◎  侯红星 任柄璋 张凤荣

　　2022年8月1日，《中华人民共和国黑土地保护法》正式实施。为全面系统地掌握我国黑土地分布、结构、质量、利用状况等信息，今年上半年，国家首次启动东北黑土地地表基质调查。那么，什么是黑土地？什么是地表基质？形成和支撑黑土地的地质本底有哪些？地表基质调查如何服务黑土地保护呢？笔者通过2021年以来东北黑土地地表基质调查工作实践，就以上问题进行了讨论解读。

　　黑土地是世界粮仓

　　黑土地主要是指分布温带湿润半湿润地区，具有较深厚的暗黑颜色、有机质含量高（普遍大于15g/kg）、良好的团粒结构、容重低、较高的盐基饱和度（大于70%）、适宜的pH值（5.5~7.0）肥沃腐殖质层的土地。世界范围内黑土地集中分布的区域仅有四大块，占全球陆地面积不足7%，分别为乌克兰平原（面积190万km2），美国密西西比平原（面积120万km2），中国东北平原（面积109万km2）以及南美潘帕斯草原（面积76万km2），集中分布在南北纬40°～50°地理区域之间。

　　目前，世界四大黑土区都是重要的、优等的产粮基地，在全球粮食安全保障方面具有不可替代的作用。

　　乌克兰平原黑土地是“欧洲粮仓”。

　　密西西比河平原是“美国面包篮”，囊括了大部分玉米带和小麦带，是典型的“商品谷物农业”分布区，支撑美国主要的粮食出口。

　　潘帕斯草原是阿根廷的“粮仓”和“肉仓”。

　　我国东北地区黑土地主要分布在北纬45°线附近，涉及黑龙江省和吉林省全部、辽宁省东北部及内蒙古自治区“东四盟”，主要分布在呼伦贝尔草原、大小兴安岭地区、三江平原、松嫩平原、松辽平原部分地区和长白山地区。主要盛产玉米、大豆、水稻，粮食产量和粮食调出量分别占全国总量的1/4和1/3，过去60年来不仅是东北农业发展的基础，也一直是我国粮食安全的“稳压器”和“压舱石”。

　　黑土地的形成需要特定的气候环境、地形条件、成土母质和生物作用，需经历漫长的腐殖质积累过程。我国东北黑土地形成经历了第四纪全新世以来的漫长过程，历时一万年以上。正是由于黑土地形成过程复杂、难以再生，珍贵稀少，土壤肥沃，粮食产量高，所以无论从粮食生产角度还是生态功能角度，黑土相较其它土壤不可替代，是名副其实的“耕地中的大熊猫”。20世纪60年代以来，受全球自然气候环境变化和人类高强度开发利用等因素影响，东北黑土地面临着地表黑土层侵蚀流失、厚度变薄、有机质含量下降、板结和贫瘠化等退化问题。黑土资源的保护和合理开发利用越来越受到重视与关注。《中华人民共和国黑土地保护法》的颁布与实施，为保护黑土地资源，维护生态平衡，保障国家粮食安全提供了法律依据。

　　黑土地的地表基质多种多样

　　黑土地的共同特征是分布在地表、具有一定厚度、有机质含量高的暗黑腐殖质层，但支撑形成这个深厚腐殖质层的地表基质却类型多样。所谓地表基质是指孕育和支撑耕地、森林、草原、水、湿地等各类地表覆盖层的基础物质，主要包括岩、砾、砂、土、泥等类型。黑土地地表基质则是指支撑表层黑土形成发育的母质层以及下面的物质层。2021年以来，自然资源部通过在辽河平原梨树地区、三江平原宝清地区、松嫩平原海伦地区开展黑土地地表基质调查试点的基础上，2022年又编制下发了《黑土地地表基质调查总体方案》，计划利用两年左右时间，完成东北典型黑土区83个重点保护县（市、区、旗）地表基质调查，在全面调查掌握工作区内表层黑土平面分布、垂向厚度、有机质含量以及利用方式的同时，着力查清黑土地地表基质类型、分布范围、空间结构、理化性质、碳储碳汇等特征，分析不同类型地表基质发生发展、转化机理和演替规律，揭示地表基质层与上覆黑土层的支撑孕育特征和形成演化关系。

　　通过调查，黑土地地表基质主要类型为土质，分布面积占整个黑土地表基质的60%以上，包括壤土、黏土、沙土以及部分粗骨土；其次为砂、砾质基质，面积约占30%；还有部分黑土基质为岩石，包括花岗岩、玄武岩、砂岩等。土质基质支撑形成的地表黑土层普遍较厚，最厚处达2米以上，土质基质本身厚度也超过2米，主要分布在山区与平原、盆地过渡地带并靠近盆地区域，呈现为起伏不平的漫川漫岗地貌。其次为砂质、砾质，主要分布在山前冲积台地区域、古河道及现代河流冲积区域，地表黑土层厚度、基质本身的厚度不一，黑土厚度在0.3米～1米，而基质厚度变化非常大（数米～数十米），且不稳定。岩石基质形成的黑土最薄，厚度在10厘米～40厘米，主要分布在低山丘陵区域。地表这些黑土层都是由其下伏的不同类型基质经历上万年的成土、成壤作用而形成。如果破坏，难以再生。

　　不同地表基质黑土地的退化风险评估和保护利用策略

　　黑土资源的保护和合理开发利用越来越受到重视与关注。由于以往对黑土地地表基质本底数据掌握不够全面、不够准确，东北地区大面积黑土地被开垦成为耕地的同时，在高强度开发利用和自然作用双重影响下，不同地表基质的黑土地发生了不同程度的退化，从而加剧了黑土退化的风险。

　　总体上，在相同的外界条件下，岩石基质的黑土地退化风险最高，砾质、砂质基质的黑土地次之，而土质基质特别是黏土、壤土基质的黑土地退化风险相对较低。这一评估在调查中进一步得到证实。如在调查过程中发现，土质基质的黑土地表层黑土和下伏黏土都很厚，如果黑土变薄，黑土下面的土质经过开发还可以继续利用，能够快速支撑生态恢复和生产的可持续保障。但地表基质为砂砾质的黑土耕地经过多年开发利用，海拔相对较高的坡上地段地表黑土层有的基本剥蚀殆尽，露出砂砾石层，无法持续供给作物营养，生态恢复能力也很弱；而一些地表基质为岩石的黑土耕地如果继续耕作而不注意保护，可以想象多年以后如果黑土全部流失，下面的岩石基质很难在短时间内形成土壤，会造成无法挽回的损失和严重的生态退化问题。

　　为保证长效利用和可持续发展，不同类型地表基质的黑土地需要采取科学合理的开发利用方式。保护黑土地除了要考虑其利用方式和强度、地形、气候等因素外，更重要的是要根据地表基质调查掌握的黑土地本底数据，利用基于地表基质的空间适应性评价方法，实施不同的保护策略，按照“宜林则林、宜草则草、宜耕则耕、宜荒则荒”原则，合理规划符合自然地理格局的黑土地利用方式。

　　按照退化风险程度科学合理施策保护黑土地。岩石地表基质黑土地区要按照林地、草地进行规划，以自然恢复和生态保护为主，减少人为干扰，原则上禁止开发为耕地。砂砾基质黑土地区黑土要根据地表黑土层以及土壤层厚度、地形地貌特征等实际情况，合理规划为耕地、林地、草地或湿地，对不适宜作耕地和已发生退化区域要采取措施退耕还草、还林，防止过度开发而造成局部生态退化。土质地表基质黑土地区可以因地制宜，在保护和利用好表层黑土资源的前提下，进行规模化、集约化耕地开发，保证黑土耕地资源高效利用和生态安全。

　　（作者单位：中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心，中国农业大学）