辽宁沈阳农田生态系统国家野外科学观测研究站
黑土的春天
作者: 沈阳站 更新时间: 2025-03-26

 原创 龚子同 江苏省浙江大学校友会 2025年3月13日 

       黑土,俄罗斯称黑钙土(chernozems),中国称均腐土(黑土blacksoil),美国称软土(Mollisol)。本文将这些土壤通称为“黑土”。黑土是世界上有机质含量最高的最肥沃的土壤,全世界共4.5亿公顷,约占耕地面积的7%,贡献了全球20%以上的粮食产量。黑土地也是重要的自然资源,除石油、天然气以外不可或缺的战略物资。

1.全世界的分布

根据美国农业部、国际土壤学会和联合国粮农组织统计,全球黑土集中分布于四大区域(图1),①乌克兰大平原(包括俄罗斯):面积约 190万km2,占全球黑土总量的26.2%,被誉为“欧洲粮仓”。②美国密西西比河流域:面积约120万km2,贡献全球 25%的玉米产量和30%的小麦出口。③中国东北平原:面积约103万km2,年产商品粮占全国1/4,黑土厚度从开垦初期的60-70 厘米降至如今的20-30厘米。④阿根廷潘帕斯草原:面积约 76万km2,是南美洲的农牧业核心区。

根据联合国粮农组织数据,全球黑土总面约 7.25亿公顷,仅占无冰陆地面积的7%,却生产了全球66%的向日葵、 30%的小麦和 26%的土豆,堪称“世界食物篮子”。在中国东北,黑土区耕地占全国耕地面积的 10%,却贡献了 20%的粮食总产量,其单位面积产能是普通耕地的3倍。

1.1在欧亚大陆的分布

欧亚大陆黑土区主要分布在俄罗斯、乌克兰和中国的东北地区。其中以俄罗斯中央黑土区最为集中,包括沃龙涅什、库尔斯克,别尔哥德、利拜茨克和坦波夫五个州。俄罗斯黑钙土通常可分为灰化、淋溶、典型、普通、南方和草甸6个亚类。

1.2黑土的带状分布

环欧亚大陆东西长8000 km,南北宽300到400km,像一条黑色的腰带环绕地球,由西向东、由半干旱到湿润区发展,有时可能遭到干旱,影响收成。

1.3在乌克兰的分布

约3000万公顷,占全国土地面积50%以上,是全球黑土比例最高的国家。

2.现代黑土研究的进程

2.1从“石”地到沃土

在俄罗斯的中央黑土区,从库尔斯克到卡明草原几乎都是黑土。“卡明”在俄语中是“石头”的意思。到了卡明草原,人们通常会有这样的问题,草原所在地是一望无际的黑色原野,既无“山”又何来“石头”?原来,早在19世纪末,那里发生了一次特大旱灾,土壤干旱、草木不生、一片荒芜,土壤板结得像“石头”一样,卡明草原就因此而得名。当时,有一位年轻的博士,深感改变黑土面貌的紧迫性,作了长达12000km 的调查研究。最后,他抓住了防治土壤干旱这个关键,确定了恢复黑土生机的方案,如营造防护林、利用积雪雨水保持土壤水分以及其他一些耕作措施。第一批防护林就种在卡明草原上。经过半个世纪的努力,黑土恢复了活力。俄罗斯7%的黑土为前苏联提供了80%的农产品,贡献可谓大矣。这位年轻人,就是土壤学的奠基者道库恰耶夫(В.В.Докучаев,1846~1903)(图5),他所写的《俄罗斯黑钙土》一书已成为土壤学划时代的经典之作。当看到目前已十分粗壮的防护林,走在规划好的黑土地上时,我们对这位理论与实践相结合的土壤学界权威的敬意油然而生。目前在那里建立了一个以他的名字命名的研究所,井高高地树立起他的铜像供后人瞻仰。热情好客的主人,不仅介绍了他的成就,还赠送給我们纪念道库恰耶夫《俄罗斯黑钙土》发表 100 周年的大型纪念章,作为友好的留念。

威廉斯(В.Р.Вильямс, 1863~1939)(图6)在道氏基础上指出,土壤是以生物为主导的各种成土因子长期综合作用的产物,物质大循环和生物小循环矛盾的统一是士地形成的实质。土壤本质的特点是具有肥力,并提出团粒结构是土壤肥力的基础。此观点被称为土壤生物发生学派。 

2.2黑土之殇与粮食困局

黑土养育了俄罗斯人,俄罗斯人也热爱黑土地。可是,在上世纪 60年代的前苏联领导人赫鲁晓夫,曾企图以开垦荒地来摆脱当时粮食和农产品的匮乏。在他看来,似乎只有开垦荒地才能保证粮食和畜产品的供应,才能有发达的农业。这位当时的一号人物既不研究开垦的条件,又不区别土壤的性质,大肆宣扬垦殖。须知,形成1cm 的黑土大约需要几十年,一旦被破坏就难于恢复。在这种掠夺式的经营下,仅得到了一年的收成,第二年被怠慢的大自然和被破坏的土地便给了他致命的打击。“中亚播种,加拿大收获”,就是西方记者对他开荒以后仍然大量进口粮食的深刻讽刺。已经平息了的风沙东山再起、肥沃的黑土又一次遭劫。记得当年在中央黑土区实习时,我和俄罗斯同学就碰上了黑色风暴,弄得满脸黑土,难辨彼此。

2.3黑土危机

近年来俄罗斯正处于经济转型之中,对黑土的投入较少,黑土的肥力不断下降。当年道库恰耶夫考察时所记载的黑土有机质>10%的占 20%,>7%的几近 70%,而上世纪90年代,我的苏联同学谢尔巴可夫(А.П. Щербаков)沿道库洽耶夫考察路线再次作了同样的调查,发现黑土的有机质 60%以上都在5%-7%之间,低于5%的也有20%。从被一个接一个鼠洞翻弄得高低不同的地面看,土地的主人的确有点疏于管理,以致黑土对全国农产品的贡献也已下降至30%-40%了。从整体看,黑土已不像从前那样油黑了。“拯救黑土”的呼声已在俄罗斯大平原上回响。

3.黑土的产量

3.1粮食产能与出口格局

俄罗斯粮食年总产量约1.3-1.4亿吨,出口小麦玉米和葵花籽占全球谷物贸易的10%,其中小麦出口约8500万吨,集中在中东北非(埃及,土耳其,伊朗等国)。

4.黑土地区的文化交流

4.1孕育本土土壤学家与中国留学生的摇篮

俄罗斯黑土地不仅产出了粮食,也培育出一批杰出的土壤学家,如土壤发生学派创立者道库恰耶夫 (В.В.Докучаев,1846~1903),他的学生土壤地理学家格林卡(К.Д.Глинка, 1867~ 1927)、土壤胶体化学家盖德罗伊茨(К.К.Гедройц, 1872~1932)、土壤地球化学家巴雷诺夫(Б.Б.Полынов, 1877~1952)以及生物土壤学家威廉斯 (В.Р.Вильямс, 1863~1939)。同时,黑土地也培养了一批中国留学生,攻读专业包括土壤地理、土壤物理、土壤农化、土壤改良、土壤耕作等,其中有在前苏联哈儿柯夫的蒋梅英,在基辅的胡荣梅,我在沃龙涅什大学。

4.2文学巨著与文化场馆交织的艺术摇篮

俄罗斯黑土地也是文化的摇篮。除了比比皆是的博物馆、艺术展览馆、图书馆,在沃龙涅什出版的诺贝尔奖得主肖洛夫《静静的顿河》一书,在基辅出版的奥斯特洛夫斯基的《钢铁是怎样炼成的》,当然,道库恰耶夫所著的系列经典之作早已扬名四海,到处充满文学艺术氛围。

5.爱黑土就是关爱人民

5.1加强爱意识

中国有“土生万物”,“与草木为友,与土壤相亲”的传统和精耕细作的习惯坚持用地与养地相结合,综合施管,确保黑土地不减少、不退化。

5.2加强保护措施

进行保护性耕作,使土地越种越肥。我国领导人曾强调:“采取有效措施,切实把黑土这个耕地中的大熊猫保护好,使之永远造福人民。”

5.3加强设施农业建设

黑土分布区气候较冷,但通常工业发达,有充分条件加强设施农业。设施农业可在更短的时间内收获西红柿、黄瓜、茄子、胡萝卜等蔬菜,以补充人民对新鲜蔬菜的需要。希望通过我们共同努力,不仅能够粮食满仓,也可以菜篮子丰盛,四季都能吃到新鲜的蔬果!

今天,黑土正在变化,风沙、盐碱化、污染,特别是俄乌冲突,造成局部黑土变“焦土”,使黑土加速退化,保护黑土迫在眉睫。希望在不久的将来,像在前苏联召开的第十届国际土壤学大会一样,重新为黑土开一次世界性土壤大会,交流经验,促进发展,迎接黑土春天的到来!

参考文献:

[1]В.В.Докучаев. русский чернозём [М].С.-Петербург.1883:1- 640.

[2]А.П. Щербаков и И.И.Васенев. Агроэкологическое Состояние Черноземов ЦЧО [М]. Российская Академия Сельскояиственных Наук, Курск. 1996: 1 - 329.

[3]龚子同.B.B.道库恰耶夫——土壤科学的奠基者[J].土壤通报,2013, 44(5):1266- 1269.

[4]威廉斯.土壤学:农作学及土壤学原理[M]. 傅子祯,译.北京:高等教育出版社,1957.

[5]Б.Б.ПОЛЫНОВ. Кара выветривания [А].В кн. (Избранные труды [C]. 1934.

[6]A.И. 彼列尔曼. 后生地球化学 [M].龚子同,等译.北京:科学出版社,1975.

[7]И.П.格拉西莫夫,马溶之.中国土壤发生类型及其地理分布,北京科学出版社 1957


版权所有:国家生态系统观测研究网络 京ICP备05002838号-58
Email: sya@cern.ac.cn TEL:024-83970208 技术支持:国家生态科学数据中心 • 中国科学院计算机网络信息中心