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東北黑土地區耕地土壤質量演變
耕地土壤類型與數量
根據 2019 年《全國耕地質量等級情況公報》,東北地區耕地總面積為 4.49 億畝(2.99×107 hm2),集中分布在松嫩平原、三江平原、遼河平原、大小興安嶺山麓和長白山低山丘陵區;該區域耕地質量平均為 3.59 等,其中高等地(1—3 等)占 52.01%,中等地(4—7 等)占比 40.08%,低等地(8—10 等)占比 7.90%。該區域油氣分離器改良版耕地土壤類型面積最大的是草甸土,占總耕地面積的 汽車零件19.69%;其次為暗棕壤和黑土,分別占耕地總面積的 16.76% 和 13.29%;再次為水稻土和黑鈣土,分別占耕地面積的 11.63% 汽車材料報價和 10.3汽車材料5%;其余土壤類型中,白漿土、棕壤、汽車空氣芯潮土、褐土、栗鈣土分別占 9.02%、6.15%、5.07%、4.28%、2.79%,鹽堿土與沼澤土共占 0.97%。
耕地土壤質量變化
近年來,由于自然因素制約和人為高強度利用,該區域水土流失日益嚴重。據調查,黑土區平均每年流失 0.3—1.臺北汽車零件0汽車冷氣芯 cm 厚的藍寶堅尼零件黑土表層,黑土區原本較厚的黑土層現在只VW零件剩下 20—30 cm,有的地方甚至已露出黃土狀母質,基本喪失了生產能力。據測算,黑土地區現有的部分耕地再經過 40—50 年的流失,黑土層將全部消失。根據第一次全國水利普查數據,目前東北地區水蝕面積達 2.16×105 km2,其中黑土和黑鈣土分布區水蝕面積占 35.5%。東北黑保時捷零件土有機質含量從原來開墾初期的 60—80 g·kg-1,耕種 20—30 年后下降到 20—30 g·kg-1,2014 年平均為 30.56 g·kg-1,這導致黑土有機碳儲量降低,成為“碳源”。多年來,德系車材料東北地區普遍采用小四輪拖拉機進行農田耕作及運輸,反復碾壓導致耕層土壤容重增加、土壤板結、孔隙減少、通透性變差、入滲能力下降。黑土理化性狀惡化導致保水、保肥性能減弱,抗御旱澇能力降低,團粒結構減少,土壤日趨板結,黑土“變瘦、變硬”。2016 年對黑龍江嫩江至吉林公主嶺 46 個黑土耕地的調查表明,大多數耕地耕層厚度為 13—14 cm(占 34.8%),而黑土耕地緊實層厚度大多為 10—17 cm(占 30.4%)。
黑土地耕層福斯零件土壤 pH 值下降,土壤酸化趨勢明顯。從東北黑土地BMW零件區土壤情況來看,pH 值在< 4.5 的極強酸性耕地占 12.8%,4.5—5.5 的強酸性耕地占 13.7%,5.5—6.5 的弱酸性耕地占 43.6%。從耕地的土壤類型看,黑土 pH 值均值為 5.98,暗棕壤為 5.91,棕壤為 6.26,草甸土為 6.7,白漿土為 5.84,水稻土為 6.32。雖然水稻土 pH 值接近中性,但由于稻田施肥量高,1979—2017 年,強酸性(pH 值 ≤5.5)水稻土面積增加了約 2.9×104 hm2,水稻 pH 值下降(土酸化)速率達 0.016/年;目前,該區域強酸性和弱酸性水稻土分別 6.1% 和 46.7%,中性水稻土僅占 35.7%。
在東北黑土地保護行動中,目前已水箱精建立了以玉米秸稈覆蓋免耕為核心的“梨樹模式”,包括秸稈全覆蓋均勻行、秸稈覆蓋原壟壟作、秸稈集行全量覆蓋還田苗帶淺旋 3 種技術模式,實行收獲與秸稈覆蓋、土壤疏松、免耕播種與施肥、病蟲草害防治的全程機械化生產,綜合提升黑土的生產和生態功能。針對黑土耕層變淺、犁底層增厚問題,建立了以有機水箱水物料深混還田為核心的肥沃耕層構建技術體系,在黑龍江構建了黑土玉米-大豆輪作與翻免淺耕作組合的“龍江模式”,協同解決打破黑土犁底層,提高黑土有機質和養分庫的問題。
總體上,東奧迪零件北高強度墾殖利用和水土流失導致黑土“變薄、變硬、變瘦、變酸”,土壤有機質、耕層厚度和排灌能力已成為制約黑土地力提升的關鍵因子。在黑土地高標準農田建設中,緩坡耕地的細溝侵蝕及侵蝕溝切割嚴重影響了黑土地的機械化耕作培肥,亟待發展侵蝕溝治理模式;同時,黑土區冷涼氣候影響了秸稈等有機物料的分解和碳、氮、磷養分的循環利用,制約了土壤有機質的提升和化肥的有機替代,亟待發展農田生態系統有機物和養分高效循環利用模式。
東北黑Audi零件土地區水資源和濕地資源演變
水資源和濕地資源特征
東北黑土地區水資源緊缺且不穩定。據統計,東北地區水資源總量為 1.6×1011 m3,只占全國水資源總量的 5.8 %;人均水資源量為 1 599 m3,為全國平均水平的 77.6 %。大氣降水是東北黑土地區地表水和地下水的主要補給源,但時空分布極不均勻。空間分布上,自東南而西北,年降水量自 1 000 mm 降至 300 mm 以下,從濕潤區、半濕潤區過渡到半干旱區。時間分布上,降雨高度集中于汛期(每年 7—9月),約占全年降雨量的 70%,汛期徑流量占全年徑流量的 80% 以上。受降水量年際變化的影響,東北黑土地區水資源總量、徑流量年際變化也較大,影響農業生產的穩定性。
水資源的可持續開發利用對東北黑土地區農業發展和濕地生態環境至關重要。據統計,2016 年東北地區農業用水量為 5.51×1010 m3,約占全區可利用水資源量的 78%,高于全國Skoda零件平均水平(65%),地下水開采量為 3.22×1010 m3,約占全區用水量的 46%,其中 82% 用于農田灌溉。此外,東北地區濕地面積廣闊,主要分散在大興安嶺、小興安嶺、長白山、三江平原、松嫩平原、遼河三角洲等地區,總計面積 7.5×104 km2,占全國濕地總面積的 14.1%。濕地具有水源涵養、生物多樣性、洪水調蓄、局地氣候調節等重要的生態功能,而大面濕地開墾及地下水不合理開采會導致濕地萎縮或消失,生態環境失衡。東北地區是我國內陸沼澤濕地分布面積最大的區域,沼澤濕地占全國濕地面積的 48.3%。
水資源數量變化
過去近 50 年東北黑土地區平均氣溫呈線性增加,相應的蒸發量有明顯增加,而降水量整體上呈減小趨勢,但變化不顯著。從水量平衡角度看,東北黑土地區水資源補給量變化不顯著,而水資源短缺有加劇之勢。
東北黑土地區糧食作物灌溉需水量總體呈增加態勢。隨著耕地結構的變汽車機油芯化方向由旱地向水田轉化,水稻需水變化控制著農田灌溉需水量。據統計,1990—2017 年,黑龍江、吉林和遼寧的水稻播種面積增加了 3.63×106 hm2,增加了 2.2 Porsche零件倍;其中,吉林和黑龍江面積分別增加了 4.0×105 hm2 和 3.27×106 hm2,分別增加了 0.96 倍和 4.86 倍,但遼寧水稻播種面積減少了約5×104 hm汽車零件報價2 。
灌溉用水量的增加直接導致了地下水開采量的增加,一定程度上造成了地下水水位下降趨勢明顯。據統計,相比 2001 年用于農業的地下水開采量,東北地區 2016 年增加了 16%,達到了 2.65×1010 m3,而地下水埋深增加的區域主要集中于松嫩平原中部和東北部、三江平原東部,以及遼河平原西部等地區。近年來,東北四省(區)采取了一系列治理措施,部分超采區得到有效治理,但農業生產使得局部地下水超采有加劇趨勢。因此,如何有計劃地調整糧食種植結構和提高灌溉用水生產率成為在緩解缺水與保持農業高產、穩產之間取得平衡的關鍵因素。
濕地面積和生態功能變化
受糧食生產壓力和對濕地功能認識的不足,東北黑土地區濕Benz零件地面積明顯退化。以三江平原為例,經過近 60 年大規模墾荒,濕地面積已降到 1949 年前的 20%,不足 1.0×106 hm2。據最新遙感解譯,2020 年底東北濕地為 7.66×106賓利零件 hm2,相比 1975 年減少了11%。此外,由于濕地面積的變化受氣候和人類活動的影響程度不同,不同時期濕地類型轉化規模不同,但耕墾是當前最主要的變化模式。對比東北 1990—2000 年和 2000—2013 年天然濕地和人工濕地與其他類型間的轉化,發現在 1990—2000 年有 1.15×1斯柯達零件06 hm2天然濕地轉化為耕地,人工濕地轉化為耕地的面積僅 2.5×104 hm2,而 2000—2013 年僅有 5.35×105 hm2天然濕地轉化為耕地,人工濕地轉化為耕地的面積僅 2.0×104 hm2。
濕地生態系統通常在調汽車零件進口商節水文徑流、補給地下水和維持Bentley零件流域水平衡發揮著重要作用。然而,東北濕地受到氣候變化和人類活動的影響而大面積減少,導致這些功能顯著降低,使東北地區在干旱或洪水災害面前緩沖能力降低。較為典型的例子為汽車零件貿易商 1998 年松嫩流域特大洪水。在中西部半干旱地區,水利工程建設導致地表水補給減少、地下水過度開采等加劇該地區由氣候變化導致的濕地萎縮,使土地進一步沙化。與半干旱區相比,水資源豐富的三江平原沼澤濕地大面積減少而人工濕地增加,這導致沼澤濕地景觀破碎化、生物多樣性減少。而光、熱資源豐富的遼河平原,水稻種植無序發展加劇了當地水資源供需矛盾,并造成了地下水污染等環境問題。
(作者:張佳寶、孫波、潘喜才,中國科學院南京土壤研究所;朱教君、高添,中國科學院沈陽應用臺北汽車材料生態研究所;汪景寬 沈陽農業德系車零件大學土地賓士零件與環境學院;《中國科學院院刊》供稿)
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