基于理化指标的东南亚土壤退化评估：部分土壤健康指数（pSHI）的开发与应用

本文开发了一种适用于东南亚地区的部分土壤健康指数（pSHI），通过整合土壤有机碳（SOC）、容重（BD）、pH、黏粒含量等理化指标及气候地形因子，结合随机森林（RF）与pedotransfer function（PTF）建模，实现了区域土壤健康的高精度评估（R2～0.773）。该指数揭示了东南亚土壤以“较差-中等”健康度为主的空间格局，为跨境土壤治理提供了科学依据。

　　

Highlight

SOC含量与储量

尽管东南亚土壤退化形式多样，土壤有机碳（SOC）的空间分布仍是关键指标。聚类分析（附图1）揭示了三种SOC水平：低（～3.0%）、中（～8.8%）和高（～18.9%），反映了从退化到富碳土壤的区域梯度。统计检验（图3a–b）证实了国家间SOC含量（ANOVA: F(7, 2360)=5.26, p<0.001）和SOC储量的显著差异。

SOC：肥力、恢复力与退化

东南亚的SOC格局反映了生态变异与管理历史，对土壤肥力、恢复力及退化风险具有深远影响。缅甸和柬埔寨等国的SOC水平最低，这与连续耕作、森林砍伐和低投入农业导致的碳耗竭一致（Tun et al., 2015; Edralin et al., 2016）。这种耗竭与全球发现一致：低投入热带系统尤其容易因干扰而丧失碳库。相反，印尼和菲律宾部分区域的中高SOC水平可能与保护性实践（如农林复合系统或有机改良）有关，这些实践通过促进团聚体形成和保护矿物结合有机碳（MAOC）来稳定碳。

结论

在东南亚，pSHI揭示了土壤健康（土壤功能的综合能力）的普遍下降，其空间模式与土地利用和环境梯度密切相关。PTF–RF框架成功通过SOC、BD、pH、黏粒含量、坡度和降水预测了pSHI，证明机器学习PTF能够可靠地基于广泛可得的理化和气候输入估算土壤健康，从而支持假设H1。此外，绘制的pSHI模式揭示了跨境聚类，支持了假设H2，并突出了优先干预区域。