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三位女科学家将论文写在祖国大地上

发稿时间：2020-04-20 10:10:00 来源： 中国妇女报

张维理（右）在甘肃进行农田土壤质量百分价评价槎型的实地校验。

徐爱国（右）在天津进行农田土壤质量百分价评价槎型的实地校验。

张认连在实验室里。受访者供图

　　万物土中生，土壤是农作物生长的“环境母体”，摸清我国各地土壤的“家底”，对高标准农田的建设、实施科学施肥和种植、甚至追溯和确保农产品安全具有重要意义。近日，由中国农科院农业资源与农业区划研究所牵头，联合国内12家科研院所，历时21年共同完成了覆盖我国全域的高精度数字土壤，这是我国迄今最完整和精细的土壤资源与质量科学记载。

　　“在这个项目研究中，三个主力都是女性，我们终于不辱使命，完成了一项对农业和对中国都有影响的工作。”接受记者采访时，该成果第一完成人、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所张维理研究员激动地说。

　　21年，足可占据一个人职业生涯的“半生”。这个项目自1999年开始，今年已经66岁的女科学家张维理也从中年干到了老年，项目的其他两位主力徐爱国、张认连也伴随着这项科研成果的“日渐丰满”，从当初的青年博士步入了中年女科学家行列。

　　在谈到一项科研工作能坚持21年已不常见时，张维理说，科学研究，特别是对社会和民生真正能发挥作用的科学研究，不仅需要理论上的突破，更需要有经验的科研人员在一线进行长期和大量试验和测试，农业科研人员的使命是通过自己的研究推动技术进步和社会进步，就这一点而言，这21年的付出非常有价值。

　　高精度数字土壤为未来中国农田耕地保护建立科学档案

　　那么，她们投入21年建成的“数字土壤”是干啥的？“数字土壤”是利用地理信息系统（GIS)、全球定位系统（GPS)、遥感技术 (RS)等现代信息技术方法，模拟、重现土壤类型、土壤养分等土壤性状的空间分布特征。

　　中国高精度数字土壤具有多要素（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，能以1公顷为单元提供各地多项土壤资源与质量理化性状，其中的土壤质量稳定性性状，如土体构造、质地、母质、成土条件、土壤类型等，时效性达上千年，可长久使用；而土壤有机质、酸碱度、氮、磷、钾等养分含量、耕层厚度等土壤质量快变化性状，为了解土壤与环境质量演变提供了依据。

　　“对不同地区和时期的调查资料进行时空整合，构建具有时空维度的土壤观测大数据，不仅能了解我们现在的土壤质量，还可以进行农田和环境质量的预报，能为多个行业服务，是国际的热点研究领域，但由于科学和技术层面难度较大，各国相关进展缓慢。”张维理介绍，项目组挑战国际难题，将数据科学、人工智能及人机交互设计融入土壤学研究领域，首次创建了覆盖我国全域的高精度数字土壤。

　　张维理告诉记者，我国人均耕地资源紧缺，为了掌握土壤质量状况，20世纪80年代以来，国家在不同时期进行过多次土壤调查，获得大量土壤科学数据。但是在80年代限于当时技术手段，每个县完成2~3份手绘图件。尽管数据具有长期有效性，但纸质图件保存期有限，中国高精度数字土壤这项成果对我国自20世纪80年代以来投入巨资完成的大比例尺土壤调查图件和资料进行抢救性收集和时空整合，数据库包含了40年的数据，不仅有80年代的数据，还有最近10余年全国性土壤调查获得的1000万个农田耕层土壤采样数据。“土壤基础数据就是为中国的农田建立档案，为耕地质量提供一套非常详尽的科学数据。因为土地是我们的饭碗，我们一定要知道这个碗是大碗还是小碗。”张维理言辞恳切。

　　这项工作采取边建设、边应用方式，从2003年开始向各个部门和行业进行数据分享，迄今为止，该项成果已为我国60余家专业科研机构用于进行耕地质量演变、环境容量测算、温室气体减排、医药、水利、林业、测绘等方面的科学研究，并为全国31个省、市、自治区的农业、环境、自然资源管理部门用于实施耕地保护与地力提升、面源污染防治、土地整治、测土配方施肥、基本农田建设等国家工程。

　　“随着这项研究带来的我国在土壤时空大数据方法和技术上的突破，未来会有更多、更好的土壤大数据技术和相关产品进入农业、环境多个行业与人们社会生活中。”张维理说。将高精度数字土壤加载到耕地机械、施肥机械和灌溉机械芯片中，可实现精确施肥、耕作与灌溉。利用土壤时空大数据，对重点农区和流域实现分区、分类、量化的管理，能在减少农用化学品投入量的同时，增加作物产量，提高农民收入和发展农业，在保证我国粮食安全、环境安全的同时，使我们餐桌上的食品更安全。

　　要对得起家庭，也要对社会做出贡献

　　在项目开展过程中，尽管使用了人工智能技术处理大数据，项目组的工作量还是相当繁巨。21年来，张维理、徐爱国、张认连几乎没休过一个完整的双休日。

　　“我们这个团队通力合作了20多年，也是因为大家想法一致，都觉得女同志要自信、自立、自强，从工作中获得开心。每个人不光要对得起家庭，也要对得起自己，对社会做出贡献。”回想大半辈子走过的路，张维理如是说。

　　张维理的父母在北京，能帮忙照看孩子。她很佩服徐爱国等研究所里的女科研人员，她们平时忙于工作，孩子也带得很好。

　　数据库的有些工作没法拿回家做，徐爱国找过亲戚和小时工帮忙照看接送孩子，自己和爱人谁有空兼顾一下。2001年，徐爱国在美国做访问学者时，看到了美国的一部分土壤数据，“当时觉得我们国家也应该有这么一套数据，而此生有机会做这件事已经很难得，肯定不会轻易放弃。相比之下，个人家庭的一点儿‘辛苦’不算什么。”

　　其实，张维理兼顾起家庭和工作，也并不像她说起来那么轻松。

　　早年在德国留学期间，张维理认识了同一学校读书的德国丈夫，这些年，丈夫每年一半时间在德国、一半时间在中国，他们的女儿则跟着妈妈在中国生活。研究所的领导和同事都清晰地记得，张维理女儿很小的时候，许多个夜里，都看到张维理将女儿放在自行车后车座上，从研究所载回家的情景。

　　谈及家庭教育，张维理表示，父母以身作则非常重要，家长对人生的看法、学习态度和工作态度影响了孩子的世界观和行为。

　　女儿18岁成人礼时，张维理给女儿写了一封信，“当时我说为什么妈妈老想让你吃苦，其实父母是希望子女幸福生活，但幸福的指标是你对自己是否满意？而你对自己满意很大程度上取决于你对社会做的贡献。没有付出辛苦，哪有成就可谈？犹如未经过严冬的冬小麦，由于缺少必要的低温发育阶段，到收获时不能抽穗结实，只能虚负此生，孩子小的时候一定要吃一点苦，长大以后才具备为社会、为自己的人生目标奋斗的基础。”当时女儿高兴地把妈妈的信拿给同学看，还告诉妈妈，小麦的例子让她印象深刻。

　　二十多年致力数据库建设，几乎没发论文

　　对比国内外情况，张维理说，中国女性的就业、给社会做贡献的比例要远高于欧美国家。当年张维理出国留学时，国外的生活水平远高于国内，很多人都留在国外不回来了，丈夫又在国外，她为何选择回国呢？徐爱国记得，多年前一次聊天时，张维理曾告诉她，国家能有这么一段高速发展的阶段，如果你身处其中，能够为国家的发展做些事情，即使只是添了一块砖、一片瓦，还是很有成就感的。这也成了三位女科学家的共识。

　　1988年，张认连报考了河北农业大学，她与徐爱国是该校的同班同学，后来又成了共事20多年的同事。“我是我们村改革开放后第一名女大学生，学农的，这对于村里后来的孩子报考大学影响很大。村支书说，1988年以后，村里考上大学、硕士、博士的人有100多个，学农的学生占了30%以上。”

　　1998年，张认连从河北一个县级农业局借调到中国农科院土壤肥料研究所（后土壤肥料研究所合并到资源区划研究所），首次接触土壤数据工作，2001年考上了中国农科院土壤肥料研究所研究生，2004年毕业后，正式成为中国农科院土壤肥料研究所职工。“我们联合十二家科研院所收集了全国2200多个县的土壤数据，还有100多个县完全缺资料。从2000年左右起，我们课题组聘用了很多刚毕业的女大学生来处理土壤数据。当时所有的纸质资料每一页都需要扫描，有些还需要手工录入。这些女孩子很能吃苦，也能坐得住，在这项工作中投入了大量精力。”张认连说。

　　“收集完全国的大部分数据以后，我感觉在精神上很富有。去年整个项目完成后，我就对别人说，虽然在科研体制考核时，我没有发表文章和专著，但是我有土壤大数据，我把全国第二次土壤普查现有数据都收集了，我觉得自己的成就感很大……”张认连哽咽着说。

　　张维理说，这些年，项目团队兢兢业业致力于土壤大数据库的建立，很少发“paper”，但团队成员历练了做应用技术的能力，自己作为资深研究员，也仅是发过几篇为政府决策提供建议性意见的中文“paper”，而这些建议性文章受到了各级领导的重视，一些建议直接影响了政府决策，让张维理感到比写“高点”的论文更有成就感。

　　资源区划所所长杨鹏对张维理团队的科研成果给予充分的肯定，他认为，当年张维理团队的女同志预见到这项成果将对我国多个行业、产业、现代农业发展、国家起到的重大支撑作用，能在这个研究项目上坚持这么多年非常不容易。“二十几年前，人们对数字化还没有什么概念，张维理就带领团队开展数字土壤的研究，到今天项目完成时，十九届四中全会专门把数据上升为新的生产要素，老一代科学家这种科研前瞻性非常难得。”

　　这些年，张维理、徐爱国、张认连在工作中边学边用上了程序“设计”、GIS(地理信息系统)等计算机专业技术，张维理指出，未来从事土壤科学研究的人员不仅要懂得土壤学的专业知识，还要懂得大数据处理和人工智能、人机交互设计方面的技术。“细心踏实、逻辑思维强的女同志很适合做这方面工作。”

责任编辑：左橙
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