土壤有机碳(Soil Organic Carbon，SOC)在全球碳循环中发挥着关键作用，是全球最大的陆地有机碳库。然而，关于中国东北黑土区(NEC)和北美密西西比河流域黑土区(MNA)SOC含量的空间分布格局及其与环境因子(气候、地形等)的关系仍不清晰，制约了跨区域碳管理与精准保护的科学支撑。

　　针对上述问题，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，以中美两大典型黑土区为研究对象，构建涵盖5–50 km分辨率的多尺度体系，整合气温、降水、海拔、坡度、经度与纬度等环境协变量，并引入随机森林和可解释分析方法，系统识别SOC空间变异的主导气候与地形因子及其尺度转换阈值，形成面向不同尺度的SOC评估框架。

　　研究结果显示，在NEC，SOC以30–40 g/kg区间为主(占地区面积的27.32%)，且在较低含量区间分布更为分散；而在MNA，同一含量区间占比更高(35.92%)。空间变异在尺度上存在差异：NEC在较细尺度(5–10 km)呈现更高的异质性；MNA则在较大尺度(20–50 km)变异性更为显著。在较小尺度(≤20 km)，坡度与海拔等地形因素主要调控SOC，而在较大尺度(>20 km)，气温与降水等气候因素占据主导。就区域特征而言，NEC的SOC对气温高度敏感，在1℃至5℃之间出现明显下降；而MNA在较低温度范围(−4℃至5℃)变化相对平稳，只有当温度超过8℃后才出现显著降低。从地理分布看，NEC的SOC在较高纬度(>47°N)与较高海拔(可达1700 m)处达到峰值；MNA则在中纬度(43°–45°N)与中等海拔(400–600 m)处出现峰值。上述发现强调了在黑土区开展SOC评估与管理时必须遵循尺度依赖与区域差异化的策略。

图1. 中国东北黑土区(NEC)与美国密西西比河流域黑土区(MNA)土壤有机碳(SOC)对比

　　该研究发表在农林科学领域1区Top期刊Catena上，由农业遥感学科组科研助理李勇(第一作者)、助理研究员罗冲(通讯作者)和刘焕军研究员等人共同完成。研究工作得到国家自然科学基金(42401460)和黑土保护与利用国家重点实验室青年科学家创新基金(2023HTDGZ-QN-01)联合资助。

　　论文标题：

　　Climatic and topographic controls on soil organic carbon distribution across continents

　　发表期刊：

　　Catena

　　论文全文链接：

　　https://authors.elsevier.com/a/1llsE1Dk5AguSE