东北黑土是“大风刮来”的？ | 科技前线

黑土：耕地中的大熊猫

黑土是世界上最肥沃、最适宜耕作的土壤，被誉为“耕地中的大熊猫”。

近日，中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境重点实验室杨石岭研究员团队对东北黑土区开展了大范围野外调查和采样，通过粒度分析与光释光测试，探讨了东北黑土的成因和沉积背景。相关研究成果发表于国际学术期刊《土链》。

我国东北地区是世界三大黑土区之一，是国家重要的商品粮基地和绿色食品生产基地，面积达18万平方千米，是我国重要的粮食产区。

然而，在人类活动影响加剧的背景下，东北黑土正受到风蚀、水蚀的严重威胁。东北黑土的平均厚度仅为20厘米-40厘米，且目前正以每年2.22毫米的速度被侵蚀。

厘清东北黑土的成因及其沉积背景，将有助于有针对性地开展东北黑土地的侵蚀防治工作。

▲东北黑土区位置（a）、研究点分布（b）和剖面照片（c）

黑土最初是“风尘”

首先，我们需要关注的问题是，黑土究竟是从哪里来的呢？

土壤粒度结果显示，东北黑土区西部的黑土表现出典型的风成特征，这与黄土高原北部的砂黄土类似；而东北黑土区东部的黑土具有后期水力改造的特征，这与冲积平原上的次生黄土类似。

▲（a）东北黑土区西部黑土与黄土高原北部砂黄土粒度分布对比；（b）东北黑土区东部黑土与冲积平原次生黄土粒度分布对比

有趣的是，东北黑土自西向东粒度整体由粗变细，其空间分异方向与东北地区尘暴季节（3月至5月）风向完全一致。这表明，尽管东部黑土存在局地的水力改造，但是并没有改变大范围内粒度的空间分异格局，因此可以说，黑土物质初始都是由风搬运而来的。

▲东北黑土平均中值粒径（a）、砂含量（b）空间分布及尘暴季节风向（c）

黑土发育要靠“暖宝宝”

有了初始的风尘，最终又如何形成黑土呢？

研究显示，冰期‒间冰期气候旋回对东北地区风尘沉积的发育与侵蚀起着重要作用。

东北黑土主要形成于全新世（约1万年前），而其下伏的末次冰期沉积年龄分布范围较宽（距今1.2万年-6.5万年）。这意味着在末次冰期时，增强的风蚀以及周边山岳冰川融水导致的水蚀，使得东北黑土区地貌条件不稳定，受到不同程度的侵蚀。

而接下来的全新世，气候温暖湿润、植被发育，使得风尘物质得以保存并发育为富含有机质的黑土。也就是说，温暖湿润的气候是黑土肥沃的关键，相当于滋养黑土的“暖宝宝”。

温暖湿润的气候有利于植被的发育，而植被对于风尘物质的保存和土壤有机质的积累发挥了重要作用。因此，适当的植被恢复将有助于减轻风蚀和水蚀作用，增加土壤肥力，有利于黑土资源的可持续开发。

责任编辑：王颖

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