東北地理所在黑土區耕地土壤有機質空間分布多尺度影響因素解析方面取得進展
耕地土壤有機質（SOM）在維持土壤健康、提升生態系統服務能力以及促進全球碳循環中扮演著關鍵角色，尤其是在中國東北肥沃的黑土區。然而，東北黑土區耕地SOM空間分布的多尺度影響因素及其復雜的相互作用機制尚未得到系統揭示。現有研究大多聚焦于單一尺度分析，缺乏系統性和全面性。
針對這一科學難題，中國科學院東北地理與農業生態研究所農業遙感學科組的研究人員利用空間自相關技術、地理探測器和結構方程模型，對東北黑土區耕地SOM空間分布的多尺度影響因素進行了深入探究。研究結合行政區尺度（PLS）、流域尺度（WS）和網格尺度（GS），全面揭示了不同尺度下東北黑土區耕地SOM空間分布的顯著差異，為精準化土壤管理提供了科學依據。
研究發現，東北黑土區有機質含量大于30 g/kg的耕地面積占比高達68.31%，其中流域尺度的SOM空間分布較為均勻。SOM含量的空間分布呈現顯著的空間集中趨勢，莫蘭指數顯示耕地SOM在網格尺度的空間聚集性最強，其次為流域尺度和行政區尺度，主要表現為“高—高”和“低—低”的聚集類型。在多個尺度下，氣溫和耕地類型始終是驅動SOM空間分布的主要因素。同時，降水、海拔以及距離城市遠近對SOM的影響具有顯著的區域差異，且任何兩個因素之間的相互作用多為非線性增強效應。本研究通過系統分析，提出了差異化的土壤管理策略，有助于實現東北黑土區耕地保護的精準化和高效化，為實現聯合國可持續發展目標（SDG2030）提供了重要參考。研究為科學制定土壤保護政策提供了理論支持，同時也為全球黑土區的耕地可持續管理和碳匯潛力評估提供了借鑒。
圖1.（a）東北黑土區SOM空間分布（HLJ：黑龍江：JL：吉林；LN：遼寧；IM：內蒙古）；（b）不同含量有機質區域面積占比；（3）不同尺度下SOM含量平均值
圖2. 結構方程模型展示了不同尺度下各驅動因素對SOM的直接影響和間接影響
該研究發表在農林科學領域1區Top期刊Catena上，由劉煥軍研究員團隊科研助理李勇（共同第一作者）、黑龍江大學鄭樹峰副教授（共同第一作者）和助理研究員羅沖（通訊作者）等人共同完成。研究工作得到吉林省科技發展計劃項目（2024060602052RC）、黑龍江省自然科學基金（LH2022C076）、黑龍江省省屬高校基本科研業務費科研項目（2021GJ05）、國家重點研發計劃項目（2021YFD150070505）等聯合資助。
論文標題：
Systematic Identification of Factors Influencing the Spatial Distribution of Soil Organic Matter in Croplands within the Black Soil Region of Northeastern China Across Multiple Scales
發表期刊：
Catena
論文全文鏈接：
https://authors.elsevier.com/a/1kD4n1Dk5Ad4Xi
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