四季更替地球上的季节变化，从天文现象来看，是昼夜长短和太阳高度的季节变化，这种变化决定于太阳直射点在纬度上的周年变化。从天文含义看四季，夏季就是一年内白昼最长、太阳最高的季节；冬季就是一年内白昼最短、太阳最低的季节；春秋二季就是冬夏两季的过渡季节。我国传统上以立春（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）为起点来划分四季。但是，各地实际气候的递变与此并不一定符合。我国大部分地方立春时，在气候上正处于隆冬；立秋时，在气候上还处于炎夏。为了使季节与气候相结合，气候统计工作一般把3、4、5三个月划为春季；6、7、8三个月划为夏季；9、10、11三个月划为秋季；12、1、2三个月划为冬季。
富饶的地球
人类活动、植物生长、动物栖息都离不开地球的固体表层。人们将地球最外面的坚硬部分称为岩石圈。岩石圈包括了整个地壳和上地幔的顶部，厚度在100千米左右。
岩石圈是固体地球最外部的圈层，因而它的温度最低，且有较大的强度和脆性；整个岩石圈进一步破裂为一些岩石圈板块，彼此作各种形式的相对运动而导致各种大规模构造现象。
岩石圈上部直接与大气圈、水圈联合在一起。在太阳辐射和地球重力驱动下，大气圈和水圈物质运动，构成了地表动力系统。通过风化、侵蚀、搬运和沉积等作用，形成了地表丰富多彩的地形与地貌。
风化作用的产物与生物圈系统相互作用，在基岩上面形成一层极其微薄的土壤层，并成为大部分陆地生物进一步发展的基础。在这里，大气圈、水圈、生物圈和岩石圈相互作用，构成了人类活动和生态环境的基础。
生命的基地
在很早很早以前，自然界并没有土壤，那时，到处都是光秃秃的岩石、山峰和浩瀚的海洋。白天，太阳把地球上的岩石晒得很热；晚上，凉风在机械地吹着，大地毫无生机。
直到第一个具有完备生命特征的化能自养细菌出现之后，大地才从沉睡中苏醒过来。
这种细菌的本领很大，分泌的酸能使坚硬的岩石分解，并从岩石分解过程中得到能量和养分。虽然得到的能量和养分很少，但它们能生活得很好。
化能自养细菌的寿命很短暂，由于它们的生生死死，就在岩石的缝隙中或岩石的风化物（成土母质）里积累了有机质。天长日久，积累的有机质越来越多，这就为异养型细菌的出现创造了条件。这些异养型细菌能分解有机质，并能释放出很多的二氧化碳和氮气。随着二氧化碳在自然界的增多，就为绿色植物的出现创造了条件。
植物出现后，地球披上了绿装，大地面貌焕然一新。地壳岩石圈的表面，一层富有生机的土壤诞生了。
土壤是在岩石的风化作用和母质的成土作用的综合作用下形成的。在风化过程中，岩石在环境应力（物理的、化学的和生物的）的作用下分解破碎为风化产物。风化产物是松散的碎屑物，具有通气性、透水性、保水性，并含有岩石在风化过程中释放出来的可溶性化合物，但风化产物不含有氮素，即不具备绿色植物生长所必需的肥力条件，所以风化产物不是土壤，而是成土的母质。由于风化产物通气含水，使某些环境条件要求不高的微生物得以生长。在固氮细菌的作用下，土壤母质开始积累氮素养料，为高等绿色植物的生长准备了条件。绿色植物具有选择性吸收元素的能力，并将吸收的元素堆积在自己体内。当植物死后，残体分解时，被吸收的元素又归还给母质，这样逐步形成了具有肥力的土壤。
自然土壤是在母质、气候、地形、生物、时间等成土因素综合作用下形成的。土壤形成的过程也就是土壤肥力的发生与发展过程。
土壤是在永恒变化着的，人类所面对的土壤只是其漫长演化过程中的一个瞬间片断。通常，在温带地区的自然条件下，每形成1厘米表土需要100～400年的时间，即使管理极好的土地也需要20年，成为成熟的土壤，则需要更长的时间。据报道，美国阿拉斯加州的灰化土形成历时1000年左右。当原生矿物风化殆尽，土壤粘土矿物含量减少，有机质含量下降时，土壤便进入了肥力衰弱的老年期。
土壤是指地球表面具有一定肥力且能生长植物的疏松层。它是食物的生产基础，也是人类食品、服装、建筑物等基本原料的来源。土壤处于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间的过渡地带，与岩石圈相比，土壤圈就像一层薄膜覆盖在陆地壳表面。作为农业之本的土壤，其土层平均厚度只有18厘米。
人类生活所必需的大部分农产品，就来源于这层微薄的土壤。
土壤与人类关系十分密切，从不同的角度，人们对土壤有不同的认识。
在土建、水利、交通运输等工程建设中，人们把土壤作为建筑材料和承压基础；在农、林、牧业生产中，土壤被视为天然植物和栽培作物的生长发育基地。
土壤由固、气、液三种物质组成。固体物质包括土壤矿物质和土壤有机质，两者占土壤总重量的90％～95％，它为植物生长提供了矿物质和养分。
液体指土壤水分及其可溶物，两者合称为土壤溶液，它把营养物质运送到植物根系。气体指土壤空气，它为植物根系呼吸提供了氧气。土壤中还有数量众多的细菌等微生物。
土壤具有肥力是土壤异于其他物质的最本质的特征。土壤肥力是指土壤具有供给和协调植物生长所需的营养条件和环境条件的能力。
土壤侵蚀是指在风或水的作用下，土壤物质被破坏带走的作用过程。在自然状态下，纯粹由自然因素引起的地表侵蚀过程，速度非常缓慢，表现很不显著，常和土壤形成过程处于相对平衡状态。在人类活动影响下，特别是当人类严重地破坏了坡地上的植被后，就会扩大、加速自然因素引起的地表土壤破坏和土地物质的流失。
在原始森林里，植物与土壤之间彼此依赖、相互制约，处于相对平衡状态。具体地说，也就是植物靠土壤滋养，土壤靠植物保护，水土不易流失，风雨侵蚀很少。但是，由于人口的增加，人们为了收获更多的粮食不得不开辟林地为农田，这样一来，自然生态环境逐渐被破坏。由于栽培作物没有自然植被茂密，不能覆盖全部土地表面，风雨对土壤的侵蚀必然加剧；特别是当农作物收割之后，土壤直接暴露在风雨的冲击之下，细小的土粒会顺风飞散，随水流失，使土壤恶化，肥力降低，逐渐变得不适于农作物生长。
人们把这种由于水的作用把土壤冲刷到别处的现象叫作水蚀，即通常所说的水土流失。其发展过程，一般由面蚀发展为沟蚀，最后导致土地的全面破坏。
雨蚀是指被雨水分散的土粒随地表细微径流较均匀地流失，主要发生在丘陵山岗顶部，径流尚未集中的地区。长期雨蚀的结果使表层肥沃细土粒被冲击，土壤变薄，质地变粗，土壤肥力显著下降。
沟蚀是指在地表径流汇集成细股而继续增大时，坡面被冲刷成大小不同的沟槽，有像被熊爪刨过一样的细沟，还有刻蚀地表V字型深谷。沟蚀不仅冲走分散的细土粒，还冲走粗土粒和小土块。沟蚀使地面支离破碎，使耕地面积大大减少，给农业生产和交通运输均造成很大的困难。
水土流失是我国土地资源破坏的重要原因，在暴风雨集中的黄土高原地区和雨量充沛的南方丘陵地区最为严重。据1992年统计，我国水土流失面积约为179.4万平方千米，约占国土面积的1／5。全国每年流失的土壤达50亿吨，这相当于全国耕地被剥去1厘米的表土。其中最严重的是黄土高原区，每年流失的土壤达16亿吨。
黄土是一种风成的松散沉积物，犹如爽身粉，缺乏有机物，抗侵蚀能力很低。厚达数十米至200多米的黄土，几乎没有太大差别，垂直的裂缝特别多，容易被水侵蚀而崩塌。另外，黄土高原区年降水量不多，但降水集中、降水强度很大，助长了侵蚀。
黄土被侵蚀的速度是非常惊人的，每年每平方千米地面上有4000吨土壤被侵蚀掉，其中约有半数是来自各类坡地较肥沃的表土。
黄土高原是我国水土流失最严重的地区，但近几十年来，我国为防治黄土高原水土流失，采取了一系列有效措施。1957年起，修建了三门峡、刘家峡等大型水库，造林防沙，打坝淤地，修筑梯田，保持水土。目前，已治理水土流失面积11.58万平方千米，修建水平梯田、条田58.6万公顷，沟壑打坝淤地20万公顷，营造水土保持林564.6万公顷，种草146.5万公顷，并推广了水土保持耕作法和保土轮作、间作等农业技术措施，取得较好效果。
黄土高原西北部宁夏回族自治区，原来的水土流失非常严重，全区水土流失面积达3.9万平方千米，占自治区总面积的75.6％，其中水土流失量每年大于5000吨（每平方千米）的强度，流失面积达8234平方千米，年输入黄河泥沙1亿吨。自治区成立以来，尤其是十一届三中全会以来，宁夏人民把治理水土流失作为改变山河面貌的一项根本措施，同发展农业生产、脱贫致富紧密结合起来，大力种草种树，封山育林育草，保护森林、草原，大搞农田基本建设和各类水土保持工程建设，以小流域为单元，进行综合治理，使山河面貌发生了较大变化。全区综合治理的小流域达130多条，基本农田建设规模有了较大突破，由过去治理3万～8万亩，发展到1987年的20万亩，30多年来，全区累计治理水土流失面积近万平方千米，占流失面积的25％左右。自治区南部闻名于世的六盘山，建国前，因历经战乱屯垦，滥伐森林，使林地面积急剧缩小，水土流失加剧。建国以后，坚持防治并重，加强封山育林，建立自然保护区，种植人工林草，使次生林日益成熟，人工改造林郁郁葱葱，山地植被逐步得到恢复，生态环境已向良性循环转化。目前整个山区青山绿水鸟语花香，景象万千，是宁夏最大的天然次生林区，堪称黄土高原上的一颗绿色明珠。六盘山西侧的西吉县，20世纪80年代以来，以西吉防护林工程建设为主体的生物防护体系以及坡地梯田化建设，形成了独具特色的综合治理结构迅速改变了穷山恶水的面貌。
目前，全国治理水土流失面积达53万平方千米，营造水土保持林28万公顷，修筑水平梯田9万公顷，种草4万公顷，完成水土保持重点治理区工程38片。
土壤侵蚀的另一种营力是风。以风为动力的土壤侵蚀现象叫风蚀，由于地表缺乏植被覆盖，土质松软，土层干燥，这时每秒4～5米的起沙风吹拂地面就会造成风蚀，这种现象主要发生在干旱和半干旱地区。风蚀毁坏了土壤，被吹运的土壤因重新堆积而掩埋河道、湖泊和农田，从而降低了土壤肥力，给人类生活带来了危害。
最典型的是由滥垦草原引发的土壤风蚀，如20世纪60年代发生在前苏联的黑风暴事件。当时数十万拓荒者在哈萨克斯坦北部、西伯利亚西部和俄罗斯东部，利用4000万顷新开垦的土地进行耕作。起初的结果令人满意，因为增加了耕地面积，全国粮食产量比过去猛增了50％。但是到了1963年，一切后果都暴露出来了。1963年干旱的春天发生了风尘暴，300万公顷的作物由于干旱全部损失掉，狂风把已经干裂的宝贵表土刮走。1962～1965年期间，总共有1700万公顷的土地受到风蚀损害，400万公顷土地颗粒无收。
今天，土壤侵蚀已成为世界各国农业生产上的最严重问题之一，全球每年约有240亿吨土壤流失。因土壤流失而招致饥荒的典型例子发生在非洲的埃塞俄比亚。
这个国家在过去的15年中，至少从高原流失了150亿吨的土壤，这些土壤相当于把整个国土面积降低25厘米。这些含有丰富养分的表土流入河川，从尼罗河源头移至下游。埃塞俄比亚把最宝贵的农业资源——表土，无偿地提供给了下游的国家。
在尼泊尔、印度等南亚国家，以及秘鲁、哥伦比亚等南美洲国家也发生着同样的悲剧。
苦于土壤侵蚀的不仅仅是发展中国家，美国也面临着同样的土壤危机。
1982年的调查结果表明，44％的农田有水土流失，每年从1.68亿公顷的农田中流失的土壤量达64亿吨。作为最大的农产品出口国，美国的农业根基已经开始动摇。
沙漠化是对世界农业造成的另一个重大威胁。据1977年联合国关于沙漠化会议的统计，全世界已受沙漠化威胁和将受沙漠化影响的土地达3800万平方千米，约相当于4个中国的国土面积。全球因沙漠化失去的土地，每年都高达600万公顷。在我国每年有1500多平方千米的土地沙漠化。目前，地球上沙漠及沙漠化土地面积共4560.8万平方千米，占土地面积的35％。世界上150多个国家和地区中，至少有2／3受到沙漠化影响，15％的人口受到沙漠化的威胁。如果沙漠化继续这样发展下去，到20世纪末，仅因沙漠化损失的耕地就将占目前耕地的1／3。
是什么原因引起土地沙漠化呢？据土壤学家研究，主要是由于过度放牧、大风侵蚀和气候干旱所致。
为了保持一片草原的生产力，其牧草的生产量必须大于牲畜的消耗量。
如果牧草的生产量降到牲畜消耗量的水平以下，这时继续放牧就会直接地破坏牧草的再生能力，使草原成为荒漠状的不毛之地。半个世纪以来，我国北方5万平方千米新沙漠的形成，其中一个重要原因，就是过度放牧。
从森林到草原再到荒漠的转变，是与降雨量的逐渐减少、天气干旱逐渐加剧相一致的。目前沙漠化地区主要分布在荒漠边缘干旱和半干旱的草原区。在这类地区雨量稀少，蒸发量大，气候干旱、多风，植被一旦被破坏，土壤就会受到严重风蚀，造成土壤沙漠化。在过去50年中，撒哈拉沙漠南部边缘适于农业或集约放牧的65万平方千米土地，已经消失在沙漠中。同时，沙漠也在慢慢地向地中海方向移动。
在我国北方，沙漠化土地面积共达32.8万平方千米，共影响到12个省（区）212个县（旗）的近3500万人口，威胁到将近1亿亩的草场和耕地。
初步调查资料表明，近半个世纪以来沙漠化土地平均每年扩大1560平方千米，特别是在半干旱地带的农牧交错地区，土地沙漠化最为显著。在这些地区，粮食多年平均产量仅为15～35千克／亩。