给黑土地做“CT”土壤精准保护需要用上监测新技术

【现象】三江平原腹地,北大荒集团友谊农场的一块示范区,一架遥感飞机轰隆隆飞过。依托机上的多波形激光雷达和高光谱成像仪等设备,对黑土地进行精准扫描,结合高分、环境减灾、资源系列国产卫星以及地面上设置的90个采样点,中国科学院东北地理与农业生态研究所团队初步建立起对黑土地的天、空、地立体监测技术体系,可获取土壤、产能、利用、退化、生态和决策共6个维度的20余类指标,形成近900平方公里黑土地的健康档案。

【点评】

黑土地是耕地中的大熊猫,我国东北地区约有2.78亿亩典型黑土区耕地。黑土地高产丰产,但也面临着土地肥力透支的问题。稳步恢复提升黑土地基础地力,需要建立健全黑土地质量监测网络,全面了解黑土地的健康状况,进而对症施策。

监测新技术的应用,帮助我们更高效地摸清家底,更精准地保护黑土地。相较于传统的定点监测、采样调查等模式,天、空、地立体监测技术体系,不再是模糊地在数平方公里的黑土地上取一点土来代表一片耕地,而是将无数亚米级/米级数据点位铺点成面,得到空间连续变化的一系列量化图像。换句话说,通过新技术体系为一块黑土地拍摄的CT影像像素极高,每个像素能显示的信息从1类变成了20多类——除了土壤有机质,还包括地形地貌、土壤类型、温度墒情等。常态化监测掌握各方面的数据,有助于分步骤、分类别地推进黑土地保护工作。

在掌握全面精确的黑土地时空数据基础上,进一步优化统筹工程、农艺、生物等因素,就能因地制宜采取保护、治理、修复和利用等精细化措施。比如,有了这一新技术体系的支撑,可以精准监测黑土地变薄、变瘦、变硬等退化和改变发生的位置、程度、速率,进而解析原因、优化对策。通过手机上的农业精准服务信息平台,农户可以参考地块上的图像,进行定时、定点、定位、定量、定配方的精准施肥,减少了投入、提高了效率。应用好这一技术成果,形成覆盖整个农业生产流程的立体监测体系,将有效助力黑土地数量、质量、生态三位一体保护。

建立黑土地质量动态变化数据库是第一步,接下来还要做好信息共享工作,让黑土地保护和开发利用的各个环节都能从中受益。今年,全国首套东北黑土区耕地土壤有机质含量空间分布图发布,以10米的空间分辨率,让政府、企业、农户都能较清楚地了解耕地肥力情况。从种植结构科学调整,到政策补贴精细落实,再到农业保险定损理赔……数字化技术正在多个方面赋能黑土地保护和开发利用。此外,通过数据成像,相关部门也能更加及时、便捷、准确地掌握损害黑土地资源的违法行为,加大打击和处罚力度。

如今,我们有了更多、更新的技术手段把黑土地养好用好。为每一块宝贵的黑土地进行精准画像、建立专属档案,采取针对性措施遏制黑土地退化趋势,提升黑土地质量,改善其生态环境,就能有效保护黑土地的优良生产能力,为促进土地资源可持续利用、保障国家粮食安全提供有力支撑。