空、天、地协同，为农场黑土地做“体检”

原标题：空、天、地协同，为农场黑土地做“体检”

　　对比之前的监测手段，此次实验结合了太空、天空和地面的数据，实验成果摸清测区黑土地土壤与耕地质量家底，诊断黑土地土壤与耕地质量及退化状况，为黑土地保护技术提供时空精准处方，助力保护黑土资源、促进农业现代化和可持续发展。

　　◎本报记者 杨 仑

　　5月上旬，东北广袤的黑土地上春潮涌动，千里沃野，农事正忙。

　　在黑龙江友谊农场，一场特殊的“体检”正在进行。之所以特殊，是因为“体检”的对象是一块900平方公里的黑土地。

　　保护好黑土地，是粮食生产中的关键一环。近日，依托于中国科学院“黑土粮仓”科技会战三江示范区项目，中国科学院东北地理与农业生态研究所（以下简称东北地理所）联合中国科学院空天信息创新研究院等16家单位，在友谊农场开展了为期10天的黑土地航空飞行综合观测实验，利用卫星、大飞机和地面采样相结合的办法，完成了这次特殊的“体检”。

　　给黑土地质量“把脉问诊”

　　东北黑土区是我国重要的粮食生产基地，粮食产量约占全国的四分之一，粮食商品率高，是保障粮食市场供应的重要来源，是保障国家粮食安全的压舱石。要保护黑土地，先要摸清我国黑土地质量本底与时空动态变化，系统诊断黑土地退化成因，才能为黑土地精准保护和可持续利用提供科学依据。

　　为了这次“体检”，科研人员们筹谋已久，设备也足够“豪华”。在太空中，仅卫星就组织了15颗，过境高达50次；在天空上，首次利用大飞机搭载多种高精尖设备进行多次亚米级/米级高光谱、热红外、激光雷达和合成孔径雷达观测。

　　而在地面上，由多个单位、近百人组成的大部队蓄势待发。科研人员们分成4个地物光谱采集组、5个地面采样组、9个无人机飞行组和3个三维激光扫描组，配置4台便携式光谱仪、5套地面采样设备、56套地面自动观测设备等百余套高精尖设备……

　　不仅装备豪华，时间节点的选择也非常讲究。

　　“东北黑土地耕作土壤春季有裸土窗口期。”东北地理所研究员刘焕军告诉记者。与之前地面采样相比，空天地立体化的检测方式，可以定量监测亚米级、米级土壤理化性质、耕地质量与退化类型、程度，为黑土地种肥水药智能管控精细处方图制作、水土流失防控与小流域综合治理提供科学数据与技术支撑。

　　为期10天的黑土地航空飞行综合观测实验，实现了土壤有机质、墒情、“破皮黄”、白浆化、土壤质地、侵蚀沟、鱼眼泡及耕地质量米级空间分辨率定量监测。

　　“对比之前的监测手段，此次实验结合了太空、天空和地面的数据，实验成果摸清测区黑土地土壤与耕地质量家底，诊断黑土地土壤与耕地质量及退化状况，为黑土地保护技术提供时空精准处方，助力保护黑土资源、促进农业现代化和可持续发展。”刘焕军说。

　　国产航空载荷“大显身手”

　　在本次黑土地的“体检”中，航空遥感系统作为承上启下的重要环节，承担了区域高分辨率多源遥感数据获取、天—地真实性传递验证等关键任务。

　　中国科学院空天院航空遥感中心主任潘洁研究员表示，中国科学院空天院航空遥感中心抽调了优势技术力量，发挥了国家大科学装置航空遥感系统多载荷协同观测的能力和优势，根据任务要求优选了多光谱光学相机、高光谱相机和多维度合成孔径雷达等一批先进的国产航空载荷，实现了对示范区全区域的多载荷综合协同观测。

　　“一架飞机同时装载了8套大型遥感设备，包含了多光谱、高光谱和P、L、S、C、X、Ka6个微波波段载荷，这些载荷可实现同步对地观测，同步获取多种类型、高现势性、综合客观的科学数据，这样类型的综合航空遥感试验在黑龙江，乃至中国黑土研究试验中尚属首次。”潘洁说。