日前，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所联合国内12家专业科研院所牵头完成了一项历时21年的基础性重点科研项目——我国全域高精度数字土壤创建。该项目得到科技部5个基础性工作重点项目、中国农业科学院科技创新工程等项目支持，并于近日通过科技成果评价，该成果是我国迄今最完整和精细的土壤资源与质量科学记载，专家组一致认为，其达到国际领先水平。
数字土壤即数字化的土壤，它是利用地理信息系统（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。该项目对我国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。
据介绍，具有时空维度高精度土壤数据能精准表征土壤质量时空分布特征，推演土壤与环境质量变化趋势，在土壤资源利用与环境管控中进行分区、分类的精准施策，对科学研究和多行业具重要意义，受到国际范围重视。但将大区域范围不同来源调查数据进行时空整合和表达不仅数字化工程量浩大，更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。项目组主要研究人员从国家和社会需求出发挑战这一国际性难题，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。
中国高精度数字土壤含九大图层，具有多要素（多项土壤理化性状）、高精度（100米数据）、时空维度（40年土壤空间数据）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，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、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。
该项成果采取边建设、边应用方式，已被我国60余家专业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，推动了这些领域的创新研究，提升了我国科学研究基础数据条件；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。
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张维理研究员介绍，随着这项研究带来的我国在土壤时空大数据方法和技术上的突破，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，能在减少农用化学品投入量的同时，增加作物产量，提高农民收入和发展农业，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。
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