2024-12-10 10:44:55
25卷、2751萬字、4500余幅圖，全面記錄了全國2200多個縣63000多個土壤剖面數(shù)據(jù)……記者日前從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所獲悉，我國首部《中國土壤剖面數(shù)據(jù)集》，由該所科研團(tuán)隊歷時25年牽頭整理、匯總，以分縣土壤圖和土壤剖面理化性狀表形式，提供了我國各地詳盡的土壤資源與質(zhì)量科學(xué)數(shù)據(jù)。
我國首部《中國土壤剖面數(shù)據(jù)集》。中國農(nóng)科院資劃所供圖
很多資料再不搶救就沒了
數(shù)據(jù)集是對我國寶貴歷史土壤調(diào)查資料的搶救性發(fā)掘、整理與永久保存。編入數(shù)據(jù)集的分縣土壤圖與土壤剖面理化性狀表主要源于對全國第二次土壤普查（簡稱“二普”）調(diào)查資料的收集、整理、提取與匯總。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究員、項目首席科學(xué)家、數(shù)據(jù)集總主編張維理介紹，二普首次在全國范圍進(jìn)行了較高密度的土壤采樣化驗，開啟了我國用土壤理化性狀量化指標(biāo)描述土壤資源與土壤質(zhì)量狀況的時代。但受歷史條件限制，二普調(diào)查結(jié)果主要為紙質(zhì)圖件、非正式出版鉛印或油印資料，份數(shù)少且由各地自行保存，隨各地機構(gòu)等變動，資料損毀嚴(yán)重?！霸S多資料都是孤本，且分散在各個地區(qū)和機構(gòu)，一旦損失，可能就再也找不回來了?！睆埦S理說。
在西部某縣的一間辦公室里，張維理曾經(jīng)在辦公室的墻上揭下來幾張當(dāng)?shù)貎H有的土壤調(diào)查資料，更多的地方，這些資料散落在各個機構(gòu)，或者塵封于倉庫，或者在機構(gòu)變動中不知所終。
25年前，張維理開始收集這些珍貴的資料，項目團(tuán)隊還聯(lián)合了全國50多家科研單位，對各地分散存留的高精度土壤調(diào)查成果進(jìn)行搶救性收集與整理?！斑@些土壤質(zhì)量數(shù)據(jù)是我國最早的、具現(xiàn)代科學(xué)意義的土壤質(zhì)量起始點數(shù)據(jù)，使各地對土壤過程可上溯至上世紀(jì)80年代，對了解土壤與環(huán)境質(zhì)量演變極其重要?！睆埦S理說。
二十五年摸清土壤家底
張維理介紹，數(shù)據(jù)集的搜集和整合，是一個龐大而繁雜的任務(wù)，從1999年開始，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所牽頭，全國20余個國家級及省級土壤、測繪等專業(yè)科研單位參與。25年中，許多科研人員常年奔波于全國各地，搜集和整理這些散落的資料，在北京進(jìn)行整合和分析。
搜集資料之后，如何核驗和整合，是最難的問題。張維理介紹，由于當(dāng)時調(diào)查技術(shù)手段的限制，許多調(diào)查資料并不完善，有些標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一，所以每一張圖、每一個數(shù)據(jù)都需要核驗，“最終，我們在眾多的數(shù)據(jù)和圖表中，整理出來了?！?/p>
隨著科技的進(jìn)步，許多新的技術(shù)運用到了數(shù)據(jù)集的整合中，“我們嘗試把土壤學(xué)與制圖學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)、人工智能技術(shù)等新興技術(shù)相融合，在搜集到的眾多數(shù)據(jù)中，最終核驗出6萬多個可用的剖面，確實特別難，所以耗費時間也特別長。”張維理介紹，“整個項目實施期間，有9位院士和7位長期從事土壤科學(xué)、農(nóng)業(yè)資源環(huán)境領(lǐng)域研究的專家，給了我們直接和全程的指導(dǎo)?！?/p>
中國工程院院士張福鎖表示，數(shù)據(jù)集凝聚了我國幾代土壤科學(xué)家的心血，是對我國寶貴的歷史土壤調(diào)查資料搶救性保護(hù)的標(biāo)志性成果。
讀圖識土認(rèn)識全國土壤
《中國土壤剖面數(shù)據(jù)集》是一部全面反映我國土壤資源與質(zhì)量狀況的基礎(chǔ)科學(xué)巨著。全集共25卷、2751萬字、4500余幅圖，由浙江科學(xué)技術(shù)出版社出版。數(shù)據(jù)集以分縣土壤圖和土壤剖面理化性狀表的形式，提供了我國各地詳盡的土壤資源與質(zhì)量科學(xué)數(shù)據(jù)，收入了全國2200多個縣63000多個土壤剖面的分層理化性狀數(shù)據(jù)。根據(jù)各省份土壤剖面數(shù)量和地域關(guān)聯(lián)特征，既有多個省份的合訂卷，也有一個省的單卷。各卷主要含分縣土壤類型圖、主要土壤類型說明、土壤剖面點分布圖與土壤剖面理化性狀表、分縣中心區(qū)氣候特征值。同時，還含有全國和各省份的土壤圖、土壤有機質(zhì)含量圖與地勢圖。
張維理介紹，“我們在收錄和整理中，根據(jù)土壤之間的關(guān)系，設(shè)計了不同角度、不同區(qū)域的數(shù)據(jù)集，可以讓讀者在全國、省級和縣級不同視角和尺度上，了解土壤資源與質(zhì)量狀況及其空間分布特征，了解土壤類型、土壤肥力與氣候條件、地勢、地貌之間的相互關(guān)聯(lián)?！?/p>
為土壤建立時空坐標(biāo)
據(jù)悉，為建立土壤時空數(shù)據(jù)，編制團(tuán)隊創(chuàng)建了以智能設(shè)計為核心的土壤時空大數(shù)據(jù)整合、表達(dá)方法。
當(dāng)前，土壤三普正在進(jìn)行中，為何要對二普數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集整合？張維理介紹，“隨著時間的推移，人類耕作不斷影響著土壤，土壤情況也一直在變化，這種時空的變化，在土壤研究和改良中至關(guān)重要。所以我們將不同地區(qū)、不同時段土壤調(diào)查結(jié)果進(jìn)行時空整合，構(gòu)建土壤時空大數(shù)據(jù)為科學(xué)利用土壤資源、保護(hù)基本農(nóng)田、實施耕地保育、面源污染防治等提供精細(xì)數(shù)據(jù)支撐，更為預(yù)測和預(yù)報土壤與環(huán)境質(zhì)量演變提供科學(xué)依據(jù)?！?/p>
在國際上，對土壤調(diào)查結(jié)果進(jìn)行時空整合，是土壤科學(xué)研究的重中之重。但要實現(xiàn)并非易事，張維理介紹，時空整合面臨兩大難點，一是需要將異源、非標(biāo)準(zhǔn)化土壤調(diào)查結(jié)果按照土壤科學(xué)規(guī)則進(jìn)行整合，二是在大疆域范圍對高精度數(shù)據(jù)進(jìn)行時空整合工程量浩大，“所以世界各較大疆域的發(fā)達(dá)國家，都已經(jīng)完成了多次土壤調(diào)查，但其土壤時空大數(shù)據(jù)的構(gòu)建及再表達(dá)進(jìn)展緩慢?！?/p>
為解決這些難題，研究團(tuán)隊創(chuàng)造了以智能設(shè)計為核心的土壤時空大數(shù)據(jù)整合、表達(dá)方法。以智能流程替代人工流程，科學(xué)目標(biāo)實現(xiàn)率超過99.9%，工程效率提高千倍，成為全球大疆域國家中，首個建成全域具時間序列高精度數(shù)字土壤的國家。
“我們創(chuàng)建的數(shù)據(jù)集與高精度土壤時空大數(shù)據(jù)，可以為第三次全國土壤普查等國家重大任務(wù)提供科技支撐，提升我國科學(xué)研究基礎(chǔ)數(shù)據(jù)條件。尤其是過去四十多年來，我國土壤資源利用方式、規(guī)模和強度均發(fā)生了重大變化，結(jié)合本項目成果及土壤三普數(shù)據(jù)，將為分析土壤資源和土壤質(zhì)量的演化特點、制定土壤改良措施、加強耕地利用與保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。”張維理說。
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