土壤有机质(SOM)含量是衡量土壤肥力高低的重要指标之一，尤其是对土地肥沃的东北黑土区。此外，SOM中储存的碳也是全球陆地碳循环的重要组成部分，对全球碳收支平衡具有重要意义。然而高精度SOM含量空间分布图的缺失使得土壤质量评价与区域碳循环评估的精度也受到影响。准确快速地对区域耕地SOM含量制图对区域耕地高质量管理与农业可持续发展具有重要意义。
针对上述问题，东北地理所农业遥感学科组研究人员在遥感大数据和云计算平台(Google Earth Engine)的支持下，协同哨兵2号遥感影像与环境变量，研发了一种面向大尺度的耕地SOM含量快速制图的方法，构建了全国首套东北黑土区尺度10米空间分辨率的耕地SOM含量空间分布图。
研究结果表明，在东北黑土区使用20d时间间隔的120—140d合成影像可以获得最高的SOM含量制图精度；使用不同时间间隔合成影像都是在5月份达到最高的SOM含量制图精度；加入环境变量可以有效提高SOM含量制图精度，其中多年平均温度的重要性最高；根据遥感监测，目前东北黑土区耕地SOM含量平均值为34g/kg。
图1 东北黑土区耕地土壤有机质含量空间分布图
随着国家与当地政府越来越重视黑土地保护，该研究的重要性愈发明显。研究成果可为联合国可持续发展目标SDGs中遏制土壤退化等相关指标的评估提供重要参考，为相关部门制订黑土地保护和修复策略提供数据支撑。
该研究发表在遥感领域国际期刊《International Journal of Digital Earth》(中科院1区)，由东北地理所特别研究助理罗冲(第一作者)与刘焕军研究员(通讯作者)共同完成。研究得到王宽诚率先人才计划“产研人才扶持项目”、吉林省与中国科学院科技合作高新技术产业化专项资金项目(2021SYHZ0013)、吉林省发改委创新能力建设项目(2021C044-10)与中科院先导专项(XDA28100000)等项目的共同资助。
论文信息如下：
Chong Luo, Wenqi Zhang, Xinle Zhang & Huanjun Liu (2023) Mapping soil organic matter content using Sentinel-2 synthetic images at different time intervals in Northeast China, International Journal of Digital Earth, 16:1. 1094-1107.
链接：https://doi.org/10.1080/17538947.2023.2192005
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