近日，《自然》（Nature）旗下期刊《自然 食物》（Nature Food）在線發表了我校資環學院楊曉光教授團隊與遼寧省農業科學院孫占祥研究員團隊合作完成的觀點文章《黑土地保護》（For the protection of black soils），該文章系統梳理了氣候變化下黑土地保護和利用的問題和進展，提出了耕作制度創新是黑土地保護的重要選擇的觀點，為黑土地保護與利用國家重大戰略提供參考。

黑土區以其肥沃的土壤和適宜的氣候條件，為全球的糧食安全做出了重大貢獻，被譽為“世界糧倉”。北半球的三大黑土區分別位于中緯度的中國東北、北美和烏克蘭南部。然而，由于近百年來黑土地高強度的開墾利用，疊加氣候變化的影響，導致了嚴重的土壤退化。例如，1928年烏克蘭和1930s年代美國發生了嚴重黑風暴事件。在中國，黑土區農田土壤也出現變薄、變瘦、變硬、變酸的問題。

為了保護黑土地，自1930s年代以來，世界各國開始采取措施，包括制定相關的法律法規，研究和推廣土壤可持續利用新技術等，土壤退化得到了有效控制，土壤肥力和糧食生產能力也得到了大幅度的提升。2022年8月《中華人民共和國黑土地保護法》正式實施，這是全球唯一在國家層面專門針對黑土地實施的立法保護，凸顯了中國政府對黑土地保護的高度重視。該法律強調了科技創新在黑土地保護中的重要作用。適宜的耕作制度可同時實現土壤質量和作物生產力協同提升等目標，有效提升氣候韌性。例如，遼寧省農科院與中國農業大學等單位在黑土區西部創建的玉米與花生（大豆）間作種植制度，充分利用當地光熱資源，發揮豆科作物固氮能力，減少氮肥投入，有效提高單位面積產能。以保護性耕作為核心的“梨樹模式”，作為一種新型養地制度，采用玉米隔行種植輪替休耕種植制度和秸稈覆蓋與少免耕的養地制度，土壤有機質含量增加，土壤養分供給和蓄水能力增強，產量水平及其穩定性顯著提升。

“零饑餓”和應對氣候變化是聯合國可持續發展的重要核心目標。創新耕作制度是確保耕地可持續利用和糧食產量穩定提升、實現“零饑餓”和應對氣候變化目標的關鍵。未來應聚焦氣候變化背景下黑土區糧食產能與地力協同提升的關鍵科學問題，突破核心技術；深入推進優勢科研機構的國際合作，開展聯合攻關；提高農業技術人員和生產者的認知；進一步創新政策，不斷提高糧食生產集約化、規模化水平，推動技術落地應用。

近年來，兩個團隊依托國家重點研發計劃“黑土地保護與利用科技創新”專項等項目，圍繞氣候變化背景下黑土地氣候智慧型耕作制度創新開展合作研究，研究成果獲國家科技進步二等獎1項、教育部科技進步二等獎1項，聯合成立“黑土地與防災減災”聯盟，論文是兩個團隊在種植制度應對氣候變化領域科研合作的階段性重要成果。

楊曉光教授和孫占祥研究員為通訊作者，資環學院氣象系趙錦副教授和遼寧省農業科學院李娜副研究員為貢獻作者。論文得到國家重點研發計劃“黑土地保護與利用科技創新”專項（2023YFD1500200）和中國農業大學2115人才培育發展計劃等項目的資助。