الكائنات الحية وتخلط المواد العضوية مع الطبقات العليا من التربة؛ وتصبح هذه المركبات العضوية المضافة جزءًا من عملية تكوين التربة. ^{[ 120 ]}

يُعدّ تأثير الإنسان، وبالتالي تأثير النار، من العوامل المؤثرة في حالة الكائنات الحية. ^{[ 121 ]} يستطيع الإنسان استيراد أو استخراج العناصر الغذائية والطاقة بطرق تُغيّر تكوين التربة بشكلٍ جذري. ويُعدّ تسارع تآكل التربة الناتج عن الرعي الجائر ، وتشكيل التربة في حوض الأمازون قبل وصول كولومبوس والذي أدى إلى ظهور التربة السوداء (تيرا بريتا) ، مثالين على آثار التدخل البشري. ^{[ 122 ] [ 123 ]}

يُعتقد أن السكان الأصليين لأمريكا كانوا يُشعلون النيران بانتظام للحفاظ على مساحات شاسعة من المراعي العشبية في إنديانا وميشيغان ، على الرغم من أن المناخ والحيوانات الرعوية ( مثل البيسون ) تُعتبر أيضًا من العوامل التي تُفسر الحفاظ على السهول الكبرى في أمريكا الشمالية. ^{[ 124 ]} وفي العصر الحديث، أدى تدمير الإنسان للغطاء النباتي الطبيعي وما تبعه من حرث للتربة لإنتاج المحاصيل إلى تغيير جذري في تكوين التربة. ^{[ 125 ]} وبالمثل، يؤثر ري التربة في المناطق القاحلة بشكل كبير على عوامل تكوين التربة، ^{[ 126 ] وكذلك} إضافة الأسمدة والجير إلى التربة منخفضة الخصوبة . ^{[ 127} ]

تُنتج النظم البيئية المختلفة أنواعًا متباينة من التربة، وأحيانًا بطرق يسهل ملاحظتها. على سبيل المثال، تشتهر ثلاثة أنواع من القواقع البرية من جنس Euchondrus في صحراء النقب بتغذيتها على الأشنات التي تنمو تحت سطح الصخور والألواح الجيرية ( الأشنات الداخلية ). يُؤدي نشاط الرعي لهذه الكائنات، التي تُعدّ من أهمّ عوامل النظام البيئي، إلى تفتيت الحجر الجيري، مما يُؤدي إلى تجويته وتكوين التربة لاحقًا. ^{[ 128 ]} ولها تأثير كبير على المنطقة: إذ يُقدّر أن أعداد القواقع تُعالج ما بين 0.7 و1.1 طن متري من الحجر الجيري لكل هكتار سنويًا في صحراء النقب . ^{[ 128 ]}

لا يُمكن رصد آثار النظم البيئية القديمة بسهولة، مما يُشكّل تحديًا لفهم تكوين التربة. فعلى سبيل المثال، تحتوي تربة تشيرنوزيم في سهول العشب الطويل في أمريكا الشمالية على نسبة من الدبال تُشكّل الفحم النباتي ما يقرب من نصفها . لم تكن هذه النتيجة متوقعة لأن حرائق البراري السابقة القادرة على إنتاج هذه التربة السوداء العميقة والغنية المميزة يصعب رصدها. ^{[ 129 ]} من المُسلّم به الآن أن حرائق الغابات التي أشعلها الإنسان في العصر الحجري الحديث قد أثرت التربة بالفحم النباتي (المعروف أيضًا بالكربون الأسود ) ولعبت دورًا بارزًا في تكوين تربة تشيرنوزيم الخصبة وتربة تيرا بريتا ، التي استُخدمت بكثرة في الزراعة. ^{[ 130 ] [ 131 ]}

وقد أُثيرت تساؤلات حول إمكانية تكوّن التربة في غياب الكائنات الحية. فقد رأى بعض الباحثين أن الحياة ليست شرطاً أساسياً، مستشهدين بتربة المريخ كمثال ، ^{[ 132 ]} بينما رأى آخرون أن هذه "التربة" هي في الواقع تربة سطحية . ^{[ 133 ]}

يُعدّ الزمن عاملاً مؤثراً في تفاعلات جميع العوامل المذكورة أعلاه. ^{[ 2 ]} فبينما يُشكّل مزيج الرمل والطمي والطين نسيج التربة، ويُنتج تجمّع هذه المكونات وحدات التربة ، فإنّ ظهور طبقة B مميزة يُشير إلى تطوّر التربة أو عملية تكوينها. ^{[ 134 ]} ومع مرور الوقت، تكتسب التربة خصائص تعتمد على التفاعل بين عوامل تكوين التربة المذكورة سابقاً. ^{[ 2 ]} ويستغرق الأمر عقوداً ^{[ 135 ]} إلى آلاف السنين لتكوين قطاع جانبي للتربة، ^{[ 136 ]} على الرغم من أن مفهوم تطوّر التربة قد وُجّهت إليه انتقادات، إذ تُعتبر التربة في حالة تغيّر مستمر تحت تأثير عوامل تكوين التربة المتقلبة. ^{[ 137 ]} وتعتمد هذه الفترة الزمنية بشكل كبير على المناخ والمادة الأم والتضاريس والنشاط الحيوي. ^{[ 138 ] [ 139 ]} فعلى سبيل المثال، لا تُظهر المواد المترسبة حديثاً من فيضان أي تطوّر للتربة، لعدم وجود وقت كافٍ لتكوين بنية تُحدّد خصائص التربة بشكلٍ أدق. ^{[ 140 ]} تُدفن طبقة التربة الأصلية، ويجب أن تبدأ عملية التكوين من جديد لهذه الطبقة. بمرور الوقت، ستتطور التربة لتكتسب خصائص تعتمد على كثافة الكائنات الحية والمناخ. وبينما يمكن للتربة أن تحقق استقرارًا نسبيًا في خصائصها لفترات طويلة، ^{[ 136 ]} فإن دورة حياة التربة تنتهي في نهاية المطاف بظروف تجعلها عرضة للتآكل. ^{[ 141 ]} وعلى الرغم من حتمية تراجع التربة وتدهورها ، فإن معظم دورات التربة طويلة. ^{[ 136 ]}

تستمر عوامل تكوين التربة في التأثير عليها طوال فترة وجودها، حتى في البيئات المستقرة التي تدوم لفترات طويلة، بعضها لملايين السنين. ^{[ 136 ]} تترسب المواد على سطح التربة ^{[ 142 ]} أو تُحمل بالرياح أو تُغسل من السطح. ^{[ 143 ]} ومع الإضافات والإزالة والتغييرات، تتعرض التربة دائمًا لظروف جديدة. ويعتمد ما إذا كانت هذه التغيرات بطيئة أم سريعة على المناخ والتضاريس والنشاط البيولوجي. ^{[ 144 ]}

يمكن دراسة تأثير الزمن كعامل في تكوين التربة من خلال دراسة التسلسلات الزمنية للتربة ، حيث يمكن مقارنة أنواع التربة ذات الأعمار المختلفة ولكن باختلافات طفيفة في عوامل تكوين التربة الأخرى. ^{[ 137 ]} التربة القديمة هي تربة تشكلت خلال ظروف تكوين التربة السابقة، ويمكن استنتاج ذلك من خلال مقارنتها بتطور التربة في الوقت الحاضر. ^{[ 145 ]}

حدد الجيولوجي الروسي فاسيلي دوكوتشاييف ، الذي يُعتبر على نطاق واسع أبو علم التربة ، في عام 1883 ^{[ 146 ]} أن تكوين التربة يحدث بمرور الوقت تحت تأثير المناخ والنباتات والتضاريس والمادة الأم . وقد أثبت ذلك في عام 1898 باستخدام معادلة تكوين التربة: ^{[ 147 ]}

التربة = دالة ( cl , o , p ) t _r

(حيث cl أو c = المناخ، o = العمليات البيولوجية، p = المادة الأم) t _r = الوقت النسبي (صغير، ناضج، كبير)

نشر عالم التربة الأمريكي هانز جيني في عام 1941 ^{[ 2 ]} معادلة حالة للعوامل المؤثرة على تكوين التربة:

S = f ( cl , o , r , p , t , ... )

• تكوين التربة S
• cl (أحيانًا c ) المناخ
• الكائنات الحية (علم الأحياء الدقيقة في التربة، حيوانات التربة المتوسطة، علم الأحياء في التربة)
• راحة​
• مادة أساسية
• الوقت​

غالباً ما يتم تذكر ذلك باستخدام الاختصار Clorpt.

تختلف معادلة حالة جيني في عوامل تكوين التربة عن معادلة فاسيلي دوكوتشاييف، حيث تعامل الوقت ( t ) كعامل، وتضيف التضاريس ( r )، وتترك بشكل واضح القطع الناقص مفتوحًا لإضافة المزيد من العوامل ( متغيرات الحالة ) مع تطور فهمنا.

هناك طريقتان رئيسيتان لحل معادلة الحالة: الأولى نظرية أو مفاهيمية عبر استنتاجات منطقية من مقدمات معينة، والثانية تجريبية عبر التجارب أو الملاحظة الميدانية . ولا تزال الطريقة التجريبية هي الأكثر استخدامًا حتى اليوم، حيث يمكن تعريف تكوين التربة بتغيير عامل واحد مع تثبيت العوامل الأخرى. وقد أدى ذلك إلى تطوير نماذج تجريبية لوصف تكوين التربة، مثل الدوال المناخية ، والدوال الحيوية ، والدوال الطبوغرافية ، والدوال الصخرية ، والدوال الزمنية . ومنذ أن نشر جيني صياغته عام ١٩٤١، استخدمها عدد لا يحصى من مساحي التربة حول العالم كقائمة نوعية لفهم العوامل التي قد تكون مهمة في تكوين نمط التربة في منطقة ما. ^{[ ١٤٨ ]}