我們腳下這層泥土，是地球的“皮膚”，也是農作物扎根生長、動植物賴以保存的基礎。

本年6月，2023年度國家科學技術獎揭曉。中國科學院南京泥土研討所研討員張甘雨帶領包養網 花圃研討團隊完成的“中國土系志與高精度泥土信息網格構建及應用”結果，獲國家科學技術進步獎二等獎。

過往40多年，為了發現泥土的奧秘，張甘雨堅守在求學時選定的研討途徑上，穿越在崇山峻嶺、奔忙于田間地頭，執著于本身的研討領域。

科研途徑的起點，是心中樸素的興趣

“華中農學院，泥土與農業化學專業。”

1983年炎天，17歲的張甘雨在高考志愿表上填寫下這個志愿。

泥土學是個什么專業？

上初中時，張甘雨在供銷社的書架上第一次看到這個名詞。那本名叫《我們愛科學》的雜志里，講了一個“糖果換泥巴”的故事：泥土學家侯光炯有一次從國外出差回國，給孩子帶回一袋進口糖果。他在云南昆明轉機時，看到一片樹中有一棵長勢特別好，便將袋里的糖果悉數倒出，裝滿泥巴帶回實驗室剖析。

“真是怪人！”合上書，這個故事在張甘雨的腦海中久久不散。他覺得不成思議——糖果多好吃啊，泥巴這么主要嗎？當時的他不了解，本身有一天，也會成為這樣的“怪人”。

高中時，張甘雨尤其愛好化學課，自學課本后面附錄的泥土化學基礎知識，“原來泥土里還發生著這么復雜的化學過程”。填報志愿時，不少同學都選擇了當時相對熱門的專業，張甘雨卻從心中樸素的興趣出發，選擇了泥土學專業。

但他真正熱愛上泥土學這個專業，還是在深刻懂得泥土學的內涵、意義之后。

“泥土是地表圈層交互感化的產物，泥土學也是一門穿插學科，除了泥土學各分支學科自己，還要具備很好的化學、地學、生包養行情物學等相關學科基礎。”張甘雨回憶，在一次次實驗剖析中，他清楚到看起來黑乎乎的泥土，其實包括地殼上幾乎一切的元素，生涯著無數的微生物。泥土中的顆粒鉅細，從微米級到厘米級都有，通過離子交換來維持養分……

“清楚到泥土科學服務于糧食平安，與水平安、生態環境平安等息息相關，我更堅定了本身的選擇。”張甘雨說。本科畢業后，他又考取中國科學院南京泥土研討所（以下簡稱“泥土所”），繼續攻讀泥土學，先后獲得碩士、博士學位，然后留所任務。

張甘雨說，我國泥土具有高度多樣性和復雜性：既有從溫帶到亞熱帶的緯度地帶性、從盆地到高原的垂直地帶性，又有東南年夜面積干旱區和青躲高原隆升區……多種多樣的地形地貌孕育了豐富多樣的泥土類型。是以，為泥土“畫像”，對懂得我們腳下的泥土來說尤為主要。

“上世紀50年月起，我國科研任務者就開始了為泥土制圖的任務；80年月，完成了1∶400萬泥土地圖，也就是地圖上的1厘米相當于實際的40公里；90年月，進一個步驟完成1∶100萬泥土地圖。”張甘雨讀研期間，就曾跟隨導師進行泥土分類及制圖任務。

為每一類泥土制訂“成分檔案”

但是，對于精細化治理及應用泥土，這還遠遠不夠。

更細致的任務怎樣開展？

“對泥土進行精準化治理，起首要樹立完全分類體系。植物有‘界門綱目科屬種’等分類，泥土也有土綱、土類、土族等分歧等級，土系是最基層的分類級別。”張甘雨介紹，2001年，我國泥土系統分類高級單元框架已梳理構成，但基層分類研討還是空缺，要讓科研結果應用于生產實際，分類還要“深耕”。

2008年，科技部科技基礎性任務專項“我國土系調查與《中國土系志》編制”項目正式啟動。此后近20年間，張甘雨牽頭組織我國26家科研院校400多人的科研隊伍，開展泥土基層分類調查研討。

土系調查，就是從最基礎的分類單元著手，給泥土樹立詳細的“成分檔案”。泥土調查需求大批野外采樣任務，起早貪黑、奔走風塵、風餐露宿、嚴冷盛暑……

“像良多野外任務一樣，土系調查研討也要面對各種困難，東部的河網區、南邊的茂密叢林、南方的荒涼沙漠、東北的高原，每一個區域都會給泥土調查帶來分歧親身經歷。”張甘雨這樣描述調查包養的場景：科研人員帶著輕飄飄的設備、東西，沿著彎曲的山路、隱蔽的巷子，先從山上到山下“跑個樣”，根據泥土形態特征，初步分出幾種類型，然后對每種類型分別挖土、采樣。

“普通是開挖一個兩三米長、一米多寬、一米半深的土坑，通過測量、拍照，用文字詳細記錄下剖面的分層和每層的泥土信息，再采集三種樣品：重現立體結構的紙盒樣品、用于實驗室物化剖析的袋裝樣品、呈現密度和容重信息的原狀樣品。”張甘雨介紹，10多年來，團隊累計過程達到300多萬公里。

比擬野外任務，土系研討最年夜的難點是樹立適合我國泥土分布和應用特點的劃分標準。“早在上世紀末，我們就開始了代表性區域的‘樣區研討’，測試土系劃分的原則與標準。”2001年，張甘雨出書了《土系研討與制圖表達》，為后來的土系調查研討奠基基礎。為樹立和完美相關標準，作為項目負責人的他，又組織專家反復研討，并在多個省份進行實地驗證，于2013年正式構成我國首個土族和土系鑒別原則與標準，為指導土系鑒別和調查供給依據。

泥土是連續分布的，而剖面點的采樣始終是無限的，即使最包養密的采樣，也不成能實現1∶1的覆蓋，是以要對泥土的空間分布規律樹立模子、實現空間預測——這也是國際泥土學界公認的前沿課題和挑戰。

張甘雨團隊發明了泥土三維空間變異刻畫與環境協變量優選新算法，以及高精度數字泥土制圖模子。“這是用實際調研點位的泥土信息，樹立年夜數據模子，通過剖析泥土分布規律、懂得泥土變化成因，來‘補’出未知的、難以抵達的點位上表層及下層的泥土信息。”張甘雨說，這也是我國初次構建的90米辨別率“3D高清”國家泥土信息網格。

最終，團隊調查了5696個典範泥土剖面，初次樹立我國泥土系統分類基層分類單元土系及土系數據庫。團隊出書的1760萬字的《中國土系志》，更換新的資料了我國泥土資源清單，成為國際上信息記錄最周全的國家級泥土基層分類檔案。

調研結果有了越來越多“用武之地”

作為土系調查結果的《中國土系志》，長什么模樣？

這套叢書按省份分卷，實用性之強就像泥土版《新華字典》。以江蘇卷為例，每一頁都好像一張小檔案，圖文并茂地記載了分布全省的134種典範泥土類型，著名稱、分布區域、主要的泥土物理化學性質，以及包含降雨量、氣候、太陽輻射等在內的環境信息。

這本“東西書”怎樣應用？

“起首，可廣泛用于支撐各部門的治理決策。”張甘雨介紹，例如，天然資源部門借助這些指標評估耕地生產力，生態環境部門評價淨化物行為時可供參考，水利部門應用相關內容剖析泥土侵蝕速度。

不僅這般。這一包養泥土系統分類專著，可以共同3D高清泥土信息圖，對農業生產基層單位進行指導。

在泥土所的一臺電腦上，張甘雨打開信息圖，順次選定有機質、酸堿度、營養成分等指標，就能看到分歧顏色分布的地圖，顏色越深，代表有機質或營養成分含量越高。

“今朝，泥土信息辨別率在90米×90米的標準。如某農場要進行精細化治理，可以將這張圖縮小，清楚泥土肥瘦、潛在問題、哪里要施肥、施幾多肥等。”張甘雨介紹。

眼下，第三次全國泥土普查（以下簡稱“泥土三普”）正在進行。作為技術專家組副組長，張甘雨更繁忙了。“泥土三普重點對耕地、園地、林地、草地等農用地開展調查。”他帶領團隊運用土系調查經驗，為制訂泥土三普的外業調查、采樣技術、泥土樣品庫建設等技術規范與基礎數據供給支撐。同時編寫教材、開辦講座，培養一批參與泥土三普的技術人才。

忙碌的任務之余，張甘雨還擠出時間進行科普。他與同事們撰寫的科普讀物《寂靜的泥土：理念·文明·夢想》，從“泥土的宿世此生”“泥土學的歷史文明”“我們的泥土夢”3個視角，講述生動的泥土故事，讓公眾對泥土有了更多認識。

“在泥土分類、數字制圖這樣既死板又耗時長，還不不難出結果的領域，張老師找到學術興趣與國家需求的結合點，一鉆就是40多年。”張甘雨的學生、泥土所助理研討員楊順華說，這種執著的精力，深深影響著年輕一代的科研人員。