全球土壤健康评估数据库

赵瑞土壤观察 2022-07-27

作者：赵瑞
来源：土壤健康与耕地可持续利用公号（2021年9月6日）

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原名：A database for global soil health assessment

译名：全球土壤健康评估数据库

原文地址：https://doi.org/10.1038/s41597-020-0356-3

发表期刊：Scientific Data

发表年份：2021年

通讯作者：Jinshi Jian

通讯作者单位：School of Plant and environmental Sciences, Virginia tech, Blacksburg, VA, USA.

文章简介

几十年来一直在进行实地研究，以分析不同的管理做法对农业土壤和作物产量的影响，但这些数据从未以能够为当前和未来农田管理提供信息的方式结合在一起。在这里，我们从全球各地收集、提取和整合了一个土壤健康测量数据库。名为SoilHealthDB目前的重点是四种主要的养护管理方法：覆盖作物、免耕、农林系统和有机农业。这些研究涉及全世界42个国家的354个地理位置(即具有独特纬度和经度的地点)。这个SoilHealthDB包括42个土壤健康指标和46个描述气候、海拔和土壤类型等因素的背景指标。这项工作的一个主要目标是使研究界能够对与耕地保护管理有关的土壤健康变化进行综合分析，例如元分析。该数据库还为分享土壤健康提供了一个共同的框架，并鼓励科研界作出自己的衡量。

材料和方法

①数据收集

SoilHealthDB目前包括46个背景指标和42个土壤健康指标。为了确定相关的研究，我们进行了系统的文献搜索，以实地比较传统和保守的管理实践。我们最初针对四种主要的养护管理方法：覆盖种植(Cc)、免耕(NT)、有机耕作(Of)和农林系统(AF)。检索和收集了三个来源的出版物：(1)在线文献检索；(2)土壤健康研究所“研究景观工具”，该工具将土壤健康结果汇编成一个可检索的数据库，包括出版物和研究项目。(3)引用以往元分析或综述论文。对于在线文献检索，我们使用ISI科学网、谷歌学者和中国国家知识基础设施(CNKI)。文献检索采用“土壤健康”、“土壤质量”、“保持管理”、“覆盖作物”、“免耕”、“有机农场”、“农林系统”等关键词。论文包括同行评审期刊、会议收藏、论文和论文。没有使用其他限制或过滤标准(例如，我们包括所有语文和所有出版日期的合格论文)。我们总共收集了500多篇论文；然后我们使用以下标准来确定是否将该出版物列入本研究：(1)在实地或在研究站进行了实验；(2)出版物比较了对照(即传统管理)和治疗(即养护管理)；(3)出版物提供了至少一项对照和处理之间的土壤健康指标的比较(在线。在这些限制范围内，共抽取了321份文件，并将其纳入SoilHealthDB。

②数据处理

经济作物分为玉米、大豆、小麦、其他单作、玉米-大豆轮作(CS)、玉米-大豆-小麦轮作(CSW)和其他两种以上经济作物(腐)轮作。覆盖作物分为阔叶、禾本科、豆科作物、两种豆科作物(LL)、豆科和草本混合作物(LG)、除LL或LG(MOT)以外的两种覆盖作物(MOT)和其他两种以上覆盖作物的混合物(MTT)。土壤取样深度分为0~10 cm、0~20 cm、0~30 cm和30~100 cm。应该注意的是，用户可以根据他们的研究目标重新组合经济作物、覆盖作物和土壤取样深度。

③技术验证

迄今汇编的研究报告SoilHealthDB很少报告潜在重要的土壤性质(例如阳离子交换能力、CEC)和背景信息(例如，平均年温度、垫和年平均降水量，MAP)。同样，一些土壤属性，如土壤分类，在不同的地区被分类不同，因此很难比较这些信息。为了解决这些问题，我们将数据库与外部数据源相关联(按纬度和经度；有关详细信息，请参阅存储库中的代码)。我们把我们的数据和柯邦联系起来分类(0.5°×0.5°分辨率)，全球气温和降水数据集(0.5°×0.5°分辨率)和协调世界土壤数据库V1.2(HWSD，0.05°×0.05°分辨率)。然后，我们使用世界参考基地(WRB)分类系统，分析了所有样本的土壤类型以及它们的气候特性。

④使用说明

在SoilHealthDB，每个比较之间的测量目标和单位(控制和同一行内的处理)总是相同的。然而，每个土壤健康指标可能有多个测量目标，因此涉及多个单位(例如，研究人员可以在一个地点测量土壤总氮，在另一个地点测量有机氮)。关于测量目标和单位的详细信息记录在评论栏中。在数据处理和分析之前，用户应该始终检查评论；否则，在没有数据过滤和单位转换的情况下，应该只分析响应率。我们建议用户使用提供的R代码下载和浏览数据库，因为代码包括解释和说明。用户可以与相应的作者联系，询问如何理解代码和使用数据。

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