乡村农夫小二哥
先说个人的理解:
1. 什么是黑土？
黑土，顾名思义，就是颜色很深的土壤(废话~)。土壤学里有关于黑土的严格定义，但是非专业人士不用深究这个，只需要知道黑土颜色偏黑即可。偏黑的原因有很多，主要包括成土母质中的黑色矿物质、土壤中的有机质和还原状态下的某些物质等。
本文中谈论的黑土主要针对东北平原，其他地区的黑土可能不会适用；本文中讨论的黑土也不仅仅是土壤学定义的黑土，只要是颜色很深的土壤，因为这些土壤是组成黑土地的重要部分。东北平原不仅仅存在于东北三省，内蒙古自治区东部也有部分属于东北平原。
中国土壤的分布见 @赵一鸣贴出的资料：
中国土壤分类图片
(在这里要谢谢 @米熙熙指出的逻辑错误。)
2. 为什么东北平原的土壤是黑色的？
因为东北平原的土壤富含有机质(Organic Matter)，“成熟”的土壤有机质一般是深棕色或者黑色。高含量的土壤有机质能够使土壤呈现黑色，再加上东北的三江平原地势平坦、视野开阔，东北得到了“黑土地”的美誉。
2. 为什么东北的黑土是肥沃的？
土壤肥力是个很难衡量的指标，因为土壤的各方面性质，包括土层厚度、级配、含水量、pH等等。但是农业生产中可以将土壤有机质含量的高低作为一个简单直观的判别标准，因为土壤中的有机质有非常重要的理化性质，比较利于植物生长，包括：
增加土壤的团粒结构，改善土壤的透气性和渗透性，利于土壤保持适宜的水分条件；
土壤有机质中富含植物生长需要的NPKS及微量营养物(Trace nutrient);
土壤有机质能够缓冲土壤中的pH变化，一定程度上预防或者减轻土壤盐碱化, etc.
更详细的参数设置请参考 @管永金 同学的答案：
如何检测土壤的质量，比如肥力等？ - 管永金的回答
3. 为什么东北有黑土，而长江上下游没有黑土？换句话说，东北的黑土是哪里来的？
从土壤形成的角度来说，只要成土母质含有黑色的矿物质，土壤皆有可能呈现黑色；另外，如果土壤含有大量有机质，也会呈现较深的颜色，所以绝对地说长江中下游没有黑土是不科学的。但是，黑土地的来源不仅仅是土壤是黑色的，而且是大范围的地势平坦的黑色土壤。于是我们可以这么提问：
为什么东北有黑土地，而长江中下游没有黑土地？
答：因为东北存在大范围的黑色或者深褐色土壤，主要是因为含有较高的有机质。
东北黑土地的来源主要有两个：
土壤有机质的积累——这点很多知友都提到了。
东北沼泽地的开发——这个因素很难联想到。
先说第一点，土壤有机质的积累。考虑到土壤有机质中约50%都是碳元素，这个问题其实用地球碳循环的理论能够非常好的解释。
下图是一张土壤碳元素的循环图，碳元素最初来自大气中的二氧化碳(CO2)，经过植物的光合作用合成有机物。这些有机物有两种途径进入土壤，一是植物死亡或者落叶后进入土壤，另一个是动物摄入体内后以排泄物或者动物尸体的方式进入土壤。有机质进入土壤后，主要通过微生物分解和植物吸收这两大因素离开土壤。所以对于土壤有机质来说，输入项就是植物合成的有机物，输出项就是微生物分解和植物吸收，见下式：
土壤有机质的变化量 = 有机质的输入量 - 有机质的输出量
如果土壤中存在大量有机质，要不就是输入项非常多，要不就是输出项非常少。长江中下游平原和东北三江平原曾经都有森林覆盖，输入的有机物总量虽然有所差异，但是差异不大；但是，由于东北的温度较低，分解者的活性较差，分解者消耗有机质的能力低于长江中下游平原的分解者，于是大量的有机质残存在土壤中，增加东北平原的土壤肥力，形成著名的“黑土地”。
第二点，也是一般联想不到的一点：东北沼泽地的改造。东北平原以前很多地方都是湖泊和沼泽地，东北方言叫“泡子”。后来为了增加耕地面积和粮食产量，很多湖泊和沼泽湿地都被开垦成了农田。联系刚才的土壤碳循环，在湖泊和沼泽湿地的情况下，土壤中氧气含量很低，处于厌氧状态，土壤呼吸被抑制，微生物分解有机质的效率降低。图2是一个建设人工湿地时的一张图片，图中可以很清晰的看到土壤是深色的。楼上 @酸菠萝 同学提出的“友谊农场”处于沼泽地边缘，其前身就很有可能是沼泽湿地。
4. 东北热量足够的话，可不可以一年三熟？
在农业领域有个概念——积温：
一年内日平均气温≥10℃持续期间日平均气温的总和，即活动温度总和，简称积温。
只有积温大于某一数值，农作物才能生长。换句话说，只要东北某地一年内平均气温大于10°C的天数大于某一数值，东北也是可能一年三熟的。
但是，不得不说题主老师的脑洞开的很大，在我国，能够一年三熟的地区很少，主要分布在热带地区：
热带
滇、粤、台的南部和海南省
>8000℃
水稻一年三熟。甘蔗。[3]
如果东北想要一年三熟，那需要热的像热带一样。这种情况下，我国的其他地区估计已经热的不适宜人类居住了。
所以，东北地区“一年三熟”的希望是有的，但是我们估计看不到了。
5 如果一年三熟的话，东北黑土的肥力会不会退化？
继续开脑洞，如果真的有“一年三熟”，东北黑土的肥力会不会退化？ 我们在看上边讲到的土壤有机质的公式：
土壤有机质的变化量 = 有机质的输入量 - 有机质的输出量
如果有机质的输入量和土壤温度等影响土壤呼吸的变量保持不变，耕作制度变为一年三熟，作物吸收有机质的总量大大增加，上式中土壤有机质的变化量即为负值，代表着土壤有机质会减少，自然而然，东北的黑土肥力会产生退化。
实际上，即使现在“一年一熟”，东北有些地区已经出现土壤肥力退化，甚至出现盐碱地等荒漠化的趋势。如何在保持最大产量的同时保持土壤肥力，已经是很多农业，尤其是农业土壤学领域的研究人员研究的重点！
玄学之智刘大懒人
哈哈哈 世界三大黑土地带嘛 原先黑土都能攥出油 现在不好说 但仍是黑土地带！
高先生225
东北黑土地以前是很厚的草甸，经过几千年的腐化沉积，形成了现在的黑土地！
山外青山楼外楼27
精炼点说吧，土质形成不同，什么河流冲击而成，就不一样，黄河的流域，从发源地河北河南都是黄，
凡海大师
自己买本书。
