黑土地侵蚀沟是如何发育的？对黑土地有何影响？

统计数据显示，我国东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，究竟意味着什么？黑土地为何如此“珍稀”呢？

什么是黑土地？

黑土并非是指黑色的土壤，而是指拥有黑色或暗黑色腐殖质表土层的土地，是一种性状好、肥力高、适宜农耕的优质土地。

黑土中的腐殖质，不仅为植物生长提供了氮、磷、硫等元素，还具有一种非常独特的结构——团粒结构。土壤的单颗粒被腐殖质胶结成几毫米的团粒体，它们被称为植物根系的“小水库”“小肥料库”。这种特性是黏土、沙土望尘莫及的。

受气候条件限制，我国东北地区粮食虽然一年只能种一季，但黑土区的粮食产量占全国的四分之一，商品率达到三分之一。

最近几年，我国只有河南、黑龙江、内蒙古、吉林、安徽这五个粮食调出省区，东北黑土区就占到其中三席。

黑土地，不只是东北的黑土地，更是我国粮食安全的稳定器、压舱石，关系到中国人能否端牢手中的饭碗。

变薄、变瘦、变硬的黑土地

从土壤学原理上讲，黑土在温带草原或草甸植被下才能发育。黑土中有丰富的腐殖质，腐殖质来自微生物对植物残体的降解或再合成。一厘米的黑土，需要约400年的复杂地质作用才能够形成。这是自然的馈赠，也是时间的礼物。

然而，根据最新发布的《东北黑土地白皮书》所示，近60年来，东北耕作层的土壤有机质下降了1/3，部分地区下降了50%，黑土表层平均每年流失0.3~1厘米。

也就是说，我们正以每年消耗400年积累的速度在消耗黑土，部分地区的黑土厚度从开垦初期的1米左右下降到了0.2~0.3米，也就是俗称的黑土地变黄，如果再不加以保护，未来的黑土资源将可能荡然无存。

薄薄的黑土层下面就是砂石和黄黏土，有机质含量几乎为零，一旦黑土全部流失，将寸草不生。

黑土地为何会“变黄”？

一旦开垦种植，土壤不可避免会出现不同程度的退化，在其他地区也是如此。只是，黑土地所在区域，生态更为脆弱。

耕地在开垦以后，土壤有机质在自然条件下会矿化。矿化是一个必然的过程，有利也有弊。有机质在矿化过程中会释放很多养分，供给作物，但矿化后，有机质减少或老化，土壤有机质的功能会下降。

另一方面，人为不合理的耕作方式同样会导致黑土地退化。我国的黑土地多为漫山漫岗坡地，耕地开垦时不注意湿地的保护，对田间林木采取砍伐措施，直接导致了水土保护功能退化。

20世纪90年代前，农民还会习惯性地将农田里残留的秸秆、根茬通通刨出来，用作取暖燃料。

一旦土地裸露，冬季的风就会把土卷走。就算有雪覆盖，春季雪融，冻融水和雨水冲水同样会把土冲走。若遇上大量降水，还会形成冲沟（侵蚀沟），黑土地被分割得支离破碎。

据中国农业科学院农业资源与农业区划研究所智慧农业创新团队和耕地质量监测与保育创新团队的专家介绍说，侵蚀沟形成发育与土地利用变化密切相关，东北黑土地现有100米以上侵蚀沟30余万条，直接威胁黑土可持续利用。

黑土地侵蚀沟发育历史和速率

侵蚀沟是受水力、风力、冻融及重力等作用，地表径流集中冲刷形成横截面为“U”或“V”型的沟道，不经治理将长期存在的退化地貌景观。发育方式主要包括三种，分别是沟头溯源侵蚀、沟岸扩张和沟底下切。侵蚀沟损毁耕地，造成耕层变薄、地力下降等问题。

中国农科院农业资源与农业区划研究所智慧农业创新团队温艳茹博士介绍，“研究黑土地侵蚀沟发育历史、长期速率和影响因素，对深入理解黑土侵蚀退化机理，保障粮食安全和黑土资源可持续发展具有重要的科学意义。”

研究团队聚焦典型黑土地地貌和耕地利用区，结合1968~2018年高分辨率历史遥感影像、无人机摄影测量、侵蚀沟沉积物铯-137定年、村民访谈等方法，量化侵蚀沟大规模发育年份、起因和长期速率。

结果表明，黑土地侵蚀沟主要形成于大规模开垦耕地的20世纪50-60年代。1968年-2018年，研究区侵蚀沟密度增加一倍（1.2~2.3km/km²），侵蚀沟规模增大且更加复杂。50年间，典型侵蚀沟沟头前进速率为1.5米~2.5米/年，流域尺度上侵蚀沟年均侵蚀土量达25.7吨~44.7吨/公顷。

此外，该团队还从土壤冻融、成土母质和基岩、农用机耕道、水土保持措施等方面深入探讨了耕地侵蚀沟发育的主要影响因素。

据介绍，该研究揭示了黑土地退化和侵蚀沟加速发育的严峻现实，为深入理解侵蚀沟发育过程机制、针对性阻控黑土耕地侵蚀和服务黑土地保护利用战略，提供了关键的科学支撑。