東北地理所在黑土區(qū)耕地土壤有機(jī)質(zhì)空間分布多尺度影響因素解析方面取得進(jìn)展
耕地土壤有機(jī)質(zhì)（SOM）在維持土壤健康、提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力以及促進(jìn)全球碳循環(huán)中扮演著關(guān)鍵角色，尤其是在中國東北肥沃的黑土區(qū)。然而，東北黑土區(qū)耕地SOM空間分布的多尺度影響因素及其復(fù)雜的相互作用機(jī)制尚未得到系統(tǒng)揭示。現(xiàn)有研究大多聚焦于單一尺度分析，缺乏系統(tǒng)性和全面性。
針對(duì)這一科學(xué)難題，中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所農(nóng)業(yè)遙感學(xué)科組的研究人員利用空間自相關(guān)技術(shù)、地理探測(cè)器和結(jié)構(gòu)方程模型，對(duì)東北黑土區(qū)耕地SOM空間分布的多尺度影響因素進(jìn)行了深入探究。研究結(jié)合行政區(qū)尺度（PLS）、流域尺度（WS）和網(wǎng)格尺度（GS），全面揭示了不同尺度下東北黑土區(qū)耕地SOM空間分布的顯著差異，為精準(zhǔn)化土壤管理提供了科學(xué)依據(jù)。
研究發(fā)現(xiàn)，東北黑土區(qū)有機(jī)質(zhì)含量大于30 g/kg的耕地面積占比高達(dá)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(xiàn)顯著的空間集中趨勢(shì)，莫蘭指數(shù)顯示耕地SOM在網(wǎng)格尺度的空間聚集性最強(qiáng)，其次為流域尺度和行政區(qū)尺度，主要表現(xiàn)為“高—高”和“低—低”的聚集類型。在多個(gè)尺度下，氣溫和耕地類型始終是驅(qū)動(dòng)SOM空間分布的主要因素。同時(shí)，降水、海拔以及距離城市遠(yuǎn)近對(duì)SOM的影響具有顯著的區(qū)域差異，且任何兩個(gè)因素之間的相互作用多為非線性增強(qiáng)效應(yīng)。本研究通過系統(tǒng)分析，提出了差異化的土壤管理策略，有助于實(shí)現(xiàn)東北黑土區(qū)耕地保護(hù)的精準(zhǔn)化和高效化，為實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（SDG2030）提供了重要參考。研究為科學(xué)制定土壤保護(hù)政策提供了理論支持，同時(shí)也為全球黑土區(qū)的耕地可持續(xù)管理和碳匯潛力評(píng)估提供了借鑒。
圖1.（a）東北黑土區(qū)SOM空間分布（HLJ：黑龍江：JL：吉林；LN：遼寧；IM：內(nèi)蒙古）；（b）不同含量有機(jī)質(zhì)區(qū)域面積占比；（3）不同尺度下SOM含量平均值
圖2. 結(jié)構(gòu)方程模型展示了不同尺度下各驅(qū)動(dòng)因素對(duì)SOM的直接影響和間接影響
該研究發(fā)表在農(nóng)林科學(xué)領(lǐng)域1區(qū)Top期刊Catena上，由劉煥軍研究員團(tuán)隊(duì)科研助理李勇（共同第一作者）、黑龍江大學(xué)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(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2024060602052RC）、黑龍江省自然科學(xué)基金（LH2022C076）、黑龍江省省屬高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)科研項(xiàng)目（2021GJ05）、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2021YFD150070505）等聯(lián)合資助。
論文標(biāo)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(fā)表期刊：
Catena
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