近日从中国农业科学院获悉,由该院农业资源与农业区划研究所牵头,联合我国12家专业科研院所,历时21年共同完成了覆盖我国全域的高精度数字土壤。这是我国迄今最完整和精细的土壤资源与质量科学记载。

所谓数字土壤,就是数字化的土壤,它是利用现代信息技术方法,模拟、重现土壤类型、土壤养分等土壤性状的空间分布特征。这一成果对我国自20世纪80年代以来投入巨资完成的大比例尺土壤调查图件及资料进行“抢救性收集”和“时空整合”,建立多个数据库,转化为数字化表达,可满足各行业对高精度土壤科学数据的迫切需求。

据成果第一完成人、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员张维理介绍,高精度数字土壤能直观、精细展现每一块土壤的资源与质量状况,具体如土壤类型、厚度、有机质和微量元素含量,为农业、环境和科学研究提供重要信息,是国际研究热点。但将大区域范围内、不同来源的调查数据进行时空整合和表达却是一项工程量浩大的技术难题。项目组研究人员自1999年以来,从国家需求出发,将飞速发展的数据科学、人工智能及人机交互设计技术融入土壤学研究,以方法和技术创新带动我国土壤时空大数据构建,最终成功创建了覆盖我国全域的高精度数字土壤。

本次建成的数字土壤包含九大图层,具有多要素、高精度、时空维度特征,能以1公顷为单元提供各地多项土壤资源与质量理化性状。这一成果通过了中国农学会组织的科技成果评价,评价意见认为“该项成果无论科学意义,还是应用价值,整体水平达到国际领先。”

为了更好地发挥成果的服务性,本次数字土壤采取边建设、边应用的方式,已被我国60余家科研机构用于进行耕地质量演变、流域氮磷流失量估算、环境容量测算、温室气体减排、医药、水利、林业、测绘等方面的科学研究,并被全国31个省、市、自治区的农业、环境、自然资源管理部门用于实施耕地保护与地力提升、面源污染防治、土地整治、测土配方施肥、基本农田建设等国家工程,取得了巨大社会效益和经济效益。

张维理说,随着这项研究带来的技术突破,未来会有更多、更好的土壤大数据技术和相关产品进入农业、环境多个行业与人们社会生活中。将高精度数字土壤加载到耕地机械、施肥机械和灌溉机械芯片中,可实现精确施肥、耕作与灌溉。利用土壤时空大数据,对重点农区和流域实现分区、分类、量化的管理,能在保证我国粮食安全、环境安全的同时,使得我们餐桌上的食品更安全。