東北地理所在不同土壤侵蝕分區(qū)下的有色溶解性有機(jī)物遙感反演研究取得新進(jìn)展
隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和氣候變化的影響，土壤侵蝕已成為一個(gè)社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問題。土壤侵蝕受降水、集水區(qū)徑流、土地利用和土地覆蓋類型的影響，地表徑流中沉積物的遷移常攜帶溶解性有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸送到水體。水環(huán)境中的有色溶解性有機(jī)物（CDOM）是水色遙感參數(shù)，主要來源于陸地輸入和內(nèi)源產(chǎn)生，為水生態(tài)系統(tǒng)提供能量并吸收紫外線輻射。研究土壤侵蝕與水體CDOM組分和來源之間的關(guān)聯(lián)，可以為陸地和水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)提供了重要的科學(xué)支撐
本研究通過XGBoost機(jī)器學(xué)習(xí)算法并結(jié)合Google Earth Engine（GEE）平臺(tái)獲取的Landsat 8衛(wèi)星遙感影像構(gòu)建了CDOM吸收遙感模型，模型表現(xiàn)良好（RMSEXGB,cal = 0.87 m?1, RMSEXGB,val = 0.94 m?1），并對(duì)2020年非冰期中國(guó)地區(qū)大于0.1 km2湖泊的CDOM吸收系數(shù)進(jìn)行了空間制圖。研究發(fā)現(xiàn)，在不同土壤侵蝕區(qū)域下，湖泊aCDOM(355)平均值存在顯著差異，對(duì)于凍融侵蝕區(qū)域，隨著侵蝕強(qiáng)度的增加，CDOM吸收顯著增加，而風(fēng)蝕和水蝕區(qū)域則呈現(xiàn)相反的關(guān)系（p < 0.05）。本研究中發(fā)現(xiàn)隨著湖泊的水域面積增加，湖泊的aCDOM(355)顯著下降。不同侵蝕區(qū)域湖泊中CDOM的影響因素和分子組成特征具有顯著的差異特征（圖1）。該研究從宏觀和微觀視角相結(jié)合的角度豐富了對(duì)全球碳循環(huán)的理解。
圖1 不同土壤侵蝕分區(qū)下的湖泊CDOM空間分布和分子組分特征
研究成果發(fā)表在國(guó)際Top期刊Environmental Science and Ecotechnology上，中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所尚盈辛副研究員為第一作者，宋開山研究員為通訊作者。該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(42371390, 42471358)，國(guó)家科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項(xiàng)（2021FY100406）以及吉林省生態(tài)環(huán)境廳重點(diǎn)項(xiàng)目(2024-01)等共同資助。
論文信息如下：
Yingxin Shang, Kaishan Song*, Zhidan Wen, Fengfa Lai, Ge Liu, Hui Tao, Xiangfei Yu, Machine learning reveals distinct aquatic organic matter patterns driven by soil erosion types, Environmental Science and Ecotechnology,2025,25: 100570,
鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ese.2025.100570.
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