東北地理所率先完成東北黑土區10米分辨率耕地土壤有機質含量遙感制圖
土壤有機質(SOM)含量是衡量土壤肥力高低的重要指標之一，尤其是對土地肥沃的東北黑土區。此外，SOM中儲存的碳也是全球陸地碳循環的重要組成部分，對全球碳收支平衡具有重要意義。然而高精度SOM含量空間分布圖的缺失使得土壤質量評價與區域碳循環評估的精度也受到影響。準確快速地對區域耕地SOM含量制圖對區域耕地高質量管理與農業可持續發展具有重要意義。
針對上述問題，東北地理所農業遙感學科組研究人員在遙感大數據和云計算平臺(Google Earth Engine)的支持下，協同哨兵2號遙感影像與環境變量，研發了一種面向大尺度的耕地SOM含量快速制圖的方法，構建了全國首套東北黑土區尺度10米空間分辨率的耕地SOM含量空間分布圖。
研究結果表明，在東北黑土區使用20d時間間隔的120—140d合成影像可以獲得最高的SOM含量制圖精度；使用不同時間間隔合成影像都是在5月份達到最高的SOM含量制圖精度；加入環境變量可以有效提高SOM含量制圖精度，其中多年平均溫度的重要性最高；根據遙感監測，目前東北黑土區耕地SOM含量平均值為34g/kg。
圖1 東北黑土區耕地土壤有機質含量空間分布圖
隨著國家與當地政府越來越重視黑土地保護，該研究的重要性愈發明顯。研究成果可為聯合國可持續發展目標SDGs中遏制土壤退化等相關指標的評估提供重要參考，為相關部門制訂黑土地保護和修復策略提供數據支撐。
該研究發表在遙感領域國際期刊《International Journal of Digital Earth》(中科院1區)，由東北地理所特別研究助理羅沖(第一作者)與劉煥軍研究員(通訊作者)共同完成。研究得到王寬誠率先人才計劃“產研人才扶持項目”、吉林省與中國科學院科技合作高新技術產業化專項資金項目(2021SYHZ0013)、吉林省發改委創新能力建設項目(2021C044-10)與中科院先導專項(XDA28100000)等項目的共同資助。
論文信息如下：
Chong Luo, Wenqi Zhang, Xinle Zhang & Huanjun Liu (2023) Mapping soil organic matter content using Sentinel-2 synthetic images at different time intervals in Northeast China, International Journal of Digital Earth, 16:1. 1094-1107.
鏈接：https://doi.org/10.1080/17538947.2023.2192005
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