俄罗斯中部高地黑钙土人为转化评估：基准与近基准土壤的关键作用

针对黑钙土（chernozems）人为转化评估缺乏天然参照的难题，研究人员通过对比保护区基准土壤、未耕作牧草地近基准土壤及耕作土壤的形态-物理-化学特性，揭示耕作导致20–30?cm土层压实、有机碳库（0–50?cm）减少及碳酸盐上移，而牧草地土壤与保护区土壤在有机碳储量和形态上无显著差异，为退化土壤修复提供科学依据。

　　

黑钙土（chernozems）作为全球最肥沃的土壤类型，其生态功能与农业价值不言而喻。然而，在俄罗斯中部高地等区域，近乎全域的农业开发使得原始黑钙土几乎消失殆尽，仅存的保护区土壤样本稀少且分布局限。这一现状给评估人类活动对土壤的长期影响带来了巨大挑战——若无原始参照，如何量化耕作导致的退化程度？在此背景下，未被耕作但经历割草放牧的"近基准土壤"（near-benchmark soils）成为破解困局的新思路。

发表在《Geoderma Regional》的这项研究，通过系统比较三类土壤——保护区基准黑钙土、牧草地近基准黑钙土及耕作黑钙土——的形态、物理和化学性质，首次量化了不同土地利用方式对土壤结构的改造效应。研究发现，传统耕作会引发20–30?cm土层的显著压实，造成上层50?cm有机碳（SOC）储量下降，并驱动碳酸盐（CaCO₃
）向表层迁移。令人意外的是，牧草地土壤尽管承受放牧和割草压力，其0–2?m深度的SOC储量与形态特征仍与保护区土壤无统计学差异，仅出现50?cm深度压实和碳酸盐上移现象。这一发现使近基准土壤成为重建工业革命前黑钙土特性的重要代理，也为制定可持续土地管理策略提供了科学锚点。

研究采用分层采样法（0–200?cm）结合激光衍射粒度分析、湿式氧化法测定SOC、以及碳酸盐含量滴定测定等关键技术，对来自保护区、牧草地和耕地的三类土壤样本进行系统比对。样本队列涵盖俄罗斯中部高地典型黑钙土分布区，确保地理代表性。

形态特征分析显示，耕作土壤的耕作层（Ap层）明显增厚且结构单元破坏，而牧草地土壤的腐殖质层（A层）结构与保护区土壤高度相似，仅草毡层（sod）发育略有差异。物理性质比较证实耕作导致20–30?cm容重增加0.2–0.3?g/cm³
，牧草地50?cm深度出现类似但较轻的压实。化学指标揭示耕作土壤0–50?cm的SOC储量比基准组降低12–18%，而牧草地组差异不显著；碳酸盐在耕作和牧草地土壤中分别上移40?cm和25?cm，但总储量未发生明显变化。

结论部分强调，近基准黑钙土虽受轻微人为干扰，其核心生态功能仍得以保留，这为土壤退化评估提供了新的参照体系。讨论指出当前保护区网络的不足——现有保护面积仅覆盖黑钙土带的0.3%，远不足以支撑区域生态评估。研究呼吁建立"近基准土壤数据库"，并将其纳入土地政策制定考量。该成果不仅修正了传统土壤退化评估的参照标准，更对全球黑钙土带的可持续管理具有指导意义，特别是在平衡农业生产与土壤保护方面提供了量化依据。