量化了黑龙江省黑土有机碳退化速率
东北黑土存在变“瘦”现象。近60年,黑土耕作层土壤有机质含量下降了1/3,部分地区下降了50%。1980~2011年,东北黑土地是我国旱地土壤有机碳唯一表现为下降趋势的地区,表层土壤有机碳储量每公顷平均下降了0.41t。已有研究表明,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,70~80年后下降65%左右,进入一个相对稳定期。此后黑土有机质下降缓慢,年下降速度低于2‰,每10年下降0.6~1.4 g C/kg。
2002年,黑龙江省黑土有机碳含量为0.69%~7.47%,平均含量为2.28%;2023年,黑龙江省黑土有机碳含量为0.71%~5.69%,平均含量为2.16%。与2002年相比,2023年黑龙江省黑土有机碳含量下降了5.6%,年下降速率约为3‰。
2023年(左)与2002年(右)黑龙江省黑土有机碳空间分布
2002年至2023年21年间,黑龙江黑土有机碳下降比例为-145%~99.4%,空间变异程度较大,在黑龙江省南部地区,黑土有机碳略有增加,在北部地区,黑土有机碳明显下降。在市域尺度上,哈尔滨市黑土有机碳整体呈升高趋势,21年间升高了7%;绥化市黑土有机碳整体呈下降趋势,21年间下降了2%;齐齐哈尔市黑土有机碳整体呈下降趋势,21年间下降了8%;在黑土有机碳含量最高的黑河市,有机碳整体呈下降趋势,21年间下降了15%,下降幅度最大。
黑龙江省黑土有机碳平均下降量(左)与下降比例空间分布(右)
明确黑龙江省黑土有机碳下降速率的空间异质性对黑龙江省制定合理的黑土保护利用政策提供了重要支撑。在黑龙江南部地区,黑土有机碳下降趋势得到了有效缓解,今后利用过程中应继续实施现有的耕地保育技术,维持或稳步提升黑土有机碳含量;中部绥化、齐齐哈尔地区黑土有机碳明显下降,在黑土利用中应注重秸秆还田、抛洒有机肥,以阻控黑土有机碳衰减;在北部黑河地区,黑土有机碳下降幅度巨大,需采用黑土快速培肥技术阻控有机碳降低,同时辅以秸秆还田和有机肥抛洒,以保证北部黑土有机碳的快速、稳定提升。