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
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