99-沃土悲歌-美国耕地退化启示录上-为何美国的耕地侵蚀会那么严重?
美国面临着一个关乎国运的危机。那就是因为严重的土地侵蚀,将导致它五十年之后将无地可耕。而土壤侵蚀造成的影响将会来得更快,可能在30年之后就会出现作物大减产。而这将会带来它的国运崩塌,失去世界霸权。
大漂亮之所以会发生严重的土地侵蚀,与它耕地所在的地理位置有关系。
它的耕地主要集中在大平原和中央平原南部。

美国耕地分布
这里是它的农业核心产区。

而这里的土壤主要是黑土。

而黑土是世界上很容易发生土壤侵蚀的土壤。偏偏大漂亮黑土又是世界上最容易发生土壤侵蚀的黑土。
那么为何黑土容易发生土壤侵蚀?
黑土是世界上最肥沃的土壤,主要分布在北半球的寒温带地区。

黑土地区地势相对平坦,土壤肥力高,非常适合作物生长,因此黑土最适宜被开发成为耕地。而且黑土区的农业产量高,地形平坦且集中连片,利于开展机械化、大规模经营。所以地球上的四块黑土区都是所在国家的核心农业产区。
黑土只在温带湿润气候草原草甸植被条件下形成。由于气候寒冷,有机质很少分解。因此在地表形成了有深厚腐殖质而呈现黑色的土壤,这就是黑土。但形成1厘米黑土层,需要400年左右的时间。这也意味着,一旦黑土被破坏,将很难恢复。

在俄罗斯新西伯利亚州列宁斯科耶村附近,农民在黑土地上播种小麦(无人机照片)。新华社/路透社
黑土所在的地理位置,导致它一旦被开垦,就很容易发生风蚀和水蚀。
首先就是风蚀即土壤被风吹走。
黑土所在的地理位置都是高纬度的温带草原地区。

黑土地原始植被为温带草原
黑土的原始植被为防风固沙的深根野草。一旦这些野草被拔除后,开垦成耕地。失去植被保护的黑土就很容易被大风吹走。

美国西部草原的野草根系长度
容易发生风蚀的季节是冬季和初春。因为高纬度地区的冬天、初春季节会有大风。
秋季作物收获后或刚完成冬小麦播种,地表缺少植被覆盖。这个时候大风会吹走地表土壤。
而在冬季下雪后,积雪让土壤颗粒的体积发生膨胀。而在初春,积雪融化,土壤颗粒又会缩小。冰雪冻融的过程,让初春的黑土变得非常疏松。而这个时候地表的庄稼还没长起来,遇到初春的大风,也容易发生风蚀。
然后就是水蚀即土壤被雨水带走。
在初春季节,由于冬冻春融后土壤更疏松,表层黑土会随着融化的雪水流失。
另外就是夏季,遇到短时暴雨,土地缺乏植被覆盖的土地,就会让黑土被雨水冲走。尤其严重的是会形成冲沟。

乌克兰黑土地严重的侵蚀,已形成深沟
此外,我们一般对土壤耕作都提倡深耕细作。即对耕地进行深耕、翻耕,把深处的土壤带上来,让土壤透气。此外让地表的作物残骸被压入地下腐烂后,补充土壤养分。
但这种耕作方法,很容易让黑土发生侵蚀。一旦黑土被深耕、翻耕,黑土就会变得很疏松。它原有如天然胶水一般的土壤团粒结构被打破。这个时候土壤很容易被风吹走,被水带走。
因此,在黑土上耕作,要尽量避免扰动土壤。要少耕甚至免耕。耕地表面要有植被覆盖。这样做可以降低土壤被侵蚀。
而黑土一旦发生侵蚀后就会退化,变得薄瘦硬。
变薄,是指黑土层的厚度越来越薄,甚至发生破皮黄。也就是地下的黄土都露出来了。一旦发生破皮黄,这块黑土地基本就废了。

典型厚层黑土土壤剖面,注意黑土层接近1米,下面为黄土
变瘦,是指黑土层的有机质越来越少。原来黑土因为腐殖质较多,所以耕地呈现为黑色。在有机质越来越少后,黑土地的颜色也不那么黑了。
而黑土的有机质下降,就意味着黑土的自然肥力下降。如果不投入更多的化肥,农作物产量就会下降。
变硬是指由于机械化耕作等反复碾压,导致黑土被压实,透气性、渗水性能变差。这导致在下雨时,雨水在耕地表面无法快速下渗。遇到大的暴雨,会在地表形成径流,带走黑土。

大型机械作业,就会压实耕地
黑土地完全退化的结果就是只剩下贫瘠的基底黄土,甚至是岩石、沙砾。一旦出现这个情况,这块黑土地的生命就结束了。
而大漂亮的耕地现在就遇到了这种黑土地生命即将结束的情况。例如在艾奥瓦州北部,当地的黑土中居然出现了浅灰色的沙质凸起。这意味着这块耕地基本上不能再耕种了。

美国艾奥瓦州北部的侵蚀显示出表层土壤完全被侵蚀的沙质凸起(浅色母质)
那么为何大漂亮的黑土地土壤侵会这么严重?
这是因为大漂亮的黑土地是世界黑土地中最容易发生侵蚀的。
因为大漂亮的黑土地先天不足。
大漂亮的黑土地集中分布在大平原,这里本质上是加强版的黄土高坡。

这里以前是内陆浅海。在7000万年前,伴随着西边落基山脉的造山运动,这里也被抬升形成了陆地。
然后风雨流水等外力作用将这片抬升的陆地侵蚀得相对平坦,因此这里被称为大平原或者高平原。
大平原黑土地下面的基底土壤是风成黄土。因为西风从西部山区吹来大量砂砾和尘土。这些黄土层结构松散、易碎,非常容易受到水和风的侵蚀。由于这里降水相对充沛,让这里的草原植被茂密。地表下面形成了深厚、颜色极黑的腐殖质层。而黄土高原基底土壤也是风成土壤。但因为气候干旱,所以这里的草原植被不茂密,因此有机质积累的不多。因此整体上相对贫瘠。
但是大平原底部土壤是黄土,就意味一旦这里被开垦,就非常容易被侵蚀。
加上分布于地势较高的中央平原的黑土,大漂亮的黑土地都位于地势较高的台地上。因此这里的耕地都依靠原来草原植被生成的黑土。而黑土形成很难。这相当于在这里种地,就相当于是吃老本。
相比之下,地势较低的冲积平原如华北平原的土壤,是由河流携带的泥沙长年累月堆积而成。这意味着当地的耕地土壤会不断得到河流带来的泥沙补充肥力。

以上的特点,就让大漂亮的黑土地,极易发生侵蚀。
第一,容易发生风蚀。
大漂亮缺少东西向山脉造成的穿堂风地形,导致无法挡住北方的寒流和南方的飓风。
加上黑土地所在的植被为草原,因此导致大漂亮的风很大。大风就让地表水的蒸发量增加。这让它的黑土地土壤很干燥,容易被风吹走,也就是发生风蚀。
而且,大漂亮黑土地的平均气温比我国东北和乌克兰等黑土地都要高,这就意味着大漂亮黑土地表面的蒸发量更高,比我国东北和乌克兰等地更加干燥。

这更加剧了大漂亮黑土地被风蚀的程度。
1934年到1939年,由于大平原过度开垦,出现了人类历史上规模最大的黑风暴。破坏掉40多万平方公里土地,超过350万人被迫离开自己的家乡。自西向东席卷大漂亮三分之二领土。

黑色风暴中的人们
此外,因为缺少东西向山脉造成的穿堂风地形,造成大漂亮的极端天气多发。
大漂亮气象学家罗伯特·亨森认为,地球上很难再找到另一块像大漂亮这样大小、极端天气种类如此繁多的地方。例如大漂亮极易出现干旱、暴风雪、暴雨、强雷暴、龙卷风。
拿龙卷风来说,全球有80%至90%的龙卷风发生在大漂亮。

它频繁发生的地区被称为龙卷风走廊,刚好经过大平原地区。

这也极易带来风蚀。
第二,很容易水蚀。
大漂亮的黑土地是世界上四大黑土地中海拔最高的。

它位于大平原和中央平原。这里其实不是真正的平原,而是海拔较高的巨大缓坡。这里的草原植被被破坏后,一旦下雨,这里的耕地表土就会随着雨水流向低处。
而且因为大漂亮没有东西向的山脉,无法阻挡来自北面的冷风与来自南面的暖风相遇。因此大漂亮很容易发生暴风雪、暴雨、雷暴等极端雨雪天气。
而这些天气会出现短时强降雨,又会加剧耕地的水蚀速度。
此外就是大漂亮农业的机械化程度高,而且都是大重型农业机械。他们反复碾压耕地,把土地压实后,会阻碍雨水下渗。结果这些雨水在耕地表表面形成径流,反而会带走更多的土壤。
因此,相对世界其他黑土区,大漂亮的土壤侵蚀情况是最严重的。
世界上其他三处黑土区的土壤侵蚀一般都是水蚀。而大漂亮不仅有水蚀,还有因穿堂风地形造成的很严重的风蚀。而且气温高,又导致这里的地表水蒸发更加强烈,土地更加干燥疏松。加上这里的高海拔,又导致了它的风蚀、水蚀更加严重。







