東北地理所在揭示黑土區土壤有機質空間異質性演變規律方面取得新進展
土壤有機質（Soil Organic Matter,SOM）不僅是衡量黑土肥力的核心指標，也是全球碳循環的重要組成部分。以往關于黑土退化的研究主要聚焦于SOM含量的整體下降，而對其空間異質性的動態演變關注較少。事實上，SOM的空間異質性不僅反映了土壤質量分布的均衡程度，更是評估耕地生態系統穩定性和碳固持潛力的關鍵信號，往往比單純的含量下降更早揭示土壤系統的退化趨勢。
針對這一科學問題，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，以中國東北典型黑土區耕地為研究對象，基于2810個表層（0–20 cm）土壤樣點數據，結合1984年至2023年長時序Landsat衛星遙感影像，構建了區分水田與旱地的隨機森林回歸模型，成功生產了覆蓋近40年的30米高分辨率SOM年代際反演數據集（NEChina-SOM-30m-Decadal）。基于5 km格網的系統分析發現，東北黑土區耕地SOM呈現劇烈的動態變化，約52.5%的耕地SOM含量呈下降趨勢，平均降幅為5.12 g/kg。更為重要的是，研究發現空間異質性（變異系數CV）增強的區域占耕地總面積的78.6%，遠超SOM含量下降的區域面積，這表明黑土區耕地土壤空間結構正趨向于復雜化和不均勻化。進一步分析表明，38.9%的耕地同時經歷了“SOM含量減少”與“空間異質性增強”的雙重退化過程。分區統計顯示，吉林省耕地SOM下降比例最高，且空間異質性擴張最為顯著；而黑龍江省耕地雖然變化幅度最大，但整體呈現出一定的SOM增加趨勢。
該研究首次在區域尺度上評估了黑土區SOM含量與空間異質性的耦合演變特征，提出“空間異質性”是獨立于“含量下降”之外的另一項土壤退化關鍵指標。研究成果為理解黑土退化機制提供了全新視角，也為區域土壤保護、可持續土地利用及分區精準管理提供了重要的決策依據。
相關成果發表在國際土壤科學領域知名期刊 Catena上。由中國科學院東北地理與農業生態研究所羅沖助理研究員、聯合培養研究生孔德飄以及劉煥軍研究員等共同完成。本研究得到了國家自然科學基金（42401460）和國家重點研發計劃（2021YFD1500100）資助。
論文信息及鏈接如下：
LuoC,KongD,Zhang Y,et al. Beyond decline: spatial heterogeneity of soil organic matter as an emerging signal of cropland degradation in Northeast China[J]. Catena,2026,263: 109751.
https://doi.org/10.1016/j.catena.2025.109751
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