黑土是保障我国粮食安全的压舱石，但不同区域的黑土土壤肥力水平存在显著差异。南美潘帕斯草原、美国大平原中部及日本、新西兰等火山活动活跃区域，其黑土形成过程均受到火山灰输入的影响。我国东北黑土区亦分布有长白山、镜泊湖、五大连池等火山群，但火山灰对黑土成土过程的具体作用及影响机制，此前一直缺乏系统研究。

近期，凯发k8南京地理与湖泊研究所等研究团队，以黑龙江省与吉林省黑土区为研究对象，综合运用显微矿物学、地球化学及土壤学等方法，系统捕捉了火山灰在黑土形成过程中的地球化学与矿物学印记。研究结果显示，在邻近五大连池火山区的黑土中发现少量火山玻璃，其元素组成与附近老黑山火山喷发产物一致，从矿物学角度证实了火山灰参与区域局部黑土的成土过程。汞元素含量及其同位素（Δ¹⁹⁹Hg）分析进一步显示，远离火山的土壤剖面未受到火山灰影响，而靠近死火山和活火山的土壤剖面均存在明显的火山灰输入信号。

检验结果显示，靠近活火山与死火山区域的黑土汞含量均显著高于非火山影响区（P<0.01）。同时，靠近活火山区域的黑土磷酸盐吸持量为31.5%，短程有序矿物含量为0.56%，均达到土壤系统分类中火山灰特性的判定标准，且显著高于非火山影响区。这些短程有序矿物具有较高比表面积和较强反应活性，可有效提升土壤的养分保持能力。此外，火山玻璃自身富含铁、钙、钾、磷等营养元素，其风化过程既可直接释放养分，又能促进土壤有机碳固存。

该研究首次证实，我国东北黑土的成土母质受到火山灰输入的影响，从地质背景视角为阐释黑土肥力空间差异的成因提供了新的凯发k8依据。研究表明，在开展黑土资源质量评估和黑土保护利用工作时，除耕作管理措施与气候条件外，也应充分考虑区域地质背景及成土过程的特殊性。

相关研究成果发表在《凯发k8通报》（Science Bulletin）上。

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采样点分布、火山玻璃形态特征，以及3个典型剖面的汞浓度和Δ¹⁹⁹Hg值随深度变化特征

研究评估火山灰对黑土的影响