东北黑土区是我国粮食安全的“压舱石”，但在长期的由土地利用变化和集约化农业活动驱动下，面临着土壤有机质（SOM）下降的严峻挑战。近年来，随着国家土地管理政策的实施，该区域耕地逐渐向规模化经营转变。然而，耕地地块规模的变化如何影响土壤有机质的长期演变方向与速率，目前尚缺乏系统性的定量研究。

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我国黑土区典型的现代化大型农场—友谊农场为研究对象，构建了基于长时间序列遥感数据的土壤有机质制图框架，并深入揭示了耕地规模对有机质演变的影响机制。研究利用谷歌地球引擎（GEE）平台获取了1984年至2023年近40年的Landsat影像，结合574个表层土壤样本，创新性地采用“K-means聚类+概率混合模型”的方法，有效解决了传统模型在预测精度和空间细节上的不足。

研究发现，概率混合模型在预测土壤有机质方面表现优异（R²=0.71）。长达40年的时空监测结果显示，友谊农场土壤有机质含量整体呈下降趋势，平均值从3.57%降至3.51%，约67.15%的耕地表现为负增长。更为重要的是，研究首次量化了耕地地块规模与土壤有机质变化之间的非线性关系：地块规模过大或过小均加速了有机质的流失。具体而言，当耕地规模在180至210公顷之间时，土壤有机质的下降速率最慢；而大于270公顷的超大地块因更易受侵蚀影响，小于60公顷的细碎地块因管理措施差异大，均导致了更快的土壤退化。

图1 研究区1990s-2020s土壤有机质分布

该研究成果表明，未来的黑土地保护与集约化利用应高度重视耕地规模的合理规划。针对超大规模连片耕地，建议通过建设防护林、缓冲带或适度划分作业单元来减少水土流失；针对细碎化耕地，则应加强统一科学管理。该研究不仅为区域尺度的土壤有机质高精度制图提供了新技术，也为黑土区农业适度规模经营和可持续发展提供了重要的科学依据。

图2 针对不同规模地块的改良策略

相关成果发表在土壤科学与土地退化国际期刊《Land Degradation & Development》上。由农业遥感学科组联合培养研究生张羽（第一作者）、助理研究员罗冲（通讯作者）与刘焕军研究员等人共同完成。本研究得到国家自然科学基金（42401460）及国家重点研发计划（2021YFD1500100）的共同资助。

论文信息与链接如下： Zhang, Y., C. Luo, Y. Ma, et al. 2026. “ Effects of Farmland Scale on Soil Organic Matter Change in Black Soil Areas of China in the Past 40 Years.” Land Degradation & Development 1–18. https://doi.org/10.1002/ldr.70432.