中国农业大学资环学院杨晓光教授团队与辽宁省农业科学院孙占祥研究员团队合作提出“气候变化下耕作制度创新是黑土地保护的重要选择”的观点

近日，《自然》（Nature）旗下期刊《自然食物》（Nature Food）在线发表了我校资环学院杨晓光教授团队与辽宁省农业科学院孙占祥研究员团队合作完成的观点文章《黑土地保护》（For the protection of black soils），该文章系统梳理了气候变化下黑土地保护和利用的问题和进展，提出了耕作制度创新是黑土地保护的重要选择的观点，为黑土地保护与利用国家重大战略提供参考。

黑土区以其肥沃的土壤和适宜的气候条件，为全球的粮食安全做出了重大贡献，被誉为“世界粮仓”。北半球的三大黑土区分别位于中纬度的中国东北、北美和乌克兰南部。然而，由于近百年来黑土地高强度的开垦利用，叠加气候变化的影响，导致了严重的土壤退化。例如，1928年乌克兰和1930s年代美国发生了严重黑风暴事件。在中国，黑土区农田土壤也出现变薄、变瘦、变硬、变酸的问题。

为了保护黑土地，自1930s年代以来，世界各国开始采取措施，包括制定相关的法律法规，研究和推广土壤可持续利用新技术等，土壤退化得到了有效控制，土壤肥力和粮食生产能力也得到了大幅度的提升。2022年8月《中华人民共和国黑土地保护法》正式实施，这是全球唯一在国家层面专门针对黑土地实施的立法保护，凸显了中国政府对黑土地保护的高度重视。该法律强调了科技创新在黑土地保护中的重要作用。适宜的耕作制度可同时实现土壤质量和作物生产力协同提升等目标，有效提升气候韧性。例如，辽宁省农科院与中国农业大学等单位在黑土区西部创建的玉米与花生（大豆）间作种植制度，充分利用当地光热资源，发挥豆科作物固氮能力，减少氮肥投入，有效提高单位面积产能。以保护性耕作为核心的“梨树模式”，作为一种新型养地制度，采用玉米隔行种植轮替休耕种植制度和秸秆覆盖与少免耕的养地制度，土壤有机质含量增加，土壤养分供给和蓄水能力增强，产量水平及其稳定性显著提升。

“零饥饿”和应对气候变化是联合国可持续发展的重要核心目标。创新耕作制度是确保耕地可持续利用和粮食产量稳定提升、实现“零饥饿”和应对气候变化目标的关键。未来应聚焦气候变化背景下黑土区粮食产能与地力协同提升的关键科学问题，突破核心技术；深入推进优势科研机构的国际合作，开展联合攻关；提高农业技术人员和生产者的认知；进一步创新政策，不断提高粮食生产集约化、规模化水平，推动技术落地应用。

近年来，两个团队依托国家重点研发计划“黑土地保护与利用科技创新”专项等项目，围绕气候变化背景下黑土地气候智慧型耕作制度创新开展合作研究，研究成果获国家科技进步二等奖1项、教育部科技进步二等奖1项，联合成立“黑土地与防灾减灾”联盟，论文是两个团队在种植制度应对气候变化领域科研合作的阶段性重要成果。

杨晓光教授和孙占祥研究员为通讯作者，资环学院气象系赵锦副教授和辽宁省农业科学院李娜副研究员为贡献作者。论文得到国家重点研发计划“黑土地保护与利用科技创新”专项（2023YFD1500200）和中国农业大学2115人才培育发展计划等项目的资助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s43016-025-01126-x