东北黑土地，有多肥沃就有多脆弱
▲东北黑土地面积广阔，是我国重要的商品粮基地。
在我国东北那旮瘩，有一片举世闻名的“黑土地”。这里耕地面积只占全国的1/10，粮食产量却占到全国的1/4，其中外调粮食占全国的1/3。换句话说，中国人吃的三碗饭，其中一碗就来自东北。
不仅粮食产量大，而且好吃，很多人爱吃的五常大米便产自位于黑土地核心区的黑龙江省五常市。
▲黑土地上，拖拉机正在进行春耕。
都知道黑土地是块宝，然而这块宝是如何炼成的？宝贵背后，它又有多么脆弱的一面？
土壤为什么会有五颜六色？
在广袤的中国大地上，各地自然与人文景观差异很大，土壤的颜色也不甘平庸形成了各自的地方特色：南方的土偏红，中部的土偏黄，东北的土偏黑。古人对此似乎早有察觉，在明代修建的北京中山公园社稷坛内，就摆放着寓意华夏疆土的五色土——东青、南赤、西白、北黑、中黄。
▲北京中山公园社稷坛的五色土。图源/网络
随着科学研究不断细致深入，我国土壤的颜色被分为更多种类，包括黑色、红色、黄色、砖红色、紫色、棕色、黄棕色和灰白色等等。并且土壤五颜六色的秘密也被揭示出来，原来是土壤中的腐殖质与矿物质在“作怪”。
▲五颜六色的土壤。图源/网络
腐殖质是土壤中的动植物残体碎渣，被微生物分解形成的一类黑乎乎的胶状物质。它虽然其貌不扬，却内涵丰富，可以为植物生长提供充分的养分，堪称“天然培养基”。腐殖质之所以显得黑乎乎，是因为含有较多棕色的胡敏酸和黑色的胡敏素。因此，当土壤中腐殖质含量越多时，颜色也会显得越发偏深发黑。
▲各种动植物残骸形成的腐殖质，营养丰富，常用于制作盆栽。图源/网络
当腐殖质给土壤颜色的深浅定下基调后，矿物质就开始登场给土壤“调色”了。土壤颜色偏红或者棕红，是因为含有的以氧化铁为主要成分的赤铁矿含量较高；土壤呈黄色，是因为含有的以水合氧化铁为主要成分的针铁矿含量较高；土壤颜色偏白，是因为含有的盐分比如钠盐、二氧化硅和碳酸钙等较多；在四川盆地，土壤颜色偏紫，是因为这里的土壤多由紫色砂岩、页岩风化物形成。
▲我国南方的土壤多呈红色或者棕红色。图源/网络
除此之外，土壤的颜色也会受到土壤颗粒大小和土壤含水量等的影响。
中国那么大，为何只有东北有大片黑土？
中国的黑土地主要分布在东北平原，北起大兴安岭，南至辽宁省南部，西到内蒙古东部的大兴安岭山地边缘，东至乌苏里江和图们江，面积大约有103万平方公里，其中典型黑土区面积约17万平方公里。在世界范围内，除了我国的东北平原，还有东欧的乌克兰平原、美国的密西西比平原也是著名的黑土区。
▲东北黑土区土壤分布示意图和世界黑土分布示意图。图源/网络
中国地域如此广大，为何只有东北形成了大面积的黑土地？这是大自然特别的恩赐。正如前文所说的，黑土地形成的关键在于大量腐殖质的积累。东北平原地处中纬度的亚洲大陆东部，属中温带大陆性季风气候，夏季温暖湿润，雨热同期，生长出茂密的草甸和森林植被。
▲曾经的北大荒，如今是著名的“北大仓”。
秋冬时节，大量残枝落叶凋零在地面上，而此时气温迅速转冷而结冰，进入长时间的冻土期，土壤中的微生物活动受到抑制，植物残骸无法及时被分解，表层有机物质不断堆积，使得土壤中的腐殖质不断积累，久而久之，形成了深厚肥沃的黑土层。
▲每到秋冬时节，东北的土地都要经历长时间的冰冻期。
黑土地并非通体发黑，只是最上面有一层被腐殖质“染黑”的黑土层。自然状态下的黑土层，厚度一般在30~70 厘米之间，最厚不过一米左右。据科学研究发现，形成1厘米的黑土层需要至少300年的时间。可想而知，如今为我们产出丰富而可口的粮食的东北黑土地，每一块都是大自然花了上万年的时间才孕育形成的。站在这个角度可以说，黑土地是一种不可再生的资源。
黑土地：沃土下面是“沙漠”
在各种颜色的土壤中，黑土地被公认为最肥沃、最适合耕作的土地，有“一两黑土二两油”之说。黑土地中的腐殖质，富含氮、磷等物质，是天然有机肥，利于作物吸收。这些营养物质原本被封存在黑土层中，开垦之后，土壤水热状况改变，通气性改善，微生物作用加强，有机质分解加快，不用施肥，土壤的有效肥力也会在一段时间内不断提高，真的就如尘封的石油被挖出来开始燃烧一样。
▲黑土地十分肥沃，有“一两黑土二两油”之说。图源/网络
然而，若没有及时的补给和保养，黑土地的消耗也是非常快的。据监测，近60年来，东北黑土地耕作层土壤有机质含量平均下降了1/3，部分地区甚至下降了50%。这导致土壤肥力迅速下降，农作物产量也大幅下降。用当地老百姓的话说，黑土地变得越来越“馋”了，外观看起来越来越“黄”了。要想农业不减产，就要用更多化肥。
▲随着不断开发，黑土地自身的有机质含量也在不断被消耗。图源/网络
另一方面，东北黑土区耕地多为坡地，主要采用顺坡种植，坡面较长。夏季降雨量大，极易形成地表径流，造成土壤流失；春季干旱少雨，季风肆虐，一场大风就能把地表浮土刮去一层。据统计，东北黑土区有1/4的土地面临水土流失问题。加之对腐殖质的消耗，东北黑土地的黑土层变得越来越“薄”，开垦初期平均厚度在30~70 厘米之间，小于30厘米的比较少见，而目前已有40%的黑土层厚度不足30厘米。有的甚至露出了底层的黄土，当地百姓戏称为“破皮黄”。
▲每年春季的大风对于黑土地也是一场严峻的考验。图源/网络
更令人担忧的是，与一般黄土地不同，黑土层下面的成土母质是非常贫瘠甚至近乎“沙漠”状态的。所谓成土母质，是指形成土壤的基本原始物质，一般是由地表岩石经风化作用后形成的疏松风化物。成土母质中含有的养分一般非常少，仅能满足一些低等植物和微生物的生长。只有经过不断的新陈代谢，累积了丰富的有机物质时，成土母质才具备了可以供高等植物生长的条件，这时才成了“土壤”。
东北黑土地的黑土层在长时间的冻土情况下，拦截和储蓄了本土绝大部分的有机物质，使得下层成土母质能够吸收的有机物质微乎其微，因此营养不良，成长“缓慢”。300年才能有1厘米的成土母质变成黑土，可想个中艰难。
▲黑土地只有薄薄的上层是“黑土”，下层则是有机质含量十分稀少的成土母质。图源/网络
中科院的张兴义教授曾做过一个著名的黑土实验，将表层的30厘米黑土剥去后种植大豆和玉米，即使过量使用化肥大豆也减产40%~60%，而玉米则近乎绝收！而在黄土高原，即便表层土壤流失严重，但下层土壤依然是可以种庄稼的，只是产量高低而已。
如何给黑土地延年益寿？
我国东北的黑土地能否合理持续利用，关乎着我们能否端牢自己的饭碗和守护粮食安全的底气，因此受到了越来越多人的关注。既然消耗不可避免，人们都在琢磨着如何给黑土地延年益寿。
▲东北黑土地的合理持续利用，受到国人越发的关注。图源/网络
与欧洲乌克兰平原和美国密西西比平原相比，我国东北平原的黑土地开发时间不长，但速度较快。南部开发约210 年，中部开发约100年，北部即著名的北大荒开发不过60 年，短时间内经历了从自然土壤-草甸、森林植被，到轮耕休耕，到农田人畜低强度开发，再到如今的机械化高强度开发的演变。
▲如今，东北黑土区已经进入大规模机械化耕作时代。图源/网络
目前，东北黑土地已进入相对稳定的利用期，此时对土壤的保护和治理，主要依赖于不同的土地利用方式和农田管理措施，包括作物轮作、耕作措施调控、秸秆还田和施有机肥等。
东北黑土地主要栽种的农作物有玉米、大豆和水稻，都是一年一熟制，以旱地作物轮作为主。在以前，人们普遍采用玉米连作和大豆连作的方式，但这种方式容易加剧土壤病虫害的发生，扩大了土壤有害生物链和生物网，导致土壤生物肥力下降，作物产量也明显降低。而实行作物轮作更有利于黑土地保护。豆科作物本身有很强的固氮能力，与禾本科作物如玉米进行轮作，可明显改善土壤的物理属性，提高土壤的有机质含量和作物产量。
▲黑土地上，大面积的玉米田长势喜人。
大量使用化肥会导致土壤有机质含量锐减，同时土壤板结，透水、透气能力下降。而施入有机肥可提高土壤有机质含量，改善土壤肥力，提高黑土表层腐质含量，有利于黑土层的保育。同时，有机肥进入土壤可以增加其通气性，增强土壤微生物活性。不同种类的有机肥产生的有机质含量也不同，秸秆优于猪粪，猪粪优于堆肥，绿肥的效果最差。不过，由于禽畜粪污等有机肥中可能含有重金属或寄生病原菌等污染物质，如果处理不当，会对土壤造成污染，也会影响作物的品质，因此使用时应多加注意。
▲农民在施撒有机肥。图源/网络
既然秸秆对有机质含量影响最大，秸秆还田成为流行。在东北黑土地，秸秆还田主要包括秸秆覆盖还田、混土还田和秸秆离田沤制有机肥还田3种方式。通过将产自土壤本身的有机物直接还田，既减少了不必要的资源浪费和劳动力，又减少了秸秆焚烧造成的环境污染，同时可以改善土壤物理结构，使土壤有机质和速效养分含量增加，土壤的水、肥、气、热状况向良性方向转化，有利于作物的生长发育。
▲秸秆还田后的黑土地上，在进行机械深翻深松作业。图源/网络
黑土地的治理和保护是一个系统工程，需要多方面的合力协作。前段时间传出令人惊讶的新闻，黑龙江省五常市有约9万平方米的黑土地被盗挖贩卖，黑土简直成了一种珍稀矿产资源。据说，人们买卖黑土有的用于广场绿化，有的用于水稻育苗，还有的是在网上售卖。
▲被盗挖的黑土地，在进行农田回填工作。图源/网络
这背后的原因很复杂，但不管怎样，这关系着亿万人口吃饭问题的宝贵土壤，这300年才能形成1厘米的肥沃土壤，这流失后就将“寸草不生”的脆弱土壤，真心地希望它能安静地待在原处，健康地活着，养育一代又一代的儿女。
▲东北黑土地，养育着亿万国人。图源/网络
参考资料
·韩晓增，李娜.中国东北黑土地研究进展与展望[J].地理科学，2018，（07）
·中国科普博览：《中国地大又广，为什么就东北有黑土地？》
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1672425606226599759&wfr=spider&for=pc
·《加强东北黑土地保护，推进农业绿色发展》
http://opinion.people.com.cn/n1/2018/0205/c1003-29804839.html