تربة

التربة ، التي تُعرف أيضاً باسم الأرض ، هي خليط من المواد العضوية والمعادن والغازات والماء والكائنات الحية التي تدعم حياة النباتات والكائنات الحية الدقيقة في التربة . وتُفرّق بعض التعريفات العلمية بين التراب والتربة ، حيث يقتصر استخدام مصطلح التراب على التربة المُزاحة من مكانها .

تتكون التربة من مجموعة صلبة من المعادن والمواد العضوية ( مصفوفة التربة )، بالإضافة إلى طور مسامي ( المسام ) يحتوي على الغازات ( غلاف التربة الجوي )، وطور سائل يحتوي على الماء والمواد المذابة، العضوية وغير العضوية، في صورة أيونية أو جزيئية ( محلول التربة ). ^{[ 1 ] [ 2 ]} وبناءً على ذلك، تُعد التربة نظامًا معقدًا ثلاثي الحالات من المواد الصلبة والسائلة والغازية. ^{[ 3 ]} التربة نتاج عدة عوامل: تأثير المناخ ، والتضاريس (الارتفاع، والاتجاه، وانحدار الأرض)، والكائنات الحية، والمواد الأم للتربة (المعادن الأصلية) التي تتفاعل مع مرور الوقت. ^{[ 4 ]} وهي تخضع باستمرار للتطور من خلال العديد من العمليات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية، والتي تشمل التجوية وما يصاحبها من تآكل . ^{[ 5 ]} نظرًا لتعقيدها وترابطها الداخلي القوي ، يعتبر علماء بيئة التربة التربة نظامًا بيئيًا . ^{[ 6 ]}

تتراوح الكثافة الظاهرية الجافة لمعظم أنواع التربة (كثافة التربة مع مراعاة الفراغات عند جفافها) بين 1.1 و1.6  غ/سم³ ^{، على الرغم من أن} كثافة جزيئات التربة أعلى بكثير، إذ تتراوح بين 2.6 و2.7  غ/سم³ ^. [ ^{7 ] وقليل} من تربة كوكب الأرض أقدم من العصر البليستوسيني ، ولا يوجد أي منها أقدم من العصر السينوزوي ، ^{[ 8 ]} مع أن التربة المتحجرة محفوظة منذ العصر الأركي . ^{[ 9 ]}

يُطلق على كتلة التربة على سطح الأرض مجتمعةً اسم الغلاف الأرضي . ويتفاعل الغلاف الأرضي مع الغلاف الصخري ، والغلاف المائي ، والغلاف الجوي ، والغلاف الحيوي . ^{[ 10 ]} وللتربة أربع وظائف مهمة :

• كوسيط لنمو النبات
• كوسيلة لتخزين المياه ، وإمدادات المياه ، وتنقية المياه
• كمعدل للغلاف الجوي للأرض
• كموئل للكائنات الحية في التربة

كل هذه الوظائف بدورها تعمل على تعديل التربة وخصائصها.

ينقسم علم التربة إلى فرعين أساسيين: علم التربة (Edaphology ) وعلم البيدولوجيا (Pedology ). يدرس علم التربة تأثير التربة على الكائنات الحية. ^{[ 11 ]} ويركز علم البيدولوجيا على تكوين التربة ووصفها (مورفولوجيتها) وتصنيفها في بيئتها الطبيعية. ^{[ 12 ]} ومن الناحية الهندسية ، تُدرج التربة ضمن المفهوم الأوسع للغطاء الصخري (Regolith )، الذي يشمل أيضًا المواد السائبة الأخرى التي تقع فوق الصخور الأساسية ، كما هو الحال على سطح القمر والأجرام السماوية الأخرى . ^{[ 13 ]}

تُعدّ التربة وسطًا هندسيًا ، وموئلًا للكائنات الحية الدقيقة ، ونظامًا لإعادة تدوير المغذيات والنفايات العضوية ، ومنظمًا لجودة المياه ، ومُعدِّلًا لتكوين الغلاف الجوي ، ووسطًا لنمو النباتات ، مما يجعلها مصدرًا بالغ الأهمية لخدمات النظام البيئي . ^{[ 14 ]} ونظرًا لتنوع البيئات والمواطن المتاحة في التربة، فإنها تحتوي على جزء كبير من التنوع الجيني للأرض . إذ يمكن أن يحتوي غرام واحد من التربة على مليارات الكائنات الحية، تنتمي إلى آلاف الأنواع، معظمها ميكروبية، ولا يزال الكثير منها غير مستكشف. [ ^{15 ] [ 16 ] ويبلغ} متوسط ​​كثافة بدائيات النوى في التربة حوالي 10⁸ كائن ^حي لكل غرام، ^{[ 17 ]} بينما لا يتجاوز عدد بدائيات النوى في المحيط 10⁷ ^كائن حي لكل ملليلتر (غرام) من مياه البحر. ^{[ 18 ]} يعود الكربون العضوي الموجود في التربة في نهاية المطاف إلى الغلاف الجوي من خلال عملية التنفس التي تقوم بها الكائنات الحية غيرية التغذية ، ولكن جزءًا كبيرًا منه يبقى في التربة على شكل مادة عضوية . وعادةً ما تزيد عمليات الحراثة من معدل تنفس التربة ، مما يؤدي إلى استنزاف المادة العضوية فيها. ^{[ 19 ]} ولأن جذور النباتات تحتاج إلى الأكسجين، فإن التهوية تُعدّ سمةً مهمةً للتربة. ويمكن تحقيق هذه التهوية عبر شبكات من مسامات التربة المتصلة ، والتي تمتص مياه الأمطار وتحتفظ بها، مما يجعلها متاحةً بسهولة لامتصاصها من قِبل النباتات. ^{[ 20 ]} ولأن النباتات تحتاج إلى إمداد شبه مستمر من الماء، ولكن معظم المناطق تتلقى أمطارًا متقطعة، فإن قدرة التربة على الاحتفاظ بالماء تُعدّ حيويةً لبقاء النباتات. ^{[ 21 ]}

تُزيل التربة الشوائب بفعالية، ^{[ 22 ]} وتقتل مسببات الأمراض، ^{[ 23 ]} وتُحلل الملوثات ، وتُعرف هذه الخاصية الأخيرة بالتخفيف الطبيعي . ^{[ 24 ]} عادةً، تحافظ التربة على امتصاص صافٍ للأكسجين والميثان ، وتُطلق صافيًا لثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز . ^{[ 25 ]} تُوفر التربة للنباتات الدعم المادي، والهواء، والماء، وتُعدّل درجة الحرارة، والمغذيات، والحماية من السموم. ^{[ 26 ]} تُوفر التربة مغذيات متاحة بسهولة للنباتات والحيوانات عن طريق تحويل المواد العضوية الميتة إلى أشكال مختلفة من المغذيات. ^{[ 27 ]}

تُعدّ التربة عنصرًا أساسيًا في النظام البيئي للأرض . وتتأثر النظم البيئية في العالم بشكلٍ واسع النطاق بالعمليات التي تحدث في التربة، وتتراوح آثارها بين استنزاف طبقة الأوزون والاحتباس الحراري وتدمير الغابات المطيرة وتلوث المياه . وفيما يتعلق بدورة الكربون على الأرض ، تعمل التربة كمخزنٍ هام للكربون ، ^{[ 28 ]} وهي من أكثر العناصر استجابةً للاضطرابات البشرية ^{[ 29 ]} وتغير المناخ . ^{[ 30 ]} ومع ارتفاع درجة حرارة الكوكب، يُتوقع أن تُضيف التربة ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي نتيجةً لزيادة النشاط البيولوجي عند درجات الحرارة المرتفعة، وهو ما يُعرف بالتغذية الراجعة الإيجابية (التضخيم). ^{[ 31 ]} إلا أن هذا التوقع قد أُثيرت حوله تساؤلاتٌ في ضوء المعرفة الحديثة حول دورة الكربون في التربة . ^{[ 32 ]}

تتكون التربة النموذجية من حوالي 50% مواد صلبة (45% معادن و5% مواد عضوية)، و50% مسامات (أو فراغات) يشغل نصفها الماء والنصف الآخر الغاز. ^{[ 33 ]} يمكن اعتبار نسبة المعادن والمواد العضوية في التربة ثابتة (على المدى القصير)، بينما تُعتبر نسبة الماء والغاز متغيرة للغاية، حيث يقابل ارتفاع أحدهما انخفاض في الآخر. ^{[ 34 ]} تسمح المسامات بتسرب الهواء والماء وحركتهما، وكلاهما ضروريان للحياة في التربة. ^{[ 35 ]} يؤدي انضغاط التربة ، وهي مشكلة شائعة، خاصةً تحت حركة الآلات الثقيلة، ^{[ 36 ]} إلى تقليل هذه المسامات، مما يمنع وصول الهواء والماء إلى جذور النباتات والكائنات الحية الدقيقة في التربة. ^{[ 37 ]}

مع مرور الوقت الكافي، تتطور التربة غير المتمايزة لتشكل قطاعًا ترابيًا يتكون من طبقتين أو أكثر، تُعرف باسم آفاق التربة . وتختلف هذه الآفاق في خاصية أو أكثر، مثل نسيجها ، وبنيتها ، وكثافتها ، ومساميتها ، وقوامها ، ودرجة حرارتها، ولونها، وتفاعليتها . ^{[ 8 ]} وتختلف هذه الآفاق اختلافًا كبيرًا في سمكها، وعادةً ما تفتقر إلى حدود واضحة؛ ويعتمد تطورها على نوع المادة الأم ، والعمليات التي تُعدّل هذه المواد (مثل التجوية المعدنية )، وعوامل تكوين التربة التي تؤثر على هذه العمليات. وتكون التأثيرات البيولوجية على خصائص التربة (مثل الاضطراب الحيوي ) أقوى بالقرب من السطح، بينما تزداد التأثيرات الجيوكيميائية على خصائص التربة مع العمق. وتتضمن قطاعات التربة الناضجة عادةً ثلاثة آفاق رئيسية: A وB وC. ويشمل سطح التربة عادةً الأفقين A وB. ويقتصر المكون الحي للتربة إلى حد كبير على سطح التربة، ويكون أكثر بروزًا في الأفق A. ^{[ 38 ]} لقد اقتُرح أن البيدون ، وهو عمود من التربة يمتد عموديًا من السطح إلى المادة الأم الكامنة تحته ويكون كبيرًا بما يكفي لإظهار خصائص جميع آفاقه، يمكن تقسيمه إلى هيوميبيدون (الجزء الحي، حيث تعيش معظم الكائنات الحية الدقيقة في التربة، وهو ما يتوافق مع شكل الدبال )، وكوبيدون (في موقع وسيط، حيث تحدث معظم عمليات تجوية المعادن)، وليثوبيدون ( المتصل بالتربة التحتية). ^{[ 39 ]}

يتم تحديد نسيج التربة من خلال النسب النسبية للجسيمات الفردية من الرمل والطمي والطين التي تشكل التربة .

يؤدي تفاعل جزيئات المعادن الفردية مع المواد العضوية والماء والغازات عبر العمليات الحيوية وغير الحيوية إلى تكتل هذه الجزيئات (التصاقها ببعضها) لتشكيل تجمعات أو كتل . ^{[ 40 ]} وعندما يمكن تحديد هذه التجمعات، يمكن القول إن التربة قد تطورت، ويمكن وصفها بشكل أكبر من حيث اللون والمسامية والقوام والتفاعل ( الحموضة )، وما إلى ذلك.

يُعدّ الماء عاملاً حاسماً في تكوين التربة، نظراً لدوره في إذابة المواد المكونة لها، وترسيبها، وتعريتها، ونقلها، وترسيبها. ^{[ 41 ]} يُطلق على مزيج الماء والمواد المذابة أو العالقة التي تشغل مسام التربة اسم محلول التربة . ولأن ماء التربة ليس ماءً نقياً، بل يحتوي على مئات المواد العضوية والمعدنية المذابة، فمن الأدق تسميته بمحلول التربة . يلعب الماء دوراً محورياً في إذابة المعادن وترسيبها وغسلها من قطاع التربة . وأخيراً، يؤثر الماء على نوع الغطاء النباتي الذي ينمو في التربة، والذي بدوره يؤثر على تكوينها، وهي حلقة تغذية راجعة معقدة تتجلى في ديناميكيات أنماط الغطاء النباتي الشريطية في المناطق شبه القاحلة . ^{[ 42 ]}

تُزوّد ​​التربة النباتات بالعناصر الغذائية ، التي يُثبّت معظمها في مكانه بواسطة جزيئات الطين والمواد العضوية ( الغرويات ) ^{[ 43 ].} قد تُمتصّ هذه العناصر الغذائية على أسطح معادن الطين ، أو ترتبط داخل معادن الطين ( ممتصة )، أو ترتبط داخل المركبات العضوية كجزء من الكائنات الحية أو المواد العضوية الميتة في التربة (الدبال) ^{[ 44 ]} . تتفاعل هذه العناصر الغذائية المرتبطة مع ماء التربة لتنظيم تركيب محلول التربة (تخفيف التغيرات في محلول التربة) عند ترطيب التربة أو جفافها، أو عند امتصاص النباتات للعناصر الغذائية، أو عند غسل الأملاح، أو عند إضافة الأحماض أو القلويات ^{[ 45 ] .}

يتأثر توافر العناصر الغذائية للنباتات بدرجة حموضة التربة ، وهي مقياس لنشاط أيونات الهيدروجين في محلول التربة. وتعتمد درجة حموضة التربة على العديد من العوامل المكونة لها، وتكون عمومًا أقل (أكثر حمضية) في المناطق التي تكون فيها عمليات التجوية أكثر تقدمًا. ^{[ 46 ]}

معظم العناصر الغذائية النباتية، باستثناء النيتروجين المثبت من الغلاف الجوي ، مصدرها المعادن المكونة للمادة الأم للتربة . كما يأتي بعض النيتروجين من مياه الأمطار على شكل حمض نيتريك مخفف وأمونيا ، ^{[ 47 ]} ولكن معظم النيتروجين متوفر في التربة نتيجة لتثبيته بواسطة البكتيريا المثبتة للنيتروجين (مثل البكتيريا الزرقاء ذات الخلايا المتغايرة ، وبكتيريا كلوستريديوم ). وبمجرد دخولها إلى نظام التربة والنبات، تُعاد تدوير معظم العناصر الغذائية عبر الكائنات الحية، ومخلفات النباتات والكائنات الدقيقة ( المادة العضوية في التربة )، والأشكال المرتبطة بالمعادن ( الدبال )، ومحلول التربة. وتُعد كل من الكائنات الحية الدقيقة في التربة (الكائنات الدقيقة والحيوانات وجذور النباتات) والمادة العضوية في التربة ذات أهمية بالغة لهذه العملية، وبالتالي لتكوين التربة وخصوبتها . ^{[ 48 ]} ​​قد تُحرر الإنزيمات الميكروبية العناصر الغذائية من المعادن أو المواد العضوية لتستخدمها النباتات والكائنات الحية الدقيقة الأخرى، أو تعزلها (تدمجها) في الخلايا الحية، أو تتسبب في فقدانها من التربة عن طريق التبخر (فقدانها في الغلاف الجوي على شكل غازات) أو الترشيح. ^{[ 49 ]}

يُقال إن التربة تتشكل عندما تتراكم المواد العضوية وتُغسل الغرويات إلى الأسفل، تاركةً رواسب من الطين والدبال وأكسيد الحديد والكربونات والجبس ، مُنتجةً طبقة مميزة تُسمى الأفق B. هذا تعريفٌ تقريبي إلى حدٍ ما، إذ أن مخاليط الرمل والطمي والطين والدبال كانت تدعم النشاط البيولوجي والزراعي قبل ذلك. ^{[ 50 ]} تنتقل هذه المكونات من مستوى إلى آخر بفعل الماء ( الترشيح ) والنشاط الحيواني ( التقليب الحيوي ). ونتيجةً لذلك، تتشكل طبقات (آفاق) في قطاع التربة. يُؤدي التغير ( التجوية ) وحركة المواد داخل التربة إلى تكوين آفاق تربة مميزة . مع ذلك، تشمل التعريفات الأحدث للتربة أنواعًا من التربة خالية من أي مواد عضوية، مثل تلك التربة السطحية التي تشكلت على سطح المريخ ^{[ 51 ]} والظروف المماثلة في صحاري كوكب الأرض . ^{[ 52 ]}

يبدأ تكوين التربة، على سبيل المثال، بتجوية الصخور الأساسية المتدفقة من الحمم البركانية ، مما ينتج عنه المادة الأم المعدنية التي تتشكل منها بنية التربة . ويحدث تكوين التربة بأسرع ما يمكن من الصخور العارية للتدفقات الحديثة في المناخ الدافئ، مع هطول أمطار غزيرة ومتكررة. في ظل هذه الظروف، تستقر النباتات (في المرحلة الأولى ، الأشنات المثبتة للنيتروجين والبكتيريا الزرقاء ، ثم النباتات العليا الملتصقة بالصخور ) بسرعة كبيرة على الحمم البازلتية ، على الرغم من قلة المواد العضوية فيها. ^{[ 53 ]} وتتعرض المعادن البازلتية للتجوية بسرعة نسبية، وفقًا لسلسلة غولدتش للذوبان . ^{[ 54 ]} وتدعم الصخور المسامية النباتات، إذ تمتلئ بالماء الغني بالعناصر الغذائية الذي يحمل المعادن المذابة من الصخور. أما الشقوق والجيوب، وهي تضاريس محلية للصخور، فتحوي مواد دقيقة وتؤوي جذور النباتات. ترتبط جذور النباتات النامية بفطريات الميكوريزا المُحللة للمعادن ^{[ 55 ]} التي تُساعد في تفتيت الحمم البركانية المسامية، وبهذه الطريقة تتراكم المواد العضوية والتربة المعدنية الدقيقة مع مرور الوقت. وقد وُصفت هذه المراحل الأولية لتطور التربة على البراكين ^{[ 56 ]} ، والجبال المعزولة ^{[ 57 ]} ، والتلال الجليدية ^{[ 58 ] .}

تخضع عملية تكوين التربة لخمسة عوامل مترابطة هي: المناخ (CL) ، والكائنات الحية (O) ، والتضاريس (R )، والمادة الأم (P)، والزمن (T)، والتي تُسهم مجتمعةً في تطور التربة ونموها. ^{[ 59 ]} ويُشار إلى عوامل تكوين التربة عادةً بالاختصار CLORPT. ^{[ 60 ]}

تُصنّف الخصائص الفيزيائية للتربة، تنازليًا حسب أهميتها لخدمات النظام البيئي كإنتاج المحاصيل ، إلى: النسيج ، والبنية ، والكثافة الظاهرية ، والمسامية ، والتماسك، ودرجة الحرارة ، واللون ، والمقاومة الكهربائية . ^{[ 61 ]} يتحدد نسيج التربة بنسبة أنواع جزيئات المعادن الثلاثة المكونة لها، والتي تُسمى مكونات التربة المنفصلة: الرمل ، والطمي ، والطين . وعلى نطاق أوسع، تتكون تراكيب التربة، التي تُسمى الكتل الترابية أو ما يُعرف أكثر بتجمعات التربة، من مكونات التربة المنفصلة عندما تُغطي أكاسيد الحديد ، والكربونات ، والطين، والسيليكا ، والدبال ، الجزيئات ، مما يؤدي إلى التصاقها في تراكيب ثانوية أكبر حجمًا وأكثر استقرارًا نسبيًا. ^{[ 62 ]} تُعد الكثافة الظاهرية للتربة ، عند تحديدها في ظروف رطوبة قياسية ، مؤشرًا على مدى انضغاط التربة . ^{[ 63 ]} تتكون مسامية التربة من الفراغات الموجودة في حجمها، والتي تشغلها الغازات أو الماء. أما تماسك التربة فهو قدرة مكوناتها على التماسك. وتُعد درجة حرارة التربة ولونها من الخصائص المميزة لها. تشير المقاومة النوعية إلى مقاومة توصيل التيارات الكهربائية ، وتؤثر على معدل تآكل الهياكل المعدنية والخرسانية المدفونة في التربة. ^{[ 64 ]} وتختلف هذه الخصائص باختلاف عمق قطاع التربة، أي باختلاف طبقاتها . وتحدد معظم هذه الخصائص تهوية التربة وقدرة الماء على التسرب والاحتفاظ به داخلها . ^{[ 65 ]}

يمكن قياس محتوى الماء في التربة بالحجم أو الوزن . ومستويات رطوبة التربة، مرتبة تنازليًا حسب محتوى الماء، هي: التشبع ، السعة الحقلية ، نقطة الذبول ، الجفاف الهوائي، والجفاف التام. تصف السعة الحقلية حالة التربة الرطبة بعد تصريفها، حيث يصل محتوى الماء فيها إلى حالة توازن مع الجاذبية. ويؤدي ري التربة فوق السعة الحقلية إلى فقدان الماء بالتسرب . أما نقطة الذبول، فتصف الحد الأقصى للجفاف اللازم لنمو النباتات. وخلال موسم النمو، لا تتأثر رطوبة التربة بالمجموعات الوظيفية للنباتات أو تنوع أنواعها ، بينما تتغير تبعًا لتكوين الأنواع . ^{[ 66 ]}

تُعرف السعة المائية المتاحة بأنها كمية الماء الموجودة في التربة والمتاحة للنباتات. ومع انخفاض محتوى الماء، تضطر النباتات إلى بذل جهد أكبر لمقاومة قوى الالتصاق والامتصاص المتزايدة لامتصاص الماء. ويساهم تنظيم الري في تجنب إجهاد الرطوبة عن طريق تعويض الماء المستنفد قبل حدوث الإجهاد . ^{[ 67 ] [ 68 ]}

تُعدّ الخاصية الشعرية مسؤولة عن نقل المياه الجوفية من المناطق الرطبة في التربة إلى المناطق الجافة. وتعتمد تصاميم الريّ السفلي (مثل أحواض الريّ الذاتي ، وأحواض الزراعة ذات الريّ السفلي ) على الخاصية الشعرية لتزويد جذور النباتات بالماء. وقد تؤدي الخاصية الشعرية إلى زيادة تركيز الأملاح نتيجة التبخر، مما يُسبب تدهور التربة من خلال التملّح . ^{[ 69 ]}

يمكن قياس رطوبة التربة - أي قياس محتوى الماء في التربة، والذي يمكن التعبير عنه من حيث الحجم أو الوزن - باستخدام مجسات موضعية (مثل مجسات السعة الكهربائية ، ومجسات النيوترونات )، أو باستخدام تقنيات الاستشعار عن بعد . ويُعد قياس رطوبة التربة عاملاً مهماً في تحديد التغيرات في النشاط البيولوجي للتربة. ^{[ 66 ]}

يختلف جو التربة، أو غاز التربة ، اختلافًا كبيرًا عن الغلاف الجوي العلوي. يؤدي استهلاك الأكسجين من قِبَل الكائنات الدقيقة وجذور النباتات، وإطلاقها لثاني أكسيد الكربون ، إلى انخفاض الأكسجين وزيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون. يبلغ تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي _0.04 %، ولكنه قد يتراوح في مسام التربة من 10 إلى 100 ضعف هذا المستوى، مما قد يُسهم في تثبيط تنفس الجذور. ^{[ 70 ]} تُنظِّم التربة الكلسية تركيز ثاني أكسيد الكربون عن طريق _{التخزين} المؤقت للكربونات ، على عكس التربة الحمضية التي يتراكم فيها كل ثاني أكسيد الكربون _الناتج عن التنفس في نظام مسام التربة. ^{[ 71 ]} عند المستويات القصوى، يُصبح ثاني أكسيد الكربون _سامًا . ^{[ 72 ]} يُشير هذا إلى إمكانية وجود آلية تحكم سلبية في تركيز ثاني أكسيد _{الكربون} في التربة من خلال تأثيراته المُثبِّطة على تنفس الجذور والكائنات الدقيقة (المعروف أيضًا بتنفس التربة ). ^{[ 73 ]} بالإضافة إلى ذلك، تكون مسامات التربة مشبعة ببخار الماء ، على الأقل حتى نقطة أقصى استرطابية ، وبعدها يحدث نقص في ضغط البخار في مسامات التربة. ^{[ 35 ]} المسامية الكافية ضرورية، ليس فقط للسماح بتغلغل الماء، ولكن أيضًا للسماح للغازات بالانتشار داخل التربة وخارجها. وتتم حركة الغازات عن طريق الانتشار من التركيزات العالية إلى التركيزات المنخفضة، ويتناقص معامل الانتشار مع انضغاط التربة . ^{[ 74 ]} ينتشر الأكسجين من الغلاف الجوي العلوي في التربة حيث يُستهلك، وتنتشر مستويات ثاني أكسيد الكربون التي تتجاوز مستويات الغلاف الجوي العلوي إلى الخارج مع غازات أخرى (بما في ذلك غازات الاحتباس الحراري ) وكذلك بخار الماء . ^{[ 75 ]} يؤثر نسيج التربة وبنيتها بشكل كبير على مساميتها وانتشار الغازات فيها . إنّ إجمالي مساحة المسام ( المسامية ) في التربة، وليس حجم المسام، ودرجة ترابط المسام (أو على العكس من ذلك، إحكام إغلاق المسام)، بالإضافة إلى محتوى الماء واضطراب الهواء ودرجة الحرارة، هي التي تحدد معدل انتشار الغازات داخل التربة وخارجها. ^{[ 76 ] [ 75 ]} بلاتييعيق تركيب التربة وانضغاطها (انخفاض مساميتها) تدفق الغازات، وقد يشجع نقص الأكسجين البكتيريا اللاهوائية على اختزال (نزع الأكسجين) النترات ₍ NO₃ ) إلى غازات النيتروجين ( _N₂ ) وأكسيد النيتروز (N₂O ) وأكسيد _{النيتريك} (NO)، والتي تُفقد بعد ذلك إلى الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى استنزاف النيتروجين من التربة، وهي عملية ضارة تُسمى نزع النيتروجين . ^{[ 77 ]} كما تُعد التربة المهواة مُستودعًا صافيًا للميثان (CH₄ ₎ [ ^{78 ] ،} ولكنها تُصبح مُنتِجًا صافيًا للميثان (وهو غاز دفيئة قوي يحبس الحرارة ) عندما تُستنزف التربة من الأكسجين وتتعرض لدرجات حرارة مرتفعة. ^{[ 79 ]}

يُعدّ الغلاف الجوي للتربة أيضًا مصدرًا لانبعاثات المركبات العضوية المتطايرة ، إلى جانب أكاسيد الكربون والنيتروجين، من مختلف الكائنات الحية الدقيقة في التربة، مثل الجذور ^{[ 80 ]} ، والبكتيريا ^{[ 81 ]} ، والفطريات ^{[ 82]، والحيوانات [83 ]} . ^{تُستخدم هذه المركبات} المتطايرة كإشارات كيميائية، مما يجعل الغلاف الجوي للتربة مركزًا لشبكات التفاعل ^{[ 84 ] [ 85 ]} التي تلعب دورًا حاسمًا في استقرار النظم البيئية للتربة وديناميكيتها وتطورها ^{[ 86 ]} . يتم تبادل المركبات العضوية المتطايرة ذات الأصل الحيوي في التربة مع الغلاف الجوي فوق سطح الأرض، حيث تكون أقل بمقدار يتراوح بين 1 و2 رتبة من حيث الحجم من تلك المنبعثة من الغطاء النباتي فوق سطح الأرض ^{[ 87 ] .}

يمكن للبشر الحصول على فكرة عن جو التربة من خلال الرائحة المعروفة "بعد المطر"، عندما تغسل مياه الأمطار المتسربة جو التربة بالكامل بعد فترة جفاف، أو عندما يتم حفر التربة، ^{[ 88 ]} وهي خاصية جماعية تُعزى بطريقة اختزالية إلى مركبات كيميائية حيوية معينة مثل رائحة الأرض بعد المطر أو الجيوسمين .

يمكن تصنيف جزيئات التربة حسب تركيبها الكيميائي ( علم المعادن ) وحجمها. ويحدد توزيع حجم جزيئات التربة، أي نسيجها ، العديد من خصائصها، ولا سيما الموصلية الهيدروليكية والجهد المائي ، ^{[ 89 ]} إلا أن علم المعادن في هذه الجزيئات قد يُعدّل هذه الخصائص بشكل كبير. ويُعدّ علم المعادن في أدق جزيئات التربة، أي الطين ، ذا أهمية خاصة. ^{[ 90 ]}

تعيش أعداد كبيرة من الكائنات الدقيقة والحيوانات والنباتات والفطريات في التربة ^{. [ 91} ] ومع ذلك، فإن دراسة التنوع البيولوجي في التربة أكثر صعوبة لأن معظم هذه الكائنات غير مرئية، ولذلك كانت التقديرات المتعلقة بالتنوع البيولوجي في التربة غير مرضية. أشارت دراسة حديثة إلى أن التربة قد تكون موطنًا لـ 59 ± 15% من أنواع الكائنات الحية على الأرض. وتُعدّ ديدان الأصيص ( Enchytraeidae ) الأكثر انتشارًا في التربة (98.6%)، تليها الفطريات (90%)، ثم النباتات (85.5%)، وأخيرًا النمل الأبيض ( Isoptera ) (84.2%). كما أن العديد من مجموعات الحيوانات الأخرى لديها نسب كبيرة من الأنواع التي تعيش في التربة، مثل حوالي 30% من الحشرات ، وقرابة 50% من العنكبيات . ^{[ 92 ]} في حين أن معظم الفقاريات تعيش فوق سطح الأرض (باستثناء الأنواع المائية)، فإن العديد من الأنواع تعيش تحت الأرض ، أي أنها تعيش في التربة (مثل الخلد ، والجرذان الجيبية ، والفئران الحقلية ، والثعابين العمياء )، وهو تكيف مع الحياة تحت الأرض يُعتقد أنه موروث من الأزمات البيئية العالمية السابقة . ^{[ 93 ]}

تُحدد التركيبة الكيميائية للتربة قدرتها على توفير العناصر الغذائية اللازمة للنباتات ، وتؤثر على خصائصها الفيزيائية وصحة الكائنات الحية فيها. كما تُحدد هذه التركيبة أيضًا قابليتها للتآكل ، واستقرارها، وقدرتها على امتصاص الملوثات وترشيح المياه. وتُحدد التركيبة الكيميائية السطحية للغرويات المعدنية والعضوية الخصائص الكيميائية للتربة. ^{[ 94 ]} الغروي عبارة عن جسيم صغير غير قابل للذوبان، يتراوح حجمه بين 1 نانومتر و1 ميكرومتر ، وهو صغير بما يكفي ليبقى معلقًا بفعل الحركة البراونية في وسط سائل دون أن يترسب. ^{[ 95 ]} تحتوي معظم أنواع التربة على جسيمات غروية عضوية تُسمى الدبال، بالإضافة إلى جسيمات غروية غير عضوية من الطين . تُعطي المساحة السطحية النوعية العالية جدًا للغرويات وشحناتها الكهربائية الصافية التربة قدرتها على الاحتفاظ بالأيونات وإطلاقها. تجذب المواقع سالبة الشحنة على الغرويات الكاتيونات وتطلقها فيما يُعرف بتبادل الكاتيونات . تُعرَّف سعة التبادل الكاتيوني بأنها كمية الكاتيونات القابلة للتبادل لكل وحدة وزن من التربة الجافة، وتُقاس بوحدات الملي مكافئ من الأيونات الموجبة الشحنة  لكل 100 غرام من التربة (أو سنتيمولات من الشحنة الموجبة لكل كيلوغرام من التربة؛ cmol _c /kg ). وبالمثل، يمكن للمواقع الموجبة الشحنة على الغرويات أن تجذب وتطلق الأنيونات في التربة، مما يُكسب التربة سعة التبادل الأنيوني .

سبعة عشر عنصرًا أو مغذيًا ضرورية لنمو النبات وتكاثره. وهي: الكربون (C)، والهيدروجين (H)، والأكسجين (O)، والنيتروجين (N)، والفوسفور (P)، والبوتاسيوم (K)، والكبريت (S)، والكالسيوم (Ca)، والمغنيسيوم (Mg)، والحديد (Fe)، والبورون (B)، والمنغنيز (Mn)، والنحاس (Cu) ، والزنك (Zn)، والموليبدينوم (Mo)، والنيكل (Ni)، والكلور (Cl). ^{[ 153 ] [ 154 ] [ 155 ]} تُعتبر المغذيات اللازمة للنباتات لإكمال دورة حياتها مغذيات أساسية . أما المغذيات التي تُحسّن نمو النباتات ولكنها ليست ضرورية لإكمال دورة حياتها فتُعتبر مغذيات غير أساسية. باستثناء الكربون والهيدروجين والأكسجين، التي يتم الحصول عليها من ثاني أكسيد الكربون والماء، والنيتروجين، الذي يتم الحصول عليه من خلال تثبيت النيتروجين، ^{[ 155 ]} فإن المغذيات الأخرى تُستمد في الأصل من المكونات المعدنية للتربة. ينص قانون الحد الأدنى على أنه عندما لا يكون الشكل المتاح لأحد العناصر الغذائية متوفرًا بنسبة كافية في محلول التربة، لا تستطيع النبتة امتصاص العناصر الغذائية الأخرى بالمعدل الأمثل. ^{[ 156 ]} وبالتالي، فإن نسبة معينة من العناصر الغذائية ( القياس المتكافئ ) في محلول التربة ضرورية لتحسين نمو النبات، وهي قيمة قد تختلف عن نسب العناصر الغذائية المحسوبة من تركيب النبات. ^{[ 157 ]}

لا يمكن للنباتات امتصاص العناصر الغذائية إلا إذا كانت موجودة في صورة قابلة للامتصاص. في معظم الحالات، تُمتص العناصر الغذائية في صورة أيونية من ماء التربة (أو معه). على الرغم من أن المعادن هي مصدر معظم العناصر الغذائية، وأن معظم العناصر الغذائية في التربة موجودة في صورة بلورية داخل المعادن الأولية والثانوية ، إلا أنها تتحلل ببطء شديد لا يكفي لدعم نمو النبات السريع. على سبيل المثال، نادرًا ما يوفر استخدام المعادن المطحونة ناعمًا، مثل الفلسبار والأباتيت ، في التربة الكميات اللازمة من البوتاسيوم والفوسفور بمعدل كافٍ لنمو النبات بشكل جيد، لأن معظم العناصر الغذائية تبقى مرتبطة ببلورات هذه المعادن. ^{[ 158 ]} ومع ذلك، تستطيع النباتات تحفيز تحلل المعادن ، وبالتالي زيادة توافر العناصر الغذائية المرتبطة بها، من خلال عمليات مختلفة، مباشرة (مثل عوامل التجوية مثل ^ثاني أكسيد الكربون والأحماض العضوية والروابط ) وغير مباشرة (مثل الفطريات الجذرية وبكتيريا منطقة الجذور ). ^[ 159 ^{] [ 160 ] [ 161 ]}

تُوفّر العناصر الغذائية الممتصة على أسطح غرويات الطين والمواد العضوية في التربة مخزونًا أكثر سهولةً للعديد من العناصر الغذائية النباتية (مثل البوتاسيوم، والكالسيوم، والمغنيسيوم، والفوسفور، والزنك). ومع امتصاص النباتات لهذه العناصر من ماء التربة، يتم تجديد المخزون الذائب من المخزون المرتبط بالسطح. ويُعدّ تحلل المواد العضوية في التربة بواسطة الكائنات الدقيقة آليةً أخرى لتجديد مخزون العناصر الغذائية الذائبة، وهذا أمرٌ بالغ الأهمية لتوفير النيتروجين والكبريت والفوسفور والبورون المتاحة للنباتات من التربة. ^{[ 162 ]}

بالمقارنة، فإن قدرة الدبال على الاحتفاظ بالعناصر الغذائية والماء تفوق بكثير قدرة المعادن الطينية، ويعود معظم قدرة التربة على تبادل الكاتيونات إلى مجموعات الكربوكسيل المشحونة الموجودة على المادة العضوية. ^{[ 163 ]} ومع ذلك، فعلى الرغم من قدرة الدبال الملحوظة على الاحتفاظ بالماء بعد تشبعه، فإن كرهه الشديد للماء يقلل من قابليته للترطيب بعد جفافه، وهي عملية غير قابلة للانعكاس تُعرف باسم التخلف . ^{[ 164 ]} وقد تُسهم كميات صغيرة من الدبال بشكل ملحوظ في زيادة قدرة التربة على تعزيز نمو النبات. ^{[ 165 ] [ 162 ]}

تتكون المادة العضوية في التربة من مركبات عضوية ، وتشمل مواد نباتية وحيوانية وميكروبية، حية وميتة. تتكون الكتلة الحيوية للتربة النموذجية من 70% كائنات دقيقة، و22% حيوانات كبيرة، و8% جذور. قد يشمل المكون الحي لفدان من التربة 900  رطل من ديدان الأرض ، و2400  رطل من الفطريات ، و1500  رطل من البكتيريا ، و133 رطل  من الأوليات ، و890  رطل من المفصليات والطحالب . ^{[ 166 ]}

تتكون نسبة قليلة من المادة العضوية في التربة ، ذات فترة بقاء قصيرة ، من الكتلة الحيوية الميكروبية ونواتج أيض البكتيريا والفطريات والأكتينوميسيتات التي تعمل على تحليل المادة العضوية الميتة. ^{[ 167 ] [ 168 ]} ولولا عمل هذه الكائنات الدقيقة في تحويل المواد العضوية إلى معادن ، لكان ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي قد تم احتجازه بالكامل على شكل مادة عضوية في التربة. ومع ذلك، تساهم ميكروبات التربة في الوقت نفسه في احتجاز الكربون في الطبقة السطحية من التربة من خلال تكوين الدبال المستقر . ^{[ 169 ]} بهدف احتجاز المزيد من الكربون في التربة للتخفيف من ظاهرة الاحتباس الحراري ، سيكون من الأجدى على المدى الطويل تحفيز عملية تكوين الدبال بدلاً من تقليل تحلل المخلفات النباتية . ^{[ 170 ]}

يشكل الجزء الأكبر من المادة العضوية في التربة مجموعة معقدة من الجزيئات العضوية الصغيرة، تُعرف مجتمعةً باسم الدبال أو المواد الدبالية . وقد اعتُبر استخدام هذه المصطلحات، التي لا تستند إلى تصنيف كيميائي واضح، قديمًا. ^{[ 171 ]} وأظهرت دراسات أخرى أن المفهوم الكلاسيكي للجزيء غير مناسب للدبال، الذي أفلت من معظم المحاولات التي بُذلت على مدى قرنين ^من الزمن لتحليله إلى مكوناته الأساسية، ولكنه لا يزال متميزًا كيميائيًا عن السكريات المتعددة واللجنين والبروتينات . ^{[ 172} ]

معظم الكائنات الحية في التربة، بما في ذلك النباتات والحيوانات والبكتيريا والفطريات، تُحوّل العناصر الغذائية والطاقة الموجودة في المواد العضوية، وتعتمد عليها بدورها لتلبية احتياجاتها. ^{[ 173 ]} تحتوي التربة على مركبات عضوية بدرجات متفاوتة من التحلل ، وتعتمد سرعة هذا التحلل على درجة الحرارة ورطوبة التربة والتهوية. ^{[ 174 ]} تتغذى البكتيريا والفطريات على المواد العضوية الخام، والتي تتغذى عليها بدورها الأوليات ، التي تتغذى بدورها على الديدان الخيطية والديدان الحلقية والمفصليات ، القادرة بدورها على استهلاك وتحويل المواد العضوية الخام أو المتحللة. يُطلق على هذه العملية اسم شبكة الغذاء في التربة ، والتي من خلالها تتم معالجة جميع المواد العضوية كما في الجهاز الهضمي . ^{[ 175 ]} تحافظ المواد العضوية على مسامية التربة، مما يسمح بتسرب الهواء ^{[ 176 ]} والماء، ^{[ 177 ]} وقد تحتفظ التربة بما يصل إلى ضعف وزنها من الماء. ^{[ 178 ]} تحتوي العديد من أنواع التربة، بما في ذلك التربة الصحراوية والتربة الصخرية الحصوية، على القليل من المواد العضوية أو لا تحتوي عليها إطلاقًا. ^{[ 179 ]} أما التربة التي تتكون بالكامل من مواد عضوية، مثل الخث ( التربة العضوية )، فهي غير خصبة. ^{[ 180 ]} في مراحل تحللها الأولى، تُسمى المادة العضوية الأصلية غالبًا بالمادة العضوية الخام أو الطازجة. أما المرحلة النهائية من التحلل فتُسمى الدبال .

في المراعي ، يأتي معظم المادة العضوية المضافة إلى التربة من جذور الأعشاب العميقة والليفية. في المقابل، تُعد أوراق الأشجار المتساقطة على أرضية الغابة المصدر الرئيسي للمادة العضوية في تربة الغابة. ومن الاختلافات الأخرى كثرة الحرائق في المراعي، والتي تُدمر كميات كبيرة من المواد فوق سطح الأرض، لكنها تُحفز في الوقت نفسه مساهمة أكبر من الجذور. ^{[ 181 ]} كما أن الحموضة العالية تحت الغابات تُعيق عمل بعض الكائنات الحية الدقيقة في التربة، والتي من شأنها أن تُخلط معظم المخلفات السطحية مع التربة المعدنية. ^{[ 182 ]} ونتيجة لذلك، تتميز التربة تحت المراعي عمومًا بطبقة سطحية (A) أكثر سمكًا ذات توزيع أعمق للمادة العضوية مقارنةً بالتربة المماثلة تحت الغابات، والتي عادةً ما تُخزن معظم مادتها العضوية في أرضية الغابة ( الطبقة العضوية O ) وطبقة سطحية (A) رقيقة. ^{[ 183 ]}

تُعرف الطبقة الأفقية من التربة، التي تختلف خصائصها الفيزيائية وتكوينها وعمرها عن الطبقات التي تعلوها وتليها، باسم أفق التربة . ويستند تسمية الأفق إلى نوع المادة المكونة له، والتي تعكس مدة عمليات تكوين التربة . ويتم ترميزها باستخدام رموز مختصرة من الحروف والأرقام تصف الأفق من حيث لونه وحجمه وملمسه وبنيته وقوامه وكثافة الجذور ودرجة حموضته وفراغاته وخصائص حدوده ووجود العُقيدات أو التكتلات . ^{[ 184 ]} لا يحتوي أي قطاع جانبي للتربة على جميع الآفاق الرئيسية. فبعضها، ويُسمى التربة غير المكتملة التكوين (entisols )، قد يحتوي على أفق واحد فقط أو يُعتبر حاليًا بلا أفق، ولا سيما التربة الأولية من رواسب نفايات التعدين غير المُستصلحة ، ^{[ 185 ]} والتلال الجليدية ، ^{[ 186 ]} والمخاريط البركانية ^{، [ 187 ]} والكثبان الرملية أو المدرجات الفيضية . ^{[ 188 ]} قد تفتقر التربة المقطوعة بفعل الرياح أو المياه إلى الطبقات العليا، مما يؤدي إلى دفن هذه الطبقات باتجاه أسفل المنحدر، وهي عملية طبيعية تتفاقم بفعل الممارسات الزراعية كالحراثة . [ ^{189 ] يُعد} نمو الأشجار مصدرًا آخر للاضطراب، إذ يُحدث تباينًا دقيقًا يظل ظاهرًا في طبقات التربة حتى بعد موت الأشجار. ^{[ 190 ]} بالانتقال من طبقة إلى أخرى، من أعلى إلى أسفل قطاع التربة، نعود بالزمن إلى الوراء، حيث تُسجل أحداث الماضي في طبقات التربة كما في طبقات الرواسب . ^{[ 191 ]} قد يُساعد أخذ عينات من حبوب اللقاح والأميبات المغلفة وبقايا النباتات في طبقات التربة على الكشف عن التغيرات البيئية (مثل تغير المناخ ، وتغير استخدام الأراضي ) التي حدثت أثناء تكوين التربة. ^{[ 192 ]} يمكن تحديد عمر طبقات التربة بعدة طرق، مثل التأريخ بالكربون المشع ، باستخدام قطع من الفحم بشرط أن تكون كبيرة بما يكفي لتجنب اضطراب التربة الناتج عن نشاط ديدان الأرض والاضطرابات الميكانيكية الأخرى. ^{[ 193 ]} يمكن العثور على طبقات التربة الأحفورية من الترب القديمة داخل الصخور الرسوبية.^{[ 194 ]} التسلسلات، مما يسمح بدراسة البيئات الماضية.

يؤدي تعريض المادة الأم لظروف مواتية إلى تكوين تربة معدنية مناسبة بشكل هامشي لنمو النباتات ، كما هو الحال في التربة المتآكلة. ^{[ 195 ]} ينتج عن نمو الغطاء النباتي مخلفات عضوية تتساقط على الأرض كنفايات للأجزاء الهوائية للنباتات ( نفايات الأوراق ) أو تُنتج مباشرة تحت سطح الأرض لأعضاء النباتات الجوفية (نفايات الجذور)، ثم تُطلق مواد عضوية ذائبة . ^{[ 196 ]} تُنتج الطبقة العضوية السطحية المتبقية، والتي تُسمى الأفق العضوي (O )، تربة أكثر نشاطًا نتيجة لتأثير الكائنات الحية التي تعيش فيها. تستعمر الكائنات الحية المواد العضوية وتُحللها، مما يُوفر العناصر الغذائية التي يمكن أن تعيش عليها النباتات والحيوانات الأخرى. ^{[ 197 ]} بعد مرور وقت كافٍ، يتحرك الدبال إلى الأسفل ( الترشيح ، التحلل ) ويترسب ( الترسيب ) في طبقة سطحية مميزة من المواد العضوية المعدنية تُسمى الأفق A (A) ، حيث تختلط المواد العضوية بالمواد المعدنية من خلال نشاط الحيوانات الحافرة ، وهي عملية تُسمى الاضطراب الحيوي . لا تكتمل هذه العملية الطبيعية في وجود ظروف ضارة بحياة التربة مثل الحموضة الشديدة أو المناخ البارد أو التلوث، والناجمة عن تراكم المواد العضوية غير المتحللة داخل طبقة عضوية واحدة تعلو التربة المعدنية ^{[ 198 ]} وعن تجاور المواد العضوية المتحللة وجزيئات المعادن، دون اختلاط وثيق، في الطبقات المعدنية السفلية. ^{[ 199 ]}

وضع العالم الروسي فاسيلي دوكوتشاييف أحد أوائل أنظمة تصنيف التربة حوالي عام 1880. ^{[ 200 ]} وقد عُدّل هذا النظام عدة مرات على يد باحثين أمريكيين وأوروبيين، ليصبح النظام الشائع استخدامه حتى ستينيات القرن العشرين. استند هذا النظام إلى فكرة أن للتربة مورفولوجيا محددة بناءً على المواد والعوامل المكونة لها. في ستينيات القرن العشرين، بدأ نظام تصنيف مختلف بالظهور، يركز على مورفولوجيا التربة بدلاً من المواد الأصلية وعوامل تكوينها. ومنذ ذلك الحين، خضع هذا النظام لمزيد من التعديلات. ويهدف مشروع القاعدة المرجعية العالمية لموارد التربة ^{[ 201 ]} إلى إنشاء قاعدة مرجعية دولية لتصنيف التربة.

في الولايات المتحدة، يُستخدم نظام تصنيف التربة ^{[ 202 ]} . وقد وضعت هذا النظام وزارة الزراعة الأمريكية : دائرة الحفاظ على الموارد الطبيعية ، وهو حاليًا في طبعته الثانية، التي صدرت عام 1999 عن هيئة مسح التربة. ^{[ 203 ]}

تُستخدم التربة في الزراعة، حيث تُشكل الركيزة الأساسية والمصدر الرئيسي للعناصر الغذائية للنباتات. وتُحدد أنواع التربة والرطوبة المتاحة أنواع النباتات التي يُمكن زراعتها. كان علم التربة الزراعية المجال الأقدم لمعرفة التربة، قبل ظهور علم التربة في القرن التاسع عشر بزمن طويل. ومع ذلك، وكما أثبتت الزراعة الهوائية والزراعة المائية والزراعة المائية المتكاملة مع تربية الأحياء المائية ، فإن التربة ليست شرطًا أساسيًا للزراعة، وقد وُصفت أنظمة الزراعة بدون تربة بأنها مستقبل الزراعة للبشرية التي تتزايد أعدادها باستمرار. ^{[ 204 ]}

تُعدّ التربة عنصرًا أساسيًا في قطاعات التعدين والبناء وتطوير المناظر الطبيعية (المعروفة أيضًا بهندسة المناظر الطبيعية ). ^{[ 205 ]} تُشكّل التربة أساسًا لمعظم مشاريع البناء . وقد يتطلب التعدين السطحي وبناء الطرق وإنشاء السدود نقل كميات هائلة من التربة . أما التغطية بالتربة فهي ممارسة معمارية تستخدم التربة ككتلة حرارية خارجية لجدران المباني. وتُصنع العديد من مواد البناء من التربة. ويتزايد فقدان التربة نتيجة التوسع الحضري بمعدل مرتفع في العديد من المناطق، مما قد يُهدد استدامة الزراعة المعيشية . ^{[ 206 ]}

تُعدّ موارد التربة بالغة الأهمية للبيئة، فضلاً عن كونها أساسية لإنتاج الغذاء والألياف، إذ تُنتج 98.8% من الغذاء الذي يستهلكه الإنسان. ^{[ 207 ]} تُزوّد ​​التربة النباتات بالمعادن والماء عبر العديد من العمليات المُتعلّقة بتغذيتها . تمتص التربة مياه الأمطار وتُطلقها لاحقاً، ما يمنع الفيضانات والجفاف، ويُعدّ تنظيم الفيضانات أحد أهم خدمات النظام البيئي التي تُقدّمها التربة. ^{[ 208 ]} تُنقي التربة المياه أثناء تسربها عبرها. ^{[ 209 ]}

تُعدّ التربة الموطن الرئيسي أو الوحيد للعديد من الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش فيها: إذ يوجد الجزء الأكبر من التنوع البيولوجي المعروف وغير المعروف في التربة، على شكل ديدان الأرض ، وقمل الخشب ، وأم أربعة وأربعين ، وحريش ، وقواقع ، وبزاقات ، وعث ، وذباب الربيع، وديدان الإنشيترايد، والديدان الأسطوانية، والطلائعيات، والبكتيريا، والعتائق، والفطريات، والطحالب ؛ ومعظم الكائنات الحية التي تعيش فوق سطح الأرض تقضي جزءًا من دورة حياتها (كالنباتات) أو جزءًا منها ( كالحشرات ) تحت سطح الأرض. ^{[ 210 ]} ويرتبط التنوع البيولوجي فوق سطح الأرض وتحته ارتباطًا وثيقًا، ^{[ 183 ] ​​[ 211 ]} مما يجعل حماية التربة ذات أهمية قصوى لأي خطة ترميم أو حفظ .

يُعدّ المكون البيولوجي للتربة مُستودعًا بالغ الأهمية للكربون، إذ يُشكّل الكربون حوالي 57% من محتواها الحيوي. حتى في الصحاري، تُشكّل البكتيريا الزرقاء والأشنات والطحالب قشورًا بيولوجية للتربة ، تعمل على امتصاص وتخزين كميات كبيرة من الكربون عبر عملية التمثيل الضوئي . ^{[ 212 ]} وقد أدّت أساليب الزراعة والرعي المكثفة إلى تدهور التربة ^{[ 213 ]} وإطلاق جزء كبير من هذا الكربون المُخزّن في الغلاف الجوي. ^{[ 214 ]} يُمكن أن يُساهم ترميم التربة في العالم في التخفيف من آثار زيادة انبعاثات غازات الاحتباس الحراري والاحترار العالمي ، مع تحسين غلة المحاصيل وتقليل الحاجة إلى المياه. ^{[ 215 ] [ 216 ] [ 217 ]}

غالبًا ما تتضمن إدارة النفايات عنصرًا متعلقًا بالتربة. تعالج حقول الصرف الصحي مياه الصرف من خزانات التجميع باستخدام عمليات هوائية في التربة. [ ^{218 ] ويعتمد} استخدام مياه الصرف الصحي في الأراضي الزراعية على بيولوجيا التربة لمعالجة الطلب البيولوجي على الأكسجين (BOD) هوائيًا . ^{[ 219 ]} وبدلاً من ذلك، تستخدم مكبات النفايات التربة كغطاء يومي ، ^{[ 220 ]} مما يعزل رواسب النفايات عن الغلاف الجوي ويمنع الروائح الكريهة. ويُستخدم التسميد الآن على نطاق واسع لمعالجة النفايات المنزلية الصلبة هوائيًا ومياه الصرف المجففة من أحواض الترسيب . ^{[ 221 ]} وعلى الرغم من أن السماد ليس تربة، إلا أن العمليات البيولوجية التي تحدث أثناء التسميد تشبه تلك التي تحدث أثناء تحلل وتكوين الدبال من المواد العضوية في التربة . ^{[ 222 ]}

تُعدّ التربة العضوية، وخاصة الخث ، مصدراً هاماً للوقود والزراعة . كما تُستخدم تربة الخث على نطاق واسع في الزراعة في دول الشمال الأوروبي، لأن مواقع الخث، عند تجفيفها، تُوفّر تربة خصبة لإنتاج الغذاء. ^{[ 223 ]} مع ذلك، فإن مساحات واسعة من إنتاج الخث، مثل مستنقعات السفاجنوم التي تعتمد على مياه الأمطار ، والتي تُسمى أيضاً بالمستنقعات الخثية أو المستنقعات المرتفعة ، مُهددة ومحمية حالياً نظراً لأهميتها التراثية الكبيرة. ^{[ 224 ]} على سبيل المثال، تُعتبر منطقة فلو كانتري ، التي تُغطي 4000 كيلومتر مربع من السهول الخثية المتموجة في اسكتلندا، موقعاً للتراث العالمي لليونسكو . في ظل ظاهرة الاحتباس الحراري الحالية، يُعتقد أن تربة الخث تُشارك في عملية تعزيز ذاتي ( تغذية راجعة إيجابية ) لزيادة انبعاثات غازات الدفيئة ( الميثان وثاني أكسيد الكربون ) وارتفاع درجة الحرارة، ^{[ 225 ]} وهو رأي لا يزال محل نقاش عند استبدالها على نطاق الحقول، بما في ذلك تحفيز نمو النباتات. ^{[ 226 ]}

التَّغْوِيَةُ الْغَطْبِيَةُ مَمارسَةَ تناول مواد شبيهة بالتربة. يستهلك كلٌّ من الحيوانات والبشر التربة أحيانًا لأغراض طبية أو ترفيهية أو دينية. [ ^{227 ] وقد} ثبت أن بعض القرود تستهلك التربة، إلى جانب غذائها المفضل ( أوراق الأشجار وثمارها )، للتخفيف من سمية التانين. ^{[ 228 ]}

تقوم التربة بترشيح المياه وتنقيتها، وتؤثر على تركيبها الكيميائي. تتسرب مياه الأمطار والمياه المتجمعة من البرك والبحيرات والأنهار عبر طبقات التربة والطبقات الصخرية العليا ، لتصبح بذلك مياهًا جوفية . كما تقوم التربة بترشيح الآفات ( الفيروسات ) والملوثات ، مثل الملوثات العضوية الثابتة ( المبيدات الكلورية ، ثنائي الفينيل متعدد الكلور )، والزيوت ( الهيدروكربونات )، والمعادن الثقيلة ( الرصاص ، الزنك ، الكادميوم )، والمغذيات الزائدة ( النترات ، الكبريتات ، الفوسفات ). ^{[ 229 ]} تقوم الكائنات الحية في التربة باستقلاب الملوثات أو تثبيتها في كتلتها الحيوية وكتلتها الميتة، ^{[ 230 ]} وبالتالي دمجها في الدبال المستقر . ^{[ 231 ]} كما أن سلامة التربة الفيزيائية شرط أساسي لتجنب الانهيارات الأرضية في المناطق الوعرة. ^{[ 232 ]}

يُعدّ تدهور الأراضي عمليةً بشريةً أو طبيعيةً تُضعف قدرة الأرض على أداء ^{وظائفها .} [ ^{233 ] ويشمل} تدهور التربة التحمض والتلوث والتصحر والتآكل والتملح . [ ²³⁴ ]

التصحر

التصحر ، عملية بيئية لتدهور النظم البيئية في المناطق القاحلة وشبه القاحلة، غالباً ما ينتج عن أنشطة بشرية غير ملائمة، مثل الرعي الجائر أو الإفراط في جمع الحطب . ومن المفاهيم الخاطئة الشائعة أن الجفاف هو سبب التصحر. ^{[ 243 ]} في حين أن الجفاف شائع في الأراضي القاحلة وشبه القاحلة ، إلا أن الأراضي المُدارة جيداً قادرة على التعافي من الجفاف عند عودة الأمطار. تشمل أدوات إدارة التربة الحفاظ على مستويات العناصر الغذائية والمواد العضوية في التربة، والحد من الحراثة ، وزيادة الغطاء النباتي . ^{[ 244 ]} تساعد هذه الممارسات على مكافحة التعرية والحفاظ على الإنتاجية خلال فترات توفر الرطوبة. ومع ذلك، فإن استمرار إساءة استخدام الأراضي خلال فترات الجفاف يزيد من تدهورها . كما أن ازدياد عدد السكان وضغط الثروة الحيوانية على الأراضي الهامشية يُسرّع من التصحر. ^{[ 245 ]} يُثار التساؤل الآن حول ما إذا كان الاحترار المناخي الحالي سيُفضّل التصحر أم سيُعيقه، مع وجود تقارير متضاربة حول اتجاهات هطول الأمطار المتوقعة المرتبطة بارتفاع درجة الحرارة، واختلافات كبيرة بين المناطق، حتى داخل البلد الواحد. ^{[ 246 ]}

تآكل

يحدث تآكل التربة بفعل الماء والرياح والجليد وحركة التربة بفعل الجاذبية . وقد تحدث أكثر من نوع من التآكل في آن واحد. ويختلف التآكل عن التجوية ، إذ ينقل التآكل التربة المتآكلة بعيدًا عن موطنها الأصلي (يمكن وصف التربة المنقولة بالرواسب ). يُعدّ التآكل عملية طبيعية، ولكنه في كثير من الأماكن يتفاقم بشكل كبير بفعل الأنشطة البشرية، ولا سيما ممارسات استخدام الأراضي غير الملائمة. ^{[ 247 ]} وتشمل هذه الممارسات الأنشطة الزراعية التي تترك التربة مكشوفة خلال فترات الأمطار الغزيرة أو الرياح القوية، والرعي الجائر ، وإزالة الغابات ، وأعمال البناء غير السليمة . ويمكن للإدارة المحسّنة أن تحدّ من التآكل. تشمل تقنيات صيانة التربة المستخدمة تغييرات في استخدام الأراضي (مثل استبدال المحاصيل المعرضة للتآكل بالأعشاب أو غيرها من النباتات التي تثبت التربة)، وتغييرات في توقيت أو نوع العمليات الزراعية، وبناء المدرجات ، واستخدام مواد تغطية مثبطة للتآكل (بما في ذلك المحاصيل الغطائية وغيرها من النباتات)، والحد من الإزعاج أثناء البناء، وتجنب البناء خلال فترات التآكل وفي الأماكن المعرضة للتآكل مثل المنحدرات الشديدة. ^{[ 248 ]} تاريخيًا، يُعدّ التآكل بفعل الرياح (ما يُسمى بـ" وعاء الغبار ") أحد أفضل الأمثلة على تآكل التربة على نطاق واسع بسبب ممارسات استخدام الأراضي غير المناسبة، والذي دمّر سهول البراري الأمريكية والكندية خلال ثلاثينيات القرن العشرين، عندما استقر المزارعون المهاجرون، بتشجيع من الحكومة الفيدرالية في كلا البلدين، وحوّلوا سهول العشب القصير الأصلية إلى محاصيل زراعية وتربية ماشية .

تُعاني الصين من مشكلة تآكل التربة بفعل المياه، وهي مشكلة خطيرة ومستمرة منذ زمن طويل ، وتحديداً في المجرى الأوسط لنهر هوانغتشو والمجرى العلوي لنهر يانغتسي . إذ يتدفق من نهر هوانغتشو أكثر من 1.6  مليار طن من الرواسب سنوياً إلى المحيط. وتنشأ هذه الرواسب بشكل أساسي من تآكل التربة بفعل المياه ( تآكل الأخاديد ) في منطقة هضبة اللوس شمال غرب الصين. ^{[ 249 ]}

يُعدّ تآكل التربة الأنبوبي شكلاً خاصاً من أشكال التعرية التي تحدث تحت سطح التربة. ^{[ 250 ]} وهو يُسبب انهيار السدود والجسور ، فضلاً عن تكوّن الحفر . يؤدي التدفق المضطرب إلى إزالة التربة بدءاً من مصب التدفق المتسرب ، ويتقدم التعرية تحت السطحية باتجاه منحدر التربة . ^{[ 251 ]} يُستخدم مصطلح " غليان الرمل" لوصف مظهر الطرف المُصرّف لأنبوب التربة النشط. ^{[ 252 ]}

تتميز التربة الغنية بأنواع معينة من الطين ذات خصائص انتفاخ عالية ، مثل السميكتايت ، بخصوبتها العالية. فعلى سبيل المثال، تُعدّ تربة حقول الأرز الغنية بالسميكتايت في السهول الوسطى بتايلاند من بين أكثر أنواع التربة إنتاجية في العالم. إلا أن الإفراط في استخدام الأسمدة النيتروجينية المعدنية والمبيدات في زراعة الأرز المكثفة المروية قد عرّض هذه التربة للخطر، مما أجبر المزارعين على تطبيق ممارسات زراعية متكاملة قائمة على مبادئ التشغيل لخفض التكاليف. ^{[ 256 ]}

مع ذلك، يواجه العديد من المزارعين في المناطق الاستوائية صعوبة في الحفاظ على المواد العضوية والطين في التربة التي يزرعونها. فعلى سبيل المثال، انخفضت الإنتاجية وازداد تآكل التربة في الأراضي الفقيرة بالطين في شمال تايلاند، بعد التخلي عن الزراعة المتنقلة لصالح استخدام الأراضي بشكل أكثر استدامة. ^{[ 257 ]} استجاب المزارعون في البداية بإضافة المواد العضوية والطين من تلال النمل الأبيض ، لكن هذا لم يكن مستدامًا على المدى الطويل بسبب ندرة تلال النمل الأبيض. أجرى العلماء تجارب بإضافة البنتونيت ، وهو أحد أنواع طين السميكتايت ، إلى التربة. وفي تجارب ميدانية أجراها علماء من المعهد الدولي لإدارة المياه (IWMI) بالتعاون مع جامعة خون كاين ومزارعين محليين، كان لهذا أثر إيجابي في المساعدة على الاحتفاظ بالماء والمغذيات. وقد أدى إضافة 200 كيلوغرام من البنتونيت لكل راي (1300 كيلوغرام/هكتار؛ 1100 رطل/فدان) إلى الممارسة الزراعية المعتادة للمزارعين إلى زيادة متوسط ​​المحصول بنسبة 73%. ^{[ 258 ]} أظهرت دراسات أخرى أن استخدام البنتونيت في التربة الرملية المتدهورة يقلل من خطر فشل المحاصيل خلال سنوات الجفاف. ^{[ 259 ]}  

في عام ٢٠٠٨، وبعد ثلاث سنوات من التجارب الأولية، أجرى علماء المعهد الدولي لإدارة المياه (IWMI) مسحًا شمل ٢٥٠ مزارعًا في شمال شرق تايلاند، نصفهم استخدموا البنتونيت في حقولهم. وقد بلغ متوسط ​​التحسن لدى من استخدموا إضافة الطين ١٨٪ أعلى من غيرهم. مكّن استخدام الطين بعض المزارعين من التحول إلى زراعة الخضراوات ، التي تحتاج إلى تربة أكثر خصوبة، مما ساهم في زيادة دخلهم. وقدّر الباحثون أن ٢٠٠ مزارع في شمال شرق تايلاند و٤٠٠ في كمبوديا قد اعتمدوا استخدام الطين، وأن ٢٠٠٠٠ مزارع آخر قد تعرفوا على هذه التقنية الجديدة. ^{[ ٢٦٠ ]}

إذا كانت التربة غنية جداً بالطين أو الأملاح (مثل التربة الملحية الصودية )، فإن إضافة الجبس ورمل النهر المغسول والمواد العضوية (مثل النفايات الصلبة البلدية ) من شأنه أن يوازن التركيب. ^{[ 261 ]}

إن إضافة مواد عضوية، مثل نشارة الخشب أو السماد العضوي ، إلى التربة التي تعاني من نقص في العناصر الغذائية وارتفاع نسبة الرمل فيها، من شأنه أن يعزز جودتها ويحسن إنتاجيتها. ^{[ 262 ] [ 263 ]}

تجدر الإشارة بشكل خاص إلى استخدام الفحم النباتي ، وبشكل أعم الفحم الحيوي، لتحسين التربة الاستوائية الفقيرة بالعناصر الغذائية، وهي عملية تعتمد على الخصوبة العالية للتربة السوداء الأمازونية التي تعود إلى ما قبل كولومبوس ، والتي تُعرف أيضًا باسم "تيرا بريتا دي إنديو"، وذلك بفضل الخصائص الفيزيائية والكيميائية المميزة للكربون الأسود في التربة كمصدر للدبال المستقر. ^{[ 264 ]} ومع ذلك، فإن الاستخدام غير المنضبط لمخلفات الفحم بجميع أنواعها قد يُعرّض حياة التربة وصحة الإنسان للخطر . ^{[ 265 ]}

يرتبط تاريخ دراسة التربة ارتباطًا وثيقًا بحاجة الإنسان المُلحة لتوفير الغذاء لنفسه وتوفير العلف لحيواناته. وعلى مر التاريخ، ازدهرت الحضارات أو انحطت تبعًا لمدى توافر التربة وإنتاجيتها. ^{[ 266 ]}