文献类型：期刊文献

中文题名：X射线断层扫描技术在量化土壤颗粒有机质微尺度三维空间分布上的应用

英文题名：Application of X-ray Tomography in Quantifying Microscale 3D Spatial Distribution of Soil particulate Organic Matter

作者：徐凤雨[1] 王晖[1,2] 王健[1] 舒韦维[2,3] 李华[2,3] 马清倩[2,3] 刘世荣[1]

第一作者：徐凤雨

机构：[1]中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所,国家林业和草原局森林生态环境重点实验室,北京100091;[2]广西友谊关森林生态系统定位观测研究站,崇左凭祥友谊关森林生态系统广西野外科学观测研究站,凭祥532600;[3]中国林业科学研究院热带林业实验中心,凭祥532600

年份：2025

卷号：5

期号：4

起止页码：75-84

中文期刊名：陆地生态系统与保护学报

外文期刊名：Terrestrial Ecosystem and Conservation

基金：国家自然科学基金项目(32471658);“十四五”国家重点研发计划课题(2021YFD2200402);友谊关生态站建设项目(桂科AD25069098)。

语种：中文

中文关键词：森林土壤;土壤有机质;固碳功能;机器学习;X射线计算机断层扫描

外文关键词：forest soil;soil organic carbon;carbon sequestration function;machine learning;X-ray computed tomography

分类号：S714

摘要：X射线计算机断层扫描(X-ray computed tomography,XCT)技术,或称为计算机显微断层扫描(micro-computed tomography,μCT)技术,凭借其无损三维成像与微米级分辨率的优势,为颗粒态土壤有机质(particulate organic matter,POM)的量化与空间解析提供了新方法。本文系统综述了XCT在生态系统POM空间分布研究中的技术原理和应用进展,介绍了结合机器学习和深度学习定量表征POM空间分布的研究方法,探讨了XCT在土壤POM空间分布研究中的独特价值与挑战。总结提出了该技术在森林土壤固碳机制等方面的未来研究展望:未来研究将致力于融合XCT与多模态成像技术,聚焦森林土壤POM的微尺度动态、生物驱动机制及多因子协同作用,以期在三维空间解析与过程预测层面深化对POM固碳功能的理解。
X-ray computed tomography(XCT),also known as micro-computed tomography(μCT),offers a novel approach for quantifying and spatially analyzing soil particulate organic matter(POM),owing to its strengths in non-destructive threedimensional imaging and micron-level resolution.This study systematically reviews the technical principles and application progress of XCT for investigating POM spatial distribution in ecosystems,presents research methodologies integrating machine learning and deep learning to quantitatively characterize POM spatial patterns,and discusses the unique value and challenges of XCT for studies focusing on soil POM spatial distribution.Lastly,it outlines future research prospects for this technology—particularly regarding forest soil carbon sequestration mechanisms:future research will seek to integrate XCT with multi-modal imaging technologies,with a focus on the microscale dynamics,biological drivers,and multi-factor synergies of forest soil POM,to advance the understanding of POM’s carbon sequestration function through three-dimensional spatial analysis and process prediction.