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中国黑土:侵蚀、恢复与防控 版权信息
- ISBN：9787030689429
- 条形码：9787030689429 ; 978-7-03-068942-9
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
中国黑土:侵蚀、恢复与防控 内容简介
本书基于作者主持和参与的多项科研项目的研究结果，结合其长期定点监测和实地调查及分析归纳、发表的近百篇论文、提出的系列技术规程，并汇集国内外相关研究的文献，围绕如何防控黑土侵蚀威胁生态环境和农业生产这一主题撰写而成。本书主要涉及世界土壤侵蚀类型、溯源、危害，土壤侵蚀过程和影响因素以及研究方法；世界黑土分布及其利用、管理现状，中国黑土分布、成土过程、分类及利用改良；侵蚀黑土耕层厚度对作物土壤系统的影响，有机肥恢复侵蚀黑土的机制，坡面侵蚀防控措施和效果；沟道侵蚀的分类、发生过程与影响因素，沟道侵蚀临界理论及沟头挺进速率和控制因素；黑土区沟道侵蚀的分类分级及特征，侵蚀沟演化、侵蚀过程、机制及影响因素；沟道侵蚀防控措施和修复模式，水土保持工程和耕作措施对侵蚀退化黑土地力的提升作用；未来黑土侵蚀管理的控制策略等内容。 本书适合从事水土保持科学、土壤生态学、环境科学和农学等领域的广大科技工作者和研究生以及政府相关部门管理人员阅读。
中国黑土:侵蚀、恢复与防控 目录
目录
前言
**篇 世界黑土
**章 国外黑土 3
**节 黑土分类及共性 3
一、土壤及其分类 3
二、黑土及其共性 4
第二节 国外黑土分布及特性 5
一、北美黑土分布及特性 6
二、俄罗斯黑土分布及特性 7
三、乌克兰黑土分布及特性 8
四、南美黑土分布及特性 8
第三节 国外黑土利用 11
一、美国黑土利用 11
二、加拿大黑土利用 12
三、俄罗斯黑土利用 13
四、乌克兰黑土利用 13
五、阿根廷与乌拉圭黑土利用 14
第四节 国外黑土管理 15
一、美国黑土管理 15
二、加拿大黑土管理 16
三、俄罗斯和乌克兰黑土管理 17
四、阿根廷黑土管理 18
五、乌拉圭黑土管理 19
第二章 中国黑土 21
**节 中国黑土分布 21
一、黑土的分布 22
二、黑钙土的分布 22
三、草甸土的分布 23
四、暗棕壤的分布 23
五、白浆土的分布 23
六、棕壤的分布 24
第二节 中国黑土成土条件及过程 24
一、黑土成土条件及过程 24
二、黑钙土成土条件及过程 26
三、草甸土成土条件及过程 28
四、暗棕壤成土条件及过程 29
五、白浆土成土条件及过程 31
六、棕壤成土条件及过程 34
第三节 中国黑土分类 36
一、黑土分类 36
二、黑钙土分类 38
三、草甸土分类 40
四、暗棕壤分类 42
五、白浆土分类 44
六、棕壤分类 47
第四节 中国黑土利用及改良 48
一、黑土的利用及改良 48
二、黑钙土的利用及改良 49
三、草甸土的利用及改良 50
四、暗棕壤的利用及改良 52
五、白浆土的利用及改良 53
六、棕壤的利用及改良 54
第二篇 土 壤 侵 蚀
第三章 土壤侵蚀及其研究概述 57
**节 土壤侵蚀及类型 57
一、土壤侵蚀的概念 57
二、土壤侵蚀的类型 57
第二节 土壤侵蚀溯源及研究历史 59
一、世界土壤侵蚀溯源 59
二、土壤侵蚀研究历史 60
第三节 土壤侵蚀的危害 65
一、土壤侵蚀威胁生态文明 65
二、土壤侵蚀降低土壤生产力 65
三、土壤侵蚀污染生态环境 66
四、土壤侵蚀造成重大经济损失 67
第四节 土壤侵蚀的过程及影响因素 67
一、土壤水蚀过程及影响因素 67
二、土壤风蚀过程及影响因素 70
三、土壤侵蚀过程的时空尺度 72
第五节 土壤侵蚀研究的成就 72
一、土壤侵蚀经验模型研究 72
二、土壤侵蚀机理与过程研究 73
第六节 土壤侵蚀影响作物产量的研究方法 76
一、全坡面空间调查和空间相关性分析 76
二、耕层土壤剥离试验 77
三、模型模拟研究 77
四、影响因子——表土层厚度的确定方法 78
第四章 沟道侵蚀 79
**节 沟道侵蚀及研究方法 79
一、沟道侵蚀概述 79
二、沟道侵蚀的研究方法 80
第二节 沟道侵蚀分类及普遍性 82
一、沟道侵蚀历史追溯及其分类 82
二、沟道侵蚀的普遍性 84
第三节 沟道侵蚀发生过程与影响因素 86
一、沟道侵蚀发生过程 86
二、沟道侵蚀的影响因素 87
第四节 沟道侵蚀临界理论及应用 90
一、沟道侵蚀发生的临界条件 90
二、沟道侵蚀数据采集和计算方法 93
三、沟道侵蚀临界模型因子值及影响因素 95
四、浅沟和切沟侵蚀预报模型 96
五、沟道生成临界理论在我国的应用 98
第五节 沟头挺进速率及控制因素 99
一、沟头挺进速率 99
二、控制沟头挺进过程的因素 100
第三篇 中国黑土侵蚀
第五章 中国黑土沟道侵蚀及危害 105
**节 基于普查的中国黑土区沟道侵蚀现状 105
一、侵蚀沟分布 105
二、侵蚀沟特征 107
三、东北黑土区侵蚀沟分类分级 111
第二节 中国黑土区侵蚀沟演化过程 118
一、乌裕尔河流域尺度演化过程 119
二、村级尺度演化过程 123
第三节 中国黑土区沟道侵蚀过程及机理研究 131
一、研究回顾 132
二、沟道侵蚀过程 136
三、沟道侵蚀外营力及机理研究 140
第四节 黑土沟道侵蚀危害及风险评估 146
一、沟道侵蚀与粮食产量 146
二、沟道侵蚀经济损失 148
第六章 中国黑土层厚度对作物的影响 150
**节 黑土层厚度对作物产量的影响 152
一、对大豆产量及其构成的影响 152
二、对玉米产量及其构成的影响 153
第二节 黑土层厚度对大豆根系形态因子的影响 154
一、对不同土层深度大豆根重密度分布的影响 154
二、对不同土层深度大豆根长密度分布的影响 156
三、对不同土层深度大豆比根长分布的影响 158
第三节 黑土层厚度对玉米根系形态因子的影响 159
一、对不同土层深度玉米根重密度分布的影响 159
二、对不同土层深度玉米根长密度分布的影响 160
三、对不同土层深度玉米比根长分布的影响 162
第四节 黑土层厚度对大豆地上部和根部养分变化的影响 165
一、对大豆植株地上部和根部含氮量的影响 165
二、对大豆植株地上部和根部含磷量的影响 166
三、对大豆植株地上部和根部含钾量的影响 167
第五节 黑土层厚度对玉米地上部和根部养分变化的影响 168
一、对玉米植株地上部和根部含氮量的影响 168
二、对玉米植株地上部和根部含磷量的影响 169
三、对玉米植株地上部和根部含钾量的影响 169
第六节 黑土层厚度与作物效应的关系 170
一、与作物产量和根系形态空间分布的关系 170
二、与作物养分吸收的关系 171
第七章 中国黑土层厚度对土壤肥力质量的影响 174
**节 黑土层厚度对玉米农田土壤酶活性的影响 175
一、对土壤脲酶活性的影响 175
二、对土壤蔗糖酶活性的影响 177
三、对土壤磷酸酶活性的影响 179
四、对玉米乳熟期根际和非根际土壤酶活性的影响 181
第二节 黑土层厚度对大豆农田土壤酶活性的影响 184
一、对土壤脲酶活性的影响 184
二、对土壤蔗糖酶活性的影响 186
三、对土壤磷酸酶活性的影响 188
四、对大豆R6期根际和非根际土壤酶活性的影响 190
第三节 黑土层厚度对农田土壤根际和非根际养分的影响 192
一、对玉米乳熟期根际和非根际土壤速效养分的影响 192
二、对大豆R6期根际和非根际土壤速效养分的影响 193
第四节 农田土壤酶和养分对黑土层厚度的响应 196
一、玉米农田酶活性和速效养分对黑土层厚度的响应 196
二、大豆农田酶活性和速效养分对黑土层厚度的响应 199
第五节 黑土层厚度对农田根际细菌群落的影响 201
一、对作物根际细菌16S rRNA 基因拷贝数和土壤呼吸的影响 201
二、对作物根际细菌群落结构多样性的影响 202
三、对作物细菌群落结构组成的影响 203
第四篇 黑土侵蚀修复
第八章 有机肥修复侵蚀黑土的机制 209
**节 有机肥对侵蚀农田黑土生产力的恢复 210
一、施用有机肥对侵蚀黑土玉米产量的影响 210
二、施用有机肥对侵蚀黑土大豆产量的影响 211
三、每剥离1cm表土对玉米和大豆产量的影响 213
四、施用有机肥对侵蚀黑土作物产量构成的影响 214
五、有机肥修复对玉米和大豆品质的影响 217
第二节 有机肥对侵蚀农田黑土物理性状的修复 218
一、对侵蚀农田黑土容重和田间持水量的影响 218
二、对侵蚀农田黑土水稳性团聚体含量的影响 219
三、对侵蚀农田黑土水稳性团聚体分布的影响 220
第三节 有机肥对侵蚀农田黑土化学性状的修复 222
一、对土壤有机碳及其活性组分的影响 222
二、对侵蚀黑土活性有机碳分配的影响 224
三、对侵蚀黑土水稳性团聚体结合碳的影响 225
四、对侵蚀黑土剖面中有机碳的影响 227
五、对不同侵蚀程度农田黑土全氮和活性有机氮的影响 232
六、不同侵蚀程度农田黑土土壤活性有机氮组分占全氮的比例 234
第四节 有机肥对侵蚀农田黑土生物学性状的修复 235
一、对土壤有机酸的影响 235
二、对土壤微生物的影响 238
三、对土壤酶活性的影响 241
四、对土壤微生物过程的影响 243
第九章 侵蚀退化黑土地力恢复 246
**节 坡耕地作物产量空间分布特征 246
一、土壤质量的空间分布差异 246
二、作物产量空间分布差异 251
第二节 影响坡耕地作物产量的主要因素 252
一、土壤侵蚀因素 252
二、根分泌物和土壤微生物活性因素 254
三、施肥因素 255
第三节 水土保持工程的地力提升作用 255
一、对土壤侵蚀的影响 255
二、对土壤理化性质的影响 256
第四节 水土保持耕作的地力提升作用 257
一、对土壤侵蚀的影响 257
二、对作物产量的影响 259
三、对土壤理化性质的影响 260
第五篇 黑土侵蚀防控
第十章 黑土坡面侵蚀防控措施 265
**节 坡耕地水土保持措施 265
一、工程措施 265
二、耕作措施 270
三、植物措施 273
第二节 荒坡地水土保持措施 275
一、生态修复技术 275
二、水平坑造林技术 276
三、果树台田技术 276
第三节 坡面水土保持措施效果 276
一、水土保持效益 277
二、土壤肥力培育效益 279
三、作物增产效益 281
四、生态恢复效益 285
第十一章 黑土沟道侵蚀防控措施与修复模式 287
**节 黑土沟道侵蚀治理目标与原则 288
一、治理目标 288
二、治理原则 288
三、防治策略 289
第二节 黑土沟道侵蚀治理措施 290
一、治理措施选取原则 291
二、沟头防护措施 291
三、沟头跌水措施 292
四、沟底稳固措施 298
五、护岸措施 302
六、植被恢复措施 304
第三节 黑土沟道侵蚀修复模式 306
一、石笼固沟模式 306
二、浆砌石固沟模式 308
三、干砌石固沟模式 311
四、土+灌木谷坊固沟模式 312
五、灌木封沟模式 314
六、乔木封沟模式 316
七、以连续柳跌水为主体的乔灌封沟模式 317
八、以工程为主以植物为辅治沟模式 318
九、以植物为主以工程为辅治沟模式 320
十、半干旱区沟坡一体化治沟模式 321
十一、复式地埂沟坡一体化治沟模式 323
十二、填埋复垦治沟模式 324
十三、小流域主沟道治理模式 326
十四、复合治沟模式 327
十五、立体经济开发治沟模式 329
十六、生态封育治沟模式 330
第四节 黑土沟道治理效果 331
前言
**篇 世界黑土
**章 国外黑土 3
**节 黑土分类及共性 3
一、土壤及其分类 3
二、黑土及其共性 4
第二节 国外黑土分布及特性 5
一、北美黑土分布及特性 6
二、俄罗斯黑土分布及特性 7
三、乌克兰黑土分布及特性 8
四、南美黑土分布及特性 8
第三节 国外黑土利用 11
一、美国黑土利用 11
二、加拿大黑土利用 12
三、俄罗斯黑土利用 13
四、乌克兰黑土利用 13
五、阿根廷与乌拉圭黑土利用 14
第四节 国外黑土管理 15
一、美国黑土管理 15
二、加拿大黑土管理 16
三、俄罗斯和乌克兰黑土管理 17
四、阿根廷黑土管理 18
五、乌拉圭黑土管理 19
第二章 中国黑土 21
**节 中国黑土分布 21
一、黑土的分布 22
二、黑钙土的分布 22
三、草甸土的分布 23
四、暗棕壤的分布 23
五、白浆土的分布 23
六、棕壤的分布 24
第二节 中国黑土成土条件及过程 24
一、黑土成土条件及过程 24
二、黑钙土成土条件及过程 26
三、草甸土成土条件及过程 28
四、暗棕壤成土条件及过程 29
五、白浆土成土条件及过程 31
六、棕壤成土条件及过程 34
第三节 中国黑土分类 36
一、黑土分类 36
二、黑钙土分类 38
三、草甸土分类 40
四、暗棕壤分类 42
五、白浆土分类 44
六、棕壤分类 47
第四节 中国黑土利用及改良 48
一、黑土的利用及改良 48
二、黑钙土的利用及改良 49
三、草甸土的利用及改良 50
四、暗棕壤的利用及改良 52
五、白浆土的利用及改良 53
六、棕壤的利用及改良 54
第二篇 土 壤 侵 蚀
第三章 土壤侵蚀及其研究概述 57
**节 土壤侵蚀及类型 57
一、土壤侵蚀的概念 57
二、土壤侵蚀的类型 57
第二节 土壤侵蚀溯源及研究历史 59
一、世界土壤侵蚀溯源 59
二、土壤侵蚀研究历史 60
第三节 土壤侵蚀的危害 65
一、土壤侵蚀威胁生态文明 65
二、土壤侵蚀降低土壤生产力 65
三、土壤侵蚀污染生态环境 66
四、土壤侵蚀造成重大经济损失 67
第四节 土壤侵蚀的过程及影响因素 67
一、土壤水蚀过程及影响因素 67
二、土壤风蚀过程及影响因素 70
三、土壤侵蚀过程的时空尺度 72
第五节 土壤侵蚀研究的成就 72
一、土壤侵蚀经验模型研究 72
二、土壤侵蚀机理与过程研究 73
第六节 土壤侵蚀影响作物产量的研究方法 76
一、全坡面空间调查和空间相关性分析 76
二、耕层土壤剥离试验 77
三、模型模拟研究 77
四、影响因子——表土层厚度的确定方法 78
第四章 沟道侵蚀 79
**节 沟道侵蚀及研究方法 79
一、沟道侵蚀概述 79
二、沟道侵蚀的研究方法 80
第二节 沟道侵蚀分类及普遍性 82
一、沟道侵蚀历史追溯及其分类 82
二、沟道侵蚀的普遍性 84
第三节 沟道侵蚀发生过程与影响因素 86
一、沟道侵蚀发生过程 86
二、沟道侵蚀的影响因素 87
第四节 沟道侵蚀临界理论及应用 90
一、沟道侵蚀发生的临界条件 90
二、沟道侵蚀数据采集和计算方法 93
三、沟道侵蚀临界模型因子值及影响因素 95
四、浅沟和切沟侵蚀预报模型 96
五、沟道生成临界理论在我国的应用 98
第五节 沟头挺进速率及控制因素 99
一、沟头挺进速率 99
二、控制沟头挺进过程的因素 100
第三篇 中国黑土侵蚀
第五章 中国黑土沟道侵蚀及危害 105
**节 基于普查的中国黑土区沟道侵蚀现状 105
一、侵蚀沟分布 105
二、侵蚀沟特征 107
三、东北黑土区侵蚀沟分类分级 111
第二节 中国黑土区侵蚀沟演化过程 118
一、乌裕尔河流域尺度演化过程 119
二、村级尺度演化过程 123
第三节 中国黑土区沟道侵蚀过程及机理研究 131
一、研究回顾 132
二、沟道侵蚀过程 136
三、沟道侵蚀外营力及机理研究 140
第四节 黑土沟道侵蚀危害及风险评估 146
一、沟道侵蚀与粮食产量 146
二、沟道侵蚀经济损失 148
第六章 中国黑土层厚度对作物的影响 150
**节 黑土层厚度对作物产量的影响 152
一、对大豆产量及其构成的影响 152
二、对玉米产量及其构成的影响 153
第二节 黑土层厚度对大豆根系形态因子的影响 154
一、对不同土层深度大豆根重密度分布的影响 154
二、对不同土层深度大豆根长密度分布的影响 156
三、对不同土层深度大豆比根长分布的影响 158
第三节 黑土层厚度对玉米根系形态因子的影响 159
一、对不同土层深度玉米根重密度分布的影响 159
二、对不同土层深度玉米根长密度分布的影响 160
三、对不同土层深度玉米比根长分布的影响 162
第四节 黑土层厚度对大豆地上部和根部养分变化的影响 165
一、对大豆植株地上部和根部含氮量的影响 165
二、对大豆植株地上部和根部含磷量的影响 166
三、对大豆植株地上部和根部含钾量的影响 167
第五节 黑土层厚度对玉米地上部和根部养分变化的影响 168
一、对玉米植株地上部和根部含氮量的影响 168
二、对玉米植株地上部和根部含磷量的影响 169
三、对玉米植株地上部和根部含钾量的影响 169
第六节 黑土层厚度与作物效应的关系 170
一、与作物产量和根系形态空间分布的关系 170
二、与作物养分吸收的关系 171
第七章 中国黑土层厚度对土壤肥力质量的影响 174
**节 黑土层厚度对玉米农田土壤酶活性的影响 175
一、对土壤脲酶活性的影响 175
二、对土壤蔗糖酶活性的影响 177
三、对土壤磷酸酶活性的影响 179
四、对玉米乳熟期根际和非根际土壤酶活性的影响 181
第二节 黑土层厚度对大豆农田土壤酶活性的影响 184
一、对土壤脲酶活性的影响 184
二、对土壤蔗糖酶活性的影响 186
三、对土壤磷酸酶活性的影响 188
四、对大豆R6期根际和非根际土壤酶活性的影响 190
第三节 黑土层厚度对农田土壤根际和非根际养分的影响 192
一、对玉米乳熟期根际和非根际土壤速效养分的影响 192
二、对大豆R6期根际和非根际土壤速效养分的影响 193
第四节 农田土壤酶和养分对黑土层厚度的响应 196
一、玉米农田酶活性和速效养分对黑土层厚度的响应 196
二、大豆农田酶活性和速效养分对黑土层厚度的响应 199
第五节 黑土层厚度对农田根际细菌群落的影响 201
一、对作物根际细菌16S rRNA 基因拷贝数和土壤呼吸的影响 201
二、对作物根际细菌群落结构多样性的影响 202
三、对作物细菌群落结构组成的影响 203
第四篇 黑土侵蚀修复
第八章 有机肥修复侵蚀黑土的机制 209
**节 有机肥对侵蚀农田黑土生产力的恢复 210
一、施用有机肥对侵蚀黑土玉米产量的影响 210
二、施用有机肥对侵蚀黑土大豆产量的影响 211
三、每剥离1cm表土对玉米和大豆产量的影响 213
四、施用有机肥对侵蚀黑土作物产量构成的影响 214
五、有机肥修复对玉米和大豆品质的影响 217
第二节 有机肥对侵蚀农田黑土物理性状的修复 218
一、对侵蚀农田黑土容重和田间持水量的影响 218
二、对侵蚀农田黑土水稳性团聚体含量的影响 219
三、对侵蚀农田黑土水稳性团聚体分布的影响 220
第三节 有机肥对侵蚀农田黑土化学性状的修复 222
一、对土壤有机碳及其活性组分的影响 222
二、对侵蚀黑土活性有机碳分配的影响 224
三、对侵蚀黑土水稳性团聚体结合碳的影响 225
四、对侵蚀黑土剖面中有机碳的影响 227
五、对不同侵蚀程度农田黑土全氮和活性有机氮的影响 232
六、不同侵蚀程度农田黑土土壤活性有机氮组分占全氮的比例 234
第四节 有机肥对侵蚀农田黑土生物学性状的修复 235
一、对土壤有机酸的影响 235
二、对土壤微生物的影响 238
三、对土壤酶活性的影响 241
四、对土壤微生物过程的影响 243
第九章 侵蚀退化黑土地力恢复 246
**节 坡耕地作物产量空间分布特征 246
一、土壤质量的空间分布差异 246
二、作物产量空间分布差异 251
第二节 影响坡耕地作物产量的主要因素 252
一、土壤侵蚀因素 252
二、根分泌物和土壤微生物活性因素 254
三、施肥因素 255
第三节 水土保持工程的地力提升作用 255
一、对土壤侵蚀的影响 255
二、对土壤理化性质的影响 256
第四节 水土保持耕作的地力提升作用 257
一、对土壤侵蚀的影响 257
二、对作物产量的影响 259
三、对土壤理化性质的影响 260
第五篇 黑土侵蚀防控
第十章 黑土坡面侵蚀防控措施 265
**节 坡耕地水土保持措施 265
一、工程措施 265
二、耕作措施 270
三、植物措施 273
第二节 荒坡地水土保持措施 275
一、生态修复技术 275
二、水平坑造林技术 276
三、果树台田技术 276
第三节 坡面水土保持措施效果 276
一、水土保持效益 277
二、土壤肥力培育效益 279
三、作物增产效益 281
四、生态恢复效益 285
第十一章 黑土沟道侵蚀防控措施与修复模式 287
**节 黑土沟道侵蚀治理目标与原则 288
一、治理目标 288
二、治理原则 288
三、防治策略 289
第二节 黑土沟道侵蚀治理措施 290
一、治理措施选取原则 291
二、沟头防护措施 291
三、沟头跌水措施 292
四、沟底稳固措施 298
五、护岸措施 302
六、植被恢复措施 304
第三节 黑土沟道侵蚀修复模式 306
一、石笼固沟模式 306
二、浆砌石固沟模式 308
三、干砌石固沟模式 311
四、土+灌木谷坊固沟模式 312
五、灌木封沟模式 314
六、乔木封沟模式 316
七、以连续柳跌水为主体的乔灌封沟模式 317
八、以工程为主以植物为辅治沟模式 318
九、以植物为主以工程为辅治沟模式 320
十、半干旱区沟坡一体化治沟模式 321
十一、复式地埂沟坡一体化治沟模式 323
十二、填埋复垦治沟模式 324
十三、小流域主沟道治理模式 326
十四、复合治沟模式 327
十五、立体经济开发治沟模式 329
十六、生态封育治沟模式 330
第四节 黑土沟道治理效果 331
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中国黑土:侵蚀、恢复与防控 节选
**篇 世界黑土 **章 国外黑土 **节 黑土分类及共性 一、土壤及其分类 土壤是资源环境的重要组成部分，是地球生态系统物质和能量转化的枢纽，是农业可持续发展的基础，也是未来能源重要的供应基地。因此，土壤与人类息息相关，土壤质量的好坏影响着人类的生活质量和发展状态。 从农业文明开始，人类就注意到土壤的差异，并对各种土壤用传统的名称予以区别，以帮助人们传播从土地资源中获得的知识。但是，相对于其他科学研究而言，对土壤的系统研究起步较晚。科学的土壤分类始于19世纪70年代，1883年俄国土壤地理学家B. B.道库恰耶夫建立了土壤发生分类体系（Brady and Weil，2008；Kravchenko et al.，2010），俄国、西欧和美国科学家在随后的研究中逐渐完善了这一体系。俄罗斯土壤发生分类研究将土壤分成3个类别、160个类型。 随着土壤科学的发展，世界许多国家都根据本国的需要逐渐形成了具有地域特色和影响力的土壤分类系统（Soil Survey Staff，2010）。例如，受到俄罗斯土壤地域性概念的启发，新西兰土壤科学家在20世纪40年代末形成了新西兰土壤分类系统，将其土壤分为15个土纲，该系统尽管成功地促进了对新西兰土壤的勘察，但不能满足对广泛土壤分类的需求（Hewitt，1992）。以罗恩 麦克唐纳（Ron McDonald）、伯尼 鲍威尔（Bernie Powell）和拉伊 伊思贝尔（Ray Isbell）为代表的澳大利亚土壤科学家，经过50多年的努力，于1996年发表了适用于澳大利亚地域特点的土壤分类系统，该系统将澳大利亚土壤分为14个土纲，而加拿大建立的土壤分类系统将其土壤分为10个土纲。 为了提供一种用于全球土壤科学家交流的标准，并作为比较、修正各种当地土壤分类系统的参照，土壤科学家通过与联合国粮食及农业组织合作，建立了一个具有三层结构的分类系统，也就是世界土壤资源参比基础（World Reference Base for Soil Resources， WRB）。在*高层面，世界土壤被划分为32个土壤基准组（soil reference group，SRG），其分类依据主要是成土过程或成土母质等*能反映成土性质的因素。 美国农业部土壤调查组从1951年开始与来自不同国家的土壤学家合作，致力于建立一种足够广泛的分类系统，使其不仅能在美国使用，也能在全世界范围使用。*终在1975年完成并在1999年进行修订，该系统广泛应用于包括美国在内的全世界50多个国家。根据这个分类系统，世界土壤被分为12个土纲、68个亚纲、444个土类，约2500个亚类。 我国的土壤分类始于20世纪30年代，引进当时美国土壤分类——马伯特分类，建立了2000多个土系；50年代，学习苏联地理发生分类；60～70年代不断完善，并于1978年建立了统一的“中国土壤分类暂行草案”，将土壤发生分类和我国实际进一步结合起来；80年代，随着国际交往的增加，土壤系统分类和联合国土壤制图单元逐步传入我国，尽管这一阶段我国土壤分类仍为发生分类体系，但已不同程度地受到系统分类的影响。我国土壤科学家从1985年开始了中国土壤系统分类研究，并于1999年撰写了总结性专著《中国土壤系统分类——理论 方法 实践》一书。 我国土壤系统分类共设14个土纲，根据诊断层和诊断特性检索其土纲的归属。土纲是*高土壤分类级别，根据主要成土过程产生的特性或影响主要成土过程的性质划分。14个土纲分别为有机土、人为土、灰土、火山灰土、铁铝土、变性土、干旱土、盐成土、潜育土、均腐土、富铁土、淋溶土、雏形土、新成土。 由于每种体系都是从国家自身需求的角度形成的，有时会给不同国家间土壤科学家的信息交流带来困惑或混淆，但是，由于对土壤特性信息的需求远远超过对土壤分类的需求，不同土壤分类系统不会给科学家之间的交流带来过多的麻烦。 必须承认，B. B.道库恰耶夫建立的发生分类体系仍是世界范围内广泛应用的土壤分类体系之一。 无论是 B. B.道库恰耶夫建立的土壤发生分类体系，还是 G. D.史密斯创立的土壤系统分类体系，其核心目标都重视草原生态系统下形成的土壤，并对其分类，因为这些土壤对他们各自国家的农业都至关重要。 二、黑土及其共性 黑土是世界上*具生产力的土壤。中国土壤科学家和公众熟知的黑土这个专有名词源于俄国农民的叫法，是由俄国土壤地理学家 B. B.道库恰耶夫在1877～1881年对俄国草原地带的土壤进行调查，于1883年发表的《俄国黑钙土》专著中，把农民和黑土地的名称两个字的前两个字节结合起来创建的，并在世界广为流行。黑土按字义是黑色的土地，译成英文就是 Chernozem。我国农民把凡具有一犁深（约18 cm）黑土层的土壤称为黑土（张之一，2005）。 中国黑土的名字，是由原中国科学院林业土壤研究所（现为中国科学院沈阳应用生态研究所）宋达泉先生于1957年在全国**次土壤普查中提出并命名的（龚子同，2014）。土壤科学家将黑土定义为：发育于温带湿润气候与灌丛草甸植被下，由强烈的腐殖质积累与水分潴积作用形成的，0～20 cm土层与0～100 cm土层腐殖质储量比≥0.4的典型的地带性土壤。 概括地讲，俄罗斯分类的黑钙土（Chernozems），联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nation，FAO）制定的世界土壤资源参比基础（WRB）分出的黑土（Kastanozem或 Phaoezem），美国土壤系统分类的软土（Mollisols）即深色柔软的草地土壤，中国土壤系统分类的均腐土（Lsohumisols），以及乌拉圭的土壤分类体系中划分的棕壤（brunosols）和淋溶土（argisols）两个土类（Duran，2010），均可以视为我们国内常讲的广义黑土。加拿大的土壤分类体系中没有对黑土进行定义，但是，黑钙土类（chernozemic soil）、碱化土类（solonetzic soil）和变性土类（vertisolic soil）等3个土类是*接近黑土标准的土壤。 按照美国土壤系统分类，黑土（软土）可分为8个亚纲，分别是 Albolls，漂白软土（有漂白层）；Aquolls，潮湿软土（潮湿条件）；Cryolls，寒性软土（寒冷条件）； Gelolls，寒冻软土（极寒条件）；Rendolls，黑色石灰软土（石灰质的）；Udolls，湿软土（湿润条件）；Ustolls，干软土（多雨或干旱条件）；Xerolls，干热软土（夏季干旱、冬季湿润）。 黑土是在草原植被和黄土母质上形成的，草原植被生长的植物是以禾本科、豆科和菊科为主的群落，植物生长繁茂，形成大量的有机质。黑土的主要形成过程是富含碳酸钙的有机物质的积累，多数在草原植被下发育，它的明显特征是具有由大量稠密的牧草根系积累而成的厚软暗沃表层，即有机质含量很高。这种富含腐殖质的表层通常厚度为60～80 cm，其阳离子交换能力在碱性离子（Ca2+、Mg2+等）饱和时超过50%，且通常具有颗粒状或碎屑状结构。大多数黑土的粉粒和砂粒中都含有大量的难风化矿物。 一般，整个黑土土体中阳离子交换量（CEC）都比较高。表层的 CEC主要源于腐殖质中与 pH相关的可变电荷和层状硅酸盐黏土矿物中的永久电荷；但在剖面下部，CEC几乎全部由层状硅酸盐黏土矿物所决定，如蒙脱石、蛭石和伊利石等。钙是整个剖面中*主要的交换性阳离子。 因此，黑土是指表层土壤富含有机质，颜色呈深暗色即黑色的土壤，即它是一类具有深厚暗色表层，富含腐殖质和盐基离子，并且深达1.8 m，盐基饱和度比较高（50%乙酸铵）的土壤（Soil Survey Staff，2010）。 综合以上特性，黑土矿质表层的*基本共性是：①厚度不低于25 cm；②良好的颗粒状或团粒状或团块状–碎屑状结构；干时不呈大块状或整块状结构，也不硬；③具有较低的明度和彩度，湿态彩度≤3；搓碎土壤的润态明度≤3.5，干态明度≤5.5，润态彩度≤3.5；若有 C层，其干态、润态明度至少比 C层暗一个芒塞尔单位，彩度至少低2个单位；④盐基饱和度（NH4OAc法）≥50%；⑤有机碳含量≥6 g/kg（Burras et al.，2010）；⑥土表至20 cm与土表至100 cm的腐殖质储量比（Rh）≤0.4，且 C/N ≤17。 第二节 国外黑土分布及特性 黑土分布于温带草原，在中纬度地区*为广泛，在一些较冷和较干燥的气候条件下，甚至热带和亚热带地区也有少量零星分布。 一般，土壤学家认为世界范围内共有四大片黑土。其中一片位于北美中部，横跨美国中部和加拿大南部；欧亚大陆上两大片黑土呈现出不连续的黑土带，横跨欧洲东南部和中亚。欧亚黑土带西起欧洲南部的半湿润草原，延伸穿过俄罗斯并进入中国东北部地带，成为中国东北地区*典型的土壤。第四片黑土位于潘帕斯草原，覆盖阿根廷中部大部分地区和乌拉圭的绝大部分地区。因此，世界黑土主要分布在北半球的三个地区和南半球的一个地区，即南美洲的巴拉那-拉普拉塔（Parana-La Plata）盆地。 具体来讲，世界黑土主要分布在中国东北地区、美国中部平原、加拿大草原省份和墨西哥东部半干旱草原、俄罗斯50°N～54°N地区、哈萨克斯坦中心地带、中欧国家、乌克兰44°N～51°N地区、南美洲阿根廷的查科-潘帕斯草原以及巴塔哥尼亚、美索不达米亚区域和乌拉圭的大部分区域。 世界黑土总面积为9.16亿 hm2，占世界无冰地表面积的6.9%。其中，美国、加拿大和墨西哥连片分布面积分别为2亿 hm2、4000万 hm2和5000万 hm2，俄罗斯为1.48亿 hm2，，（典型黑土3500万 hm2），乌克兰为3400万 hm2中国东北为1.09亿 hm2阿根廷为8900万 hm2，乌拉圭为1300万 hm2。其他具有较大面积黑土的地区和国家有哈萨克斯坦中心地带、罗马尼亚、保加利亚、捷克的摩拉维亚、奥地利、匈牙利和德国，总面积加一起约有2亿 hm2，此外还有蒙古国、巴拉圭。巴西南部也有一小片黑土，面积为426万 hm2。 有关世界四大片黑土分布的介绍，张兴义等（2018）所著《黑土利用与保护》中用一个章节进行详细阐述，感兴趣的读者可以参阅此书，这里只对部分内容给予补充，并重点介绍国外黑土区分布的母质和环境特点等。鉴于中国东北黑土对我国农业和生态环境的重要性，将专门用中国黑土一章进行详细介绍。毫无疑问，中国黑土是世界黑土的重要组成部分。 显然，加强黑土分布、形成、利用与存在风险的认识，对黑土区的持续利用和建成世界自然粮仓具有十分重大的意义（Liu et al.，2012）。集约化耕作、土壤有机碳损失、土壤侵蚀以及随之而来的产量损失仍然是威胁各黑土区农业可持续性的主要问题。 一、北美黑土分布及特性 黑土是北美洲*常见的土壤，黑土在中部平原地区分布*为广泛，起于加拿大草原三省，横跨美国大平原，并延伸到墨西哥东部的半干旱草原。大面积的黑土分布于美国西部山区和半干旱地区，占据着北美大平原和伊利诺伊州，其中，从加拿大马尼托巴省和萨斯喀彻温省一直延伸至美国的得克萨斯州南部，有干软土（黑土）的分布。美国东南部潮湿地区也是重要的黑土分布区，特别是佛罗里达州。总体来讲，北美黑土分布在年平均降水量为500～1500 mm、年平均温度为5～20℃的地区，但主要分布在降水和温度适中的地区。 黑土是北美陆地上覆盖面积*大的一类土壤，美国有2亿 hm2，占全国耕地面积的21%；加拿大有4000万 hm2；墨西哥有5000万 hm2（Soil Survey Staff，2010）。 黑土在北美的分布表明其形成只需要两个条件：①肥沃的母质；②
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