日前，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所聯(lián)合國內(nèi)12家專業(yè)科研院所牽頭完成了一項歷時21年的基礎(chǔ)性重點科研項目——我國全域高精度數(shù)字土壤創(chuàng)建。該項目得到科技部5個基礎(chǔ)性工作重點項目、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項目支持，并于近日通過科技成果評價，該成果是我國迄今最完整和精細的土壤資源與質(zhì)量科學(xué)記載，專家組一致認(rèn)為，其達到國際領(lǐng)先水平。
數(shù)字土壤即數(shù)字化的土壤，它是利用地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、遙感技術(shù)（RS）等現(xiàn)代信息技術(shù)方法，模擬、重現(xiàn)土壤類型、土壤養(yǎng)分等土壤性狀的空間分布特征。該項目對我國20世紀(jì)80年代以來投入巨資完成的大比例尺土壤調(diào)查圖件和資料進行搶救性收集和時空整合，滿足各行業(yè)對高精度土壤科學(xué)數(shù)據(jù)的迫切需求。
據(jù)介紹，具有時空維度高精度土壤數(shù)據(jù)能精準(zhǔn)表征土壤質(zhì)量時空分布特征，推演土壤與環(huán)境質(zhì)量變化趨勢，在土壤資源利用與環(huán)境管控中進行分區(qū)、分類的精準(zhǔn)施策，對科學(xué)研究和多行業(yè)具重要意義，受到國際范圍重視。但將大區(qū)域范圍不同來源調(diào)查數(shù)據(jù)進行時空整合和表達不僅數(shù)字化工程量浩大，更需要解決一系列科學(xué)和技術(shù)層面難題，受到方法制約，各國相關(guān)進展緩慢。項目組主要研究人員從國家和社會需求出發(fā)挑戰(zhàn)這一國際性難題，將數(shù)據(jù)科學(xué)、人工智能及人機交互設(shè)計融入土壤學(xué)研究領(lǐng)域，以方法創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新帶動我國土壤時空大數(shù)據(jù)構(gòu)建，首次創(chuàng)建了覆蓋我國全域的高精度數(shù)字土壤。
中國高精度數(shù)字土壤含九大圖層，具有多要素（多項土壤理化性狀）、高精度（100米數(shù)據(jù)）、時空維度（40年土壤空間數(shù)據(jù)）特征。能以1公頃為單元提供各地多項土壤資源與質(zhì)量理化性狀，其中的土壤質(zhì)量穩(wěn)定性性狀，如土體構(gòu)造、質(zhì)地、母質(zhì)、成土條件、土壤類型等，時效性達上千年，可長久使用；而土壤有機質(zhì)、酸堿度、氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量、耕層厚度等土壤質(zhì)量快變化性狀，為了解土壤與環(huán)境質(zhì)量演變提供了依據(jù)。
該項成果采取邊建設(shè)、邊應(yīng)用方式，已被我國60余家專業(yè)科研機構(gòu)用于進行耕地質(zhì)量演變、流域氮磷流失量估算、環(huán)境容量測算、溫室氣體減排、醫(yī)藥、水利、林業(yè)、測繪等方面的科學(xué)研究，推動了這些領(lǐng)域的創(chuàng)新研究，提升了我國科學(xué)研究基礎(chǔ)數(shù)據(jù)條件；并被全國31個省、市、自治區(qū)的農(nóng)業(yè)、環(huán)境、自然資源管理部門用于實施耕地保護與地力提升、面源污染防治、土地整治、測土配方施肥、基本農(nóng)田建設(shè)等國家工程，取得了巨大社會效益和經(jīng)濟效益。
據(jù)成果第一完成人、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所張維理研究員介紹，隨著這項研究帶來的我國在土壤時空大數(shù)據(jù)方法和技術(shù)上的突破，未來會有更多、更好的土壤大數(shù)據(jù)技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品進入農(nóng)業(yè)、環(huán)境多個行業(yè)與人們社會生活中。將高精度數(shù)字土壤加載到耕地機械、施肥機械和灌溉機械芯片中，可實現(xiàn)精確施肥、耕作與灌溉。利用土壤時空大數(shù)據(jù)，對重點農(nóng)區(qū)和流域?qū)崿F(xiàn)分區(qū)、分類、量化的管理，能在減少農(nóng)用化學(xué)品投入量的同時，增加作物產(chǎn)量，提高農(nóng)民收入和發(fā)展農(nóng)業(yè)，在保證我國糧食安全、環(huán)境安全的同時，使得我們餐桌上的食品更安全。
