中国土壤数据库使用说明

一、数据库内容简介

土壤是一个国家最重要的自然资源，它是农业发展的物质基础。 中国土壤数据库以自主版权为主的权威性公开出版物,若干由南京土壤所主持研究项目获取的数据以及中国生态系统研究网络陆地生态站部分监测数据为数据来源。上述数据均是在国家、中国科学院统一规划下，有组织的在全国范围内进行的。中国土壤数据库分为11个子库,包括： 

      中国土种数据子库 基于全国第二次土壤普查数据的两千多个土种典型剖面和统计剖面调查数据，并建立地点与土壤分类与土种关联关系，可按地点和土壤分类进行查询检索。

      中国土壤专题图子库 根据全国土壤普查数据汇总得到64幅1：100万土壤图，建立了1:100万土壤空间数据库，可以检索我国主要土壤类型分布、面积、土壤分类名称和典型剖面。通过建立点面结合与扩展模型，生成5个土壤专题数据集。数据类型为图像型或矢量型数据。

养分循环长期试验数据库 中国科学院从90年代起，以中国生态系统研究网络农业台站为平台，进行农田生态系统养分循环长期试验的联网研究。本数据库收集了该研究的部分成果和数据。

农田土壤环境现状数据库 包含了2005年中国主要农田生态系统土壤环境现状数据，数据覆盖我国东北黑土、棕壤、潮土、风沙土、褐土、水稻土、红壤、黄绵土、黑垆土、紫色土、灰漠土等主要土壤类型。

      主要农田生态系统土壤养分现状数据子库 近年来主要农田生态系统监测站点的土壤大量元素、中量和微量元素含量现状、土壤颗粒组成和容重数据。 

       第二次土壤普查农田肥力数据子库     基于第二次土壤普查数据提取的主要性状、土地利用、障碍因子、生产性能和耕层养分数据，可为土壤质量动态演变和科学施肥提供数据依据。

第一次土壤普查农田肥力数据子库 数据来源于农业部土壤普查办公室《中国农业土壤志》（内部资料）。自1958年开始，1964年结束。受到当时条件局限，土壤分类和命名主要依据易被农民群众了解的土壤名称，土壤性状多为文字描述，是了解农田土壤肥力演变过程的珍贵历史资料。

    土壤分类数据库 包括中国土壤系统分类和发生分类的土纲、亚纲、土类、亚类以及对应的典型剖面数据。

参比土壤剖面数据库 参照FAO土壤分类和美国土壤系统分类(ST)，选择我国典型土壤类型进行参比。本数据库描述了参比土壤剖面的主要生境、形态和理化性质，供与国际主流土壤分类系统参比使用。

土壤标本数据库 本数据库收集了南京土壤所和CERN若干野外台站的整段标本、生境信息和理化分析数据，对CERN野外台站土壤进行了中国土壤系统分类（CST）分类的划分研究，促进土壤长期监测数据的共享与国际交流。

土壤样品数据库  长期保存的土壤样品是长期生态学研究的宝贵财富.这些样品可以在较长时间尺度记录环境变化信息。土壤样品数据库提供了中国生态系统研究网络相关台站长期采样地可提供共享的土壤样品信息.

中国土壤数据库数据主要来源于中国科学院南京土壤研究所的数据积累，其特点是：数据分布全国，类型多样；土壤资源类数据和土壤肥力类数据资源丰富，土壤环境和生物类数据资源匮乏；数据资源主要服务于农业生产。

二、数据库使用说明

受复杂自然条件的影响和深刻人为因素的影响，我国土壤的千差万别类型繁多。在土壤学中，将影响土壤形成的各种自然条件，归纳为地形、气候、成土母质、植被、成土年龄等五大因素，称为成土因素。在不同的地区，各因素的具体内容和特点不同，各因素还以不同作用强度相配合，从而形成各种各样的土壤。

土壤数据具有时间、空间属性。在时间尺度，土壤性质随着自然条件和人类活动影响而改变。在空间尺度，土壤具有水平分布特征和垂直分布特征，单个土体中的不同层次，理化性质也不同。另一方面，同植物分类一样，对不同类型土壤的定量和规范化分类描述是数据解译、模拟、对比的基础。因此，土壤数据库结构设计需同时考虑时间、空间和分类关系。

1。资源类数据

土壤资源类数据包括：中国土种数据库、中国土壤专题图数据库、土壤分类数据库、参比土壤剖面数据库、土壤标本数据库。图1显示了土壤资源类数据模型。一般地，土壤资源类数据由下述关系表格组成，1）土壤类型的基本信息表（土壤类型名称、一般性描述、地形地貌、主要分布和土地利用方式）；2）典型剖面景观信息表（经纬度、生境、坡度、坡向等）；3）土体的不同层次垂向信息（剖面发生层描述、分层理化性质）；4）水平分布信息（行政地点与土壤类型关系，土壤类型与多边形拓扑关系）；5）土壤分类信息（中国土壤发生分类与土壤类型关系，中国土壤系统分类与土壤类型的关系）。

图1。土壤资源类数据实体关系模型

中国土壤数据库采用中国科学院计算机网络信息中心开发的可视化数据库工具VisualDB 发布。如图1所示，若完整地描述土壤数据的本质，需要多个关系表格，而用户并不一定了解各表格间的关系。为便于查询检索，所有数据子库均提供按地点（省份）检索和专题（土壤）分类检索功能，即：查询一个地点，可获得该地点所有土壤类型的信息（分类、基本信息、典型剖面景观、发生层描述和分层理化性质）；查询一个土壤分类，可获得该分类下所有土壤类型的信息（分布地点、基本信息、典型剖面景观、发生层描述和分层理化性质）；除此之外，提供可供直接查询的分层理化性质数据表。

查询方式：首先选择首页（http://www.soil.csdb.cn）数据集导航，在您感兴趣的数据集上点击，显示各数据集的查询视图和数据表（图2）。其次按照各数据子库的展开条，选择您感兴趣的查询视图或数据表。

想知道某省份主要土壤类型的大致分布情况，可查询土壤专题图数据库—>按省份查询,查询结果为该省份主要土壤类型及其面积百分比；想详细了解某省某县市土壤类型及养分状况，可查询中国土种数据库—>按地点查询—>选择您感兴趣的省名—>选择您感兴趣的县（市）名；一个县（市）分布有多个土壤类型(土种)，继续选择您感兴趣的土种名，然后查询该土种的性质。

图2 数据集导航

例如，如图3所示，选择中国土种数据库—>按地点查询—>选江苏—>南京, 南京市及其所属县分布有中性紫色土（亚类）、酸性粗骨土（亚类）、潴育水稻土（亚类）和潜育水稻土（亚类）。选择潴育水稻土亚类马肝土土种，可查询该土种的分布情况，一般性描述、典型剖面与统计剖面的理化性质。

如果您知道查询条件，例如土种名称，可依据高级搜索直接查询数据表（图4）。点击典型剖面理化性质，点击高级搜索，显示设定组合查询条件。例如，在土种名称中设置包含“榆林”一词，“开始查询”，则查询出“榆林白盐砂”土种，并显示分层理化特性数据。

对于GIS文件型数据,例如中国土壤专题图数据库，通过数据分布地点和土壤类型的元数据查询,提供可浏览的压缩图像和关键属性字段。

图3. 中国土种数据库按地点查询过程

图4.依据高级搜索直接查询数据表

2．农田土壤肥力类数据

数据来自农田土壤肥力监测或调查、长期试验或长期定位监测等土壤科学研究活动中所产生的原始属性数据，包括：土壤类型和分类、采样地点调查信息、土壤养分、土壤物理性质、中量微量元素含量、肥料用量、作物产量和养分含量等；以及与上述数据相关的农村经济统计数据（作物和播种面积）、肥料施用统计、气象数据等。中国土壤数据库中的土壤肥力类数据包括：养分循环长期试验数据库、主要农田生态系统土壤养分现状数据库、主要农田生态系统土壤环境现状数据库、 第二次土壤普查农田肥力数据子库、第一次土壤普查农田肥力数据子库、土壤样品数据库。图5显示了农田土壤肥力类数据模型。一般地，农田土壤肥力类数据由下述关系表格组成，1）场地信息（采样地块地理位置、地形地貌、土壤类型名称、土地利用方式、采样地块耕作施肥背景信息）；2）方法信息（试验设计、采样分析方法、样品保存等）；3）施肥与作物信息（肥料施用水平和施用总量、作物产量和养分含量）；4）土壤分类信息（中国土壤发生分类与采样地块关系，中国土壤系统分类与采样地块的关系）；5）土壤养分数据（大量、中量、微量元素）；6）土壤物理性质（土壤颗粒组成和容重）；7）土壤化学性质（土壤交换性能和矿质全量）；8）土壤环境数据（重金属）。

主要农田生态系统土壤养分现状数据库、主要农田生态系统土壤环境现状数据库和土壤样品数据库来源于中国生态系统研究网络农田生态系统近年来部分监测数据， 第二次土壤普查农田肥力数据子库来自全国第二次土壤普查的耕层农化统计数据，均为结构化数据。

养分循环长期试验数据库和第一次土壤普查农田肥力数据子库来自科学试验和上世纪60年代的文献，其中有大量的非结构化的文件型数据。对养分循环长期试验类数据将分散的试验数据按专题归类，提取专题和地点作为元数据。用户在下载数据之前，先了解数据产生时间和地点，避免浪费时间和精力。由于第一次农业土壤普查的数据和土壤分类不规范，很难直接用于数据对比。按全国第二次土壤普查土壤发生分类对其进行参比，并提取分布地点，通过查询土壤分类和分布地点，获取第一次农业土壤普查的PDF描述文献和关键属性数据。

图6. 农田土壤养分现状查询

结构化数据查询见图6，先选择专题，再选择感兴趣的地点，查看采样地背景和田间管理信息，最后选择数据集合。非结构化数据查询见图7。

图5 农田土壤肥力类数据模型

图7. 长期试验数据的查询

三、数据服务方式

☐ 匿名用户：除重金属数据外，可在线查询中国土壤数据库中所有内容；

☐ 注册用户：经审核后查询非公开数据；

☐ 离线方式：用户完成元数据查询后，通过网站上的联系方式，填写数据使用许可协议和所需要的数据内容，然后离线获取批量数据。

四、需要说明的问题

1．中国土种数据库资料来源于全国第二次土壤普查按省汇总的资料，代表某一省份主要土种及其分布情况，现存的县市名中不能覆盖所有的地名。

2．其它数据子库的内容也是根据现有资料汇集的，很可能数据集的时间是不连续的，数据应用的覆盖面也有限，希望今后随着数据共享的开展，获取更多的数据资源。

3．如您需要数据子库的信息，请先与以下数据子库联系人联系，确认您感兴趣的数据可以获得后，再填写数据使用许可协议，获取数据。

欢迎提出意见和建议！

联系人：

土壤专题图数据库：于东升，dshyu@issas.ac.cn

土壤分类数据库：潘贤章、周睿，zhourui@issas.ac.cn

参比土壤剖面数据库：解宪丽 xlxie@issas.ac.cn

土壤标本数据库：解宪丽、陈东锋 xlxie@issas.ac.cn, dfchen@issas.ac.cn

中国土壤数据库（综合）：施建平 jpshi@issas.ac.cn

中国科学院南京土壤所

《中国土壤数据库的整合与建设》课题组

土壤是一个国家最重要的自然资源，它是农业发展的物质基础