豐收1年揮霍掉400年的積累東北黑土地不“黑”了
有一項數據可能會讓人許多人吃驚:東北三省的糧食產量佔了全國總產量的1/5左右,其中商品糧佔了1/4,而糧食調出量(產量-需求量)占到1/3。簡單地說,如果你不是自己種糧食的話,那麼你每吃三碗飯就有一碗來自東北,也正因為如此,東北有中國糧倉的稱號。
中國的糧倉在東北而不是其它任何地方,原因就在於東北有著世界上最優質的土壤——黑土地。
施等同的肥,黑土地的糧食產量要比其它地方高很多。
然而,東北的黑土地正在以驚人的速度流失,近幾十年來已經流失20多厘米,而近幾年更是以年均1厘米的速度快速變薄。
毫無疑問,失去這些黑土地後果會很嚴重,甚至可以說是威脅到國家的糧食安全問題,但是為什麼東北黑土地的流失速度會這麼快呢,又是否有辦法補救呢?
為什麼黑土地肥沃?
黑土地富含腐殖質——含量在4%到16%之間,這是其土壤呈現黑色的原因所在,因為腐殖質是植物緩慢腐爛過程中形成的黑褐色膠體物質。
同時富含腐殖質也是黑土地肥沃的原因所在,因為腐殖質中富含植物生長的一些養分,在中國南方的許多土地中,腐殖質的含量都只在1%左右,所以不如東北土地肥沃。
另外,腐殖質還讓土壤更加疏鬆,富含腐殖質的土壤就像海綿一樣便於植物根系生長,同時還更容易鎖住水分和養分。
相比之下,腐殖質貧瘠的土壤,雨水或灌溉水以及溶解的養分,只會沉入更深的地層,超出植物根系的範圍。
疏鬆的土壤還有一個好處,就是可以在土壤中保留足夠的氧氣,這有利於土壤生物呼吸和相互作用,這些生物的活動反過來也有助於植物生長。
所以,在黑土地上種植的話,人工干預不用太多,植物都可以長得不錯。
黑土地如何形成的?
世界上有四大塊黑土地,分別是烏克蘭-俄羅斯平原、中國東北、潘帕斯平原、密西西比平原。
其中最大的一個就是烏克蘭-俄羅斯平原的黑土地,據信烏克蘭的68%的土地都屬於這種土壤類型,所以他們毫無意外地成為世界三大糧食出口國之一。
如果你打開地圖看這些黑土所在的地方的話,那麼你就會發現北半球大部分黑土地所在的緯度基本一樣——就是北緯45度左右,這裡被稱為黑土帶。
之所以黑土地會在這個緯度出現,其實原因就在於其形成原因和氣候脫不開關係,這些地區都是典型的大陸性氣候帶草原,冬冷春雨夏熱。
春季的雨水讓土壤表的面草甸植被可以瘋狂生長,度過夏季之後,這些植被就會逐漸枯萎。
但是,緊接著就是寒冷的冬季,會在土壤表面積起厚雪,並且把下面的土壤都變成凍土層,這抑制了食腐生物的生長,最終導致枯枝落葉的分解速度異常緩慢,讓腐殖質的形成成為可能。
從腐殖質的形成過程就不難發現,要形成一塊有一定厚度的黑土地不是一件容易的事。
事實上,黑土地的形成確實比想像中的要緩慢許多,科學家預計,大約每200-400年才能增厚1厘米,這真的就像是在鐵片上鍍金一樣。
東北黑土地失去20多厘米的話,意味著4000-8000年的積累就沒有了,年均損失1厘米的話,相當於豐收一次就揮霍掉200-400年的黑土積累。
其實,四大黑土地的形成時間都不是很長,因為最近一個冰河時代大約1-2年前才剛剛結束,現在的黑土帶是最近1萬多年才進入能夠堆積黑土的氣候類型。
相較於黑土地的形成,我們的揮霍速度真是有點驚人,但並不是只有中國這樣,全世界的黑土地都是如此。
為什麼黑土地流失速度這麼快?
黑土地需要植被常年進行補充才行,而耕種會破壞原有的植被和土壤結構,打破原有的平衡,所以只要去開發了,減少是必然。
但如果要更精細化地尋找其中原因的話,那麼主要有三個方面。
第一個就是農作物的枯枝爛葉大多時候都沒有返回土地。
比如秸稈等很多都被用於養畜了,這樣做黑土地的補給就會出現很大的問題。
第二個就是耕種導致的土壤退化和侵蝕。
耕種或其它人類活動都會導致土壤失去原有的長期以來形成的保護,最終導致土壤退化,退化的土地將不再鬆軟,將降低生產力。
和土壤退化共同出現的往往就是水土流失,烏克蘭每年都會因侵蝕而損失5億噸土壤,這相當於每年損失50 億美元的養分,或者相當於每生產一噸穀物,就會損失10 噸土壤。
第三個就是土壤被風吹走了。
這一點看似很不可思議,但它確實是黑土損失最關鍵的因素。
耕種意味著土壤上面的植被是單一的,這對土壤的保護是非常不利的,特別是在耕種間歇期的時候,裸露的土壤很容易風化,然後隨著沙塵暴被帶走。
咱們東北三省的黑土地並不算是最優質的,一般擁有超過一米的有機質層的黑土地才能被稱為典型的黑土地,但是咱們東北三省的黑土地有機質層厚度只有0.3-1米之間,可以說浪費不起,拯救黑土刻不容緩。
如何拯救黑土地?
就像我們前面提到的,耕種本身就和保護有一定矛盾,當然不耕種是不可能,只能盡量減少破壞。
從2020年開始12月起,中科院針對東北黑土地流失的實際情況,制定了一系列符合咱們國家的黑土保護策略。
其中包括少耕,免耕的機制來保護土壤,讓土壤得到喘息的機會,同時做到秸稈還田,補充耕地腐殖質的形成。
以及培育出適合東北黑土地的農作物,比如東生大豆,這種植物就非常適合保護黑土地,因為它自身就有固氮能力。
另外,拯救黑土地其實就是拯救生態,生態脆弱的話,任何努力都是白費的,所以還加強了整個黑土地生態的保護。
土壤是一個國家最寶貴的財富,因為只有擁有優質的土壤,你的飯碗才不會掌握在別人手上,幸運的是咱們國家有,現在我們要做的就是不要失去它。