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):18094

  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,為土壤輸送了許多新鮮的有機質(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。

  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,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,導致土壤風蝕加劇,歐美黑土區(qū)在歷史上都曾遭遇了破壞力極強的“黑風暴”——強沙塵暴事件,那場面可真是,大風呼呼的刮,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,水土流失嚴重,風蝕、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)科學家表示,1 cm厚的黑土形成需要至少200年的時間,黑土保護和退化修復時不我待,“助攻”黑土“重塑自我”勢在必行。

  

  土壤侵蝕(張旭東供圖)

  我國的土壤科學家們以史為鑒,上下求索,肩擔起“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”又易于推廣的保護性耕作技術(shù),黑土地又重獲生機,綻放美麗。

  保護性耕作技術(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”的方式來呵護受傷的土地,使退化的土壤能夠逐漸恢復良好的結(jié)構(gòu),并通過外部作物秸稈的補給提升土壤有機質(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、高效促進黑土地的肥力提升、提高糧食產(chǎn)量是做到習近平總書記提出的“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,還得靠技術(shù)。保護性耕作,科學好掌握。免耕輸入多,黑土更活潑。愛護腳下土,未來路無阻!”

  筆者在此特別感謝中國科學院沈陽應(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:

  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.?測色儀與中國標準土壤色卡測定土壤顏色比較——以川中丘陵區(qū)為例[J].?土壤學報, 2019, 056(001):78-89.

  3.?陳如意,?劉觀仕,?曾召田,等.?土的顏色研究進展與展望[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].?吉林大學學報(地球科學版), 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與重建[J].?土壤學報, 2002 (5):743-749.
關(guān)注【深圳科普】微信公眾號,在對話框:
回復【最新活動】,了解近期科普活動
回復【科普行】,了解最新深圳科普行活動
回復【研學營】,了解最新科普研學營
回復【科普課堂】,了解最新科普課堂
回復【科普書籍】,了解最新科普書籍
回復【團體定制】,了解最新團體定制活動
回復【科普基地】,了解深圳科普基地詳情
回復【觀鳥知識】,學習觀鳥相關(guān)科普知識
回復【博物學院】,了解更多博物學院活動詳情

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
  • 認識科普小朋友
  • 成為科學小記者