歷經25年摸清土壤家底 首部《中國土壤剖面數據集》發佈

25卷、2751萬字、4500餘幅圖，全面記錄了全國2200多個縣63000多個土壤剖面數據……記者日前從中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所獲悉，我國首部《中國土壤剖面數據集》，由該所科研團隊曆時25年牽頭整理、彙總，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量科學數據。

很多資料再不搶救就沒了

數據集是對我國寶貴歷史土壤調查資料的搶救性發掘、整理與永久保存。編入數據集的分縣土壤圖與土壤剖面理化性狀表主要源於對全國第二次土壤普查（簡稱「二普」）調查資料的收集、整理、提取與彙總。

中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所研究員、項目首席科學家、數據集總主編張維理介紹，二普首次在全國範圍進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描述土壤資源與土壤質量狀況的時代。但受歷史條件限制，二普調查結果主要為紙質圖件、非正式出版鉛印或油印資料，份數少且由各地自行保存，隨各地機構等變動，資料損毀嚴重。「許多資料都是孤本，且分散在各個地區和機構，一旦損失，可能就再也找不回來了。」張維理說。

在西岸某縣的一間辦公室里，張維理曾經在辦公室的牆上揭下來幾張當地僅有的土壤調查資料，更多的地方，這些資料散落在各個機構，或者塵封於倉庫，或者在機構變動中不知所終。

25年前，張維理開始收集這些珍貴的資料，項目團隊還聯合了全國50多家科研單位，對各地分散存留的高精度土壤調查成果進行搶救性收集與整理。「這些土壤質量數據是我國最早的、具現代科學意義的土壤質量起始點數據，使各地對土壤過程可上溯至上世紀80年代，對瞭解土壤與環境質量演變極其重要。」張維理說。

二十五年摸清土壤家底

張維理介紹，數據集的蒐集和整合，是一個龐大而繁雜的任務，從1999年開始，中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所牽頭，全國20餘個國家級及省級土壤、測繪等專業科研單位參與。25年中，許多科研人員常年奔波於全國各地，蒐集和整理這些散落的資料，在北京進行整合和分析。

蒐集資料之後，如何核驗和整合，是最難的問題。張維理介紹，由於當時調查技術手段的限制，許多調查資料並不完善，有些標準也不統一，所以每一張圖、每一個數據都需要核驗，「最終，我們在眾多的數據和圖表中，整理出來了。」

隨著科技的進步，許多新的技術運用到了數據集的整合中，「我們嘗試把土壤學與製圖學、數據科學、人工智能技術等新興技術相融合，在蒐集到的眾多數據中，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、農業資源環境領域研究的專家，給了我們直接和全程的指導。」

中國工程院院士張福鎖表示，數據集凝聚了我國幾代土壤科學家的心血，是對我國寶貴的歷史土壤調查資料搶救性保護的標誌性成果。

讀圖識土認識全國土壤

《中國土壤剖面數據集》是一部全面反映我國土壤資源與質量狀況的基礎科學巨著。全集共25卷、2751萬字、4500餘幅圖，由浙江科學技術出版社出版。數據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量科學數據，收入了全國2200多個縣63000多個土壤剖面的分層理化性狀數據。根據各省份土壤剖面數量和地域關聯特徵，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、土壤剖麵點分佈圖與土壤剖面理化性狀表、分縣中心區氣候特徵值。同時，還含有全國和各省份的土壤圖、土壤有機質含量圖與地勢圖。

張維理介紹，「我們在收錄和整理中，根據土壤之間的關係，設計了不同角度、不同區域的數據集，可以讓讀者在全國、省級和縣級不同視角和尺度上，瞭解土壤資源與質量狀況及其空間分佈特徵，瞭解土壤類型、土壤肥力與氣候條件、地勢、地貌之間的相互關聯。」

為土壤建立時空坐標

據悉，為建立土壤時空數據，編製團隊創建了以智能設計為核心的土壤時空大數據整合、表達方法。

當前，土壤三普正在進行中，為何要對二普數據進行蒐集整合？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重要。所以我們將不同地區、不同時段土壤調查結果進行時空整合，構建土壤時空大數據為科學利用土壤資源、保護基本農田、實施耕地保育、面源汙染防治等提供精細數據支撐，更為預測和預報土壤與環境質量演變提供科學依據。」

在國際上，對土壤調查結果進行時空整合，是土壤科學研究的重中之重。但要實現並非易事，張維理介紹，時空整合面臨兩大難點，一是需要將異源、非標準化土壤調查結果按照土壤科學規則進行整合，二是在大疆域範圍對高精度數據進行時空整合工程量浩大，「所以世界各較大疆域的發達國家，都已經完成了多次土壤調查，但其土壤時空大數據的構建及再表達進展緩慢。」

為解決這些難題，研究團隊創造了以智能設計為核心的土壤時空大數據整合、表達方法。以智能流程替代人工流程，科學目標實現率超過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字土壤的國家。

「我們創建的數據集與高精度土壤時空大數據，可以為第三次全國土壤普查等國家重大任務提供科技支撐，提升我國科學研究基礎數據條件。尤其是過去四十多年來，我國土壤資源利用方式、規模和強度均發生了重大變化，結合本項目成果及土壤三普數據，將為分析土壤資源和土壤質量的演化特點、製定土壤改良措施、加強耕地利用與保護提供科學依據。」張維理說。

新京報記者 周懷宗

編輯 張樹婧 校對 劉越