來源: 農視網 2022-08-18 16:53:24
統計數據顯示,我國東北平原的黑土地正在以每年0.3~1厘米的速度流失。黑土的流失,究竟意味著什么?黑土地為何如此“珍稀”呢?
什么是黑土地?

黑土并非是指黑色的土壤,而是指擁有黑色或暗黑色腐殖質表土層的土地,是一種性狀好、肥力高、適宜農耕的優質土地。
黑土中的腐殖質,不僅為植物生長提供了氮、磷、硫等元素,還具有一種非常獨特的結構——團粒結構。土壤的單顆粒被腐殖質膠結成幾毫米的團粒體,它們被稱為植物根系的“小水庫”“小肥料庫”。這種特性是黏土、沙土望塵莫及的。

受氣候條件限制,我國東北地區糧食雖然一年只能種一季,但黑土區的糧食產量占全國的四分之一,商品率達到三分之一。
最近幾年,我國只有河南、黑龍江、內蒙古、吉林、安徽這五個糧食調出省區,東北黑土區就占到其中三席。
黑土地,不只是東北的黑土地,更是我國糧食安全的穩定器、壓艙石,關系到中國人能否端牢手中的飯碗。
變薄、變瘦、變硬的黑土地
從土壤學原理上講,黑土在溫帶草原或草甸植被下才能發育。黑土中有豐富的腐殖質,腐殖質來自微生物對植物殘體的降解或再合成。一厘米的黑土,需要約400年的復雜地質作用才能夠形成。這是自然的饋贈,也是時間的禮物。
然而,根據最新發布的《東北黑土地白皮書》所示,近60年來,東北耕作層的土壤有機質下降了1/3,部分地區下降了50%,黑土表層平均每年流失0.3~1厘米。
也就是說,我們正以每年消耗400年積累的速度在消耗黑土,部分地區的黑土厚度從開墾初期的1米左右下降到了0.2~0.3米,也就是俗稱的黑土地變黃,如果再不加以保護,未來的黑土資源將可能蕩然無存。

薄薄的黑土層下面就是砂石和黃黏土,有機質含量幾乎為零,一旦黑土全部流失,將寸草不生。
黑土地為何會“變黃”?
一旦開墾種植,土壤不可避免會出現不同程度的退化,在其他地區也是如此。只是,黑土地所在區域,生態更為脆弱。
耕地在開墾以后,土壤有機質在自然條件下會礦化。礦化是一個必然的過程,有利也有弊。有機質在礦化過程中會釋放很多養分,供給作物,但礦化后,有機質減少或老化,土壤有機質的功能會下降。
另一方面,人為不合理的耕作方式同樣會導致黑土地退化。我國的黑土地多為漫山漫崗坡地,耕地開墾時不注意濕地的保護,對田間林木采取砍伐措施,直接導致了水土保護功能退化。
20世紀90年代前,農民還會習慣性地將農田里殘留的秸稈、根茬通通刨出來,用作取暖燃料。

一旦土地裸露,冬季的風就會把土卷走。就算有雪覆蓋,春季雪融,凍融水和雨水沖水同樣會把土沖走。若遇上大量降水,還會形成沖溝(侵蝕溝),黑土地被分割得支離破碎。
據中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所智慧農業創新團隊和耕地質量監測與保育創新團隊的專家介紹說,侵蝕溝形成發育與土地利用變化密切相關,東北黑土地現有100米以上侵蝕溝30余萬條,直接威脅黑土可持續利用。
黑土地侵蝕溝發育歷史和速率
侵蝕溝是受水力、風力、凍融及重力等作用,地表徑流集中沖刷形成橫截面為“U”或“V”型的溝道,不經治理將長期存在的退化地貌景觀。發育方式主要包括三種,分別是溝頭溯源侵蝕、溝岸擴張和溝底下切。侵蝕溝損毀耕地,造成耕層變薄、地力下降等問題。

中國農科院農業資源與農業區劃研究所智慧農業創新團隊溫艷茹博士介紹,“研究黑土地侵蝕溝發育歷史、長期速率和影響因素,對深入理解黑土侵蝕退化機理,保障糧食安全和黑土資源可持續發展具有重要的科學意義。”
研究團隊聚焦典型黑土地地貌和耕地利用區,結合1968~2018年高分辨率歷史遙感影像、無人機攝影測量、侵蝕溝沉積物銫-137定年、村民訪談等方法,量化侵蝕溝大規模發育年份、起因和長期速率。
結果表明,黑土地侵蝕溝主要形成于大規模開墾耕地的20世紀50-60年代。1968年-2018年,研究區侵蝕溝密度增加一倍(1.2~2.3km/km2),侵蝕溝規模增大且更加復雜。50年間,典型侵蝕溝溝頭前進速率為1.5米~2.5米/年,流域尺度上侵蝕溝年均侵蝕土量達25.7噸~44.7噸/公頃。

此外,該團隊還從土壤凍融、成土母質和基巖、農用機耕道、水土保持措施等方面深入探討了耕地侵蝕溝發育的主要影響因素。
據介紹,該研究揭示了黑土地退化和侵蝕溝加速發育的嚴峻現實,為深入理解侵蝕溝發育過程機制、針對性阻控黑土耕地侵蝕和服務黑土地保護利用戰略,提供了關鍵的科學支撐。
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