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統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)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(zhì)表土層的土地，是一種性狀好、肥力高、適宜農(nóng)耕的優(yōu)質(zhì)土地。

黑土中的腐殖質(zhì)，不僅為植物生長(zhǎng)提供了氮、磷、硫等元素，還具有一種非常獨(dú)特的結(jié)構(gòu)——團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。土壤的單顆粒被腐殖質(zhì)膠結(jié)成幾毫米的團(tuán)粒體，它們被稱(chēng)為植物根系的“小水庫(kù)”“小肥料庫(kù)”。這種特性是黏土、沙土望塵莫及的。

受氣候條件限制，我國(guó)東北地區(qū)糧食雖然一年只能種一季，但黑土區(qū)的糧食產(chǎn)量占全國(guó)的四分之一，商品率達(dá)到三分之一。

最近幾年，我國(guó)只有河南、黑龍江、內(nèi)蒙古、吉林、安徽這五個(gè)糧食調(diào)出省區(qū)，東北黑土區(qū)就占到其中三席。

黑土地，不只是東北的黑土地，更是我國(guó)糧食安全的穩(wěn)定器、壓艙石，關(guān)系到中國(guó)人能否端牢手中的飯碗。

變薄、變瘦、變硬的黑土地

從土壤學(xué)原理上講，黑土在溫帶草原或草甸植被下才能發(fā)育。黑土中有豐富的腐殖質(zhì)，腐殖質(zhì)來(lái)自微生物對(duì)植物殘?bào)w的降解或再合成。一厘米的黑土，需要約400年的復(fù)雜地質(zhì)作用才能夠形成。這是自然的饋贈(zèng)，也是時(shí)間的禮物。

然而，根據(jù)最新發(fā)布的《東北黑土地白皮書(shū)》所示，近60年來(lái)，東北耕作層的土壤有機(jī)質(zhì)下降了1/3，部分地區(qū)下降了50%，黑土表層平均每年流失0.3~1厘米。

也就是說(shuō)，我們正以每年消耗400年積累的速度在消耗黑土，部分地區(qū)的黑土厚度從開(kāi)墾初期的1米左右下降到了0.2~0.3米，也就是俗稱(chēng)的黑土地變黃，如果再不加以保護(hù)，未來(lái)的黑土資源將可能蕩然無(wú)存。

薄薄的黑土層下面就是砂石和黃黏土，有機(jī)質(zhì)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(huì)“變黃”？

一旦開(kāi)墾種植，土壤不可避免會(huì)出現(xiàn)不同程度的退化，在其他地區(qū)也是如此。只是，黑土地所在區(qū)域，生態(tài)更為脆弱。

耕地在開(kāi)墾以后，土壤有機(jī)質(zhì)在自然條件下會(huì)礦化。礦化是一個(gè)必然的過(guò)程，有利也有弊。有機(jī)質(zhì)在礦化過(guò)程中會(huì)釋放很多養(yǎng)分，供給作物，但礦化后，有機(jī)質(zhì)減少或老化，土壤有機(jī)質(zhì)的功能會(huì)下降。

另一方面，人為不合理的耕作方式同樣會(huì)導(dǎo)致黑土地退化。我國(guó)的黑土地多為漫山漫崗坡地，耕地開(kāi)墾時(shí)不注意濕地的保護(hù)，對(duì)田間林木采取砍伐措施，直接導(dǎo)致了水土保護(hù)功能退化。

20世紀(jì)90年代前，農(nóng)民還會(huì)習(xí)慣性地將農(nóng)田里殘留的秸稈、根茬通通刨出來(lái)，用作取暖燃料。

一旦土地裸露，冬季的風(fēng)就會(huì)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(huì)把土沖走。若遇上大量降水，還會(huì)形成沖溝（侵蝕溝），黑土地被分割得支離破碎。

據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)與保育創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)家介紹說(shuō)，侵蝕溝形成發(fā)育與土地利用變化密切相關(guān)，東北黑土地現(xiàn)有100米以上侵蝕溝30余萬(wàn)條，直接威脅黑土可持續(xù)利用。

黑土地侵蝕溝發(fā)育歷史和速率

侵蝕溝是受水力、風(fēng)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(jīng)治理將長(zhǎng)期存在的退化地貌景觀。發(fā)育方式主要包括三種，分別是溝頭溯源侵蝕、溝岸擴(kuò)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(wèn)題。

中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)溫艷茹博士介紹，“研究黑土地侵蝕溝發(fā)育歷史、長(zhǎng)期速率和影響因素，對(duì)深入理解黑土侵蝕退化機(jī)理，保障糧食安全和黑土資源可持續(xù)發(fā)展具有重要的科學(xué)意義。”

研究團(tuán)隊(duì)聚焦典型黑土地地貌和耕地利用區(qū)，結(jié)合1968~2018年高分辨率歷史遙感影像、無(wú)人機(jī)攝影測(cè)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(guī)模發(fā)育年份、起因和長(zhǎng)期速率。

結(jié)果表明，黑土地侵蝕溝主要形成于大規(guī)模開(kāi)墾耕地的20世紀(jì)50-60年代。1968年-2018年，研究區(qū)侵蝕溝密度增加一倍（1.2~2.3km/km2），侵蝕溝規(guī)模增大且更加復(fù)雜。50年間，典型侵蝕溝溝頭前進(jìn)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(dá)25.7噸~44.7噸/公頃。

此外，該團(tuán)隊(duì)還從土壤凍融、成土母質(zhì)和基巖、農(nóng)用機(jī)耕道、水土保持措施等方面深入探討了耕地侵蝕溝發(fā)育的主要影響因素。

據(jù)介紹，該研究揭示了黑土地退化和侵蝕溝加速發(fā)育的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)，為深入理解侵蝕溝發(fā)育過(guò)程機(jī)制、針對(duì)性阻控黑土耕地侵蝕和服務(wù)黑土地保護(hù)利用戰(zhàn)略，提供了關(guān)鍵的科學(xué)支撐。