近日從中國農業(yè)科學院獲悉,由該院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所牽頭,聯(lián)合我國12家專業(yè)科研院所,歷時21年共同完成了覆蓋我國全域的高精度數(shù)字土壤。這是我國迄今最完整和精細的土壤資源與質量科學記載。
所謂數(shù)字土壤,就是數(shù)字化的土壤,它是利用現(xiàn)代信息技術方法,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。這一成果對我國自20世紀80年代以來投入巨資完成的大比例尺土壤調查圖件及資料進行“搶救性收集”和“時空整合”,建立多個數(shù)據(jù)庫,轉化為數(shù)字化表達,可滿足各行業(yè)對高精度土壤科學數(shù)據(jù)的迫切需求。
據(jù)成果第一完成人、中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所研究員張維理介紹,高精度數(shù)字土壤能直觀、精細展現(xiàn)每一塊土壤的資源與質量狀況,具體如土壤類型、厚度、有機質和微量元素含量,為農業(yè)、環(huán)境和科學研究提供重要信息,是國際研究熱點。但將大區(qū)域范圍內、不同來源的調查數(shù)據(jù)進行時空整合和表達卻是一項工程量浩大的技術難題。項目組研究人員自1999年以來,從國家需求出發(fā),將飛速發(fā)展的數(shù)據(jù)科學、人工智能及人機交互設計技術融入土壤學研究,以方法和技術創(chuàng)新帶動我國土壤時空大數(shù)據(jù)構建,最終成功創(chuàng)建了覆蓋我國全域的高精度數(shù)字土壤。
本次建成的數(shù)字土壤含九大圖層,包含九大圖層,具有多要素、高精度、時空維度特征,能以1公頃為單元提供各地多項土壤資源與質量理化性狀。這一成果通過了中國農學會組織的科技成果評價,評價意見認為“該項成果無論科學意義,還是應用價值,整體水平達到國際領先”。
為了更好地發(fā)揮成果的服務性,本次數(shù)字土壤采取邊建設、邊應用的方式,已被我國60余家科研機構用于進行耕地質量演變、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)、測繪等方面的科學研究,并被全國31個省、市、自治區(qū)的農業(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、基本農田建設等國家工程,取得了巨大社會效益和經濟效益。
張維理說,隨著這項研究帶來的技術突破,未來會有更多、更好的土壤大數(shù)據(jù)技術和相關產品進入農業(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),對重點農區(qū)和流域實現(xiàn)分區(qū)、分類、量化的管理,能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。