“土壤健康与粮食安全”是今年举行的第30届中国杨凌农业高新科技成果博览会的主题。土壤健康，密切关系到农业强国建设与粮食安全。据联合国粮农组织统计，全球已有1/3的土地因侵蚀、盐碱、酸化等问题出现不同程度退化，土壤保护刻不容缓。

  肥沃的黑土地因其珍贵性而被称为“耕地中的大熊猫”，保护黑土地，是保护土壤不可或缺的重要一环。

  我国黑土地主要分布在东北平原。据统计，我国黑土地上的粮食产量约占全国粮食总产量的四分之一、商品粮的三分之一、粳稻产量的二分之一，可以称为我国粮食安全的稳定器和压舱石。然而，经过多年的开发利用，黑土耕地出现了变薄、变瘦、变硬现象。数据表明，近60年，我国黑土地的耕作层土壤有机质含量下降了三分之一。

  “梨树模式”是吉林四平梨树县创造的一种保护性耕作模式，在玉米收获后秸秆直接还田，覆盖到地面上，免耕播种，减少黑土地耕层土壤扰动，增加地表覆盖，适用于大面积平原地块进行机械化作业。经过勘验、测产，采用该模式5年后，土壤有机质增加20%左右，每公顷可节约化肥使用成本1000元左右，平均产量较非保护性耕作模式高出5%—10%。

  如今，梨树县运用数字技术，建立了保护性耕作监测平台，开展“梨树模式”升级版，大规模应用农机导航作业和无人驾驶。2022年，梨树县保护性耕作免耕播种机上全部安装电子监控设备，技术传输作业数据，实现保护性耕作的检查、验收数字化。

  同时还建立了黑土地信息指挥平台，将黑土地保护效益数据发展的新趋势的统计分析，利用遥感与GIS结合对黑土保护分布情况做展示，利用无人机监测对黑土地的种植作物形成高精度的作物生长图像，进而分析黑土地种植农作物的长势、覆盖度等直观信息。

  梨树县黑土地耕地质量数据的来源，要归功于梨树县建立的41个黑土地耕地质量监测点。监测点数据通过与物联网设备系统等进行数据传输，实时展示田间生长情况，实现墒情、苗情、虫情和灾情的实时监测。

  《东北黑土地保护性耕作行动计划（2020—2025年）》中要求布局长期监测点，重点开展耕地土壤理化、生物性状、生产所带来的成本、作物产量变化、病虫草害变化和机具装备适用性等情况的监测试验，促进技术模式优化和机具装备升级。而《2023年数字乡村发展工作要点》中明白准确地提出，深入推动国家黑土地保护工程，探索运用遥感监测、信息化管理手段监管黑土耕地质量。

  黑龙江齐齐哈尔依安县通过推广应用“星空地网”全域监测系统，实现了土地大数据的有效管控应用。借助空间信息和物联网技术，实时获取卫星遥感、低空遥测、地面监测等数据，全方面提升星、空、地协同观测水平与多源数据感知能力，构建星、空、地基多层次的农情监测体系。同时，依安县将无人机航拍应用以近地全光谱成像相机为核心的遥测系统、一体模块化组合、区域组网管控技术等，精准测定黑土地有机质、水分、盐碱化、沙漠化、作物氮磷钾等肥力和作物病虫害等成分，为创建黑土地粮仓全域定制系统提供解决方案。

  而数据一样能反哺保护性耕作。依安县寄托农机监测管理系统，全方位采集土壤数据，记录作物生长以及种子、农药、化肥等相关投入信息，以地块为单位建立黑土地动态数据库，形成“黑土地保护性耕作模型”，提供保护性耕作指挥方案。

  2023年全球土壤健康论坛，是首次在中国举办的高级别土壤健康领域国际会议，邀请到全球数十个国家、国际组织超百名名代表，聚焦黑土、盐碱土、红壤、水稻土和黄土等重要类型，发布《2023年全球土壤健康杨凌倡议》。

  不同类型的土壤，需要不同的保护方案。“因土施策”是土壤保护的科学方向。而实现的前提则需要庞大的数据支撑。

  今年以来全面铺开的第三次全国土壤普查，是确保国家粮食安全的重要基础。普查要求形成数据成果、数字化图件成果、文字成果、数据库成果、样品库成果，其中三项与数字转化紧密关联；并在成果汇总要求中提出采用现代统计方法等，对土壤性状、土壤退化与障碍、土壤利用等数据来进行分析，利用数字土壤模型等办法来进行数字制图。

  数字土壤即数字化的土壤，是指利用地理信息系统、全球定位系统、遥感技术等方法，模拟和重现土壤类型、养分等性状的空间分布特征。数字土壤正在为土壤保护注入“数字能量”。

  2020年，中国农业科学院完成了一项历时21年的基础性重点科研项目——首次创建了覆盖我国全域的高精度数字土壤。借助这项成果可以推演土壤与环境质量变化趋势，为农业、自然资源、环境保护等部门进行土壤管理提供分区、分类的精准施策支持。据介绍，全国高精度数字土壤含9大图层，具有多要素（多项土壤理化性状）、高精度（100米数据）、时空维度（40年土壤空间数据）特征，是我国迄今最完整精细的土壤资源与质量科学记载。

  今年，青海首次创建了覆盖该省全域的高精度数字土壤，不仅实现了青海全省土壤四级分类系统和典型县土壤分类系统的可视化展示，也实现了用数字化和信息化手段“知土识土，用土管土”。

  数字土壤的“培育”离不开数字技术。第三次全国土壤普查工作方案中明白准确地提出对遥感、地理信息和全球定位技术、模型模拟技术和空间可视化技术等数字技术使用。《2023 年数字乡村发展工作要点》也提出，加快建成全国农田建设综合监测监管平台，完善永久基本农田数据库。运用卫星遥感影像和信息化手段，常态化开展全国耕地和永久基本农田“非农化”监测。全方位运用大数据等信息化手段，以加强耕地“非粮化”监测为重点，启动农业农村用地“一张图”制作试点工作。围绕粮食生产和重要农产品供给，提供分区域、分作物、分灾种的精细化农业气象服务，做好国家粮食安全气象服务保障。（中国经济网 梁木）