東北地理所在不同土壤侵蝕分區(qū)下的有色溶解性有機物遙感反演研究取得新進展
隨著經(jīng)濟快速發(fā)展和氣候變化的影響，土壤侵蝕已成為一個社會關(guān)注的熱點問題。土壤侵蝕受降水、集水區(qū)徑流、土地利用和土地覆蓋類型的影響，地表徑流中沉積物的遷移常攜帶溶解性有機物和營養(yǎng)物質(zhì)輸送到水體。水環(huán)境中的有色溶解性有機物（CDOM）是水色遙感參數(shù)，主要來源于陸地輸入和內(nèi)源產(chǎn)生，為水生態(tài)系統(tǒng)提供能量并吸收紫外線輻射。研究土壤侵蝕與水體CDOM組分和來源之間的關(guān)聯(lián)，可以為陸地和水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)提供了重要的科學支撐
本研究通過XGBoost機器學習算法并結(jié)合Google Earth Engine（GEE）平臺獲取的Landsat 8衛(wèi)星遙感影像構(gòu)建了CDOM吸收遙感模型，模型表現(xiàn)良好（RMSEXGB,cal = 0.87 m?1, RMSEXGB,val = 0.94 m?1），并對2020年非冰期中國地區(qū)大于0.1 km2湖泊的CDOM吸收系數(shù)進行了空間制圖。研究發(fā)現(xiàn)，在不同土壤侵蝕區(qū)域下，湖泊aCDOM(355)平均值存在顯著差異，對于凍融侵蝕區(qū)域，隨著侵蝕強度的增加，CDOM吸收顯著增加，而風蝕和水蝕區(qū)域則呈現(xiàn)相反的關(guān)系（p < 0.05）。本研究中發(fā)現(xiàn)隨著湖泊的水域面積增加，湖泊的aCDOM(355)顯著下降。不同侵蝕區(qū)域湖泊中CDOM的影響因素和分子組成特征具有顯著的差異特征（圖1）。該研究從宏觀和微觀視角相結(jié)合的角度豐富了對全球碳循環(huán)的理解。
圖1 不同土壤侵蝕分區(qū)下的湖泊CDOM空間分布和分子組分特征
研究成果發(fā)表在國際Top期刊Environmental Science and Ecotechnology上，中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所尚盈辛副研究員為第一作者，宋開山研究員為通訊作者。該項研究得到了國家自然科學基金(42371390, 42471358)，國家科技基礎資源調(diào)查專項（2021FY100406）以及吉林省生態(tài)環(huán)境廳重點項目(2024-01)等共同資助。
論文信息如下：
Yingxin Shang, Kaishan Song*, Zhidan Wen, Fengfa Lai, Ge Liu, Hui Tao, Xiangfei Yu, Machine learning reveals distinct aquatic organic matter patterns driven by soil erosion types, Environmental Science and Ecotechnology,2025,25: 100570,
鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ese.2025.100570.
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