如何让土地管理者“心中有数”？

导 读

土壤信息是对土地利用与管理进行知情决策的一个先决条件。世界土壤资源管理需要一个全面有效的土壤信息系统来支持。

目前，许多国家的土地管理者在决策时没有正确的信息指导，一个主要的原因是获取土壤信息很难。

2011年9月，一项全球科学家联合开展的“全球土壤数字制图计划”正式宣告在各洲全面启动，中国科学院南京土壤研究所作为东亚地区的领导机构参与了这一计划。中科院南京土壤研究所作为东亚地区的领导机构参与了这一计划，该所副所长张甘霖研究员是该节点的负责人。

“全球土壤数字制图计划”由国际土壤学联盟发起，旨在为数字土壤制图领域的研究和合作提供一个总体框架，实现世界土壤资源信息的科学管理。

该计划的整体方案由三部分组成：数字土壤制图、土壤管理建议和对终端用户的服务。计划用５年左右时间，采用现代土壤地理学、遥感、地理信息系统、数据挖掘等理论和方法，完成一份基于互联网的、可以反映全球土壤属性的高分辨率的三维网格数字土壤地图。

这个全新的全球土壤数字地图还将辅以土壤解译和土壤功能评价，帮助使用者在土壤管理问题上做出科学决策，如农产品生产、应对气候变化和环境恶化等。

2011年9月，张甘霖研究员就计划有关问题接受了《科学时报》（现《中国科学报》）记者专访，以下为专访全文：

文/王卉（中国科学报记者）

来源：《科学时报》（现《中国科学报》）（2011年9月15日），原题为：“让土地管理者'心中有数'——'全球土壤数字制图计划'瞄准勾绘高精度全球土壤图

《科学时报》：“全球土壤数字制图计划”能够提供哪些信息？在土地利用与管理的哪些具体方面能提供决策支持？诸如大家关心的重金属等污染或土壤的成分是否包括在内？

张甘霖：全球有十多个重要土壤研究机构共同签署了这份合作协议，中科院南京土壤研究所是该协议的发起者和签约方，也是其东亚节点负责机构。

该计划目标是通过全球协作网络的合作，提供全球高分辨率（90米×90米）关键土壤信息的栅格数据，包括有效土层厚度、土壤pH（酸碱度）、有机碳、土壤机械组成、容重等基本土壤属性，以及具有区域意义的其他属性。

根据这些属性可以进一步评估各种土壤质量与功能，这对与粮食生产、环境保护、土壤碳库减排增汇等相关的土壤管理和政策制定至关重要，对流域水文过程模拟等涉及土壤信息应用的领域也具有重要意义。

目前土壤重金属和有机污染物并不是该计划的直接目标，但通过获取土壤的基本属性，可以为评估土壤污染物的生物有效性（毒性）提供重要的评估基础。

《科学时报》：土地的不当使用，也是大家非常关注的一个问题，这一计划，在对土地利用动态变化的考察中，会发挥什么样的作用？

张甘霖：土壤质量是土地评价的最重要内容，在土地利用规划和调整过程中，充分注意土壤的适宜性是充分且合理地发挥土地功能的基础。该计划可以为土壤质量和功能评价提供数据基础。

《科学时报》：将弥补现有土壤信息获取工作的哪些不足？

张甘霖：传统土壤信息获取依赖高强度的野外调查，这种模式至今还没有根本改观。数字土壤制图将能高效率产生较高空间分辨率、栅格数据模式的土壤属性图，改变现有土壤信息获取过程长、效率低、耗费大、过多依赖调查者个人经验且成图精度较低等不足。

《科学时报》：这—计划准备使用的方法，与以往同类研究和工作有何不同？优势和突破点在哪里？是否还需要现场勘察、取样？

张甘霖：土壤学，特别是土壤地理学研究，在过去的一百多年时间内已经积累了大量土壤与环境之间关系的知识，这些知识依然是数字土壤制图的基础。

随着土壤与环境因子之间关系的定量表达，以及遥感、地理信息系统、空间模拟等技术的进步，土壤属性空间变异的模拟和估计成为可能。

全球数字土壤制图计划将在历史数据的基础上，充分利用遥感数据和空间模拟技术，依据土壤——环境之间的关系，推测土壤空间的属性，并给出其不确定性。

因此，数字土壤制图从根本上改变了传统土壤制图的模式，其优势在于效率高、空间分辨率高、数据格式与各种现代模拟模型可以耦合、能提供明确的空间不确定性评估，这对于土壤地理学研究和土壤资源精细管理而言，都将是重要的突破。

数字土壤制图需要野外调查和采样，其一，是要建立代表性地区的土壤——环境因子之间的关系；其二，是要对空间模拟和推测的结果进行实地验证，但与传统方法相比，野外调查的工作量显著下降。

《科学时报》：这一计划是放在全球尺度上的，对全球土壤管理与研究而言，具体有哪些意义？

张甘霖：确保粮食安全、保护土壤资源和生物多样性、应对气候与环境变化，是全球普遍关注的、关系人类生存和发展的重要问题。

解决这些问题的核心，都涉及到土壤（土地）资源管理，而高精度土壤数据的缺乏，是制约上述问题现状评估和相应政策制定的重要因素。

虽然各国面临的问题不尽相同，但土壤（土地）资源的有效管理无疑都是决定性的。

以非洲撒哈拉以南地区为例，由于粮食生产和供应不足，严重影响到这一地区的人类生存和发展。在盖茨基金会的支持下，“全球土壤数字制图计划”自2009年起，先期已经开展该地区的数字土壤制图工作，这将为该地区的土壤资源管理提供极其重要的数据支撑。

应该说，在现阶段中国同时面临上述3个问题的挑战，而土壤资源的高强度利用，就是土壤面临压力的标志，这将带来土壤退化的危险。在不少地区，这种危险已经产生。及时获取土壤的关键属性，毫无疑问也是我们改进土壤管理工作的基础。

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