黑土地保护与可持续利用策略研究

2022年，《中华人民共和国黑土地保护法》颁布与实施，标志我国黑土地保护与利用迈入新纪元。要全面准确落实《黑土地保护法》，实现黑土地保护的目标，就要充分认识黑土地保护与利用的深刻内涵和重大意义，明确黑土地保护与利用目标，识别黑土地数量、质量现状与退化问题，深入分析黑土地退化原因，制定有效的黑土地保护与利用策略和措施，保护好 “耕地中的大熊猫”，为国家粮食安全和生态安全提供有力支撑，从而造福子孙后代。

习近平总书记多次对黑土地保护作出重要指示。2020年7月，总书记在吉林梨树考察时强调，一定要采取有效措施，保护好黑土地这一“耕地中的大熊猫”。总书记的指示再次体现了黑土地保护的重要性和紧迫性。近几年国家出台一系列政策文件，黑土地保护逐渐上升为国家战略。2020年2月农业部、财政部出台《东北黑土地保护性耕作行动计划（2020—2025年）》，2021年7月7部门联合印发《国家黑土地保护工程实施方案（2021—2025年）》，2022年6月全国人大通过了《中华人民共和国黑土地保护法》（以下简称《保护法》）。《保护法》的颁布与实施标志着黑土地保护正式上升到了法律层面，我国黑土地保护又迈上了一个新台阶。《保护法》提出了未来黑土地保护与利用的目标，即黑土地总量不减少，质量有提升，功能不退化，产能可持续。

一、黑土地保护与利用重要性

  

1.黑土地的重要地位

黑土地是大自然赋予人类的礼物，是一种极为宝贵且稀缺的土地资源，全球黑土地面积不足陆地面积的7%，且主要集中在四片区域，其中一片就是我国东北地区。东北黑土地是我国最重要的粮食主产区和商品粮生产基地，生产了全国1/4的粮食，提供了全国1/4的商品粮，粮食调出量占全国1/3，是我国粮食生产的“压舱石”。东北黑土地不仅粮食产量高，土壤有机碳储量也高居全国首位。研究表明，虽然近30年仅有东北黑土地是唯一表现为表层土壤有机碳储量下降的地区，下降了约0.41 t C /ha，但是下降后的有机碳储量仍高达41.80 t C /ha，远远高出其他地区。黑土地作为一个巨大的土壤碳库，蕴含着巨大的固碳潜力，对于全国气候变化和碳中和都具有重要作用，是我国生态安全的调节器。此外，由于独特的资源优势，东北黑土地在一定程度上代表了大规模现代化农业发展的最高水平，农业现代化综合指数约70%, 在全国处于领先水平，是我国农业现代化的“排头兵”。

2.黑土地的特殊性质

黑土地在粮食、生态和农业方面具有重要的地位和作用得益于其地表土壤——黑土所具有的特殊性质。首先，黑土具有独特性。从全球黑土区分布来看，黑土多分布在南北高纬度，温度较低且气候湿润的地区；黑土是世界上最肥沃的土壤，有机质平均含量在30~100 g/kg；黑土的基础性状良好，具有良好的结构性，自然表层土壤以团粒为主，透水性、持水性以及通气性均较好，养分含量丰富。其次，黑土具有珍贵性。黑土的形成周期缓慢，形成1cm的黑土至少需要300~400年；黑土数量稀缺，全球黑土区总面积不足陆地面积的7%，我国黑土区面积占全球黑土区面积的12%，占我国国土面积的11%；黑土产量高，世界上的黑土区都是大粮仓，而东北黑土区肩负的责任更重，仅用全国约20%耕地生产了全国42%的玉米和56%的大豆。其三，黑土具有珍惜性。研究表明，黑土退化快速，在开垦40年后有机质下降50~60%，黑土层厚度已由开垦前100cm下降到了20~40cm，并且黑土退化是不可逆转的，受多方面影响和制约，黑土退化的修复治理技术也要求较高，需要经过长时间治理才能保障黑土不再继续退化，如要恢复到往日质量，则需要更加漫长的治理过程。

二、黑土地资源现状分析

  

1.黑土地概念界定

一直以来，由于黑土地概念不清，造成黑土地底数模糊，制约了黑土地保护效果和积极性发挥。在确定黑土地保护与利用目标后，亟需对黑土地概念、面积与分布有一个更加清楚的认知。黑土地概念不清，最主要的原因是将黑土和黑土地的概念混淆。基于地球关键带的思想，将黑土地分解为土地利用和土壤两个层面。从土壤学角度讲，黑土是在温带湿润或半湿润气候草甸植被下形成的，具有深厚腐殖质层，粘化B层或风化B层，通体无石灰反应、中性反应的土壤。按照土壤分类系统，可以分为广义黑土和狭义黑土。广义黑土包括黑土、黑钙土、暗棕壤、棕壤、草甸土和白浆土六类，狭义黑土则是包括更为典型的黑土和黑钙土两类。黑土地——耕地中的大熊猫，即土壤类型为黑土的耕地，根据土壤类型，也可分为广义黑土地和狭义黑土地。黑土区则是指大面积分布有黑土地的区域，包括了黑龙江、吉林全省、辽宁省东北部和内蒙古“东四盟”地区。

2.黑土地数量现状

在厘清黑土地和黑土概念关系基础上，利用东北地区土地利用现状图、土壤图和行政区划图进行空间叠加分析，获取东北黑土地、黑土的面积分布情况。我国广义黑土面积11.45亿亩，约占全国土壤面积的7.95%，广义黑土在黑龙江省分布最多，面积为5.09亿亩，在辽宁省分布最少，面积为1.32亿亩。其中暗棕壤面积最多，为4.79亿亩，占黑土总面积的41.83%，主要分布于黑龙江和吉林省东部；棕壤面积最少，为0.75亿亩，多分布在黑龙江省东部。狭义黑土面积为2.49亿亩，占全国1.73%，在内蒙古分布最多，辽宁分布最少。其中黑钙土面积为1.44亿亩，主要分布在内蒙古西部、黑龙江和吉林省西部，黑土面积为1.05亿亩，主要分布在黑龙江省。我国广义黑土地面积约为4亿亩，占全国耕地面积的19.77%，多分布在黑龙江省，面积约为2.21亿亩，辽宁省分布最少，仅有0.41亿亩。狭义黑土地面积1.32亿亩，占全国耕地面积的6.52%，同样在黑龙江省分布最多，面积为0.77亿亩，辽宁省分布最少。

3.黑土地质量、产能、生态现状

根据农业农村部已完成的东北黑土区耕地质量评价结果显示，东北黑土地质量呈中高等水平，中高等黑土地占比达到88%，主要分布于三江平原、松嫩平原和松辽平原区。吉林省黑土地质量等级最高，内蒙古黑土地质量等级最低。同时，借助土壤、气象和大田数据模拟东北玉米种植区域潜在产量。结果显示，东北黑土地产量提升还有较大空间，东北黑土区春玉米实际产量为6.4t/hm2m2，平均潜在产量为19.0t/hm2m2。辽宁省和吉林省西南部产量提升空间较大。此外，研究表明东北黑土地土壤有机碳储量约为1.4 Pg C，虽然呈下降趋势，但仍是全国最高。黑土地产水量近年来达到141.3亿m3，土壤保持总量超过200亿吨。但值得注意的是，黑土地高强度利用所带来碳、氮、磷排放增加趋势明显，根据生命周期法测算的温室气体排放结果显示，东北地区耕地利用温室气体排放量由1990年的0.59亿吨增加到2019年的1.11亿吨，东北已成为全国耕地利用温室气体排放风险最高的地区。

通过厘清黑土地和黑土概念关系，清晰掌握黑土地资源现状。我国黑土和黑土地资源数量有限，在全国占比较小，但是黑土地质量和产能较高，并且提升空间较大，黑土区土壤有机碳储量较高，资源本底条件较好，但也是唯一一个呈现下降趋势的地区，并且耕地利用造成温室气体排放风险逐渐加大。

三、黑土地退化问题识别

  

1.黑土地变薄、变瘦、变硬

近年来，由于自然因素制约和人为高强度利用，导致黑土地变薄、变瘦和变硬问题日益凸显。其一，据水利部数据显示，目前东北黑土地水土流失面积为3.28亿亩，占黑土地总面积的20%。侵蚀导致黑土层厚度自开垦前60~80cm下降到如今20~40cm，并且以年均 0.1 ~ 0.5 cm 的速度流失，严重的地方只剩下表皮薄薄的一层，黑土地“变薄了”。其二，已有监测数据和研究表明，近60年黑土地表层土壤有机质含量下降了1/3，部分地区下降了1/2，并以每10年0.6~1.4g/kg的速度缓慢下降，黑土地“变瘦了”。其三，由于不合理耕作，黑土压实显著加剧，黑土地“变硬了”。自开垦至今，黑土地表层土壤容重增加了60%，土壤总孔隙度下降了23%，田间持水量下降了54%，土壤容重和硬度增加，蓄水能力下降，土壤中细颗粒向粗颗粒转变，土壤蓄水和供肥能力有进一步降低的趋势。

2.黑土地地下水下降

虽然黑土地变薄、变瘦和变硬问题备受关注，但是黑土地地下水下降问题也不可忽视。研究表明，由于地下水严重超采，东北的建三江垦区成了东北最大的漏斗区，近40年地下水位累计下降5m以上的面积达0.18亿亩，下降10m以上的面积为0.05亿亩，地下水位年均降幅0.3m。建三江垦区作为三江平原最大的水稻连片种植区，大量开采地下水，2018年地下水开采量约为30年前的14倍，地下水利用量占总用水量的88.49%。当前建三江垦区地下水开采量超可开采量的1.6倍，并仍以每年5~10亿m3的速度下降。

3.黑土地生态风险加剧

近30年，由于化肥、农药等投入不断增加，导致黑土地生态系统环境风险加剧，严重危害了黑土地可持续利用，威胁着国家生态安全。研究表明，近30年东北黑土地生态系统碳储量共减少了6.5亿吨，并呈持续减少趋势；黑土地利用系统氮、磷以及温室气体排放上升趋势明显，以黑龙江为例，近30年氮排放增长率为77.91%，磷排放增加了12.98万吨，增长率为105.24%，温室气体排放增加了6549.71吨，增长率为98.93%，位居全国前列，并大有增加的态势。此外，长期高强度工作，导致黑土地土壤微生物活性大幅降低。有研究和监测数据显示，近10年黑土地土壤微生物量碳含量下降了2.4倍，近40年东北陆栖脊椎动物种群数量下降70%。

虽然东北黑土地粮食总产量和单产不断增加，但是高强度的利用导致黑土地退化严重，地下水快速下降，生态环境亮起了“红灯”。如果不采取有效措施，几十年后黑土地将不复存在。因此，亟需给黑土地“把把脉”，提出针对性的黑土地保护利用对策和措施，给过载的黑土地“减减压”，实现黑土地可持续利用与农业可持续发展，保障国家粮食和生态安全。

四、黑土地退化原因分析

  

1.气候变化

近些年来，东北地区暖干化趋势显著。数据显示，东北黑土区平均每10年增温0.34℃，降水量年际变化呈增加趋势。气候变暖导致微生物活性增强，土壤有机质分解加速，从而造成黑土地肥力下降，土壤碳排放增加。气候变暖还造成黑土地水土资源失调，干旱灾害频发；同时，部分年份降雨激增，又极易形成内涝。气候变化还会导致湿地土壤变化，泥炭沼泽地中的碳大量释放，进一步加剧气候变暖。

2.空间扩张

空间扩张包含两个层面，一个是建设用地占用黑土地，二是东北耕地大面积扩张。遥感监测显示，2005-2020年东北地区建设占用耕地面积达到0.29亿亩，建设占用黑土地，会导致黑土层遭到破坏，加速黑土地退化。另一方面，1990-2020年东北地区耕地面积增加了约0.63亿亩，是我国耕地扩张的热点区域，其中水田面积大幅增加。数据显示，近30年东北地区有0.73亿亩林地转化为耕地，有0.34亿亩草地转化为耕地，并且草地下降速度加快，近20年下降了0.05亿亩，湿地面积持续减少，近20年，东北湿地面积下降了约0.08亿亩。耕地大面积扩张，挤占了林地、草地以及湿地等土地资源空间，破坏了生态环境，增加了土壤扰动，破坏了生物多样性。三江平原水田大面积扩张也导致地下水超采严重。

3.不合理利用

研究表明，近30年来，东北地区耕地面积、化肥使用、灌溉用水均显著增加。高强度的投入和利用加剧了黑土地退化和生态风险。大型机械耕作导致了黑土层土壤压实，降低了土壤蓄水能力，机械阻力增大；大量施用农药、化肥导致土壤酸化、土壤污染和盐渍化问题加剧，同时也导致大气氮、磷及温室气体排放增加，影响生态系统健康，不同的管理措施也会影响土壤有机质含量。

4.国际大豆贸易

大豆大量进口导致黑土地种植结构单一也是黑土地退化的重要原因。自从我国加入WTO以来，大豆进口不断增加，2020年大豆进口量达到了1亿吨，近20年增加了4.83倍。东北地区原本是我国大豆主产区，但由于大豆大量进口，加之国内大豆竞争力低，导致东北大豆种植逐渐被玉米取代，并且同一时期，由于南方社会经济快速发展，大面积水稻田被占用，以及饮食结构和气候变化等一系列原因，致使东北种植结构发生改变，由大豆或者大豆—玉米轮作，演变成单一的玉米或者水稻种植，而高产的玉米和水稻需要大量的农药与化肥投入，加上早期保护性耕作没有大面积推广，所以，出现了黑土地退化、地下水下降和生态风险加剧等问题。

总之，东北黑土地退化是在自然因素和人为因素等综合作用下形成的。通过识别黑土地退化问题，分析黑土地退化的原因，找准黑土地退化的“病根”，从而为制定有效的黑土地保护与利用策略和措施提供科学依据。

五、黑土地保护与持续利用策略

  

1.黑土地保护策略

针对黑土地资源现状与退化问题，从数量、质量和生态及其综合视角制定黑土地保护策略。首先，坚决落实黑土地保护法，坚持最严格的黑土地保护制度，坚决禁止破坏黑土地资源，禁止非农建设占用。另一方面，实行黑土地数量弹性空间保护转型，稳步推进黑土区“退耕还生”，低洼内涝、陡坡等不适宜耕种的黑土地要有序退出，并转换为林地、湿地、草地等生态系统空间，保障黑土地资源安全，提高黑土地生态环境。其次，要加强黑土地综合质量提升。准确识别黑土地退化问题及原因，消除黑土地退化障碍因素，提高黑土地高产保障能力；提高黑土地配套设施建设，增强黑土地抗灾减灾能力；继续扩大黑土地规模化水平，降低黑土地保护与利用成本，提高黑土地产出高效能力。其三，加强黑土地生态管控，通过技术措施和结构调整，从黑土地源头控制、过程监管、末端治理三个方面，建立黑土地保护生态治理新机制。黑土地保护最终还要落到山水林田湖草综合体视角，从大的空间格局上开展全域黑土地综合整治和分区，统筹山水林田湖草系统保护政策措施，实现黑土地整体保护、系统修复和综合治理。

2.黑土地利用策略

保护性耕作是促进黑土地可持续利用的主要技术，在保护黑土地退化问题的同时，还稳定了粮食产量，保护了生态环境。要深入研发、总结保护性耕作技术模式，鼓励和引导农民全面推行保护性耕作制度，形成科研院所重点参与、合作社为载体、政府和企业协同的保护性耕作模式，激发黑土地“产学研”长效结合，促进黑土地质量持续提升，实现黑土地高效、高产与可持续利用。保护性耕作要想实行全面推广，需要具备三要素，即良好的技术支撑，有效的配套设施以及充足的土地规模。而扩大保护性耕作的规模与规模化农业经营是黑土地农业可持续利用与发展的重要路径。未来需要结合黑土地资源禀赋条件和比较优势，通过土地流转与地块破界，打造一社一田的耕地空间格局，建设新型生产单元，实行统一经营与规模化生产，提高黑土地利用效率。并建立完善的生产单元内部组织架构与合理的利益分配机制为其支撑。针对黑土地种植结构问题，要适当调整作物生产布局，合理安排黑土地农业种植结构，特别是提高大豆播种面积，增强作物固氮能力，减少过多的农药化肥投入带来的温室气体排放。并且统筹考虑国内“非粮化”“非农化”现实和国际粮食进口需求，提高南方省份粮食自给率，并采取间作、轮作、套作等利用方式，建立分区休耕调控模式，降低对东北黑土区的耕作压力，控制黑土地种植强度，从而真正做到了黑土地用养结合。

3.黑土地科技支撑

科技创新是用好养好黑土地的根本途径。推进黑土地利用和保护，需要建立现代黑土地监测体系。利用近地传感、无人机和卫星遥感等技术，结合大数据、云计算以及5G技术，构建“天—空—地—网”一体化黑土地调查监测网络，建立黑土区土壤、覆被及社会经济“云—边—端”一体化协同数据平台，实现黑土地资源的可视化管理和智能化决策，为黑土地资源动态变化监测与永续利用保驾护航。基于监测网络和数据平台，对多尺度、多层级、多要素黑土地数据进行持续整理、加工、融合，并以黑土地保护与利用技术为知识库，利用机器学习模型以及深度学习模型，对黑土地保护与利用技术进行智慧重组和高效匹配。此外还要加强生物、肥料、育种和农机等方面技术进步与创新，研发简便快速秸秆还田生物还田技术，推进秸秆高效还田；研制高效有机肥产品，提高作物养分利用率，改善黑土肥力；创建优质品种育种技术，培育高产、抗灾的新品种，实现黑土地作物产量新高；提高黑土地农业生产智能化水平，研发智能化、新能源为特征的高科技农机装备，提高黑土地农业生产效率。

4.黑土地政策保障

黑土地保护和利用不仅需要科学技术支撑，更需要建立完善的保护与利用政策和行之有效的体制机制。在强调黑土地保护与利用的同时，要注重黑土地生态功能和农民发展权，建立黑土地生态保护补偿和农民种植收益保障机制，设立黑土地补偿专项资金，制定补贴方法和奖惩机制；增加黑土地金融、科技、人才、科研设备等项目投入，探索多元化财政、科技投入方式，提升黑土地补偿资金和投入的有效性和针对性，补偿资金按照经营主体的实际需求，做到“以需定补，以奖代补”，弥补因农业发展和黑土资源保护而造成的经济社会发展落后的损失，调动农民种粮意愿和保护黑土的积极性，为实施保护性耕作的经营主体提供制度保障。政府作为政策的供给主体，要建立健全黑土地种植保险条例，发挥农业农村发展与生态保护的政策引导与保障作用，协同企业和保险公司提供风险规避，降低农民和集体组织种植业收益风险，在经济上、风险上、利益上促进黑土地保护的立法有效。此外，建立黑土地资源保护长效机制，将黑土地纳入新型农村综合配套改革中，充分发挥市场作用，鼓励黑土地规模化、集约化经营，鼓励合适的农场、农业合作组织以及涉农企业向生态农业方向转型，并为其提供技术支持和管理经验等政策供给，促进其适应现代农业市场需求，并通过典型示范的辐射带动作用，逐步推广至更多地区，为黑土地保护与利用提供条件，确保黑土地稳定、可持续的粮食生产能力。

文章作者：姚东恒、谢恩怡、孔祥斌

中国农业大学土地科学与技术学院

自然资源部农用地质量与监控重点实验室

文章来源：中国土地科学