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土壤有機碳在全球碳循環中作用關鍵，但關于中國東北黑土區（NEC）和北美密西西比河流域黑土區（MNA）土壤有機碳含量的空間分布格局及其與環境因子的關系尚不明確，影響跨區域碳管理與精準保護的科學支撐。中國科學院東北地理與農業生態研究所研究人員，以兩大典型黑土區為研究對象，構建涵蓋5km至50km分辨率的多尺度體系，整合環境協變量，并引入隨機森林和可解釋分析方法，系統識別土壤有機碳空間變異的主導氣候與地形因子及其尺度轉換閾值，形成面向不同尺度的土壤有機碳評估框架。研究顯示，NEC的土壤有機碳以30g/kg至40g/kg區間為主，且低含量區間分布更為分散；MNA同一含量區間占比更高?？臻g變異存在尺度差異：NEC在較細尺度異質性更高；MNA在較大尺度變異性更顯著。在較小尺度，坡度與海拔等地形因素主要調控土壤有機碳，而在較大尺度，氣溫與降水等氣候因素占據主導。區域特征上，NEC的土壤有機碳對氣溫高度敏感，在1℃至5℃之間出現明顯下降；MNA在較低溫度范圍變化平穩，超8℃后顯著降低。地理分布上，NEC的土壤有機碳在較高緯度與較高海拔處達到峰值；MNA在中緯度與中等海拔處出現峰值。上述發現強調，黑土區開展土壤有機碳評估與管理，需遵循尺度依賴、區域差異化策略。相關研究成果發表在Catena上，研究工作得到國家自然科學基金等支持。論文鏈接