从黑土地保护看,我国才是蓝星上真正爱护耕地的国家。因为在世界黑土普遍退化的情况下,我国是唯一实现黑土地退化趋势逆转的国家。
东北三省加上内蒙古东部即广义东北地区的黑土地,是我国最重要的商品粮基地。这里以占全国约1/5的耕地,贡献了全国1/3的商品粮。可见东北地区直接关系到我国粮食安全。
“黑土地肥到家,捏把泥土冒油花,一两黑土二两油,插根筷子也发芽。”这是在东北地区流传的顺口溜,形象地描述了黑土地的肥沃。
但由于长期开垦,东北黑土地一度退化非常严重。
2020年中科院发布《东北黑土地白皮书(2020)》显示,相比60年前,东北黑土耕作层土壤有机质下降了三分之一,部分地区下降了50%。土壤有机碳可以反映土壤的肥沃程度。1980年到2011年,东北黑土地是我国旱地土壤有机碳唯一下降的地区。
而世界上拥有黑土地的国家,也都曾经发生过很严重的黑土地退化。
2021年,我国实施黑土地保护工程,黑土地保护被上升为国家战略。
黑土地退化的表现是耕地变得薄瘦硬。
变薄即黑土层厚度越来越薄,甚至发生破皮黄。也就是露出黑土层下方的底层黄土。一旦发生破皮黄,这块黑土地基本就废了。
黑土剖面
东北地区原始黑土地黑土层厚度为30至50厘米,现在只有20至30厘米。
变瘦即黑土层的有机质越来越少,耕地颜色变淡,自然肥力下降。这时需要投入更多的化肥,才能获得作物高产。而且随着土壤有机质含量下降,化肥增产效果反而还越来越差。
东北地区黑土地土壤有机质含量曾高达5%到8%。国际上认为有机质高于5%的土壤就是很肥沃的土壤。现在下降到只有2%到4%,局部地区不到2%。有机质含量低于1.5%时,不再被认为是黑土地。
变硬即由于机械化耕作等反复碾压,导致黑土被压实,透气性、渗水性能变差。雨水在耕地表面无法快速下渗,形成积水。遇到大的暴雨,会在地表形成径流,带走黑土。
秸秆被打包离田,耕地被反复碾压
由于雨雪侵蚀,黑土地会出现大量冲沟。把大片耕地切割成细小土地,难以机械化耕作。
侵蚀沟情况-图1沟头朔源侵蚀(a),沟口纵向延伸侵蚀(b),沟壁坍塌侵蚀(c),相邻沟段连通(d)
黑土地完全退化的结果就是黑土层完全消失,只剩下贫瘠的基底黄土,类似于未治理前的黄土高原。甚至只剩下岩石、沙砾。一旦出现这个情况,这块黑土地的生命就结束了。
美国艾奥瓦州北部耕地表层土壤完全被侵蚀的沙质凸起(浅色母质)
目前世界上有黑土地的国家,除了我国和加拿大保护较好外,其他国家的黑土地保护都一言难尽。
例如,大漂亮农民认为,在50年内就会完全失去黑土层,再也无法耕种。按当前退化趋势,钨客澜在30到60年内,耕地黑土层可能大部分会消失。
目前,我国是世界上唯一实现黑土地退化趋势逆转的国家。
我国2015年启动东北黑土地保护利用试点,2022年实施《黑土地保护法》。2021年启动高标准农田建设,截至2024年底,东北四省区已建成高标准农田1.8亿亩,其中85%以上已配套实施秸秆覆盖等黑土地保护措施。
效果是土壤有机质含量全域性回升,年均上升0.02%至0.05%。高标准农田项目区相对非项目区,水土流失量减少60%。耕层厚度增加8厘米,粮食增产增产20%至25%。
那么,我国为何能逆转黑土地退化趋势呢?
这是因为我们有技术优势、制度优势、文化优势。
要想让黑土地不退化,就得弄清楚它为何会退化。黑土只在温带湿润气候草原草甸植被条件下形成。
由于气候寒冷,有机质很少分解。因此在地表形成了有深厚腐殖质而呈现黑色的土壤,这就是黑土。形成1厘米黑土层,需要用200到400年左右的时间。因此,一旦黑土被破坏,将很难恢复。
黑土的原始植被为防风固沙的深根野草。一旦这些野草被拔除后,开垦成耕地。失去植被保护的黑土就很容易被大风刮走和被雨雪带走。这就导致黑土层变薄变贫瘠,形成冲沟。此外,由于拖拉机等作业,导致耕地被压实。
世界对黑土地的保护措施一直在摸索,至今也不能算完美。其历史可以分为三个时期。
第一时期,建立防护林,降低地表风速,以减少土壤风蚀,也就是土壤被风带走。在边坡上种植树木、牧草,减少土壤水蚀,也就是土壤被雨水雪水带走。让大豆等豆科植物参与轮作,利用豆科植物能固氮的特性,培肥地力。
第二时期,实行保护性耕作,用秸秆覆盖耕地或在农闲季种植覆盖作物,让耕地减少裸露时间。尽量少耕甚至是免耕,减少对土壤的扰动,让土壤颗粒保持胶水一样的团粒结构,透水透气,让雨水快速下渗。这样就可以减少风蚀和水蚀。
第三时期,实行秸秆还田,施用有机肥,以培肥地力。用工程填平冲沟,修复耕地。
我国正是完全执行了以上的黑土地保护措施,才得以逆转黑土地退化趋势。而世界上其他有黑土地的国家,都没有像我国这样完备的黑土地保护措施,所以黑土地仍然在退化。
例如加拿大黑土地保护也做得较好,但有机肥施用不足、冲沟未用工程修复,造成黑土层仍然在缓慢地变薄。
至于其他的国家,黑土地退化情况都较为严重,个别国家如钨客澜的退化趋势还在加剧。
下面我就具体分析,为何我国的黑土地保护要比其他国家做得好。
第一,地形上有优势。
我国东北北面是小兴安岭,东面是长白山,西面是大兴安岭。这种半封闭地形很好地护住了黑土地,能很好地减缓冬春大风带来的风蚀。这也是我国能成功实行保护性耕作的地理优势。
而其他国家的黑土地地形不是我国这种半封闭地形,较易发生风蚀。例如大漂亮、加拿大缺少东西向山脉的穿堂风地形,很容易产生风蚀。
鹅钨的黑土地位于东欧平原,地形上无遮无拦,冬春多大风。这里也容易发生风蚀。
第二,防护林建设较好。
东北地区的黑土地受到三北防护林和农田防护林网保护。三北防护林被誉为世界最大规模的植树造林工程,是世界上唯一保存良好的大型防护林。林带平均保存率85%以上。
目前东北黑土区农田,78%耕地受到防护林网保护。防护林受《森林法》和《黑土地保护法》保护,禁止擅自采伐、毁坏,违者可追究刑事责任。
自2021年起,东北全面推行林长制,分为省、市、县、乡、村五级林长。村级护林员定期巡查防护林情况。防护林管护被纳入干部考核。
2021年启动的黑土地保护工程,将修复退化防护林、新建林带纳入高标准农田建设的配套工程。
但其他拥有黑土地的某些国家,对防护林的建设和维护情况就不乐观。
例如,大漂亮在上世纪30年代因为大平原黑土地过度开垦,出现了人类历史上规模最大的黑风暴。
后来,大漂亮在大平原地区,沿着西经100度线,建立了长达1850公里,宽约160公里的防护林。这个防护林被称为罗斯福防护林工程。
罗斯福防护林工程规划范围
由于林带建设的规划存在问题和后期管护不力,相比1950年,防护林覆盖率下降了80%,已基本失去防护功能。南部冬小麦区,因为当地降雨量达不到树木生长需求,种植的树木很快枯死,保存率不到5%。
冬小麦区的防护林已基本消失
只有在北部地区,防护林保存相对较多。
罗斯福防护林工程规残存林带
此外,苏联在1949年到1953年建立的“斯大林改造大自然计划”林带工程,现在保存率为2%。保存率低的原因也是强行在干旱少雨的草原上造林,结果也导致树木基本枯死。
前苏联时期的一张宣传海报,反映了当时“斯大林改造大自然计划”的实施情况,可以看到当时开展防护林带建设、灌溉和草田轮作等生态工程的宏图。
显然,想建设好防护林,没那么简单。我会单独讲解我国三北防护林为何会建设成功。
而关于农田防护林网被破坏,有钨客澜和大鹅的例子。
在前苏联时期,钨客澜地区大量建设了农田防护林网。在1991年,受防护林网保护的耕地约占总耕地50%到60%,当时防护林由国营农场统一管理和维护。
1991年钨客澜独立后,国营农场解体,土地被分给小农户。防护林无人管护。大量防护林被砍伐卖掉或作为燃料,此外也有为了增加耕地而砍伐防护林。
现在受防护林网保护的耕地比例已下降到30%到40%。当地表土流失上升了3倍,冲蚀沟密度增加了2倍。钨客澜国家科学院警告,如果不重建防护林,到2050年,钨客澜南部30%耕地将因风蚀退化为半荒漠。
大鹅也存在类似的情况。例如中央黑土区防护林覆盖率较1990年下降了38%,当地允许以经济林名义砍伐防护林。
接下来,请听下集,以秸秆覆盖还田为核心的梨树模式为何能有效保护黑土地。