中国农业科学院钱建平研究员在国际食品控制领域顶级期刊《Food Control》发表研究论文《Spatial scales effects on the geographical origin identification of PGI kiwifruit by stable isotope and mineral elemental fingerprinting》。
研究以我国 6 个地理标志产区的绿心猕猴桃为样本，构建省际区域、秦岭南北局地、相邻县域三级空间梯度，系统评估稳定同位素与矿质元素指纹的多尺度产地判别效能，依托正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）阐明尺度依赖的溯源机制，筛选出跨尺度通用核心指标，为地理标志猕猴桃产地真实性鉴别与标准化溯源体系构建提供了科学依据。
成果介绍
地理标志（PGI）农产品兼具品质价值与品牌溢价，是乡村特色产业发展的重要抓手，但产地欺诈、以次充好等问题长期困扰市场监管与产业健康发展。稳定同位素与矿质元素指纹因与地域环境高度耦合，已成为农产品产地溯源的核心技术手段。然而现有研究多聚焦跨省份、跨国等大尺度判别，对空间尺度收缩下指纹特征的敏感性变化、内在作用规律仍缺乏系统认知，导致溯源模型常出现 “尺度适配性差、异地应用准确率低” 的问题。猕猴桃作为我国特色高值果品，地理标志产品众多，亟需建立适配多空间尺度的精准溯源方法。本研究以空间尺度为核心变量，系统采集陕西、河南、湖南、浙江四省主产区的翠香、徐香两大主栽品种猕猴桃样本，依次设置省际区域尺度、秦岭南北局地尺度、眉县 - 周至相邻县域尺度三级研究梯度，同步测定 4 种稳定同位素比值与 19 种矿质元素含量，结合方差分析、主成分分析与 OPLS-DA 模型，从判别效能、特征变量、作用机制多维度解析溯源的尺度效应。判别效能层面，稳定同位素与矿质元素联合建模表现最优，在区域、局地、相邻县域尺度的判别准确率分别达到 95.96%、94.83% 与 87.23%，较单一技术手段提升 3.03%–8.62%；随着产区地理距离缩小、环境梯度减弱，整体判别准确率呈梯度下降，明确验证了产地溯源的尺度依赖性。特征变量层面，不同空间尺度的核心贡献指标存在显著差异：大尺度下钡（Ba）、δ¹³C、铬（Cr）等地域分异强烈的指标贡献突出；秦岭南北局地尺度中，与水汽循环、气候梯度高度相关的 δ¹⁸O、δ²H 占据主导；相邻县域尺度下，δ¹⁵N、镉（Cd）等与土壤背景、农艺管理关联的指标成为判别核心。通用指标层面，研究最终筛选出 δ²H、δ¹⁸O、铅（Pb）、镉（Cd）、锰（Mn）5 项在三级尺度下均保持高 VIP 值的通用判别变量。同时证实通用变量单独建模存在准确率波动（70.71%–89.66%），需搭配尺度特异性指标补充地理异质性信息，才能实现最优判别效果。多维度验证结果显示，融合模型经置换检验证实无过拟合风险，在品种差异干扰下仍保持稳定的产地判别能力，鲁棒性与适用性均符合实际监管需求。该研究首次系统量化了猕猴桃产地溯源的空间尺度效应，厘清了不同指纹指标的地理梯度响应规律，提出了 “通用指标 + 尺度特异指标” 的组合建模策略。该成果不仅为地理标志猕猴桃的产地真伪鉴别提供了精准、可落地的技术方案，也为其他果蔬类农产品多尺度溯源体系的标准化构建提供了成熟的技术范式，对支撑地理标志产品监管、保护产区品牌价值具有重要的应用价值。图文鉴赏
Fig. 1. Specific sampling site of the kiwifruit sample. (A) regional scale, (B) local scale, (C) adjacent scale.
Fig. 4. Biplots of PCA scores and loadings of kiwifruit samples from three scales: (A) regional scale, (B) local scale, (C) adjacent scale.
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2026.112507
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