从俄罗斯黑钙土到中国的黑土
发表日期:2012-12-07  点击次数:7279
稿件来源: 中国科学院南京土壤研究所 龚子同

从俄罗斯黑钙土到中国的黑土
——纪念宋达泉先生诞辰100周年
龚子同


     宋达泉先生是著名土壤学家,中国科学院林业土壤研究所(现沈阳应用生态研究所)创建人之一。曾任中国土壤学会第三届理事会理事长,是中国土壤学界学术领导者之一(照片1)。1934年毕业于浙江大学农学院。1936年经竺可桢介绍到地质调查所工作。1945 ~ 1946年在美国康乃尔大学进修期间和J·Thorp一起考察美国中部各州土壤。



照片1 土壤所学术委员会相聚于南京(1960年代初)
前排左2为宋达泉


     纵观宋达泉先生的研究生涯可分三个阶段:早期,即新中国成立前主要在南方(包括浙江、 湖南、云南和福建),其中在福建地质调查所任职时间较长;后期,即1980年后开始进行海涂资源考察直至最后,并主编完成了《中国海岸带土壤》;而大部分时间集中在东北工作,1950年起任东北土壤调查团团长,开展了历时3年的荒地调查,基本摸清了东北的土壤类型、性质和制订发展规划;1956年参加中苏黑龙江流域自然资源考察任中方组长。1958年参加第一次全国土壤普查,在总结群众经验基础上,提出东北地区土壤分类;1980年在他的组织领导下,编著的《中国东北土壤》正式出版。
宋达泉先生为我国土壤科学作出了重大贡献。本文着重阐述宋先生从事黑土研究所取得的成就。为了说明宋先生建立黑土分类的过程,先从俄罗斯黑钙土研究谈起。

    1 俄罗斯黑钙土
    1.1 世界草原土壤
     俄罗斯黑钙土及其类似土壤是世界草原土壤的一部分。世界草原土壤很大部分分布于中纬度地带。主要分布在欧亚大陆和北美大平原上。欧洲集中分布于俄罗斯和乌克兰等国;北美涉及美国和加拿大,亚洲主要在中国,蒙古也有一些。在南美洲分布于阿根廷和乌拉圭(图1)。根据美国农部、国际土壤学会和联合国粮农组织和俄罗斯统计,世界草原土统计面积大体相同,分别为900万km2 ,885万km2 和830 km2 。因该地区气候和土壤肥沃,草原土中1/3是耕地,大部分种植禾谷类作物,是人类主要粮仓。



图1 世界草原土分布略图(陈鸿昭编绘)


    1.2 俄罗斯黑钙土
    俄罗斯黑钙土的研究,大约始于B·B道库恰耶夫,他于1876年至1881年间,对俄罗斯大草原的黑钙土进行了行程12000 km的土壤调查,并于1883年撰写了《俄罗斯黑钙土》一书,创立了土壤发生学派。在《俄罗斯黑钙土》发表100周年之际,苏联召开了国际学术讨论会,同时A.Π.谢尔巴柯夫沿着道库恰耶夫考察路线,又一次进行了大规模黑钙土的研究[5]。黑钙土的研究标志着俄国土壤学派的发生和发展。因此,B.И.维尔纳茨基曾指出:“黑钙土在土壤学发展历史中起过极其巨大的作用,犹如青蛙在生理学中,方解石在结晶学中,苯在有机化学中所曾起过的作用一样”。
    在前苏联境内黑钙土及其类似土壤呈连续状分布。从西到东,从东经28°到83°绵延3000 km。从北到南宽也有300 ~ 400 km,约占国土面积的8.4%,(图2)却生产了当时该国80%的农产品。虽然俄罗斯黑钙土面积如此之大,但按传统,人们特别关注的是中央黑钙土区,指的是俄罗斯最中部的五个州:沃龙湼什州、利佩茨克州、别尔戈罗德州、库尔斯克州和坦波夫州。不过最肥沃的黑钙土是在沃龙湼什州。


注:本图上中国国界线按照地图出版社1989年出版1:400万中华人民共和国地形图(由陈鸿昭编制)
图2 欧亚大陆草原土分布略图


     俄罗斯黑钙土通常续分为灰化、淋溶、典型、普通,南方和草甸黑钙土6个亚类。
     俄罗斯的典型黑钙土形成于森林草原和草原植被下,年平均温1 ~ 10 ℃,年降水量300 ~ 500 mm,无霜期180 ~ 300天,地下水位深7 ~ 10 m,母质和土体中富含碳酸盐,腐殖质含量40 ~ 70 g kg-1。由于降水分配不匀,有时可能遭到干旱,影响作物收成。
     1.3 黑钙土的传播
     俄罗斯以黑钙土为中心的土壤学研究影响遍及世界。德国和东欧各国首先受到影响,英、法等国也受不同程度影响。1910年,供职于C·F·马伯特(Marbut)领导下的美国土壤保持局的W·M·戴维斯(Davis),将俄国土壤学家格林卡的《世界土壤和土壤发生类型》一书德文版译成英文,从而将道库恰耶夫的发生学理论、概念和土壤分类引入了美国。据此,1935年马伯特采用了土壤发生分类的概念,土壤分类中出现了黑钙土等土壤类型的名称。我国近代土壤学是从上世纪30年代开始的。除了少数俄国学者进入东北对我国有些影响外,主要是随着J.梭颇作为地质调查所土壤室的主任技师——把马伯特的分类带到了中国,从此中国土壤学走上了土壤发生分类的道路,文献中才有了黑钙土等的分类名称。
     2 中国土壤分类中黑土的建立
     在俄罗斯大平原东经83°以东,由于地势增高和生物气候条件变化,草原土仅零星分布。而再往东至中国境内又有大片草原土分布(图2)。其中又分半干旱区的草原土和湿润区的草原土。地处我国东北湿润区的土壤与半干旱区的有很大区别,其发生分类备受关注。此种土壤分类地位的确定,也至少经历了以下三个阶段。
     2.1 沿用黑钙土
     在我国黑钙土的名称首见于当时在中国东北工作的俄国土壤学者Gordeef·T·P(1926)。他将所调查区的“黑土”称为变质黑钙土或淋溶黑钙土;其后潘德顿等(1935)在哈尔滨区土壤约测报告中,称此种土壤为退化黑钙土,J.梭颇(1936)在《中国之土壤》中他采用此名称。日本土壤学者突永一则用退化黑钙土的名称。
在这一阶段,对我国东北黑土仍沿用黑钙土的名称,但鉴于其与典型黑钙土性质上的差异,曾用“退化”、“变质”或“淋溶”黑钙土等的名称。
     2.2 概念突破
     1953年由宋达泉先生指导的在黑龙江省九三荣军农场和二龙山农场进行土壤调查时,首次提出黑土不同于黑钙土。这与1945 ~ 1946年间宋先生在美国中部考察所见的湿草原土(Praire soils)相当,因而称这种土壤为湿草原土。
    1956年开始的中苏黑龙江流域考察,苏联土壤学家与中国土壤学家通过实地考察,进行了广泛的讨论。双方都认为[11]黑钙土是草原植被,而黑土是草原化草甸;黑钙土地下水位7 ~ 10 m,而黑土地下水位为3 ~ 5 m;黑钙土富含碳酸钙,而黑土没有或很少;黑钙土中无铁锰结核和次生SiO2粉末,而黑土中较为常见。黑钙土通常无沼泽化,而黑土有时可能伴有沼泽化。凡此都足以将两者区别开来。 
    在此期间宋达泉先生在苏联“土壤学”杂志上连续发表两篇论文(照片2),指出这种土壤不是典型的黑钙土,而是一种黑钙土型的土壤。柯夫达认为,这种土壤如归入黑钙土,必将扩大权威的黑钙土定义。因此,在他和马溶之、宋达泉等联合编制的土壤图上,称这种土壤为暗色草甸或草甸黑钙土。
    柯夫达在“中国土壤和自然条件概论”中明确指出“我们建议将这种发育于季风草甸草原(季风湿草原)上的东北黑钙土状土壤列为湿草原黑土类,并以中国习用的’黑土’来命名”。但“关于这个问题,中国和苏联科学家们还将进一步研究”。

    宋达泉先生并没有等待,他在“黑龙江流域的土壤特性与东北区农业发展远景”一文中,已将这种土壤直接命名为“黑土”。


照片2 宋达泉先生(后中)与中、前苏联学者在一起(1956年)

     2.3 黑土分类的确立
    黑土不是由黑钙土退化、变质和淋溶而来,而是有本身的形成条件、形成过程和属性。土壤中没有钙怎么能叫黑钙土呢?据考查宋达泉先生早在1957年黑龙江流域调查总结报告中即称此种土壤为“黑土”。在第1次全国土壤普查中,宋达泉先生作为东北土壤界权威,深入实际总结群众经验,在“东北土壤分类”一文中将黑钙土称为石灰性黑土的同时,正式采用当地群众名称“黑土”来命名此种土壤。而最早系统报导黑土是独立土类的是林业土壤研究所的严长生。
    1978年宋达泉先生参加的中国土壤分类学术讨论会上讨论通过《中国土壤分类暂行草案》,正式确认黑土的分类地位。黑钙土是钙层土纲中的一个土类,而黑土是半淋溶土纲中的一个土类。
    继而《中国土壤》(1978)、《中国东北土壤》(1980)也采用黑土的分类。这就是发生分类中黑土分类的建立过程。
    虽然草原土的分类在不断发展,但黑土分类地位的确定是有扎实的科学基础的,不管是在美国、WRB和中国分类中,黑土都有其独立的分类地位,与美国系统分类中的湿润软土、WRB分类中的黑色土(Phaoozems)或中国土壤分类中的湿润均腐土均有发生上的联系和分类上的相关。因此,宋达泉先生吸取国外经验,结合中国实际,早在上世纪50年代就认为中国黑土区别于俄罗斯黑钙土,而单独划分出来,不仅在我国,甚至在世界土壤分类上都是一项重要贡献。
    3 为土壤研究献出毕生精力
    在土壤所筹建时,宋达泉先生曾担任第4组(土壤地理和土壤改良组)组长。1950年宋达泉先生调到林业土壤所,但学术上始终与土壤所保持联系,使我深受教益,如1956年在南京召开的中国土壤学会第二次代表大会,1978年在江宁召开的土壤分类专业会议,1985年在滁县召开的土壤基层分类会议(照片3)以及其他一些专业会议。其中1973 ~ 1976年间合作编著《中国土壤》过程中接触较多(照片4)。他学识渊博,治学严谨,诲人不倦,激励后人的大家风范,给我留下了深刻印象。
       
照片3 全国土壤基层分类会议野外考察(1985年) 照片4 与《中国土壤》部分作者在一起(1975年 扬州考察)
前排左一为宋达泉先生                                        后排左2 为宋达泉先生


    上世纪50年代,东北土壤调查工作十分艰苦,宋达泉先生亲自带队,深入现场进行了大量的土壤调查,特别是荒地调查工作。在第一次全国土壤普查期间进行了耕地土壤调查,广泛总结农民群众分类命名和土地利用的经验。中苏黑龙江流域考察期间中苏土壤学家,深入探讨了当地土壤发生分类和土地利用的远景规划。在调查研究基础上开展了定位研究,除黑土外,并对盐碱地和风沙土改良进行定位研究,积累了丰富的资料。宋先生30多年在白山黑水之间广袤的黑土大地上,反复实践与探索,行程何止12000 km。他勤奋工作,深入实际,对我国东北土壤资源开发和合理利用作出了巨大的贡献。可是很遗憾的是,这位正直的土壤学家在历次政治运动中屡遭迫害,甚至在文革中惨遭折磨致残,令人痛心。记得在南京编写《中国土壤》期间,他和朱显谟、曾昭顺诸先生去南京梅园新村悼念周总理,也成为一条罪状,还专派人来宁调查,实在可笑可恨。今天宋先生为之奋斗的黑土以及东北土壤研究已在生产上发挥了重要作用,“黑土”已成为全国的粮食生产基地,“北大荒”已变成“北大仓”,当人们在食用优质的东北大米和其他农产品时,有没有想到这样一位毕生辛勤从事东北土壤研究、在晚年拄着拐杖,拖着病残之身还在坚持土壤研究工作的平凡而又卓越的土壤学家呢?

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