东北黑土区是我国重要的粮食产地，然而在人类活动影响加剧的背景下，东北黑土正受到侵蚀的严重威胁。厘清东北黑土的成因及其沉积背景将有助于针对性开展其侵蚀防治工作。
中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境院重点实验室博士研究生张师豪，在导师杨石岭研究员的指导下，对东北黑土区开展大范围野外调查和采样（图1），通过粒度分析与光释光测试，探讨了东北黑土的成因和沉积背景。
↑ 图1 东北黑土区位置（a）、研究点分布（b）和剖面照片（c）
东北黑土粒度分布结果显示（图2），西部黑土与黄土高原北部砂黄土类似，具有典型双峰正偏的分布特征，表现出典型的风成特征；东部黑土与冲积平原上的次生黄土类似，体现为多峰的分布特征，具有后期水力改造的特征。黑土平均中值粒径以及砂含量结果显示（图3），东北黑土自西向东粒度整体由粗变细，其空间分异方向与东北地区尘暴季节（3—5月）风向完全一致。综上所述，尽管东部黑土存在局地的水力改造，但是并没有改变大范围内粒度的空间分异格局，因此黑土物质最初都是由风力搬运而来的。
↑ 图2 （a）东北黑土区西部黑土与黄土高原北部砂黄土粒度分布对比；（b）东北黑土区东部黑土与冲积平原次生黄土粒度分布
↑ 图3 东北黑土平均中值粒径（a）、砂含量（b）空间分布及尘暴季节风向（c）
定年结果显示东北黑土形成于全新世，而其下伏沉积（黄土、次生黄土、河湖相等沉积）形成于末次冰期且年龄分布范围较宽（集中在12—65 ka）。该结果表明末次冰期东北黑土区地貌条件不稳定，受到不同程度的侵蚀，这可能同周边山岳冰川融水导致的水蚀以及增强的风蚀密切相关；而全新世气候温暖湿润、植被发育，使得风尘物质得以保存并发育为富含有机质的黑土。因此，东北地区风尘沉积的发育与侵蚀与冰期‒间冰期气候旋回有紧密关联。考虑到植被对于风尘物质堆积和成壤的重要性，适当的植被恢复将有利于黑土资源的可持续开发。
研究成果发表于国际学术期刊Catena（张师豪，杨石岭*，熊尚发，郭利成，王永达，黄晓芳，孙敏敏，丁仲礼. Origin and depositional background of the Holocene black soil in Northeast China: evidence from grain-size analysis and optically stimulated luminescence dating[J]. Catena, 2024, 239: 107963. DOI: 10.1016/j.catena.2024.107963）。
原标题：《张师豪等-Catena：东北黑土的成因及其沉积背景》
来源：中国科学院地质与地球物理研究所官网
作者：张师豪
编辑：诸鹏飞
审核：盛捷