地表基質(zhì)調(diào)查：解密黑土地的地質(zhì)本底
◎? 侯紅星 任柄璋 張鳳榮
2022年8月1日,，《中華人民共和國(guó)黑土地保護(hù)法》正式實(shí)施,。為全面系統(tǒng)地掌握我國(guó)黑土地分布,、結(jié)構(gòu),、質(zhì)量、利用狀況等信息,，今年上半年,，國(guó)家首次啟動(dòng)?xùn)|北黑土地地表基質(zhì)調(diào)查。那么,，什么是黑土地,？什么是地表基質(zhì),？形成和支撐黑土地的地質(zhì)本底有哪些？地表基質(zhì)調(diào)查如何服務(wù)黑土地保護(hù)呢,？筆者通過(guò)2021年以來(lái)東北黑土地地表基質(zhì)調(diào)查工作實(shí)踐,，就以上問(wèn)題進(jìn)行了討論解讀。
黑土地是世界糧倉(cāng)
黑土地主要是指分布溫帶濕潤(rùn)半濕潤(rùn)地區(qū),，具有較深厚的暗黑顏色,、有機(jī)質(zhì)含量高（普遍大于15g/kg）、良好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu),、容重低,、較高的鹽基飽和度（大于70%）、適宜的pH值（5.5~7.0）肥沃腐殖質(zhì)層的土地,。世界范圍內(nèi)黑土地集中分布的區(qū)域僅有四大塊,，占全球陸地面積不足7%，分別為烏克蘭平原（面積190萬(wàn)km2）,，美國(guó)密西西比平原（面積120萬(wàn)km2）,，中國(guó)東北平原（面積109萬(wàn)km2）以及南美潘帕斯草原（面積76萬(wàn)km2），集中分布在南北緯40°～50°地理區(qū)域之間,。
目前,，世界四大黑土區(qū)都是重要的、優(yōu)等的產(chǎn)糧基地,，在全球糧食安全保障方面具有不可替代的作用。
烏克蘭平原黑土地是“歐洲糧倉(cāng)”,。
密西西比河平原是“美國(guó)面包籃”,，囊括了大部分玉米帶和小麥帶，是典型的“商品谷物農(nóng)業(yè)”分布區(qū),，支撐美國(guó)主要的糧食出口,。
潘帕斯草原是阿根廷的“糧倉(cāng)”和“肉倉(cāng)”。
我國(guó)東北地區(qū)黑土地主要分布在北緯45°線附近,，涉及黑龍江省和吉林省全部,、遼寧省東北部及內(nèi)蒙古自治區(qū)“東四盟”，主要分布在呼倫貝爾草原,、大小興安嶺地區(qū),、三江平原、松嫩平原,、松遼平原部分地區(qū)和長(zhǎng)白山地區(qū),。主要盛產(chǎn)玉米、大豆,、水稻,，糧食產(chǎn)量和糧食調(diào)出量分別占全國(guó)總量的1/4和1/3,，過(guò)去60年來(lái)不僅是東北農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，也一直是我國(guó)糧食安全的“穩(wěn)壓器”和“壓艙石”,。
黑土地的形成需要特定的氣候環(huán)境,、地形條件、成土母質(zhì)和生物作用,，需經(jīng)歷漫長(zhǎng)的腐殖質(zhì)積累過(guò)程,。我國(guó)東北黑土地形成經(jīng)歷了第四紀(jì)全新世以來(lái)的漫長(zhǎng)過(guò)程，歷時(shí)一萬(wàn)年以上,。正是由于黑土地形成過(guò)程復(fù)雜,、難以再生，珍貴稀少,，土壤肥沃,，糧食產(chǎn)量高，所以無(wú)論從糧食生產(chǎn)角度還是生態(tài)功能角度,，黑土相較其它土壤不可替代,，是名副其實(shí)的“耕地中的大熊貓”。20世紀(jì)60年代以來(lái),，受全球自然氣候環(huán)境變化和人類高強(qiáng)度開(kāi)發(fā)利用等因素影響,，東北黑土地面臨著地表黑土層侵蝕流失、厚度變薄,、有機(jī)質(zhì)含量下降,、板結(jié)和貧瘠化等退化問(wèn)題。黑土資源的保護(hù)和合理開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越受到重視與關(guān)注,?！吨腥A人民共和國(guó)黑土地保護(hù)法》的頒布與實(shí)施，為保護(hù)黑土地資源,，維護(hù)生態(tài)平衡,，保障國(guó)家糧食安全提供了法律依據(jù)。
黑土地的地表基質(zhì)多種多樣
黑土地的共同特征是分布在地表,、具有一定厚度,、有機(jī)質(zhì)含量高的暗黑腐殖質(zhì)層，但支撐形成這個(gè)深厚腐殖質(zhì)層的地表基質(zhì)卻類型多樣,。所謂地表基質(zhì)是指孕育和支撐耕地,、森林、草原,、水,、濕地等各類地表覆蓋層的基礎(chǔ)物質(zhì)，主要包括巖,、礫,、砂,、土、泥等類型,。黑土地地表基質(zhì)則是指支撐表層黑土形成發(fā)育的母質(zhì)層以及下面的物質(zhì)層,。2021年以來(lái)，自然資源部通過(guò)在遼河平原梨樹(shù)地區(qū),、三江平原寶清地區(qū),、松嫩平原海倫地區(qū)開(kāi)展黑土地地表基質(zhì)調(diào)查試點(diǎn)的基礎(chǔ)上，2022年又編制下發(fā)了《黑土地地表基質(zhì)調(diào)查總體方案》,，計(jì)劃利用兩年左右時(shí)間,，完成東北典型黑土區(qū)83個(gè)重點(diǎn)保護(hù)縣（市、區(qū),、旗）地表基質(zhì)調(diào)查,，在全面調(diào)查掌握工作區(qū)內(nèi)表層黑土平面分布、垂向厚度,、有機(jī)質(zhì)含量以及利用方式的同時(shí),，著力查清黑土地地表基質(zhì)類型、分布范圍,、空間結(jié)構(gòu),、理化性質(zhì)、碳儲(chǔ)碳匯等特征,，分析不同類型地表基質(zhì)發(fā)生發(fā)展,、轉(zhuǎn)化機(jī)理和演替規(guī)律，揭示地表基質(zhì)層與上覆黑土層的支撐孕育特征和形成演化關(guān)系,。
通過(guò)調(diào)查,，黑土地地表基質(zhì)主要類型為土質(zhì)，分布面積占整個(gè)黑土地表基質(zhì)的60%以上,，包括壤土、黏土,、沙土以及部分粗骨土,；其次為砂、礫質(zhì)基質(zhì),，面積約占30%,；還有部分黑土基質(zhì)為巖石，包括花崗巖,、玄武巖,、砂巖等。土質(zhì)基質(zhì)支撐形成的地表黑土層普遍較厚,，最厚處達(dá)2米以上,，土質(zhì)基質(zhì)本身厚度也超過(guò)2米,，主要分布在山區(qū)與平原、盆地過(guò)渡地帶并靠近盆地區(qū)域,，呈現(xiàn)為起伏不平的漫川漫崗地貌,。其次為砂質(zhì)、礫質(zhì),，主要分布在山前沖積臺(tái)地區(qū)域,、古河道及現(xiàn)代河流沖積區(qū)域，地表黑土層厚度,、基質(zhì)本身的厚度不一,，黑土厚度在0.3米～1米，而基質(zhì)厚度變化非常大（數(shù)米～數(shù)十米）,，且不穩(wěn)定,。巖石基質(zhì)形成的黑土最薄，厚度在10厘米～40厘米,，主要分布在低山丘陵區(qū)域,。地表這些黑土層都是由其下伏的不同類型基質(zhì)經(jīng)歷上萬(wàn)年的成土、成壤作用而形成,。如果破壞,，難以再生。
不同地表基質(zhì)黑土地的退化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和保護(hù)利用策略
黑土資源的保護(hù)和合理開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越受到重視與關(guān)注,。由于以往對(duì)黑土地地表基質(zhì)本底數(shù)據(jù)掌握不夠全面,、不夠準(zhǔn)確，東北地區(qū)大面積黑土地被開(kāi)墾成為耕地的同時(shí),，在高強(qiáng)度開(kāi)發(fā)利用和自然作用雙重影響下,，不同地表基質(zhì)的黑土地發(fā)生了不同程度的退化，從而加劇了黑土退化的風(fēng)險(xiǎn),。
總體上,，在相同的外界條件下，巖石基質(zhì)的黑土地退化風(fēng)險(xiǎn)最高,，礫質(zhì),、砂質(zhì)基質(zhì)的黑土地次之，而土質(zhì)基質(zhì)特別是黏土,、壤土基質(zhì)的黑土地退化風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低,。這一評(píng)估在調(diào)查中進(jìn)一步得到證實(shí)。如在調(diào)查過(guò)程中發(fā)現(xiàn),，土質(zhì)基質(zhì)的黑土地表層黑土和下伏黏土都很厚,，如果黑土變薄，黑土下面的土質(zhì)經(jīng)過(guò)開(kāi)發(fā)還可以繼續(xù)利用，能夠快速支撐生態(tài)恢復(fù)和生產(chǎn)的可持續(xù)保障,。但地表基質(zhì)為砂礫質(zhì)的黑土耕地經(jīng)過(guò)多年開(kāi)發(fā)利用,，海拔相對(duì)較高的坡上地段地表黑土層有的基本剝蝕殆盡，露出砂礫石層,，無(wú)法持續(xù)供給作物營(yíng)養(yǎng),，生態(tài)恢復(fù)能力也很弱；而一些地表基質(zhì)為巖石的黑土耕地如果繼續(xù)耕作而不注意保護(hù),，可以想象多年以后如果黑土全部流失,，下面的巖石基質(zhì)很難在短時(shí)間內(nèi)形成土壤，會(huì)造成無(wú)法挽回的損失和嚴(yán)重的生態(tài)退化問(wèn)題,。
為保證長(zhǎng)效利用和可持續(xù)發(fā)展,，不同類型地表基質(zhì)的黑土地需要采取科學(xué)合理的開(kāi)發(fā)利用方式。保護(hù)黑土地除了要考慮其利用方式和強(qiáng)度,、地形,、氣候等因素外，更重要的是要根據(jù)地表基質(zhì)調(diào)查掌握的黑土地本底數(shù)據(jù),，利用基于地表基質(zhì)的空間適應(yīng)性評(píng)價(jià)方法,，實(shí)施不同的保護(hù)策略，按照“宜林則林,、宜草則草,、宜耕則耕、宜荒則荒”原則,，合理規(guī)劃符合自然地理格局的黑土地利用方式,。
按照退化風(fēng)險(xiǎn)程度科學(xué)合理施策保護(hù)黑土地。巖石地表基質(zhì)黑土地區(qū)要按照林地,、草地進(jìn)行規(guī)劃,，以自然恢復(fù)和生態(tài)保護(hù)為主，減少人為干擾,，原則上禁止開(kāi)發(fā)為耕地,。砂礫基質(zhì)黑土地區(qū)黑土要根據(jù)地表黑土層以及土壤層厚度、地形地貌特征等實(shí)際情況,，合理規(guī)劃為耕地,、林地、草地或濕地,，對(duì)不適宜作耕地和已發(fā)生退化區(qū)域要采取措施退耕還草、還林,，防止過(guò)度開(kāi)發(fā)而造成局部生態(tài)退化,。土質(zhì)地表基質(zhì)黑土地區(qū)可以因地制宜，在保護(hù)和利用好表層黑土資源的前提下，進(jìn)行規(guī)?；?、集約化耕地開(kāi)發(fā)，保證黑土耕地資源高效利用和生態(tài)安全,。
?。ㄗ髡邌挝唬褐袊?guó)地質(zhì)調(diào)查局廊坊自然資源綜合調(diào)查中心，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)）
評(píng)論
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