東北地理所在黑土區耕地土壤有機質干旱響應閾值研究方面取得進展
黑土地被譽為耕地中的大熊貓，其深厚的土壤有機質（SOM）不僅是保障國家糧食安全的核心養分庫，更是調節區域水分循環、抵御干旱風險的關鍵生態屏障。在氣候變化導致干旱頻發的背景下，探明SOM含量與耕地抗旱能力之間的定量關系，對于精準實施黑土地保護工程具有重要意義。然而，受限于土壤背景的空間異質性以及對干旱響應機制認識的不足，長期以來科學界對于黑土區SOM在緩解干旱壓力方面的閾值及其驅動規律仍缺乏系統性認知，這直接制約了差異化耕地管理策略的制定與抗旱防災能力的精準提升。
針對上述科學問題，東北地理所農業遙感學科組以東北黑土區為研究對象，利用高精度耕地SOM空間分布數據及典型干旱年（2018年）的地表溫度-植被干旱指數（TVDI），系統開展了SOM干旱響應閾值及其驅動機制研究。
圖1.技術路線圖
研究通過彈性分析法構建了閾值識別框架，首次定量揭示了東北黑土區SOM干旱響應閾值的空間特征。研究發現，全區域SOM干旱響應閾值介于17-55g/kg之間（均值34.80g/kg），在空間上呈現顯著的異質性。年平均氣溫被確定為影響閾值分布的首要因子（q=0.456），且溫度與SOM閾值呈顯著負相關：溫度每升高1℃，SOM干旱響應閾值約降低4.27g/kg。此外，脆弱性評價顯示東北地區約34.51%的耕地SOM含量低于其干旱響應閾值，其中內蒙古東部比例最高，達56.48%，面臨嚴峻的干旱風險。
基于閾值差異分析，研究提出了閾值引導的可持續土壤管理框架，針對不同區域（如鹽堿區、高產黑土區、缺水區）給出了差異化的固碳與抗旱建議。該研究為黑土區差異化耕地管理提供了科學依據，對增強農業防災減災能力具有重要意義。
圖2.研究區SOM閾值空間分布差異圖。(a)2023年4月拍攝的鹽堿地照片；(b)2023年4月拍攝的黑土區照片；(c)柱狀圖顯示東北地區及四個省級行政區SOM含量達到閾值標準的耕地比例。
相關成果發表在國際知名期刊Catena上，由聯合培養碩士研究生孔德飄（第一作者）、羅沖項目副研究員（通訊作者）和劉煥軍研究員共同完成。本研究得到國家自然科學基金項目（42401460）資助。論文信息及鏈接如下：
Kong, D., Luo, C., Wang, Y., Luo, W., & Liu, H. (2026). Soil organic matter response thresholds to drought in the cultivated lands of Northeast China's black soil region and the key controlling factors. CATENA, 267, 110022.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0341816226002328?dgcid=coauthor
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