来源:东北地理所网站(2024年12月6日)
耕地土壤有机质(SOM)在维持土壤健康、提升生态系统服务能力以及促进全球碳循环中扮演着关键角色,尤其是在中国东北肥沃的黑土区。然而,东北黑土区耕地SOM空间分布的多尺度影响因素及其复杂的相互作用机制尚未得到系统揭示。现有研究大多聚焦于单一尺度分析,缺乏系统性和全面性。
针对这一科学难题,中国科学院东北地理与农业生态研究所农业遥感学科组的研究人员利用空间自相关技术、地理探测器和结构方程模型,对东北黑土区耕地SOM空间分布的多尺度影响因素进行了深入探究。研究结合行政区尺度(PLS)、流域尺度(WS)和网格尺度(GS),全面揭示了不同尺度下东北黑土区耕地SOM空间分布的显著差异,为精准化土壤管理提供了科学依据。
研究发现,东北黑土区有机质含量大于30 g/kg的耕地面积占比高达68.31%,其中流域尺度的SOM空间分布较为均匀。SOM含量的空间分布呈现显著的空间集中趋势,莫兰指数显示耕地SOM在网格尺度的空间聚集性最强,其次为流域尺度和行政区尺度,主要表现为“高—高”和“低—低”的聚集类型。在多个尺度下,气温和耕地类型始终是驱动SOM空间分布的主要因素。同时,降水、海拔以及距离城市远近对SOM的影响具有显著的区域差异,且任何两个因素之间的相互作用多为非线性增强效应。本研究通过系统分析,提出了差异化的土壤管理策略,有助于实现东北黑土区耕地保护的精准化和高效化,为实现联合国可持续发展目标(SDG2030)提供了重要参考。研究为科学制定土壤保护政策提供了理论支持,同时也为全球黑土区的耕地可持续管理和碳汇潜力评估提供了借鉴。
图1.(a)东北黑土区SOM空间分布(HLJ:黑龙江:JL:吉林;LN:辽宁;IM:内蒙古);(b)不同含量有机质区域面积占比;(3)不同尺度下SOM含量平均值
图2. 结构方程模型展示了不同尺度下各驱动因素对SOM的直接影响和间接影响
该研究发表在农林科学领域1区Top期刊Catena上,由刘焕军研究员团队科研助理李勇(共同第一作者)、黑龙江大学郑树峰副教授(共同第一作者)和助理研究员罗冲(通讯作者)等人共同完成。研究工作得到吉林省科技发展计划项目(2024060602052RC)、黑龙江省自然科学基金(LH2022C076)、黑龙江省省属高校基本科研业务费科研项目(2021GJ05)、国家重点研发计划项目(2021YFD150070505)等联合资助。
论文标题:
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
发表期刊:
Catena
论文全文链接:
https://authors.elsevier.com/a/1kD4n1Dk5Ad4Xi
近期文章推荐
重磅引进:日本生态学会奖励奖、农学进步奖、河合隼雄学艺奖——《大地5亿年:土壤和生命的跃迁史》出版
The Innovation Life | 种养循环提高资源利用率,实现环境可持续发展
第三次全国土壤普查共采集样点287.2万个 2025年开展成果编制
文章荐读-Soil Biology and Biochemistry-红树林湿地土壤有机质组分特性综述:对碳储存的影响
中国科学院院士朱永官带领一群“土壤高级玩家”,一同创作出了本部集科学性、趣味性和前瞻性于一体的科普著作——《鲜活的土壤》,以科研者的视角和深入浅出的笔触,向大众讲述了土壤的本质、功能、土壤污染问题以及由此带来的粮食安全问题等人们关心和感兴趣的话题。
书中不仅涵盖了土壤的形成、分类、功能等基础内容,还深入探讨了土壤与生态环境、人类健康、文明演变进程等方面的紧密联系。用丰富的科研数据与成果揭示了土壤作为农业生产之基、生态系统之本的不可替代作用,更强调了在当前全球环境变化与资源约束加剧的背景下,科学合理地利用土地资源,对于维护国家粮食安全、促进生态平衡、实现经济社会可持续发展乃至推动人与自然和谐共生的战略价值。
《土壤盐渍化的诊断、评估、减缓与适应技术指南》由联合国粮农组织 / 国际原子能机构粮食和农业核技术联合中心水土管理和作物营养科专家穆罕默德·扎曼、李恒所著。著者长期致力于改善土壤、水资源与肥料管理的生产实践,为促进国际社会农业积极适应气候变化做出了贡献。
该书回顾了全球土壤盐渍化的历史和治理成败经验,旨在制定盐度和钠化度的评估技术规程,完善盐渍化土壤的缓解和适应措施,创新和推进核技术和同位素技术等的应用,为可持续地利用盐碱地提供可行性方案。该书具有先进性、指导性和实用性,能够切实解决生物盐碱农业所遇到的实际问题。该书可为进行景观和农田土壤盐渍化评估和诊断,利用核技术和同位素技术制定边际土壤可持续利用战略的技术研究人员、一线管理人员提供参考和借鉴。
康绍忠院士序|《土壤盐渍化的诊断、评估、减缓与适应技术指南》出版发行
张佳宝院士序|《土壤盐渍化的诊断、评估、减缓与适应技术指南》出版发行
Rainer Horn 博士,德国基尔大学教授,世界著名土壤物理学家。现任中-欧土地和土壤合作专家组委员,曾任世界土壤联合会(IUSS)主席,IUSS土壤物理委员会、土壤技术委员会以及第三工作组主席、土壤耕作研究组织主席、德国土壤学会主席等土壤学术组织重要职位。Horn教授在不饱和土壤力学理论创新和应用、土壤物理多尺度过程、土壤力学与水力学、物理化学和生物学等多学科交叉研究等方面取得巨大成就,并成功应用于指导固废处理、地质工程安全以及电缆地下埋藏等社会经济多方面。发表100余篇期刊论文,数十部土壤学专著以及数百篇技术报告,荣获美国土壤学会、美国农学会会士,罗马尼亚、波兰、德国土壤学会以及国际土壤耕作研究组织等学术团体先后授予Horn教授荣誉会员称号。
该书由赵英博士和张斌博士组织,邀请了诸多从事土壤物理研究的中青年工作者共同翻译。他们花费很大精力把该教材引进国内,可使更多的科研人员系统了解土壤物理学,对推动我国土壤物理学的发展意义重大。
邵明安院士序|《土壤物理学精要——过程、功能、结构和力学导论》
《土壤物理学精要——过程、功能、结构和力学导论》出版—赵其国院士序
识别图中二维码即可购买本书(可开发票,请在备注中注明开票信息和邮箱)
精选土壤好书,长按识别二维码了解
由于微信修改了推送规则,请大家将土壤观察加为星标,或每次看完后点击页面下端的“在看”,这样可以第一时间收到推文!投稿、合作、转载、入群,请加13926117407微信号(或发邮件至149996384@qq.com)
欢迎关注我们