土壤有机质（Soil Organic Matter,SOM）不仅是衡量黑土肥力的核心指标，也是全球碳循环的重要组成部分。以往关于黑土退化的研究主要聚焦于SOM含量的整体下降，而对其空间异质性的动态演变关注较少。事实上，SOM的空间异质性不仅反映了土壤质量分布的均衡程度，更是评估耕地生态系统稳定性和碳固持潜力的关键信号，往往比单纯的含量下降更早揭示土壤系统的退化趋势。

针对这一科学问题，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，以中国东北典型黑土区耕地为研究对象，基于2810个表层（0–20 cm）土壤样点数据，结合1984年至2023年长时序Landsat卫星遥感影像，构建了区分水田与旱地的随机森林回归模型，成功生产了覆盖近40年的30米高分辨率SOM年代际反演数据集（NEChina-SOM-30m-Decadal）。基于5 km格网的系统分析发现，东北黑土区耕地SOM呈现剧烈的动态变化，约52.5%的耕地SOM含量呈下降趋势，平均降幅为5.12 g/kg。更为重要的是，研究发现空间异质性（变异系数CV）增强的区域占耕地总面积的78.6%，远超SOM含量下降的区域面积，这表明黑土区耕地土壤空间结构正趋向于复杂化和不均匀化。进一步分析表明，38.9%的耕地同时经历了“SOM含量减少”与“空间异质性增强”的双重退化过程。分区统计显示，吉林省耕地SOM下降比例最高，且空间异质性扩张最为显著；而黑龙江省耕地虽然变化幅度最大，但整体呈现出一定的SOM增加趋势。

该研究首次在区域尺度上评估了黑土区SOM含量与空间异质性的耦合演变特征，提出“空间异质性”是独立于“含量下降”之外的另一项土壤退化关键指标。研究成果为理解黑土退化机制提供了全新视角，也为区域土壤保护、可持续土地利用及分区精准管理提供了重要的决策依据。

相关成果发表在国际土壤科学领域知名期刊 Catena上。由中国科学院东北地理与农业生态研究所罗冲助理研究员、联合培养研究生孔德飘以及刘焕军研究员等共同完成。本研究得到了国家自然科学基金（42401460）和国家重点研发计划（2021YFD1500100）资助。

论文信息及链接如下：

LuoC,KongD,Zhang Y,et al. Beyond decline: spatial heterogeneity of soil organic matter as an emerging signal of cropland degradation in Northeast China[J]. Catena,2026,263: 109751.

https://doi.org/10.1016/j.catena.2025.109751