自然科普:為什么東北土壤腐殖質(zhì)含量高呢?
作者:朱雪峰
發(fā)布時間:2021-04-08
瀏覽次數(shù):18187

  中國地大,為啥就東北的土是黑的?

  提到黑土地,很多人都能想到東北。中國這么多土地,為什么就東北的土是黑色的呢?這說明東北土壤含有較多的腐殖質(zhì),進(jìn)而被“染黑”了。那么問題來了,為什么東北土壤腐殖質(zhì)含量高呢?

  這和東北得天獨厚的地理環(huán)境有關(guān)。中國黑土主要分布在黑龍江、吉林、遼寧和內(nèi)蒙古自治區(qū)境內(nèi),地處溫帶季風(fēng)氣候區(qū)。這里四季分明,冬天寒冷干燥較漫長,夏季炎熱多雨較短暫,春季明媚養(yǎng)人,秋季氣爽天高。在這樣的氣候下,東北的植被在春夏生長繁盛,根系發(fā)達(dá),為土壤輸送了許多新鮮的有機(jī)質(zhì),土壤中的微生物一看食物這么豐富充沛,自然干勁十足,把這些新鮮的有機(jī)質(zhì)“咔咔咔”分解加工成了黑乎乎的腐殖質(zhì),其中一部分腐殖質(zhì)可以被微生物繼續(xù)當(dāng)作食物分解利用,一部分在被分解礦化的過程中釋放營養(yǎng)元素提供植物生長所需。而到了秋冬時節(jié),氣溫下降,白雪覆土,土壤微生物一個個都貓在土里準(zhǔn)備“冬休”,對土壤腐殖質(zhì)的分解礦化減緩,土壤腐殖質(zhì)就這樣被積累了下來。長此以往,腐殖質(zhì)在土壤中越積越多,不僅把土給染得越來越黑,還使得土壤越來越肥,形成了東北特有的肥沃黑土地。

  

  黑土剖面(圖片來自中國數(shù)字科技館網(wǎng)站)

  像這樣的肥沃黑土區(qū)在世界范圍內(nèi)還有三處,分別位于烏克蘭的烏克蘭平原、美國的密西西比平原和南美洲的潘帕斯草原,多為地處溫帶的中緯度地區(qū),在這樣的地區(qū),夏季植被茂盛,冬季寒冷枯枝落葉分解緩慢,自然就有利于土壤腐殖質(zhì)的積累和肥沃黑土的形成。

  

  黑土地(圖片來自國際黑土地協(xié)會網(wǎng)站)

  位于烏克蘭平原的黑土區(qū)屬于溫帶大陸性氣候,較為典型的黑土區(qū)以森林草原為主,腐殖質(zhì)層較厚,也具有以草原為主的黑土區(qū),這類地區(qū)腐殖質(zhì)層會相對薄一些。該地區(qū)主要種植小麥、玉米、大豆、土豆和甜菜。

  位于密西西比河流域的美國黑土區(qū)非常平坦,水熱條件較好,百草豐茂,枯枝落葉積累較多,土壤腐殖質(zhì)含量較高,流域東南部屬亞熱帶,以林木為主,流域中東部則屬溫帶,以草地為主。該地區(qū)盛產(chǎn)小麥、大豆、玉米和棉花。

  位于南美潘帕斯草原的黑土區(qū)東部屬于亞熱帶氣候,西部則屬于溫帶氣候,該地區(qū)以禾草植物為主,基本沒有林木,“潘帕斯”本意即為“沒有樹木的大草原”,在這里草類茂盛,畜牧業(yè)發(fā)達(dá)。

  整體比較來看,四大黑土區(qū)的大小和地形不盡相同,最大最平坦的是位于烏克蘭大平原的黑土區(qū),面積大約在1.90×106 km2,第二大的是位于美國密西西比河流域的黑土區(qū),面積約1.20×106 km2,最小的是潘帕斯草原黑土區(qū),面積約0.76×106 km2,我國東北黑土區(qū)面積約為1.03×106 km2。

  上下求索,“土地醫(yī)生”歷經(jīng)數(shù)十年保護(hù)黑土地

  得益于大自然的饋贈,四大黑土區(qū)的農(nóng)業(yè)都相對較為發(fā)達(dá),糧食產(chǎn)量高,然而由于過度的農(nóng)耕開墾和掠奪式的經(jīng)營,導(dǎo)致土壤風(fēng)蝕加劇,歐美黑土區(qū)在歷史上都曾遭遇了破壞力極強(qiáng)的“黑風(fēng)暴”——強(qiáng)沙塵暴事件,那場面可真是,大風(fēng)呼呼的刮,沙子飄的瀟瀟灑灑,給人類社會和生態(tài)環(huán)境都造成了巨大的創(chuàng)傷。

  

  黑風(fēng)暴(圖片來自維基百科)

  歷史總是驚人的相似,近年來,我國的黑土區(qū)也因為長期的集約化耕作和地上部的過度收獲,水土流失嚴(yán)重,風(fēng)蝕、水蝕頻發(fā),土壤中積累多年的腐殖質(zhì)分解加速,土壤肥力極具下降,部分地區(qū)出現(xiàn)了“破皮黃”,露出底層黃土,黑土區(qū)變得不像從前那般黑油油了,亟待修復(fù)和滋養(yǎng)。

  黑土的自然形成是一個十分緩慢的過程,據(jù)科學(xué)家表示,1 cm厚的黑土形成需要至少200年的時間,黑土保護(hù)和退化修復(fù)時不我待,“助攻”黑土“重塑自我”勢在必行。

  

  土壤侵蝕(張旭東供圖)

  我國的土壤科學(xué)家們以史為鑒,上下求索,肩擔(dān)起“土地醫(yī)生”的使命,為黑土地的退化頑疾尋找良方,經(jīng)過10余年田間地頭的“臨床試驗”,如今已經(jīng)形成了一整套“療效好”、“性價比高”又易于推廣的保護(hù)性耕作技術(shù),黑土地又重獲生機(jī),綻放美麗。

  保護(hù)性耕作技術(shù)簡單來說就是盡量少的土壤擾動和盡量多的植物殘體覆蓋,用“不打擾”加“給吃飽”的方式來呵護(hù)受傷的土地,使退化的土壤能夠逐漸恢復(fù)良好的結(jié)構(gòu),并通過外部作物秸稈的補(bǔ)給提升土壤有機(jī)質(zhì)的含量,逐漸提高土壤的肥力。

  

  張旭東研究員陪同原農(nóng)業(yè)部副部長路明考察中科院保護(hù)性耕作研發(fā)基地(解宏圖供圖)

  合理利用秸稈資源、高效促進(jìn)黑土地的肥力提升、提高糧食產(chǎn)量是做到習(xí)近平總書記提出的“手中有糧,心中不慌”的關(guān)鍵之一。此時筆者不禁想到,東北過去有三寶,人參、貂皮、烏拉草,如今多了新三寶,黑土、秸稈、高產(chǎn)糧,真是一個不能少!

  最后,筆者想說:“東北土壤黑,養(yǎng)足土地肥。氣候條件佳,糧食味道美。黑土要修復(fù),還得靠技術(shù)。保護(hù)性耕作,科學(xué)好掌握。免耕輸入多,黑土更活潑。愛護(hù)腳下土,未來路無阻!”

  筆者在此特別感謝中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所的張旭東研究員在科普寫作中給予的指導(dǎo)性意見和建議以及解宏圖副研究員給予的大力支持和幫助。

  參考文獻(xiàn):

  1.?曹升賡.?土壤顏色的測定和描述-門賽爾土壤比色卡的應(yīng)用[J].?土壤分類及土壤地理論文集, 1985:83-132.

  2.?陳劍科,?袁大剛,?晏昭敏,等.?測色儀與中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡測定土壤顏色比較——以川中丘陵區(qū)為例[J].?土壤學(xué)報, 2019, 056(001):78-89.

  3.?陳如意,?劉觀仕,?曾召田,等.?土的顏色研究進(jìn)展與展望[J].?土工基礎(chǔ), 2018(4):400-405.

  4.?汪金友.?社稷壇與“五色土”[J].?地理教育, 2010(1):126-126.

  5.?為什么土壤有各種顏色https://www.5068.com/swgwsm/601173.html

  6.?張新榮,?焦?jié)嶁??黑土形成與演化研究現(xiàn)狀[J].?吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版), 2020, 50(2):553-568.

  7.?朱波,?陳實,?游祥,?等.?紫色土退化旱地的肥力恢復(fù)與重建[J].?土壤學(xué)報, 2002 (5):743-749.
關(guān)注【深圳科普】微信公眾號,在對話框:
回復(fù)【最新活動】,了解近期科普活動
回復(fù)【科普行】,了解最新深圳科普行活動
回復(fù)【研學(xué)營】,了解最新科普研學(xué)營
回復(fù)【科普課堂】,了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】,了解最新科普書籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】,了解最新團(tuán)體定制活動
回復(fù)【科普基地】,了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥知識】,學(xué)習(xí)觀鳥相關(guān)科普知識
回復(fù)【博物學(xué)院】,了解更多博物學(xué)院活動詳情

聽說,打賞我的人最后都找到了真愛。
做科普,我們是認(rèn)真的!
掃描關(guān)注深i科普公眾號
加入科普活動群
  • 參加最新科普活動
  • 認(rèn)識科普小朋友
  • 成為科學(xué)小記者