近日，覆蓋中國全域的“高精度數字土壤”項目，歷經21年由中國農科院農業資源與農業區劃研究所牽頭完成。借助這項成果可以推演土壤與環境品質變化趨勢，為農業、自然資源、環境保護等部門進行土壤管理提供分區、分類的精準施策支援，為綠色農業、精準農業和智慧農業發展服務。
全方位、立體化的土壤“履歷”
由中國農科院農業資源與農業區劃研究所牽頭完成的覆蓋全中國的“高精度數字土壤”項目將全國耕地土壤狀況通過數字化呈現，一目了然。
專家介紹，數字土壤就是數字化的土壤，是指利用“3S”即地理資訊系統（GIS）、全球定位系統（GPS）、遙感技術（RS）等現代資訊技術方法，模擬、重現土壤類型、土壤養分等土壤性狀的空間分佈特徵。
自上世紀80年代以來，我國進行了多次土壤調查，獲得了大量土壤科學數據。然而，受當時技術限制，這些資料大多比較分散且數量稀少，而且紙質文件不耐儲存，對它們的搶救性收集刻不容緩。而“高精度數字土壤”不止是紙質資料的數字化，更通過科研人員設計的數百個模型，將全國各地40年來的數據加以整合和研究，最終建立了一個覆蓋全域、高精度的“數據庫”。
中國“高精度數字土壤”含9大圖層，具有多要素（多項土壤理化性狀）、高精度（100米數據）、多時空維度（40年土壤空間數據）特徵。它以1公頃為單元，提供各地多項土壤資源與品質理化性狀，其中的土壤品質穩定性性狀，如土體構造、質地、母質、成土條件、土壤類型等，時效性達上千年，可長久使用；而土壤有機質、酸鹼度、氮磷鉀等養分含量以及耕層厚度等土壤品質快變化性狀，又為了解土壤與環境品質演變提供了依據。
可以説，“高精度數字土壤”是一個可以將土壤資訊全方位、立體化呈現的“履歷”。
這是我國迄今最完整和精細的土壤資源與品質科學記載，為了解和掌握我國土壤與環境品質演變提供了科學依據，也使中國在全球疆域較大的國家中，成為首個擁有具時空維度高精度數字土壤的國家。
未來土壤變化也能預報
中國“高精度數字土壤”項目第一完成人、中國農科院農業資源與農業區劃研究所研究員張維理表示，未來將“高精度數字土壤”數據載入到耕地機械、施肥機械和灌溉機械晶片中，可實現精確施肥、耕作與灌溉；“高精度數字土壤”可以通過對土壤中多種元素的分析，找到不同區域土壤的適種作物，比如一塊地是適合種葡萄，還是更適合種板栗；還可以對重點農區和流域實現分區、分類、量化管理，能在減少農用化學品投入的同時，增加作物産量，提高農民收入，讓百姓餐桌上的食品更安全。
此外，“高精度數字土壤”還可用於農田培肥與修復、農業保險、流轉土地的價值評估、土壤污染防治與修復、水土流失防治與減災等方面。
據了解，2003年起至今，“高精度數字土壤”項目已被我國60余家專業科研機構用於耕地品質演變、流域氮磷流失量估算、環境容量測算、溫室氣體減排、醫藥、水利、林業、測繪等方面的科學研究，推動了這些領域的創新研究，提升了我國科學研究基礎數據條件；併為全國31個省、市、自治區的農業、環境、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服務，取得了巨大的社會效益和經濟效益。
河南省農科院張玉亭研究員告訴科技日報記者，放眼全球，數字土壤也發揮了巨大的作用。他介紹，2011年，“全球數字化土壤製圖計劃”啟動，為人類與饑餓、貧困和氣候變化的抗爭提供至關重要的數據資料，將幫助非洲農民生産更多糧食，解決饑餓和貧窮問題，並提供減緩氣候變化所需的土壤含碳數據。
“未來，土壤變化也可以進行預報，就像天氣預報一樣。目前我們已經可以做到宏觀預報。近幾年來，我們幾乎每年都給農業部等相關部門上報土壤數據。”張維理説。
當前，我國的“高精度數字土壤”尚不能對每一塊地的土壤變化進行監測和預報。張維理認為，要做到這一點，還需要10年左右。“當前，已經有一些農業發達的國家可以做到精準預報了，比如荷蘭。我國還有很大的發展空間。”