Суточные колебания температур, смена времен года и метеорологических условий, сезонное развитие высших растений и образование свежего органического вещества, сезонное оживление и опады деятельности почвенных микроорганизмов способствуют непрерывному ритмическому (суточному, годовому) газообмену между приземным слоем воздуха и почвой, непрерывной закономерной смене состава почвенного воздуха. В этом смысле можно говорить о дыхании почвы.
Факторами газообмена в системе почва — организмы — приземный слой воздуха являются, таким образом, суточные и сезонные колебания температуры, давления, изменения влажности почвы, жизнедеятельность организмов, процессы диффузии, движения воздушных масс над почвой. Суточные колебания температуры, распространяющиеся на глубину 30—50 см, способны вызвать изменения газообмена в этой толще на 10—15%. Сезонные колебания температуры, охватывающие толщу в несколько метров, обеспечивают аэрацию всего почвенного профиля в значительно большей степени.
Колебания барометрического давления зависят от амплитуды колебаний температуры и от глубины залегания грунтовых вод. С возрастанием колебаний барометрического давления увеличивается мощность слоя, охваченного газообменом. При глубине грунтовых вод до 3 ж вентилирующее действие за счет колебаний давления не распространяется глубже 15 см. При уровне грунтовых вод в 7,5—15 м вентилирующее действие колебаний атмосферного давления достигает глубины 40—80 см (табл. 101).

Атмосферные осадки и поливная вода приносят в почвенные горизонты растворенный воздух. Смачивая почву, вода десорбирует часть воздуха; фильтруясь, влага вытесняет почвенный воздух в атмосферу и отдает растворенный кислород. Просыхание почвенного профиля сопровождается притоком атмосферного воздуха. Поэтому сезонные колебания влажности почвы являются одним из сильнейших факторов газообмена.
Однако самым значительным фактором газообмена является жизнедеятельность высших и низших организмов. Наличие углекислоты в почвенном воздухе связано с жизнедеятельностью макро- и микроорганизмов и выделениями корней. Потребление углекислоты в приземном слое воздуха обязано жизнедеятельности высших растений. Появление в приземном слое воздуха кислорода, в дальнейшем поступающего в почву, — результат фотосинтеза.
Таким образом, круговорот кислорода и углекислоты в приземном слое воздуха протекает при посредстве почвы, высших и низших организмов и имеет сезонный характер, связанный со сменой времен года и водным режимом почв. Влияние ветра на процессы диффузии и газообмена невелико.