南京土壤所在我國高精度土壤資訊網格研究中取得重要進展

然而,全球和我國現有土壤資訊大多源於歷史土壤調查,較為粗略、陳舊,不能滿足應對糧食安全、水資源緊缺、土地退化和氣候變化等全球和區域性問題的需要。中國疆域遼闊,土壤景觀複雜多樣,人為活動强烈,建立高精度土壤數位網格在科學前沿突破上具有重要意義,在應用上有廣泛的前景,囙此在全球具有典型和示範意義。

土壤是人類生存和發展的基礎,多個聯合國可持續發展目標(SDGs)與土壤資源利用和管理直接相關。然而,全球和我國現有土壤資訊大多源於歷史土壤調查,較為粗略、陳舊,不能滿足應對糧食安全、水資源緊缺、土地退化和氣候變化等全球和區域性問題的需要。對大面積複雜地區土壤變異進行精細準確推測是土壤科學的一大挑戰,這類地區調查樣本往往數量較為有限、且分佈稀疏,然而土壤與成土環境之間的關係卻非常複雜。中國疆域遼闊,土壤景觀複雜多樣,人為活動强烈,建立高精度土壤數位網格在科學前沿突破上具有重要意義,在應用上有廣泛的前景,囙此在全球具有典型和示範意義。

基於近年“我國土系調查與《中國土系志》編制項目”獲得的5000多個代表性土壤剖面樣點,採用預測性土壤製圖範式,利用地理資訊與遙感技術對成土環境條件進行精細刻畫和空間分析,研發自我調整深度函數擬合方法,集成先進的集合式機器學習方法,搭建高性能平行計算環境,生成了我國系列土壤内容90m分辯率三維栅格分佈圖,並估算了不確定性的空間分佈。該工作近日以“Mapping high resolution National Soil Information Grids of China”為題發表在《科學通報》(Science Bulletin)上,論文第一作者為中國科學院南京土壤研究所劉峰副研究員,通訊作者為張甘霖研究員。

研究為有限樣本條件下大面積複雜地區高精度數位土壤製圖提供了有效途徑,同時量化了成土因素對不同深度土壤内容的相對重要性,揭示了塑造土壤空間變異的多因素綜合交互作用的複雜性和非平穩性。與現有土壤圖和相關土壤數据集相比,該研究結果大幅提高了現有製圖的準確性和精細度,並提供了空間預測的不確定性資訊,更好地表徵了我國土壤内容的空間變異特徵。

該工作初步構建了我國第1版高解析度國家土壤資訊網格,也是對全球數位土壤製圖計畫(GlobalSoilMap.net)的重要貢獻,預期在土壤資源、農業、水文、生態、氣候、環境等領域有廣泛的應用前景,如土壤監測與管理、土壤功能評估、陸面過程過程類比和法庭土壤物證溯源等。相關產品數據已在國家地球系統科學資料中心提供共亯下載(http://soil.geodata.cn/data/datadetails.html?dataguid=36810085119113或http://doi.org/10.11666/00073.ver1.db)。研究得到科技基礎性工作專項“我國土系調查與《中國土系志》編制”(2008FY110600 & 2014FY110200)、國家自然科學基金(41930754和42071072)、第二次青藏高原綜合科考(2019QZKK0306)和中國科學院南京土壤研究所“一三五”計畫前沿研究專案(ISSASIP1622)的支持。

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高精度中國國家土壤資訊網格的製圖方法框架

系列土壤内容(pH、有機碳、全氮、全磷、全鉀、陽離子交換量、容重、礫石含量、土體厚度等)數位製圖結果

與其它土壤數据集製圖結果局部比較(表層容重為例)

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本文標題: 南京土壤所在我國高精度土壤資訊網格研究中取得重要進展
永久網址: https://www.laoziliao.net/doc/1656038967713547
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