历经25年摸清土壤家底 首部《中国土壤剖面数据集》发布

25卷、2751万字、4500余幅图，全面记录了全国2200多个县63000多个土壤剖面数据……记者日前从中国农业科学院农业资源与农业区划研究所获悉，我国首部《中国土壤剖面数据集》，由该所科研团队历时25年牵头整理、汇总，以分县土壤图和土壤剖面理化性状表形式，提供了我国各地详尽的土壤资源与质量科学数据。

很多资料再不抢救就没了

数据集是对我国宝贵历史土壤调查资料的抢救性发掘、整理与永久保存。编入数据集的分县土壤图与土壤剖面理化性状表主要源于对全国第二次土壤普查调查资料的收集、整理、提取与汇总。

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员、项目首席科学家、数据集总主编张维理介绍，二普首次在全国范围进行了较高密度的土壤采样化验，开启了我国用土壤理化性状量化指标描述土壤资源与土壤质量状况的时代。但受历史条件限制，二普调查结果主要为纸质图件、非正式出版铅印或油印资料，份数少且由各地自行保存，随各地机构等变动，资料损毁严重。“许多资料都是孤本，且分散在各个地区和机构，一旦损失，可能就再也找不回来了。”张维理说。

在西部某县的一间办公室里，张维理曾经在办公室的墙上揭下来几张当地仅有的土壤调查资料，更多的地方，这些资料散落在各个机构，或者尘封于仓库，或者在机构变动中不知所终。

25年前，张维理开始收集这些珍贵的资料，项目团队还联合了全国50多家科研单位，对各地分散存留的高精度土壤调查成果进行抢救性收集与整理。“这些土壤质量数据是我国最早的、具现代科学意义的土壤质量起始点数据，使各地对土壤过程可上溯至上世纪80年代，对了解土壤与环境质量演变极其重要。”张维理说。

二十五年摸清土壤家底

张维理介绍，数据集的搜集和整合，是一个庞大而繁杂的任务，从1999年开始，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所牵头，全国20余个国家级及省级土壤、测绘等专业科研单位参与。25年中，许多科研人员常年奔波于全国各地，搜集和整理这些散落的资料，在北京进行整合和分析。

搜集资料之后，如何核验和整合，是最难的问题。张维理介绍，由于当时调查技术手段的限制，许多调查资料并不完善，有些标准也不统一，所以每一张图、每一个数据都需要核验，“最终，我们在众多的数据和图表中，整理出来了。”

随着科技的进步，许多新的技术运用到了数据集的整合中，“我们尝试把土壤学与制图学、数据科学、人工智能技术等新兴技术相融合，在搜集到的众多数据中，最终核验出6万多个可用的剖面，确实特别难，所以耗费时间也特别长。”张维理介绍，“整个项目实施期间，有9位院士和7位长期从事土壤科学、农业资源环境领域研究的专家，给了我们直接和全程的指导。”

中国工程院院士张福锁表示，数据集凝聚了我国几代土壤科学家的心血，是对我国宝贵的历史土壤调查资料抢救性保护的标志性成果。

读图识土认识全国土壤

《中国土壤剖面数据集》是一部全面反映我国土壤资源与质量状况的基础科学巨著。全集共25卷、2751万字、4500余幅图，由浙江科学技术出版社出版。数据集以分县土壤图和土壤剖面理化性状表的形式，提供了我国各地详尽的土壤资源与质量科学数据，收入了全国2200多个县63000多个土壤剖面的分层理化性状数据。根据各省份土壤剖面数量和地域关联特征，既有多个省份的合订卷，也有一个省的单卷。各卷主要含分县土壤类型图、主要土壤类型说明、土壤剖面点分布图与土壤剖面理化性状表、分县中心区气候特征值。同时，还含有全国和各省份的土壤图、土壤有机质含量图与地势图。

张维理介绍，“我们在收录和整理中，根据土壤之间的关系，设计了不同角度、不同区域的数据集，可以让读者在全国、省级和县级不同视角和尺度上，了解土壤资源与质量状况及其空间分布特征，了解土壤类型、土壤肥力与气候条件、地势、地貌之间的相互关联。”

为土壤建立时空坐标

据悉，为建立土壤时空数据，编制团队创建了以智能设计为核心的土壤时空大数据整合、表达方法。

当前，土壤三普正在进行中，为何要对二普数据进行搜集整合？张维理介绍，“随着时间的推移，人类耕作不断影响着土壤，土壤情况也一直在变化，这种时空的变化，在土壤研究和改良中至关重要。所以我们将不同地区、不同时段土壤调查结果进行时空整合，构建土壤时空大数据为科学利用土壤资源、保护基本农田、实施耕地保育、面源污染防治等提供精细数据支撑，更为预测和预报土壤与环境质量演变提供科学依据。”

在国际上，对土壤调查结果进行时空整合，是土壤科学研究的重中之重。但要实现并非易事，张维理介绍，时空整合面临两大难点，一是需要将异源、非标准化土壤调查结果按照土壤科学规则进行整合，二是在大疆域范围对高精度数据进行时空整合工程量浩大，“所以世界各较大疆域的发达国家，都已经完成了多次土壤调查，但其土壤时空大数据的构建及再表达进展缓慢。”

为解决这些难题，研究团队创造了以智能设计为核心的土壤时空大数据整合、表达方法。以智能流程替代人工流程，科学目标实现率超过99.9%，工程效率提高千倍，成为全球大疆域国家中，首个建成全域具时间序列高精度数字土壤的国家。

“我们创建的数据集与高精度土壤时空大数据，可以为第三次全国土壤普查等国家重大任务提供科技支撑，提升我国科学研究基础数据条件。尤其是过去四十多年来，我国土壤资源利用方式、规模和强度均发生了重大变化，结合本项目成果及土壤三普数据，将为分析土壤资源和土壤质量的演化特点、制定土壤改良措施、加强耕地利用与保护提供科学依据。”张维理说。