我国“高精度数字土壤”新闻综合_风闻

“高精度数字土壤”建成 我国耕地状况一目了然

来源：科技日报   作者：瞿剑   2020年04月07日

原文网址：http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2020-04/07/content_442801.htm?div=-1

       以100米×100米（1公顷）为单元，全国耕地土壤状况通过数字化呈现，一目了然。中国农科院6日宣布，由该院农业资源与农业区划研究所牵头完成的覆盖全域的中国“高精度数字土壤”，历时21年建成。

　　项目第一完成人、中国农科院资划所研究员张维理介绍，数字土壤是利用“3S”，即地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感技术（RS）等现代信息技术方法，模拟、重现土壤类型、土壤养分等土壤性状的空间分布特征。“高精度数字土壤”能直观、精细展现土壤资源与质量状况。

　　中国“高精度数字土壤”含9大图层，具有多要素（多项土壤理化性状）、高精度（100米数据）、多时空维度（40年土壤空间数据）特征，是我国迄今最完整和精细的土壤资源与质量科学记载。它以1公顷为单元提供各地多项土壤资源与质量理化性状，其中的土壤质量稳定性性状，如土体构造、质地、母质、成土条件、土壤类型等，时效性达上千年，可长久使用；而土壤有机质、酸碱度、氮、磷、钾等养分含量以及耕层厚度等土壤质量快变化性状，为了解土壤与环境质量演变提供了依据。

　　张维理表示，该项研究目标是对我国自上世纪80年代以来投入巨资完成的大比例尺土壤调查图件和资料进行抢救性收集和时空整合，而“人工完成这一浩大工程需用时约600年”。从1999年以来，在科技部5个基础性工作重点项目等持续支持下，研究人员“从青年干到中年”“从中年干到老年”，将数据科学、人工智能及人机交互设计融入土壤学研究领域，以方法创新和技术创新带动我国土壤时空大数据构建。项目相关成果已为国内60余家专业科研机构和全国31个省份农业、环境、自然资源管理部门应用，取得了巨大社会效益和经济效益。

土壤也有大数据 我国建成覆盖全域的高精度数字土壤

来源：新京报   作者：周怀宗   时间：2020年04月07日 

原文网址：https://news.sina.com.cn/c/2020-04-07/doc-iimxxsth4105761.shtml

天覆地载，万物生于土中，土壤生命生存的基础要素之一，但如何认识土壤、管理土壤，让土壤更好地为人类服务？4月6日，中国农科院发布消息称，由中国农业科学院农业资源与农业区划研究所牵头完成的一项名为“高精度数字土壤”科研项目完成。该项目耗时21年，含九大图层，包含多项土壤数据，同时整合了长达40年的土壤数据，是我国迄今为止最完整、最精细的土壤资源与质量的科学记载，此外，“土壤大数据”还有分析、预报土壤变化等功能，对土壤资源利用与环境管控中进行分区、分类的精准施策具有重要意义。

中国农业科学院数字土壤研究团队整装待发，在海南进行土壤采样。受访者供图

什么是数字土壤？

什么是“数字土壤”？该成果完成第一人、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所张维理研究员介绍，“数字土壤”是利用“3S”，即地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感技术（RS）等现代信息技术方法，模拟、重现土壤类型、土壤养分等土壤性状的空间分布特征。“高精度数字土壤”能直观、精细展现土壤资源与质量状况。

我国人均耕地资源紧缺，因此，掌握土壤质量状况，更有利于精准耕作，发挥耕地的作用。因此，自上世纪80年代以来，我国进行了多次土壤调查，获得了大量土壤科学数据。不过，受当时的技术限制，这些资料大多比较分散且份数稀少，张维理介绍，“一个县的纸质手绘图件，也就2-3份，且有些已经存放了40年。其中的数据本身，可能上万年都还有效，因为土壤中有些基础的东西，演变是非常缓慢的。但纸质文件不耐储存，对它们的抢救性收集刻不容缓”。

该“数字土壤”项目于1999年启动，随着科技的进步，越来越多的科技手段被运用到“数字土壤”项目中，包括人工智能、人机交互等技术。

张维理介绍，“数字土壤”不止是纸质资料的数字化，更通过科研人员设计的数百个模型，将全国各地40年来的数据加以整合和研究，最终建立了一个覆盖全域、高精度的“数据库”。

数字土壤能做什么？

据了解，构建完成的中国“高精度数字土壤”还有9大图层，包含土壤理化性状、土壤和环境容量、中微量养分含量等状况。其精度可以达到100米×100米，即1公顷。这意味着，每公顷耕地都有数十项土壤数据，可以直接供农民进行农田管理。

网格尺寸100米的土壤质量数据可直接供农民进行农田管理。受访者供图

张维理介绍，比如农田管理，把全国的数据导入到机载的智能装置里，就可以实现精准的施肥和农田管理，这也是现代农业机械主要的考核指标之一。

“高精度数字土壤”还可以帮助进行“土壤的培肥和障碍农田的修复”，张维理介绍，如酸化的土壤，水土流失的土壤都在什么地方，怎么修复？都需要用到这个数据。

“适种作物评价”，即通过对土壤中多种元素的分析，找到不同区域中土壤的适种作物，“比如一块地，是适合种葡萄，还是更适合种板栗，是可以分析出来的”，张维理说。

“高精度数字土壤”对农田氮磷流失控制、土壤污染防治与污染土壤修复、水土流失防治与减灾等，也都有非常重要的意义。

此外，张维理表示，“高精度数字土壤”还可以帮助科学家进行气候变化、碳足迹等方面的科学研究。

我国耕地有机质平均含量提升

据介绍，该数据库包含了全国40年来的数据，张维理表示，“我们将40年来多次土壤调查的数据，进行了时空整合，并用成图来表达。通过大数据可以看出，我国0-30公分的农田土壤有机质含量在过去的40年中增加了大约9%，而且根据分析，在未来20年中还要继续增加。”

尽管近年来我国一直在加强耕地轮作的工作，但过去数十年高强度的耕作，仍然对一些地方的土壤造成了较大的影响，比如众所周知的东北黑土地变薄。

然而，大数据却显示，在全国范围内，土壤有机质并没有减少，反而在增加？为何会出现这样的情况？

张维理解释说，“土壤有机质的变化是一个长期过程，可能需要30年才能看出明显的变化。过去40年的数据显示，在一部分地方，农田有机质含量确实在降低，比如东北三省、内蒙古靠近东北的一部分。但在其他地方如黄淮平原等，有机质含量却在提升，所以总体是提升的。我国农田有机质含量平均水平为1.98%，过去四十年中，相对量提高了9%。即相对于原本的含量来说提升了9%”。

为何农田有机质会提升？张维理说，“这和农作物产量增加有关，和上世纪80年代比，我们产量增加了1倍，这意味着，更多的农作物根系残留物留在了土壤中，这是有机质增加的主要原因。此外，我们判断，在未来20年中，增加的趋势仍在延续，也就是说，还会增加。这是因为，产量还在提升，同时，这些年来我推行的秸秆还田，也会逐渐发挥作用。”

有机质含量提升是否意味着土壤变得更肥沃？张维理表示，“一般来说，衡量土壤肥力的过程中，有机质含量占有很大的比重，所以在某些情况下，确实可以认为土壤变肥沃了。不过，也要注意土壤养分非均衡化的问题，同时，有机质含量在浅层较高、深层较低的情况也应注意。”

像预报天气一样预报土壤变化

从项目启动到完成，“高精度数字土壤”历经21年。同时，该项目在建设过程中，已经开始提供服务。

高精度数字土壤可以为种植者提供土壤管理、适种作物等多种帮助。受访者供图

据介绍，项目采取边建设边应用的方式进行，从2003年起至今，已为我国60余家专业科研机构提供数据进行相关研究，并为31个省、市、自治区的农业、环境、自然资源管理部门提供数据，用于实施耕地保护与地力提升等国家工程。

在未来，“高精度数字土壤”还将提供更多的产品和服务。张维理介绍说，“土壤变化也可以进行预报，就像天气预报一样。目前我们可以做到宏观预报，事实上，近几年来，我们几乎每年都给农业部等相关部门上报土壤数据。”

高精度数字土壤能直观、精细展现土壤资源与质量状况，为农业、环境、科学研究提供重要信息。受访者供图

那么，是否能够对每一块地的土壤变化进行监测和预报，给种植者提供更精准的数据呢？张维理认为，要做到这一点，还需要10年左右。“已经有一些农业发达的国家，可以做到精准预报了，比如荷兰。我国是农业大国，但还不是农业强国，农业科技起步较晚，还有很大的发展空间。在土壤数据预报方面，种植者当然希望知道自己的土地上，土壤的情况是怎样的，种植什么作物合适？该进行什么样的土壤管理？要具体到这个程度，我们可能还需10年。当然，土壤预报和天气预报还是有区别的，比如不需要每天都报一次，因为土壤的变化是相对缓慢的，一般来说，两三年预报一次就够了。”

我国首次创建全域高精度数字土壤

来源：中国青年网   作者：邱晨辉   时间：2020-04-06

原文网址：https://www.sohu.com/a/385897777_119038

今天，中国农科院发布消息称，该院农业资源与农业区划研究所科研团队，历时21年牵头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。今天发布的中国高精度数字土壤，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。

据该成果第一完成人、中国农科院农业资源与农业区划研究所研究员张维理介绍，该项成果的目标是，对我国自上世纪80年代以来投入巨资完成的大比例尺土壤调查图件和资料进行“抢救性收集”和“时空整合”，满足各行业对高精度土壤科学数据的迫切需求。

(图为中国农科院数字土壤研究团队获科技部“十一五”国家科技计划优秀团队奖）

“具有时空维度高精度土壤数据，对科学研究和多行业具重要意义，受到国际范围重视。不过，这一工作不仅数字化工程量浩大，还需要解决一系列科学和技术层面难题，受到方法制约，各国相关进展缓慢。”张维理告诉记者，中国农科院项目组将数据科学、人工智能及人机交互设计融入土壤学研究领域，以方法创新和技术创新带动我国土壤时空大数据构建，首次创建了覆盖我国全域的高精度数字土壤。

3月20日，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”。

据介绍，中国农科院数字土壤项目采取边建设、边应用方式，从2003年起至今，已为我国60余家专业科研机构提供数据进行相关研究，并为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等国家工程。

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、环境多个行业与社会生活中。利用土壤时空大数据，可在保证我国粮食安全、环境安全的同时，也让人们餐桌上的食品更安全。