西藏扎达土林摄影/陈松永
山西大同盆地则是在距今300万~200万年以来因裂谷作用形成的，相对于整个地球历史来讲，大同古湖变成陆地的时间距现在非常短暂。这三个盆地都有上百万年接受沉积的历史，沉积物没有完全固结成岩，便因快速的构造抬升暴露地表，沉积物普遍呈水平或近水平状态。抬升过程中及抬升之后，地层中产生大量裂隙（节理），同时受到后期地表降水强烈的淋蚀或冲蚀，由此形成了典型的土林景观。
大同土林景区边缘侵蚀发育区 拍摄/刘玉军
从地势条件上看，由于土林是地表雨水侵蚀的结果，故发育在有一定的地势差异的区域，如小型河谷边缘、河流阶地附近等易于侵蚀作用发生的位置。土林景观的高度受构造运动抬升强度、时间、沉积物成分、降雨量等因素控制。大同土林发育在大同市杜庄村附近的石板沟，属于桑干河流域非常微小的一个支流河谷。土林分布区内有一座修建不久的小型水库，水位高度为990米，它是目前这个区域内侵蚀作用能够到达的下限，是景区的侵蚀基准面。石板沟周围的平原海拔高度平均为1000米左右，高于侵蚀基准面10米左右。由此决定了大同土林所有土柱、土墙等景观的最大高度一般小于10米。事实上，由于局部地势的因素，以及风化与重力崩塌程度不同，大同土林内绝大多数土林景观的高度介于3米至9米之间。
在石板河建造了一个小型水库，水面的高度是景区内侵蚀作用的基准面
从土林形成的气候条件看，由于没有经过长期的压实和固结作用，松散沉积物抗风化和抗侵蚀能力十分有限，只有在干旱或半干旱地区，才能形成相对稳定的土林景观。而湿润区的河湖相沉积物因为降水和地表径流作用很快就会崩塌并被搬运到低洼的河谷，即使偶尔形成土林，也很难长久保存。与之“殊途同归”的是极度干旱区，地表流水的侵蚀作用微弱，不易发展成土柱或土林。我国发育土林的元谋盆地、扎达盆地和大同盆地都位于降水比较少的半干旱区域。
大同土林 供图/田连捷
土林的形成还需要特殊的物质成分和地层结构。由于土林是弱固结的沉积物在季节性的雨水淋蚀下形成的，故绝大多数能够较长久保存的土柱顶部都有一个抗风化能力较强的保护层，否则，即便临时形成土柱，也难于保持长久，很快就消失。这个保护层多为坚硬的铁质风化壳层、钙质或硅质胶结层，是沉积物成分变化的结果，而这种变化反映了古气候及古环境的波动。例如元谋盆地在发育过程中，出现有3个较长的湖水退却、沉积物暴露地表的时期。暴露于地表的沉积物遭受风化、淋滤和剥蚀。沉积物中抗风化能力强的铁质碎屑物和砾石等则保留原地，形成了3层质地坚硬的铁质风化壳。它们在后期构造抬升和雨水侵蚀过程中，充当了松软岩层的“保护伞”，使得土柱、土墙等能够长久保持，这正是元谋土林景观异常高大宏伟的重要原因。当盆地抬升成陆后，不同的地层因物质成分、厚度和压实固结程度的不同，抗风化能力有强有弱，形成明显的差异风化现象。如果土柱上部有坚固的砾石层或者有巨大且坚硬的崩落岩块，也能够抵挡雨水向下的淋蚀，进而形成非常奇特的土柱。
