文/张馨予
从10多年前起，杨海军就已经明白脚下这块自己最熟悉不过的土地已经发生了变化：玉米和大豆的根系在地里都扎不深，长出的苗像瘦弱的病人，面色发黄；大雨过后，雨水几乎不往土里渗，远远望去是一片浅塘；种植大豆，即便一亩地用50斤化肥，也不及父亲年轻时用更少的化肥产量高。
杨海军是黑龙江省海伦市前进乡胜利村的种植大户，他所在的农民合作社有600多亩地，地里的土壤拥有厚厚的黑色表层，是世界上最肥沃的土壤类型之一。
杨海军知道，黑土地在退化。
东北黑土地是世界上最肥沃的土壤类型之一。图/黑龙江省黑土地保护利用研究院
东北黑土地主要包括黑龙江省、吉林省、辽宁省和内蒙古自治区东部的部分地区，耕地面积5.38亿亩，粮食产量占全国总量的四分之一，是中国最重要的商品粮基地，被比作是维护国家粮食安全的“压舱石”。
中国科学院东北地理与农业生态研究所（以下简称“中科院东北地理所”）研究员张兴义告诉《中国新闻周刊》，东北黑土地的耕地，仍呈退化发展的趋势。根据中科院海伦农业生态试验站的长期定位试验，东北黑土地的粮食生产能力较开垦前已经下降了20％。
现在，对黑土地的保护已经成为国家层面的共识。除东北各地正通过采取工程、农艺、生物等措施减缓黑土地的退化、让土地重新变得肥沃外，一部黑土地保护法的制订也在紧锣密鼓推进中。2022年4月，黑土地保护法草案提交全国人大常委会会议二次审议。草案二审稿突出了黑土地对粮食安全的保障作用，增加规定，黑土地应当用于粮食和油料作物、糖料作物、蔬菜等农产品生产；划入永久基本农田的黑土地应当重点用于粮食生产。草案二审稿还规定，盗挖、滥挖黑土的，依照土地管理等有关法律法规的规定从重处罚。
2022年6月10日至13日，中共中央政治局常委、全国人大常委会委员长栗战书率全国人大常委会执法检查组在黑龙江检查环境保护法实施情况，同时也就黑土地保护立法进行调研。栗战书说，黑土地是大自然赋予人类的宝贵礼物。保护好黑土地，事关国家粮食安全、生态安全，事关中华民族永续发展。要落实政府、农业生产经营者、社会各方面的保护责任，确保黑土地总量不减少、功能不退化、质量有提升、产能可持续，切实保护好黑土地这个“耕地中的大熊猫”。
这场黑土地保卫战，关乎亿万国人手中的饭碗。
变薄、变瘦、变硬的黑土地
1988年秋季，沈阳农业大学土地与环境学院院长汪景宽刚刚毕业，留校任教，在“土壤调查与制图”的课堂上讲解全国乃至全世界土壤的类型和特点。他重视讲解东北的土壤，其中最有名的是黑土。东北的冬季漫长且寒冷，微生物活动受限，土壤有机质积累大于分解，形成了深厚且肥沃的黑土层。
现在，当农民、学术界和政府部门提到“东北黑土地”时，所指的是涵盖黑土、黑钙土、草甸土、白浆土、暗棕壤和棕壤等6种土壤类型的黑土区，面积109万平方千米。而在2000年以后，东北黑土地的退化逐渐成为了学术界的共识。
土壤的“退化”是一个综合概念，体现在多个方面，黑土层厚度的下降，或者说“变薄”，是黑土地退化的重要表象。
黑龙江八一农垦大学原教授张之一曾参与了黑龙江省第一次、第二次土壤普查，他在总结第二次土壤普查中非耕地黑土数据后，分析称，未开垦之前的黑土层平均厚度为50厘米，而现为30多厘米，这意味着垦殖后的黑土大幅变薄了。
水土流失是导致黑土层变薄的重要原因。据中国水土保持公报2019年数据，东北黑土地水土流失面积达到21.87万平方公里，占黑土地总面积的20.11％。水土流失主要来自于3 °～15 °坡耕地，占水土流失总面积的46.39％，其中60％以上的旱作农田发生了水土流失的问题，黑土层正以年均0.1～0.5厘米的速度剥蚀流失。
张兴义说，在东北黑土区，典型的地貌是漫川漫岗，坡缓坡长，农耕则多为顺坡、斜坡垄作。与此同时，东北黑土区的降水多以暴雨形式集中在6月至9月，夏季集中降雨后，雨水往往汇集到垄沟，径流沿垄向冲刷表土，造成水土流失。
张兴义参与了全国水土流失动态监测与公告项目，他对《中国新闻周刊》说，东北黑土地的水土流失绝大多数发生在坡耕地，坡的中部和坡的上部土壤被剥离，绝大部分沉积在了坡脚，坡面的黑土层变薄了，坡脚的肥沃黑土也会被掩埋，导致坡耕地土壤质量下降，生产力降低。
张兴义及其团队的研究显示，黑土质量的快速下降，加上坡耕地地表径流损失所导致的水分胁迫作用，已经导致东北黑土地的粮食产能丧失10％左右。
沟道侵蚀是水土流失的另一种表现形式，外观看起来就像是耕地中的一道道伤痕。研究黑土水土保持以来，张兴义常去东北各地调查沟道侵蚀的情况，但每次开车经过一些大侵蚀沟，他还是不太敢开，“有的侵蚀沟边缘10多米高，像一个大悬崖，在侵蚀沟边站着都恐高。”去各地调研时，张兴义总和七八十岁的当地人聊天，他们总有类似的表述：几十年前，村里有一条小沟，一步就能跨过去，但现在，小沟已经成了十几米宽的大沟，再也跨不过去。
沟道侵蚀一旦发生，沟道中就不能种庄稼了，耕地被切割得支离破碎，一块地变成了几块地。张兴义说，东北农业以机械化耕作为主，而沟道侵蚀阻碍了机耕作业，“耕地是破碎的，还怎么发展现代农业？”
中科院东北地理所研究员与赵其国院士讨论黑土地变硬的问题。图/韩晓增
在东北黑土地，侵蚀沟的数量正在迅速增加。2021年，水利部在东北黑土区组织了侵蚀沟调查，据调查，目前东北黑土地的侵蚀沟数量已经达到60万条，仅次于黄土高原，耕地中的侵蚀沟则有49.5万条，损毁耕地超过500万亩，相当于47万个足球场的面积。而在49.5万条耕地中的侵蚀沟中，九成左右是发展沟，长度还在增加，面积还在扩大，沟底仍在加深。
除了水蚀，风蚀对于东北黑土地农田土壤变薄也有重要影响，其主要发生在干旱的东北黑土区西部。根据中国科学院2021年发布的《东北黑土地白皮书》，东北黑土区受风蚀影响的面积约占黑土地面积的11.1％，年均风蚀厚度0.5～1.0毫米，占总侵蚀量的20％～30％。
松原市乾安县丙字村位于吉林省西北部，近30年多次发生旱灾。丙字村原第一书记蔺向志对《中国新闻周刊》说，每年播种时村里常刮大风，风大了就得种两茬或三茬，前一天刚播的种，第二天可能就被风刮了出来。出苗时，大风常把苗连根拔起。
蔺向志是在2015年来到丙字村的，听村里的老人说，早些年地里黑土层还算厚的，种地都不用下化肥，但他到丙字村时，一些农田已经没有黑土层，有些农田只剩下10多厘米的黑土层，“这在村子里就已经算厚了。”
黑土地退化的另一典型表象，是土壤肥力下降，即“黑土地变瘦”，而这主要是由于土壤有机质的下降。有机质是土壤质量的一个重要指标，因为黑土地肥沃的核心就是具有深厚的黑土层，以及土壤中富含有机质。直观来看，有机质含量越高，土壤越黑，有机质一旦显著下降，黑土层的颜色就变浅了，看起来没那么“有营养”了。
根据《东北黑土地白皮书》，近60年，黑土耕作层土壤有机质含量下降了三分之一，部分地区下降了50％。
东北黑土地有机质含量的大幅度降低，是以东北黑土地被大面积开垦为分界线的。1949~1960年，以大型国营农场为主体，大规模开发北大荒，黑土地农业进入快速发展期，土壤有机质含量也在随后几十年里迅速下降。
黑土开垦后，土壤有机质含量并不是平稳下降的，而是刚开垦时迅速下降，一段时间后进入相对稳定期。《东北黑土地白皮书》显示，黑土地开垦最初20年，有机质含量下降约30％，40年后下降50％左右，70至80年后下降65％左右，此后黑土有机质下降缓慢。
垦殖一段时间后的黑土地也在明显变硬。种植大户杨海军说，几十年来，自己种地前都是旋耕整地，旋耕的深度不太深，基本是10多厘米，久而久之，旋耕土壤的交界处越来越硬，后来听专家说才知道，这就是形成了犁底层。
在东北黑土区，经过长时间耕作，尤其是机械化耕种的农田都会存在犁底层。把犁底层挖出来，看到的是一个有棱有角的土块，掰开时，土壤不是自然松开呈粒状，而是一片一片的。犁底层形成后，作物的根系很难扎下去，根系不再受地心引力的影响向下发展，而是横向生长。
黑龙江省黑土地保护利用研究院院长刘杰说，导致黑土层变薄、变瘦、变硬的根本原因，是不合理的耕作，黑土地在农业生产中不断被索取，加剧土地退化，例如作物生长所带走的土壤有机质的养分，没有还到田里，机械作业、旋耕导致土壤变硬后，该深松土地时没有深松。
汪景宽说，整体来看，现在东北黑土区整体的粮食产量没有降低，还有提升，这说明现在东北黑土地的土壤质量是能保证粮食生产的，“但是黑土层厚度、有机质含量等单项指标确实是在下降。如果现在不保护黑土地，不把这些指标提升上去，以后的农业生产就会有问题。”
中科院海伦农业生态试验站进行秸秆翻混还田。图/韩晓增
从“利用”到“保护与利用”
在最初感受到土地退化的那几年，杨海军感觉自己束手无策，除了不断加大化肥的用量，他不知道还能做什么。刘杰说，在种地这件事上，老百姓是有智慧的，但如果要探索总结出黑土地保护的各种措施，还是需要科研机构。
国内学术界对于黑土地的研究，很长一段时间里聚焦于如何开发和利用，至于提出“保护黑土地”这个方向，是在2000年以后。
2004年9月16日，中国科学院沈阳应用生态研究所（以下简称中科院沈阳生态所）牵头组织了一次为期8天的科学考察，中科院沈阳生态所研究员张旭东带队，还包括中科院东北地理所、吉林省农科院、黑龙江省农科院共10个单位的32位专家和管理人员。
张旭东对《中国新闻周刊》说，那次考察从沈阳出发，把东北的典型黑土区跑了一圈，“我们想要亲眼看一看，东北黑土地到底出现了什么问题，退化到了什么程度？”汪景宽也在这个科考队中，他认为，自那次考察之后，学界就开始探索保护黑土地的措施。
现在，保护黑土地已经成为国家层面的共识。
2021年6月，农业农村部等7部门印发了《国家黑土地保护工程实施方案（2021-2025年）》，其中重点提到了几个东北黑土区有效治理模式，要求东北适宜地区采用，包括以秸秆粉碎、有机肥混合深翻还田，结合玉米-大豆轮作为关键技术、深耕培土的“龙江模式”，以及以免耕少耕秸秆覆盖还田为关键技术的“梨树模式”。
而这些由科研机构得出的黑土地保护模式，都是结合过去几十年的试验总结出来的。
中科院沈阳应用生态研究所张旭东研究员团队成员在保护性耕作研发基地采集土壤剖面标本和深层土壤样品。
土壤领域的科学家，总是会提到英国洛桑试验站，这座农业研究所从1843年开始进行长期定位试验，最初目的是比较不同有机、无机肥料对作物产量的影响。如今，英国洛桑试验站一些长期定位试验已经持续超过170年，它们能够解答土壤肥力的发展趋势、生态环境质量的演变等多种问题，所留下的试验样品也能为验证新的科学假设提供材料。
地处东北典型黑土区腹地的海伦，拥有一座中科院建立的海伦农业生态试验站。从1985年开始，中科院东北地理所研究员、黑龙江省黑土地保护利用专家组组长韩晓增在这里设计了13组长期定位试验，以研究黑土地的变化规律，在韩晓增开始探索黑土地保护利用技术之后，他发现过去长期定位试验所得出的成果给理论数据提供了有效支撑。
辽宁旋耕机配件哪里有2005年，韩晓增提出了肥沃耕层构建技术，核心是采用机械的方法将秸秆和有机肥深混到0～35厘米的土层中，形成一个深厚肥沃的耕作层，这项技术成为他后来总结的“龙江模式”的核心之一。据《东北黑土地白皮书》，经过肥沃耕层构建技术的农田，玉米和大豆能分别增产10.5％和11.3％，甚至更多。
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