Back to report · Publisher record

Batjes et al. (2020). Standardised soil profile data to support global mapping and modelling (WoSIS snapshot 2019)

Page 1

Figures and page graphics, page 1

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020
https://doi.org/10.5194/essd-12-299-2020
© Author(s) 2020. This work is distributed under
the Creative Commons Attribution 4.0 License.

Standardised soil profile data to support global

mapping and modelling (WoSIS snapshot 2019)

Niels H. Batjes, Eloi Ribeiro, and Ad van Oostrum

ISRIC – World Soil Information, Wageningen, 6708 PB, the Netherlands

Correspondence:

Niels H. Batjes (niels.batjes@isric.org)

Received: 6 September 2019 – Discussion started: 16 September 2019

Revised: 17 December 2019 – Accepted: 9 January 2020 – Published: 10 February 2020

Abstract.

The World Soil Information Service (WoSIS) provides quality-assessed and standardised soil profile

data to support digital soil mapping and environmental applications at broadscale levels. Since the release of the
first “WoSIS snapshot”, in July 2016, many new soil data were shared with us, registered in the ISRIC data repos-
itory and subsequently standardised in accordance with the licences specified by the data providers. Soil profile
data managed in WoSIS were contributed by a wide range of data providers; therefore, special attention was paid
to measures for soil data quality and the standardisation of soil property definitions, soil property values (and
units of measurement) and soil analytical method descriptions. We presently consider the following soil chemi-
cal properties: organic carbon, total carbon, total carbonate equivalent, total nitrogen, phosphorus (extractable P,
total P and P retention), soil pH, cation exchange capacity and electrical conductivity. We also consider the fol-
lowing physical properties: soil texture (sand, silt, and clay), bulk density, coarse fragments and water retention.
Both of these sets of properties are grouped according to analytical procedures that are operationally comparable.
Further, for each profile we provide the original soil classification (FAO, WRB, USDA), version and horizon des-
ignations, insofar as these have been specified in the source databases. Measures for geographical accuracy (i.e.
location) of the point data, as well as a first approximation for the uncertainty associated with the operationally
defined analytical methods, are presented for possible consideration in digital soil mapping and subsequent earth
system modelling. The latest (dynamic) set of quality-assessed and standardised data, called “wosis_latest”, is
freely accessible via an OGC-compliant WFS (web feature service). For consistent referencing, we also provide
time-specific static “snapshots”. The present snapshot (September 2019) is comprised of 196 498 geo-referenced
profiles originating from 173 countries. They represent over 832 000 soil layers (or horizons) and over 5.8 mil-
lion records. The actual number of observations for each property varies (greatly) between profiles and with
depth, generally depending on the objectives of the initial soil sampling programmes. In the coming years, we
aim to fill gradually gaps in the geographic distribution and soil property data themselves, this subject to the
sharing of a wider selection of soil profile data for so far under-represented areas and properties by our existing
and prospective partners. Part of this work is foreseen in conjunction within the Global Soil Information System
(GloSIS) being developed by the Global Soil Partnership (GSP). The “WoSIS snapshot – September 2019” is
archived and freely accessible at https://doi.org/10.17027/isric-wdcsoils.20190901 (Batjes et al., 2019).

Published by Copernicus Publications.

Page 2

Figures and page graphics, page 2

300

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

1

Introduction

According to a recent review, so far over 800 000 soil profiles
have been rescued and compiled into databases over the past
few decades (Arrouays et al., 2017). However, only a frac-
tion thereof is readily accessible (i.e. shared) in a consistent
format for the greater benefit of the international commu-
nity. This paper describes procedures for preserving, quality-
assessing, standardising and subsequently providing consis-
tent world soil data to the international community, as de-
veloped in the framework of the Data or WoSIS (World
Soil Information Service) project since the release of the
first snapshot in 2016 (Batjes et al., 2017); this collabora-
tive project draws on an increasingly large complement of
shared soil profile data. Ultimately, WoSIS aims to provide
consistent harmonised soil data, derived from a wide range
of legacy holdings as well as from more recently developed
soil datasets derived from proximal sensing (e.g. soil spec-
tral libraries; see Terhoeven-Urselmans et al., 2010; Viscarra
Rossel et al., 2016), in an interoperable mode and preferably
within the setting of a federated, global soil information sys-
tem (GLOSIS; see GSP-SDF, 2018).

We follow the definition of harmonisation used by the

Global Soil Partnership (GSP, Baritz et al., 2014). It encom-
passes “providing mechanisms for the collation, analysis and
exchange of consistent and comparable global soil data and
information”. The following domains need to be considered
according to GSP’s definition: (a) soil description, classifi-
cation, and mapping; (b) soil analyses; (c) exchange of digi-
tal soil data; and (d) interpretations. In view of the breadth
and magnitude of the task, as indicated earlier (Batjes et
al., 2017), we have restricted ourselves to the standardisa-
tion of soil property definitions, soil analytical method de-
scriptions and soil property values (i.e. measurement units).
We have expanded the number of soil properties considered
in the preceding snapshot, i.e. those listed in the Global-
SoilMap (2015) specifications, gradually working towards
the range of soil properties commonly considered in other
global soil data compilation programmes (Batjes, 2016; FAO
et al., 2012; van Engelen and Dijkshoorn, 2013).

Soil characterisation data, such as pH and bulk density, are

collated according to a wide range of analytical procedures.
Such data can be more appropriately used when the proce-
dures for their collection, analysis and reporting are well un-
derstood. As indicated by USDA Soil Survey Staff (2011),
results differ when different analytical methods are used,
even though these methods may carry the same name (e.g.
soil pH) or concept. This complicates, or sometimes pre-
cludes, comparison of one set of data with another if it is not
known how both sets were collected and analysed. Hence,
our use of “operational definitions” for soil properties that
are linked to specific methods. As an example, we may con-
sider the “pH of a soil”. This requires information on sample
pretreatment, soil

/

solution ratio and description of solution

(e.g. H

2

O, 1 M KCl, 0.02 M CaCl

2

, or 1 M NaF) to be fully

understood. The pH level measured in sodium fluoride (pH
NaF), for example, provides a measure for the phosphorus
(P) retention of a soil, whereas pH measured in water (pH
H

2

O) is an indicator for soil nutrient status. Consequently, in

WoSIS, soil properties are defined by the analytical methods
and the terminology used, based on common practice in soil
science.

This paper discusses methodological changes in the

WoSIS workflow since the release of the preceding snap-
shot (Batjes et al., 2017), describes the data screening pro-
cedure, provides a detailed overview of the database content,
explains how the new set of standardised data can be ac-
cessed and outlines future developments. The data model for
the underpinning PostgreSQL database itself is described in
a recently updated procedures manual (Ribeiro et al., 2018);
these largely technical aspects are considered beyond the
scope of this paper.

Quality-assessed data provided through WoSIS can be

(and have been) used for various purposes. For example, as
point data for making soil property maps at various spatial-
scale levels, using digital soil mapping techniques (Arrouays
et al., 2017; Guevara et al., 2018; Hengl et al., 2017a, b;
Moulatlet et al., 2017). Such property maps, for example,
can be used to study global effects of soil and climate on leaf
photosynthetic traits and rates (Maire et al., 2015), generate
maps of root zone plant-available water capacity (Leenaars
et al., 2018) in support of yield gap analyses (van Ittersum
et al., 2013), assess impacts of long-term human land use on
world soil carbon stocks (Sanderman et al., 2017), or the ef-
fects of tillage practices on soil gaseous emissions (Lutz et
al., 2019). In turn, this type of information can help to in-
form global conventions such as the UNCCD (United Na-
tions Convention to Combat Desertification) and UNFCCC
(United Nations Framework Convention on Climate Change)
so that policymakers and business leaders can make informed
decisions about environmental and societal well-being.

2

WoSIS workflow

The overall workflow for acquiring, ingesting and processing
data in WoSIS has been described in an earlier paper (Bat-
jes et al., 2017). To avoid repetition, we will only name the
main steps here (Fig. 1). These are, successively, (a) store
submitted datasets with their metadata (including the licence
defining access rights) in the ISRIC Data Repository; (b) im-
port all datasets “as is” into PostgreSQL; (c) ingest the data
into the WoSIS data model, including basic data quality as-
sessment and control; (d) standardise the descriptions for the
soil analytical methods and the units of measurement; and
(e) ultimately, upon final consistency checks, distribute the
quality-assessed and standardised data via WFS (web feature
service) and other formats (e.g. TSV for snapshots).

As indicated, datasets shared with our centre are first

stored in the ISRIC Data Repository, together with their

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Page 3

Figures and page graphics, page 3

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

301

Figure 1.

Schematic representation of the WoSIS workflow for safeguarding and processing disparate soils datasets.

metadata (currently representing some 452 000 profiles) and
the licence and data-sharing agreement in particular, in line
with the ISRIC Data Policy (ISRIC, 2016). For the WoSIS
standardisation workflow proper, we only consider those
datasets (or profiles) that have a “non-restrictive” Creative
Commons (CC) licence as well as a defined complement
of attributes (see Appendix A). Non-restrictive has been de-
fined here as at least a CC-BY (attribution) or CC-BY-NC
(attribution non-commercial) licence. Presently, this corre-
sponds with data for some 196 498 profiles (i.e. profiles that
have the right licence and data for at least one of the stan-
dard soil properties). Alternatively, some datasets may only
be used for digital soil mapping using SoilGrids™, corre-
sponding with an additional 42 000 profiles, corresponding
to some 18 % of the total amount of standardised profiles
(

∼

238 000). Although the latter profiles are quality-assessed

and standardised following the regular WoSIS workflow, they
are not distributed to the international community in accor-
dance with the underpinning licence agreements; as such,
their description is beyond the scope of the present paper.
Finally, several datasets have licences indicating that they
should only be safeguarded in the repository; inherently,
these are not being used for any data processing.

3

Data screening, quality control and
standardisation

3.1

Consistency checks

Soil profile data submitted for consideration in WoSIS were
collated according to various national or international stan-
dards and presented in various formats (from paper to dig-
ital). Further, they are of varying degrees of completeness,
as discussed below. Proper documentation of the provenance
and identification of each dataset and, ideally, each obser-
vation or measurement is necessary to allow for efficient
processing of the source data. The following need to be
specified: profiles and layers referenced by feature (

x

–

y

–

z

)

and time (

t

), attribute (class, site, layer field and layer lab),

method, and value, including units of expression.

To be considered in the actual WoSIS standardisation

workflow, each profile must meet several criteria (Table 1).
First, we assess if each profile is geo-referenced, has (con-
sistently) defined upper and lower depths for each layer (or
horizon), and has data for at least some soil properties (e.g.
sand, silt, clay and pH). Having a soil (taxonomic) classi-

Table 1.

Basic requirements for considering soil profiles in the

WoSIS standardisation workflow.

Case

(

x, y

)

Layer

Soil

Classification

Keep

depth

properties

a

1

+

+

+

+

Yes

2

+

+

+

−

Yes

3

+

−

−

+

Yes

a

4

−

+

+

+

Yes/no

b

5

−

+

+

−

Yes/no

b

6

+

+

−

−

No

7

+

−

+

−

No

c

a

Such profiles may be used to generate maps of soil taxonomic classes using

SoilGrids™ (Hengl et al., 2017b).

b

Such profiles (geo-referenced solely according

to their country of origin) may be useful for developing pedotransfer functions. Hence,
they are standardised, though they are not distributed with the snapshot, as they lack
(

x, y

) coordinates.

c

Lacking information on the depth of sampling (i.e. layer), the

different soil properties cannot be meaningfully grouped to develop pedotransfer
functions.

fication is considered desirable (case 1) but not mandatory
(case 2). Georeferenced profiles for which only the classifi-
cation is specified can still be useful for mapping of soil tax-
onomic classes (case 3). Alternatively, profiles without any
geo-reference may still prove useful to develop pedotrans-
fer functions (case 4 and 5); however, they cannot be served
through WFS (because there is no geometry,

x, y

). The re-

maining cases (6 and 7) are automatically excluded from the
WoSIS workflow. This first broad consistency check led to
the exclusion of over 50 000 profiles from the initial comple-
ment of soil profiles.

Consistency in layer depth (i.e. sequential increase in the

upper and lower depth reported for each layer down the pro-
file) is checked using automated procedures (see Sect. 3.2).
In accord with current internationally accepted conventions,
such depth increments are given as “measured from the sur-
face, including organic layers and mineral covers” (FAO,
2006; Schoeneberger et al., 2012). Prior to 1993, however,
the beginning (zero datum) of the profile was set at the top
of the mineral surface (the solum proper), except for “thick”
organic layers as defined for peat soils (FAO-ISRIC, 1986;
FAO, 1977). Organic horizons were recorded as above and
mineral horizons recorded as below, relative to the mineral
surface (Schoeneberger et al., 2012, pp. 2–6). Insofar as is
possible, such “surficial litter” layers are flagged in WoSIS
as an auxiliary variable (see Appendix B) so that they may

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

Page 4

Figures and page graphics, page 4

302

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

be filtered out during auxiliary computations of soil organic
carbon stocks, for example.

3.2

Flagging duplicate profiles

Several source materials, such as the harmonised WISE
soil profile database (Batjes, 2009), the Africa Soil Profile
Database (AfSP, Leenaars et al., 2014) and the dataset col-
lated by the International Soil Carbon Network (ISCN, Nave
et al., 2017) are compilations of shared soil profile data.
These three datasets, for example, contain varying amounts
of profiles derived from the National Cooperative Soil Sur-
vey database (USDA-NCSS, 2018), an important source of
freely shared, primary soil data. The original NCSS profile
identifiers, however, may not always have been preserved “as
is” in the various data compilations.

To avoid duplication in the WoSIS database, soil profiles

located within 100 m of each other are flagged as possible du-
plicates. Upon additional, semi-automated checks concern-
ing the first three layers (upper and lower depth), i.e. sand,
silt and clay content, the duplicates with the least compre-
hensive component of attribute data are flagged and excluded
from further processing. When still in doubt at this stage, ad-
ditional visual checks are made with respect to other com-
monly reported soil properties, such as pH

water

and organic

carbon content. This laborious, yet critical, screening process
(see Ribeiro et al., 2018) led to the exclusion of some 50 000
additional profiles from the initial complement of soil profile
data.

3.3

Ensuring naming consistency

The next key stage has been the standardisation of soil prop-
erty names to the WoSIS conventions, as well as the stan-
dardisation of the soil analytical methods descriptions them-
selves (see Appendix A). Quality checks consider the units
of measurement, plausible ranges for defined soil properties
(e.g. soil pH cannot exceed 14) using checks on minimum,
average and maximum values for each source dataset. Data
that do not fulfil the requirements are flagged and not consid-
ered further in the workflow, unless the observed “inconsis-
tencies” can easily be fixed (e.g. blatant typos in pH values).
The whole procedure, with flowcharts and option tables, is
documented in the WoSIS Procedures Manual (see Appen-
dices D, E and F in Ribeiro et al., 2018).

Presently, we standardise the following set of soil proper-

ties in WoSIS.

–

Chemical.

Organic carbon, total carbon (i.e. organic

plus inorganic carbon), total nitrogen, total carbonate
equivalent (inorganic carbon), soil pH, cation exchange
capacity, electrical conductivity and phosphorus (ex-
tractable P, total P and P retention).

–

Physical.

Soil texture (sand, silt and clay), coarse frag-

ments, bulk density and water retention.

It should be noted that all measurement values are reported
as recorded in the source data, subsequent to the above con-
sistency checks (and standardisation of the units of measure-
ment to the target units; see Appendix A). As such, we nei-
ther apply “gap-filling” procedures in WoSIS, e.g. when only
the sand and silt fractions are reported, nor do we apply pedo-
transfer functions to derive soil hydrological properties. This
next stage of data processing is seen as the responsibility of
the data users (modellers) themselves, as the required func-
tions or means of depth-aggregating the layer data will vary
with the projected use(s) of the standardised data (see Finke,
2006; Hendriks et al., 2016; Van Looy et al., 2017).

3.4

Providing measures for geographic and attribute
accuracy

It is well known that “soil observations used for calibration
and interpolation are themselves not error free” (Baroni et
al., 2017; Cressie and Kornak, 2003; Folberth et al., 2016;
Grimm and Behrens, 2010; Guevara et al., 2018; Hengl et
al., 2017b; Heuvelink, 2014; Heuvelink and Brown, 2006).
Hence, we provide measures for the geographic accuracy of
the point locations as well as the accuracy of the labora-
tory measurements for possible consideration in digital soil
mapping and subsequent earth system modelling (Dai et al.,
2019).

All profile coordinates in WoSIS are presented accord-

ing to the World Geodetic System (i.e. WGS84, EPSG code
4326). These coordinates were converted from a diverse
range of national projections. Further, the source referenc-
ing may have been in decimal degrees (DD) or expressed in
degrees, minutes, and seconds (DMS) for both latitude and
longitude. The (approximate) accuracy of georeferencing in
WoSIS is given in decimal degrees. If the source only pro-
vided degrees, minutes, and seconds (DMS) then the geo-
graphic accuracy is set at 0.01; if seconds (DM) are missing
it is set at 0.1; and if seconds and minutes (D) are missing it
is set at 1. For most profiles (86 %; see Table 2), the approx-
imate accuracy of the point locations, as inferred from the
original coordinates given in the source datasets, is less than
10 m (total

=

196 498 profiles; see Sect. 4). Typically, the

geo-referencing of soil profiles described and sampled before
the advent of GPS (Global Positioning Systems) in the 1970s
is less accurate; sometimes we just do not know the “true”
accuracy. Digital soil mappers should duly consider the in-
ferred geometric accuracy of the profile locations in their ap-
plications (Grimm and Behrens, 2010), since the soil obser-
vations and covariates may not actually correspond (Cressie
and Kornak, 2003) in both space and time (see Sect. 4, sec-
ond paragraph).

As indicated, soil data considered in WoSIS have been

analysed according to a wide range of analytical proce-
dures and in different laboratories. An indication of the mea-
surement uncertainty is thus desired; soil-laboratory-specific
Quality Management Systems (van Reeuwijk, 1998), as well

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Page 5

Figures and page graphics, page 5

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

303

Table 2.

Approximate accuracy of the profile locations.

Decimal

Decimal

Approximate

Number of

places

degrees

precision

profiles

n

%

7

0.0000001

1 cm

1345

0.7

6

0.000001

10 cm

84 945

43.2

5

0.00001

1 m

74 024

37.7

4

0.0001

10 m

9158

4.7

3

0.001

100 m

8108

4.1

2

0.01

1 km

10 915

5.6

1

0.1

10 km

6458

3.2

0

1

100 km

1545

0.8

as laboratory proficiency-testing (PT, Magnusson and Örne-
mark, 2014; Munzert et al., 2007; WEPAL, 2019), can pro-
vide this type of information. Yet, calculation of laboratory-
specific measurement uncertainty for a single method or
multiple analytical methods will require several measure-
ment rounds (years of observation) and solid statistical anal-
yses. Overall, such detailed information is not available for
the datasets submitted to the ISRIC data repository. There-
fore, out of necessity, we have distilled the desired infor-
mation from the PT literature (Kalra and Maynard, 1991;
Rayment and Lyons, 2011; Rossel and McBratney, 1998;
van Reeuwijk, 1983; WEPAL, 2019), in so far as technically
feasible. For example, accuracy for bulk density measure-
ments, both for the direct core and the clod method, has been
termed “low” (though not quantified) in a recent review (Al-
Shammary et al., 2018); using expert knowledge, we have
assumed this corresponds with an uncertainty (or variabil-
ity, expressed as coefficient of variation) of 35 %. Alterna-
tively, for organic carbon content the mean variability was
17 % (with a range of 12 % to 42 %) and for “CEC (cation
exchange capacity) buffered at pH 7” it was 18 % (range
13 % to 25 %) when multiple laboratories analyse a standard
set of reference materials using similar operational methods
(WEPAL, 2019). For soil pH measurements (log scale), we
have expressed the uncertainty in terms of “

±

pH units”.

Importantly, the figures for measurement accuracy pre-

sented in Appendix A represent first approximations. They
are based on the inter-laboratory comparison of well-
homogenised reference samples for a still relatively small
range of soil types. These indicative figures should be re-
fined once laboratory-specific and method-related accuracy
(i.e. systematic and random error) information is provided for
the shared soil data, e.g. by using the procedures described by
Eurachem (Magnusson and Örnemark, 2014). Alternatively,
this type of information may be refined in the context of inter-
national laboratory PT networks, such as GLOSOLAN and
WEPAL. Meanwhile, the present “first” estimates may al-
ready be considered to calculate the accuracy of digital soil
maps and of any interpretations derived from them (e.g. maps

of soil organic carbon stocks in support of the UNCCD Land
Degradation Neutrality, LDN, effort).

4

Spatial distribution of soil profiles and number of
observations

The present snapshot includes standardised data for
196 498 profiles (Fig. 2), about twice the amount represented
in the “July 2016” snapshot. These are represented by some
832 000 soil layers (or horizons). In total, this corresponds
with over 5.8 million records that include both numeric (e.g.
sand content, soil pH and cation exchange capacity) and class
(e.g. WRB soil classification and horizon designation) prop-
erties. The naming conventions and standard units of mea-
surement are provided in Appendix A, and the file structure
is provided in Appendix B.

Being a compilation of national soil data, the profiles were

sampled over a long period of time. The dates reported in the
snapshot will reflect the year the respective data were sam-
pled and analysed: 1397 (0.7 %) profiles were sampled be-
fore 1920, 218 (0.1 %) between 1921 and 1940, 7,657 (3.9 %)
between 1941 and 1960, 26,614 (13.5 %) between 1961 and
1980, 62 691 (31.9 %) between 1981 and 2000, and 31 084
(15.8 %) between 2001 and 2020, while the date of sampling
is unknown for 66 837 profiles (34.0 %). This information
should be taken into consideration when linking the point
data with environmental covariates, such as land use, in dig-
ital soil mapping.

The number of profiles per continent is highest for North

America (73 604 versus 63 066 in the “2016” snapshot), fol-
lowed by Oceania (42 918 versus 235), Europe (35 311 ver-
sus 1,908), Africa (27 688 versus 17 153), South America
(10 218 versus 8790), Asia (6704 versus 3089) and Antarc-
tica (9, no change). These profiles come from 173 coun-
tries; the average density of observations is 1.35 profiles per
1000 km

2

. The actual density of observations varies greatly,

both between countries (Appendix C) and within each coun-
try, with the largest densities of “shared” profiles reported for
Belgium (228 profiles per 1000 km

2

) and Switzerland (265

profiles per 1000 km

2

). There are still relatively few profiles

for Central Asia, Southeast Asia, Central and Eastern Eu-
rope, Russia, and the northern circumpolar region. The num-
ber of profiles by biome (R. J. Olson et al., 2001) or broad cli-
matic region (Sayre et al., 2014), as derived from GIS over-
lays, is provided in Appendix D for additional information.

There are more observations for the chemical data than the

physical data (see Appendix A) and the number of observa-
tions generally decreases with depth, largely depending on
the objectives of the original soil surveys. The interquartile
range for maximum depth of soil sampled in the field is 56–
152 cm, with a median of 110 cm (mean

=

117 cm). In this

respect, it should be noted that some specific purpose sur-
veys only considered the topsoil (e.g. soil fertility surveys),

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

Page 6

Figures and page graphics, page 6

304

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

Figure 2.

Location of soil profiles provided in the “September 2019” snapshot of WoSIS; see Appendix C for the number and density of

profiles by country.

while others systematically sampled soil layers up to depths
exceeding 20 m.

Present gaps in the geographic distribution (Appendices C

and D) and range of soil attribute data (Appendix A) will
gradually be filled in the coming years, though this largely
depends on the willingness or ability of data providers to
share (some of) their data for consideration in WoSIS. For the
northern boreal and Arctic region, for example, ISRIC will
regularly ingest new profile data collated by the International
Soil Carbon Network (ISCN, Malhotra et al., 2019). Alter-
natively, it should be reiterated that for some regions, such
as Europe (e.g. EU LUCAS topsoil database; see Tóth et al.,
2013) and the state of Victoria (Australia), there are holdings
in the ISRIC repository that may only be used and standard-
ised for SoilGrids™ applications due to licence restrictions.
Consequently, the corresponding profiles (

∼

42 000) are nei-

ther shown in Fig. 2 nor are considered in the descriptive
statistics in Appendix C.

5

Distributing the standardised data

Upon their standardisation, the data are distributed through
ISRIC’s SDI (Spatial Data Infrastructure). This web plat-
form is based on open-source technologies and open web-
services (WFS, WMS, WCS, CSW) following Open Geospa-
tial Consortium (OGC) standards and is aimed specifically
at handling soil data; our metadata are organised following
standards of the International Organization for Standardiza-
tion (ISO-28258, 2013) and are INSPIRE (2015) compli-
ant. The three main components of the SDI are PostgreSQL

+

PostGIS, GeoServer and GeoNetwork. Visualisation and

data download are done in GeoNetwork with resources from
GeoServer (https://data.isric.org, last access: 12 September

2019). The third component is the PostgreSQL database,
with the spatial extension PostGIS, in which WoSIS resides;
the database is connected to GeoServer to permit data down-
load from GeoNetwork. These processes are aimed at facil-
itating global data interoperability and citeability in com-
pliance with FAIR principles: the data should be “findable,
accessible, interoperable and reusable” (Wilkinson et al.,
2016). With partners, steps are being taken towards the de-
velopment of a federated and ultimately interoperable spa-
tial soil data infrastructure (GLOSIS) through which source
data are served and updated by the respective data providers
and made queryable according to a common SoilML stan-
dard (OGC, 2019).

The procedure for accessing the most current set of stan-

dardised soil profile data (“wosis_latest”), either from R or
QGIS using WFS, is explained in a detailed tutorial (Rossiter,
2019). This dataset is dynamic; hence, it will grow when new
point data are shared and processed, additional soil attributes
are considered in the WoSIS workflow, and/or when possi-
ble corrections are required. Potential errors may be reported
online via a “Google group” so that they may be addressed
in the dynamic version (register via: https://groups.google.
com/forum/#!forum/isric-world-soil-informationlast 
access:
15 January 2020).

For consistent citation purposes, we provide static snap-

shots of the standardised data, in a tab-separated values for-
mat, with unique DOI’s (digital object identifier); as indi-
cated, this paper describes the second WoSIS snapshot.

6

Discussion

The above procedures describe standardisation according
to operational definitions for soil properties. Importantly, it

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Page 7

Figures and page graphics, page 7

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

305

should be stressed here that the ultimate, desired full har-
monisation to an agreed reference method

y

, for example,

“pH H

2

O, 1

:

2

.

5 soil

/

water solution” for all “pH 1

:

x

H

2

O”

measurements, will first become feasible once the target
method (

y

) for each property has been defined and subse-

quently accepted by the international soil community. A next
step would be to collate and develop “comparative” datasets
for each soil property, i.e. sets with samples analysed accord-
ing to a given reference method (

Y

i

) and the correspond-

ing national methods (

X

j

) for pedotransfer function devel-

opment. In practice, however, such relationships will often
be soil type and region specific (see Appendix C in Glob-
alSoilMap, 2015). Alternatively, according to GLOSOLAN
(Suvannang et al., 2018, p. 10) “comparable and useful soil
information (at the global level) will only be attainable once
laboratories agree to follow common standards and norms”.
In such a collaborative process, it will be essential to con-
sider the end user’s requirements in terms of quality and ap-
plicability of the data for their specific purposes (i.e. fitness
for intended use). Over the years, many organisations have
individually developed and implemented analytical methods
and quality assurance systems that are well suited for their
countries (e.g. Soil Survey Staff, 2014a) or regions (Orgiazzi
et al., 2018) and thus, pragmatically, may not be inclined to
implement the anticipated GLOSOLAN standard analytical
methods.

7

Data availability

Snapshot

“WoSIS_2019_September”

is

archived

for

long-term storage at ISRIC – World Soil Information,
the World Data Centre for Soils (WDC-Soils) of the
ISC (International Council for Science, formerly ICSU)
World Data System (WDS). It is freely accessible at
https://doi.org/10.17027/isric-wdcsoils.20190901

(Batjes

et al., 2019). The zip file (154 Mb) includes a “readme
first” file that describes key aspects of the dataset (see
also Appendix B) with reference to the WoSIS Procedures
Manual (Ribeiro et al., 2018), and the data itself in TSV
format (1.8 Gb, decompressed) and GeoPackage format
(2.2 Gb decompressed).

8

Conclusions

The second WoSIS snapshot provides consistent, standard-
ised data for some 196 000 profiles worldwide. However,
as described, there are still important gaps in terms of ge-
ographic distribution as well as the range of soil taxonomic
units and/or properties represented. These issues will be ad-
dressed in future releases, depending largely on the success
of our targeted requests and searches for new data providers
and/or partners worldwide.

–

We will increasingly consider data derived by soil spec-
troscopy and emerging innovative methods. Further,
long-term time series at defined locations will be sought
to support space–time modelling of soil properties, such
as changes in soil carbon stocks or soil salinity.

–

We provide measures for geographic accuracy of the
point data, as well as a first approximation for the un-
certainty associated with the operationally defined an-
alytical methods. This information may be used to as-
sess uncertainty in digital soil mapping and earth sys-
tem modelling efforts that draw on the present set of
point data.

–

Capacity

building

and

cooperation

among

(in-

ter)national soil institutes will be necessary to create
and share ownership of the soil information newly
derived from the shared data and to strengthen the
necessary expertise and capacity to further develop
and test the world soil information service worldwide.
Such activities may be envisaged within the broader
framework of the Global Soil Partnership and emerging
GLOSIS system.

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

Page 8

Figures and page graphics, page 8

306

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

Appendix A

Table A1.

Coding conventions and soil property names and their description, units of measurement, inferred accuracy, and number of profiles

and layers provided in the “WoSIS September 2019” snapshot. Soil properties are listed in alphabetical order using the property code.

Code

Property

Units

Profiles

Layers

Description

Accuracy

(

±

%)

a

Layer data

BDFI33

Bulk density fine earth –
33 kPa

kg dm

−

3

14 924

78 215

Bulk density of the fine-earth
fraction

b

, equilibrated at 33 kPa

35

BDFIAD

Bulk density fine earth – air
dry

kg dm

−

3

1786

8471

Bulk density of the fine-earth
fraction, air dried

35

BDFIFM

Bulk density fine earth –
field moist

kg dm

−

3

5279

14 219

Bulk density of the fine-earth
fraction, field moist

35

BDFIOD

Bulk density fine earth –
oven dry

kg dm

−

3

25 124

122 693

Bulk density of the fine-earth
fraction, oven dry

35

BDWS33

Bulk density whole soil –
33 kPa

kg dm

−

3

26 268

154 901

Bulk density of the whole soil,
including coarse fragments, equi-
librated at 33 kPa

35

BDWSAD

Bulk density whole soil –
air dry

kg dm

−

3

0

0

Bulk density of the whole soil,
including coarse fragments, air
dried

35

BDWSFM

Bulk density whole soil –
field moist

kg dm

−

3

0

0

Bulk density of the whole soil,
including coarse fragments, field
moist

35

BDWSOD

Bulk density whole soil –
oven dry

kg dm

−

3

14 588

75 422

Bulk density of the whole soil,
including coarse fragments, oven
dry

35

CECPH7

Cation exchange capacity –
buffered at pH7

cmol(c) kg

−

1

54 278

295 688

Capacity

of

the

fine-earth

fraction to hold exchangeable
cations, estimated by buffering
the soil at “pH 7”

20

CECPH8

Cation exchange capacity –
buffered at pH8

cmol(c) kg

−

1

6422

23 691

Capacity

of

the

fine-earth

fraction to hold exchangeable
cations, estimated by buffering
the soil at “pH 8”

20

CFGR

Coarse fragments gravimet-
ric total

g per 100 g

39 527

203 083

Gravimetric content of coarse
fragments in the whole soil

20

CFVO

Coarse fragments volumet-
ric total

cm

3

per 100 cm

3

45 918

235 002

Volumetric content of coarse
fragments in the whole soil

30

CLAY

Clay total

g per 100 g

141 640

607 861

Gravimetric content of

< x

mm

soil material in the fine-earth
fraction (e.g.

x

=

0

.

002 mm, as

specified in the analytical method
description)

b

,

c

15

ECEC

Effective cation exchange
capacity

cmol(c) kg

−

1

31 708

132 922

Capacity of the fine-earth frac-
tion to hold exchangeable cations
at the pH of the soil (ECEC).
Conventionally

approximated

by summation of exchangeable
bases (Ca

2

+

, Mg

2

+

, K

+

and

Na

+

) plus 1 N KCl exchangeable

acidity (Al

3

+

and H

+

) in acidic

soils

25

ELCO20

Electrical conductivity –
ratio 1

:

2

dS m

−

1

8010

44 596

Ability of a 1

:

2 soil–water ex-

tract to conduct electrical current

10

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Page 9

Figures and page graphics, page 9

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

307

Table A1.

Continued.

Code

Property

Units

Profiles

Layers

Description

Accuracy

(

±

%)

a

ELCO25

Electrical conductivity –
ratio 1

:

2

.

5

dS m

−

1

3313

15 134

Ability of a 1

:

2

.

5 soil–water ex-

tract to conduct electrical current

10

ELCO50

Electrical conductivity –
ratio 1

:

5

dS m

−

1

23 093

90 944

Ability of a 1

:

5 soil–water ex-

tract to conduct electrical current

10

ELCOSP

Electrical conductivity –
saturated paste

dS m

−

1

19 434

73 517

Ability of a water-saturated soil
paste to conduct electrical current
(EC

e

)

10

NITKJD

Total nitrogen (N)

g kg

−

1

65 356

21 6362

The sum of total Kjeldahl nitro-
gen (ammonia, organic and
reduced nitrogen) and nitrate–
nitrite

10

ORGC

Organic carbon

g kg

−

1

110 856

471 301

Gravimetric content of organic
carbon in the fine-earth fraction

15

PHAQ

pH H

2

O

unitless

130 986

613 322

A measure of the acidity or alka-
linity in soils, defined as the neg-
ative logarithm (base 10) of the
activity of hydronium ions (H

+

)

in water

0.3

PHCA

pH CaCl

2

unitless

66 921

314 230

A measure of the acidity or alka-
linity in soils, defined as the neg-
ative logarithm (base 10) of the
activity of hydronium ions (H

+

)

in a CaCl

2

solution, as specified

in the analytical method descrip-
tions

0.3

PHKC

pH KCl

unitless

32 920

150 447

A measure of the acidity or alka-
linity in soils, defined as the neg-
ative logarithm (base 10) of the
activity of hydronium ions (H

+

)

in a KCl solution, as specified
in the analytical method descrip-
tions

0.3

PHNF

pH NaF

unitless

4978

25448

A measure of the acidity or alka-
linity in soils, defined as the neg-
ative logarithm (base 10) of the
activity of hydronium ions (H

+

)

in a NaF solution, as specified
in the analytical method descrip-
tions

0.3

PHPBYI

Phosphorus (P) – Bray-I

mg kg

−

1

10 735

40 486

Measured according to the Bray-
I method, a combination of HCl
and NH

4

F to remove easily acid

soluble P forms, largely Al and
Fe phosphates (for acid soils)

40

PHPMH3

Phosphorus (P) – Mehlich-
3

mg kg

−

1

1446

7242

Measured according to the
Mehlich-3 extractant, a combi-
nation of acids (acetic [HOAc]
and nitric [HNO

3

]), salts (am-

monium fluoride [NH

4

F] and

ammonium nitrate [NH

4

NO

3

]),

and the chelating agent ethylene-
diaminetetraacetic acid (EDTA);
considered suitable for removing
P and other elements in acid and
neutral soils

25

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

Page 10

Figures and page graphics, page 10

308

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

Table A1.

Continued.

Code

Property

Units

Profiles

Layers

Description

Accuracy

(

±

%)

a

PHPOLS

Phosphorus (P) – Olsen

mg kg

−

1

2162

8434

Measured according to the Olsen
P method: 0.5 M sodium bicar-
bonate (NaHCO

3

) solution at a

pH of 8.5 to extract P from
calcareous, alkaline and neutral
soils

25

PHPRTN

Phosphorus (P) – retention

mg kg

−

1

4636

23 917

Retention measured according to
the New Zealand method

20

PHPTOT

Phosphorus (P) – total

mg kg

−

1

4022

12 976

Determined with a very strong
acid (aqua regia and sulfuric acid
or nitric acid)

15

PHPWSL

Phosphorus (P) – water sol-
uble

mg kg

−

1

283

1242

Measured in 1

:

x

soil:water solu-

tion (mainly determines P in dis-
solved forms)

15

SAND

Sand total

g per 100 g

105 547

491 810

The

y

to

z

mm fraction of the

fine-earth fraction and

z

upper

limit, as specified in the analyt-
ical method description for the
sand fraction (e.g.

y

=

0

.

05 mm

to

z

=

2 mm)

c

15

SILT

Silt total

g per 100 g

133 938

575 913

x

to

y

mm fraction of the fine-

earth fraction and

x

upper limit,

as specified in the analytical
method description for the clay
fraction (e.g.

x

=

0

.

002 mm to

y

=

0

.

05 mm)

c

15

TCEQ

Calcium carbonate equiva-
lent total

g kg

−

1

51 991

222 242

The content of carbonate in a lim-
ing material or calcareous soil
calculated as if all of the car-
bonate is in the form of CaCO

3

(in the fine-earth fraction), also
known as inorganic carbon

10

TOTC

Total carbon (C)

g kg

−

1

32 662

109 953

Gravimetric content of organic
carbon and inorganic carbon in
the fine-earth fraction

10

WG0006

Water retention gravimetric
– 6 kPa

g per 100 g

863

4264

Soil moisture content by weight,
at tension 6 kPa (pF 1.8)

20

WG0010

Water retention gravimetric
– 10 kPa

g per 100 g

3357

14 739

Soil moisture content by weight,
at tension 10 kPa (pF 2.0)

20

WG0033

Water retention gravimetric
– 33 kPa

g per 100 g

21 116

96 354

Soil moisture content by weight,
at tension 33 kPa (pF 2.5)

20

WG0100

Water retention gravimetric
– 100 kPa

g per 100 g

696

3762

Soil moisture content by weight,
at tension 100 kPa (pF 3.0)

20

WG0200

Water retention gravimetric
– 200 kPa

g per 100 g

4418

28 239

Soil moisture content by weight,
at tension 200 kPa (pF 3.3)

20

WG0500

Water retention gravimetric
– 500 kPa

g per 100 g

344

1716

Soil moisture content by weight,
at tension 500 kPa (pF 3.7)

20

WG1500

Water retention gravimetric
– 1500 kPa

g per 100 g

34 365

187 176

Soil moisture content by weight,
at tension 1500 kPa (pF 4.2)

20

WV0006

Water retention volumetric
– 6 kPa

cm

3

per 100 cm

3

9

26

Soil moisture content by volume,
at tension 6 kPa (pF 1.8)

20

WV0010

Water retention volumetric
– 10 kPa

cm

3

per 100 cm

3

1469

5434

Soil moisture content by volume,
at tension 10 kPa (pF 2.0)

20

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Page 11

Figures and page graphics, page 11

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

309

Table A1.

Continued.

Code

Property

Units

Profiles

Layers

Description

Accuracy

(

±

%)

a

WV0033

Water retention volumetric
– 33 kPa

cm

3

per 100 cm

3

5987

17 801

Soil moisture content by volume,
at tension 33 kPa (pF 2.5)

20

WV0100

Water retention volumetric
– 100 kPa

cm

3

per 100 cm

3

747

2559

Soil moisture content by volume,
at tension 100 kPa (pF 3.0)

20

WV0200

Water retention volumetric
– 200 kPa

cm

3

per 100 cm

3

3

9

Soil moisture content by volume,
at tension 200 kPa (pF 3.3)

20

WV0500

Water retention volumetric
– 500 kPa

cm

3

per 100 cm

3

703

1763

Soil moisture content by volume,
at tension 500 kPa (pF 3.7)

20

WV1500

Water retention volumetric
– 1500 kPa

cm

3

per 100 cm

3

6149

17 542

Soil moisture content by volume,
at tension 1500 kPa (pF 4.2)

20

Site data

CSTX

Soil classification Soil tax-
onomy

classes

21 314

n/a

Classification of the soil profile,
according to the specified edition
(year) of USDA Soil Taxonomy,
up to subgroup level when avail-
able

–

CWRB

Soil classification WRB

classes

26 664

n/a

Classification of the soil profile,
according to the specified edition
(year) of the World Reference
Base for Soil Resources (WRB),
up to qualifier level when avail-
able

–

CFAO

Soil classification FAO

classes

23 890

n/a

Classification of the soil profile,
according to the specified edition
(year) of the FAO-Unesco Leg-
end, up to soil unit level when
available

–

DSDS

Depth of soil – sampled

cm

196 381

n/a

Maximum depth of soil described
and sampled (calculated)

–

HODS

Horizon designation

–

80 849

396 522

Horizon designation as provided
in the source database

d

a

Inferred accuracy (or uncertainty), rounded to the nearest 5 %, unless otherwise indicated (i.e. units for soil pH), as derived from the following sources: Al-Shammary et

al. (2018), Kalra and Maynard (1991), Rayment and Lyons (2011), Rossel and McBratney (1998), van Reeuwijk (1983), WEPAL (2019). These figures are first
approximations that will be fine-tuned once more specific results of laboratory proficiency tests, from national Soil Quality Management systems, become available.

b

Generally, the fine-earth fraction is defined as being

<

2

mm. Alternatively, an upper limit of 1 mm was used in the former Soviet Union and its satellite states (Katchynsky

scheme). This has been indicated in the file “wosis_201907_layers_chemical.tsv” and “wosis_201907_layer_physicals.tsv” for those soil properties where this differentiation
is important (see “sample pretreatment” in string “xxxx_method” in Appendix B).

c

Provided only when the sum of clay, silt and sand fraction is

≥

90

% and

≤

100

%.

d

Where available, the “cleaned” (original) layer and horizon designation is provided for general information; these codes have not been standardised as they vary widely

between different classification systems (Bridges, 1993; Gerasimova et al., 2013). When horizon designations are not provided in the source databases, we have flagged all
layers with an upper depth given as being negative (e.g.

−

10

to 0 cm under pre-1993 conventions; see text and the WoSIS Procedures Manual 2018; Ribeiro et al., 2018, p. 24,

footnote 9) in the source databases as likely being “litter” layers. n/a – not applicable

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

Page 12

Figures and page graphics, page 12

310

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

Appendix B: Structure of the “September 2019”
WoSIS snapshot

This Appendix describes the structure of the data files pre-
sented in the “September 2019” WoSIS snapshot:

–

wosis_201909_attributes.tsv

,

–

wosis_201909_profiles.tsv

,

–

wosis_201909_layers_chemical.tsv,

–

wosis_201909_layer_physicals.tsv

.

wosis_201909_attributes.tsv

. This file lists the four to six let-

ter codes for each attribute, whether the attribute is a site or
horizon property, the unit of measurement, the number of
profiles and layers represented in the snapshot, and a brief
description of each attribute, as well as the inferred uncer-
tainty for each property (Appendix A).

wosis_201909_profiles.tsv

. This file contains the unique

profile ID (i.e. primary key), the source of the data, country
ISO code and name, accuracy of geographical coordinates,
latitude and longitude (WGS 1984), point geometry of the
location of the profile, and the maximum depth of soil de-
scribed and sampled, as well as information on the soil classi-
fication system and edition (Table B1). Depending on the soil
classification system used, the number of fields will vary. For
example, for the World Soil Reference Base (WRB) system
these are as follows: publication_year (i.e. version), refer-
ence_soil_group_code, reference_soil_group_name, and the
name(s) of the prefix (primary) qualifier(s) and suffix (sup-
plementary) qualifier(s). The terms principal qualifier and
supplementary qualifier are currently used (IUSS Working
Group WRB, 2015); earlier WRB versions used prefix and
suffix for this (e.g. IUSS Working Group WRB, 2006). Al-
ternatively, for USDA Soil Taxonomy, the version (year),
order, suborder, great group and subgroup can be accom-
modated (Soil Survey Staff, 2014b). Inherently, the number
of records filled will vary between (and within) the various
source databases.

wosis_201909_layer_chemical.tsv

and

wosis_201909_layer_physical.tsv.

Data for the various

layers (or horizons) are presented in two separate files in
view of their size (i.e. one for the chemical and one for the
physical soil properties). The file structure is described in
Table B1.

Format.

All fields in the above files are delimited by tab,

with double quotation marks as text delimiters. File coding
is according to the UTF-8 unicode transformation format.

Using the data.

The above TSV files can easily be im-

ported into an SQL database or statistical software such as R,
after which they may be joined using the unique profile_id.
Guidelines for handling and querying the data are provided in
the WoSIS Procedures Manual (Ribeiro et al., 2018, pp. 45–
48); see also the detailed tutorial by Rossiter (2019).

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Page 13

Figures and page graphics, page 13

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

311

Table

B1.

List

of

properties

described

in

file

wosis_201909_profiles.tsv

,

wosis_201909_layers_chemical.tsv

and

wosis_201909_layer_physicals.tsv

.

File name/Property

Description

wosis_201909_profiles.tsv

This file specifies the main characteristics of a soil profile

profile_id

Primary key

dataset_id

Identifier for source dataset

country_id

ISO code for country name

country_name

Country name (in English)

geom_accuracy

Accuracy of the geographical coordinates in degrees, e.g if degrees, minutes and seconds
are provided in the source then geom_accuracy is set at 0.01, if seconds are missing it is set
at 0.1, and if seconds and minutes are missing it is set at 1

latitude

Latitude in degrees (WGS84)

longitude

Longitude in degrees (WGS84)

dsds

Maximum depth of soil described and sampled (calculated)

cfao_version

Version of FAO legend (e.g. 1974 or 1988)

cfao_major_group_code

Code for major group (in given version of the legend)

cfao_major_group

Name of major group

cfao_soil_unit_code

Code for soil unit

cfao_soil_unit

Name of soil unit

cwrb_version

Version of World Reference Base for Soil Resources

cwrb_reference_soil_group_code

Code for WRB group (in given version of WRB)

cwrb_reference_soil_group

Full name for reference soil group

cwrb_prefix_qualifier

Name for prefix (e.g. for WRB1988) or principal qualifier (e.g. for WRB2015)

cwrb_suffix_qualifier

Name for suffix (e.g. for WRB1988) or supplementary qualifier (e.g. for WRB2015)

cstx_version

Version of USDA Soil Taxonomy (UST)

cstx_order_name

Name of UST order

cstx_suborder

Name of UST suborder

cstx_great_group

Name of UST great group

cstx_subgroup

Name of UST subgroup

wosis_201909_layer_chemical.tsv and
wosis_ 201909_layer_physical.tsv

The layer (horizon) data are presented in two separate files in view of their size, one for the
chemical and one for the physical soil properties. Both files have the same structure.

profile_id

Identifier for profile, foreign key to ‘wosis_ 201909_ profiles’

profile_layer_id

Unique identifier for layer for given profile (primary key)

upper_depth

Upper depth of layer (or horizon; cm)

lower_depth

Lower depth of layer (cm)

layer_name

Name of the horizon, as provided in the source data

litter

Flag (Boolean) indicating whether this is considered a surficial litter layer

xxxx_value

∗

Array listing all measurement values for soil property “xxxx” (e.g. BDFI33 or PHAQ) for
the given layer. In some cases, more than one observation is reported for a given horizon
(layer) in the source, for example, four values for TOTC:

{

1

:

5

.

4

,

2

:

8

.

2

,

3

:

6

.

3

,

4

:

7

.

7

}

xxxx _value_avg

Average, for above (it is recommended to use this value for “routine” modelling)

xxxx_method

Array listing the method descriptions for each value. The nature of this array varies with
the soil property under consideration, as described in the option tables for each analytical
method. For example, in the case of electrical conductivity (ELCO), the method is described
using sample pretreatment (e.g. sieved over 2 mm size, solution (e.g. water), ratio (e.g.,
1

:

5), and ratio base (e.g. weight/volume). Details for each method are provided in the

WoSIS Procedures Manual (Appendices D, E, and F in Ribeiro et al., 2018).

xxxx_date

Array listing the date of observation for each value

xxxx_dataset_id

Abbreviation for source data set (e.g. WD-ISCN)

xxxx_profile_code

Code for given profile in the source dataset

xxxx_license

Licence for given data, as indicated by the data provider (e.g. CC-BY).

(. . . )

The above “xxxx” fields are repeated for each soil property considered in Table A1.

∗

Name of attribute (“xxxx”) as defined under “code” in file

wosis_201909_attributes.tsv

.

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

Page 14

Figures and page graphics, page 14

312

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

Appendix C

Table C1.

Number of profiles by country and continent.

Continent

Country name

ISO

No. of

Area

Profile density

code

profiles

(km

2

)

(per 1000 km

2

)

Africa

Algeria

DZ

10

2 308 647

0.004

Angola

AO

1169

1 246 690

0.938

Benin

BJ

744

115 247

6.456

Botswana

BW

994

578 247

1.719

Burkina Faso

BF

2023

273 281

7.403

Burundi

BI

1063

26 857

39.58

Cameroon

CM

1306

465 363

2.806

Central African Republic

CF

88

619 591

0.142

Chad

TD

7

1 265 392

0.006

Côte d’Ivoire

CI

255

321 762

0.793

Democratic Republic of the Congo

CD

380

2 329 162

0.163

Egypt

EG

26

982 161

0.026

Ethiopia

ET

1712

1 129 314

1.516

Gabon

GA

47

264 022

0.178

Ghana

GH

432

238 842

1.809

Guinea

GN

128

243 023

0.527

Guinea-Bissau

GW

18

30 740

0.586

Kenya

KE

1601

582 342

2.749

Lesotho

LS

33

30 453

1.084

Liberia

LR

50

96 103

0.52

Libya

LY

14

1 620 583

0.009

Madagascar

MG

131

588 834

0.222

Malawi

MW

3049

118 715

25.683

Mali

ML

884

1 251 471

0.706

Mauritania

MR

13

1 038 527

0.013

Morocco

MA

113

414 030

0.273

Mozambique

MZ

566

787 305

0.719

Namibia

NA

1462

823 989

1.774

Niger

NE

520

1 182 602

0.44

Nigeria

NG

1402

908 978

1.542

Republic of the Congo

CG

71

340 599

0.208

Rwanda

RW

2007

25 388

79.052

Senegal

SN

312

196 200

1.59

Sierra Leone

SL

12

72 281

0.166

Somalia

SO

245

632 562

0.387

South Africa

ZA

874

1 220 127

0.716

South Sudan

SS

82

629 821

0.13

Sudan

SD

130

1 843 196

0.071

Swaziland

SZ

14

17 290

0.81

Togo

TG

9

56 767

0.159

Tunisia

TN

60

155 148

0.387

Uganda

UG

683

241 495

2.828

Tanzania

TZ

1915

939 588

2.038

Zambia

ZM

601

751 063

0.8

Zimbabwe

ZW

413

390 648

1.057

Antarctica

Antarctica

AQ

9

12 537 967

0.001

Asia

Afghanistan

AF

19

641 827

0.03

Armenia

AM

7

29 624

0.236

Arunachal Pradesh

∗

2

67 965

0.029

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Page 15

Figures and page graphics, page 15

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

313

Table C1.

Continued.

Continent

Country name

ISO

No. of

Area

Profile density

code

profiles

(km

2

)

(per 1000 km

2

)

Azerbaijan

AZ

24

164 780

0.146

Bahrain

BH

2

673

2.97

Bangladesh

BD

207

139 825

1.48

Bhutan

BT

85

37 674

2.256

Cambodia

KH

409

181 424

2.254

China

CN

1648

9 345 214

0.176

Cyprus

CY

12

9249

1.297

Georgia

GE

17

69 785

0.244

Hong Kong

HK

2

1081

1.851

India

IN

199

2 961 118

0.067

Indonesia

ID

180

1 888 620

0.095

Iran

IR

2010

1 677 319

1.198

Iraq

IQ

14

435 864

0.032

Israel

IL

17

20 720

0.82

Jammu and Kashmir

∗

4

186 035

0.022

Japan

JP

198

373 651

0.53

Jordan

JO

47

89 063

0.528

Kazakhstan

KZ

12

2 841 103

0.004

Kuwait

KW

1

17 392

0.057

Kyrgyzstan

KG

1

199 188

0.005

Lao

LA

20

230 380

0.087

Lebanon

LB

10

10 136

0.987

Malaysia

MY

157

329 775

0.476

Mongolia

MN

9

1 564 529

0.006

Nepal

NP

142

147 437

0.963

Oman

OM

9

308 335

0.029

Pakistan

PK

45

788 439

0.057

Philippines

PH

81

296 031

0.274

South Korea

KR

23

99 124

0.232

Saudi Arabia

SA

7

1 925 621

0.004

Singapore

SG

1

594

1.683

Sri Lanka

LK

72

66 173

1.088

State of Palestine

PS

∗

18

6225

2.892

Syria

SY

68

188 128

0.361

Taiwan

TW

35

36 127

0.969

Tajikistan

TJ

5

142 004

0.035

Thailand

TH

482

515 417

0.935

Turkey

TR

69

781 229

0.088

United Arab Emirates

AE

12

71 079

0.169

Uzbekistan

UZ

9

449 620

0.02

Viet Nam

VN

29

327 575

0.089

Yemen

YE

284

453 596

0.626

Europe

Albania

AL

97

28 682

3.382

Austria

AT

128

83 964

1.524

Belarus

BY

92

207 581

0.443

Belgium

BE

7009

30 669

228.536

Bosnia and Herzegovina

BA

32

51 145

0.626

Bulgaria

BG

136

111 300

1.222

Croatia

HR

78

56 589

1.378

Czech Republic

CZ

664

78 845

8.422

Denmark

DK

74

44 458

1.664

Estonia

EE

242

45 441

5.326

Finland

FI

444

336 892

1.318

France

FR

1037

548 785

1.89

Germany

DE

4345

357 227

12.163

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

Page 16

Figures and page graphics, page 16

314

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

Table C1.

Continued.

Continent

Country name

ISO

No. of

Area

Profile density

code

profiles

(km

2

)

(per 1000 km

2

)

Greece

GR

370

132 549

2.791

Hungary

HU

1420

93 119

15.249

Iceland

IS

11

102 566

0.107

Ireland

IE

125

69 809

1.791

Italy

IT

575

301 651

1.906

Latvia

LV

102

64 563

1.58

Lithuania

LT

127

64 943

1.956

Luxembourg

LU

141

2621

53.802

Montenegro

ME

12

13 776

0.871

Netherlands

NL

320

35 203

9.09

North Macedonia

MK

20

25 424

0.787

Norway

NO

507

324 257

1.564

Poland

PL

618

311 961

1.981

Portugal

PT

460

91 876

5.007

Moldova

MD

35

33 798

1.036

Romania

RO

104

238 118

0.437

Russian Federation

RU

1410

16 998 830

0.083

Serbia

RS

69

88 478

0.78

Slovakia

SK

161

49 072

3.281

Slovenia

SI

67

20 320

3.297

Spain

ES

905

505 752

1.789

Svalbard and Jan Mayen Islands

SJ

4

63 464

0.063

Sweden

SE

583

449 212

1.298

Switzerland

CH

10 943

41 257

265.238

Ukraine

UA

409

600 526

0.681

United Kingdom

GB

1435

244 308

5.874

North America

Barbados

BB

3

433

6.928

Belize

BZ

29

21 764

1.332

Canada

CA

8516

9 875 646

0.862

Costa Rica

CR

560

51 042

10.971

Cuba

CU

53

110 863

0.478

Dominican Republic

DO

10

48 099

0.208

El Salvador

SV

38

20 732

1.833

Greenland

GL

6

2 165 159

0.003

Guadeloupe

GP

5

1697

2.947

Guatemala

GT

27

109 062

0.248

Honduras

HN

38

112 124

0.339

Jamaica

JM

76

10 965

6.931

Mexico

MX

7554

1 949 527

3.875

Netherlands Antilles

AN

4

790

5.066

Nicaragua

NI

26

128 376

0.203

Panama

PA

51

74 850

0.681

Puerto Rico

PR

280

8937

31.329

Trinidad and Tobago

TT

2

5144

0.389

United States of America

US

56 277

9 315 946

6.041

United States Virgin Islands

VI

49

352

139.069

Oceania

Australia

AU

42 758

7 687 634

5.562

Cook Islands

CK

1

241

4.142

Fiji

FJ

9

18 293

0.492

Guam

GU

15

544

27.579

Micronesia (Federated States of)

FM

78

740

105.397

New Caledonia

NC

2

18 574

0.108

New Zealand

NZ

53

270 415

0.196

Palau

PW

18

451

39.924

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Page 17

Figures and page graphics, page 17

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

315

Table C1.

Continued.

Continent

Country name

ISO

No. of

Area

Profile density

code

profiles

(km

2

)

(per 1000 km

2

)

Papua New Guinea

PG

31

462 230

0.067

Samoa

WS

17

2835

5.996

Solomon Islands

SB

1

28 264

0.035

Vanuatu

VU

1

12 236

0.082

South America

Argentina

AR

244

2 780 175

0.088

Bolivia

BO

86

1 084 491

0.079

Brazil

BR

8883

8 485 946

1.047

Chile

CL

72

753 355

0.096

Colombia

CO

237

1 137 939

0.208

Ecuador

EC

94

256 249

0.367

French Guiana

GF

30

83 295

0.36

Guyana

GY

43

211 722

0.203

Paraguay

PY

1

399 349

0.003

Peru

PE

159

1 290 640

0.123

Suriname

SR

31

145 100

0.214

Uruguay

UY

132

177 811

0.742

Venezuela

VE

206

912 025

0.226

∗

Disputed territories. Country names and areas are based on the Global Administrative Layers (GAUL) database; see

http://www.fao.org/geonetwork/srv/en/metadata.show?id=12691 (last access: 8 January 2020).

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

Page 18

Figures and page graphics, page 18

316

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

Appendix D: Distribution of soil profiles by
eco-region and by biome

Table D1.

Number of soil profiles by broad rainfall and temperature

zone

∗

.

Bioclimate

Profiles

n

%

Arctic

2

0.00

Very cold:

– Dry

6

0.00

– Semi-dry

139

0.07

– Moist

366

0.19

– Wet

1839

0.94

– Very wet

949

0.48

Cold:

– Dry

9

0.00

– Semi-dry

537

0.27

– Moist

2048

1.04

– Wet

10 921

5.56

– Very wet

5871

2.99

Cool:

– Very dry

9

0.00

– Dry

217

0.11

– Semi-dry

7098

3.61

– Moist

4308

2.19

– Wet

32 927

16.76

– Very wet

6186

3.15

Warm:

– Very dry

25

0.01

– Dry

1007

0.51

– Semi-dry

14 778

7.52

– Moist

6860

3.49

– Wet

28 595

14.55

– Very wet

853

0.43

Hot:

– Very dry

40

0.02

– Dry

2047

1.04

– Semi-dry

14 774

7.52

– Moist

5783

2.94

– Wet

18 646

9.49

– Very wet

2411

1.23

Very hot:

– Very dry

20

0.01

– Dry

566

0.29

– Semi-dry

7727

3.93

– Moist

4935

2.51

– Wet

8895

4.53

– Very wet

3199

1.63

No data

1905

0.97

∗

Bioclimatic (rainfall and temperature)

zones as defined by Sayre et al. (2014).

Table D2.

Number of soil profiles by biome

∗

.

Biome

Soil profiles

n

%

Boreal forests/taiga

6129

3.1

Deserts and xeric shrublands

10 212

5.2

Flooded grasslands and savannas

779

0.4

Mangroves

682

0.3

Mediterranean forests, woodlands and scrub

16 759

8.5

Montane grasslands and shrublands

1402

0.7

Temperate broadleaf and mixed forests

63 912

32.5

Temperate conifer forests

12 153

6.2

Temperate grasslands, savannas and shrublands

25 357

12.9

Tropical and subtropical coniferous forests

1354

0.7

Tropical and subtropical dry broadleaf forests

3808

1.9

Tropical and subtropical grasslands, savannas and shrublands

34 779

17.7

Tropical and subtropical moist broadleaf forests

16 492

8.4

Tundra

1977

1.0

No data

703

0.4

∗

Biomes defined according to “Terrestrial Ecoregions of the World” (TEOW)

(D. M. Olson et al., 2001).

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Page 19

Figures and page graphics, page 19

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

317

Author contributions.

NB led the DATA (WoSIS) project and

wrote the body of the paper. ER provided special expertise on
database management and AO on soil analytical methods. All co-
authors contributed to the writing and revision of this paper.

Competing interests.

The authors declare that they have no con-

flict of interest.

Acknowledgements.

The development of WoSIS has been made

possible thanks to the contributions and shared knowledge of a
steadily growing number of data providers, including soil survey
organisations, research institutes and individual experts, for which
we are grateful; for an overview, please see https://www.isric.org/
explore/wosis/wosis-contributing-institutions-and-experts 
(last ac-
cess: 8 January 2020). We thank our colleagues Laura Poggio, Luis
de Sousa and Bas Kempen for their constructive comments on a
“pre-release” of the snapshot data. Further, the manuscript benefit-
ted from the constructive comments provided by the two reviewers.

Financial support.

ISRIC – World Soil Information, legally reg-

istered as the International Soil Reference and Information Centre,
receives core funding from the Dutch Government.

Review statement.

This paper was edited by David Carlson and

reviewed by Alessandro Samuel-Rosa and one anonymous referee.

References

Al-Shammary, A. A. G., Kouzani, A. Z., Kaynak, A., Khoo,

S. Y., Norton, M., and Gates, W.: Soil Bulk Density Es-
timation Methods: A Review, Pedosphere, 28, 581–596,
https://doi.org/10.1016/S1002-0160(18)60034-7, 2018.

Arrouays, D., Leenaars, J. G. B., Richer-de-Forges, A. C., Ad-

hikari, K., Ballabio, C., Greve, M., Grundy, M., Guerrero, E.,
Hempel, J., Hengl, T., Heuvelink, G., Batjes, N., Carvalho, E.,
Hartemink, A., Hewitt, A., Hong, S.-Y., Krasilnikov, P., La-
gacherie, P., Lelyk, G., Libohova, Z., Lilly, A., McBratney, A.,
McKenzie, N., Vasquez, G. M., Mulder, V. L., Minasny, B., Mon-
tanarella, L., Odeh, I., Padarian, J., Poggio, L., Roudier, P., Saby,
N., Savin, I., Searle, R., Solbovoy, V., Thompson, J., Smith, S.,
Sulaeman, Y., Vintila, R., Rossel, R. V., Wilson, P., Zhang, G.-L.,
Swerts, M., Oorts, K., Karklins, A., Feng, L., Ibelles Navarro,
A. R., Levin, A., Laktionova, T., Dell’Acqua, M., Suvannang,
N., Ruam, W., Prasad, J., Patil, N., Husnjak, S., Pásztor, L.,
Okx, J., Hallet, S., Keay, C., Farewell, T., Lilja, H., Juilleret,
J., Marx, S., Takata, Y., Kazuyuki, Y., Mansuy, N., Panagos,
P., Van Liedekerke, M., Skalsky, R., Sobocka, J., Kobza, J.,
Eftekhari, K., Alavipanah, S. K., Moussadek, R., Badraoui, M.,
Da Silva, M., Paterson, G., Gonçalves, M. d. C., Theocharopou-
los, S., Yemefack, M., Tedou, S., Vrscaj, B., Grob, U., Kozák,
J., Boruvka, L., Dobos, E., Taboada, M., Moretti, L., and Ro-
driguez, D.: Soil legacy data rescue via GlobalSoilMap and
other international and national initiatives, GeoResJ, 14, 1–19,
https://doi.org/10.1016/j.grj.2017.06.001, 2017.

Baroni, G., Zink, M., Kumar, R., Samaniego, L., and Attinger, S.:

Effects of uncertainty in soil properties on simulated hydrologi-
cal states and fluxes at different spatio-temporal scales, Hydrol.
Earth Syst. Sci., 21, 2301–2320, https://doi.org/10.5194/hess-21-
2301-2017, 
2017.

Baritz, R., Erdogan, H., Fujii, K., Takata, Y., Nocita, M., Bussian,

B., Batjes, N. H., Hempel, J., Wilson, P., and Vargas, R.: Harmo-
nization of methods, measurements and indicators for the sus-
tainable management and protection of soil resources (Providing
mechanisms for the collation, analysis and exchange of consis-
tent and comparable global soil data and information), Global
Soil Partnership, FAO, 44 pp., 2014.

Batjes, N. H.: Harmonized soil profile data for applications at

global and continental scales: updates to the WISE database,
Soil Use Manage., 25, 124–127 https://doi.org/10.1111/j.1475-
2743.2009.00202.x, 
(supplemental information: https://www.
isric.org/sites/default/files/isric_report_2008_02.pdf, 
last access:
8 January 2020), 2009.

Batjes,

N.

H.:

Harmonised

soil

property

values

for

broad-scale

modelling

(WISE30sec)

with

estimates

of

global

soil

carbon

stocks,

Geoderma,

269,

61–68,

https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2016.01.034, 2016.

Batjes, N. H., Ribeiro, E., van Oostrum, A., Leenaars, J., Hengl,

T., and Mendes de Jesus, J.: WoSIS: providing standardised
soil profile data for the world, Earth Syst. Sci. Data, 9, 1–14,
https://doi.org/10.5194/essd-9-1-2017, 2017.

Batjes, N. H., Ribeiro, E., and van Oostrum, A. J. M.: Standard-

ised soil profile data for the world (WoSIS snapshot – Septem-
ber 2019), ISRIC WDC-Soils, https://doi.org/10.17027/isric-
wdcsoils.20190901, 
2019.

Bridges, E. M.: Soil horizon designations: past use and future

prospects, Catena, 20, 363–373, https://doi.org/10.1016/S0341-
8162(05)80002-5, 
1993.

Cressie, N. and Kornak, J.: Spatial Statistics in the Pres-

ence of Location Error with an Application to Remote
Sensing

of

the

Environment,

Stat.

Sci.,

18,

436–456,

https://projecteuclid.org:443/euclid.ss/1081443228, 2003.

Dai, Y., Shangguan, W., Wei, N., Xin, Q., Yuan, H., Zhang, S.,

Liu, S., Lu, X., Wang, D., and Yan, F.: A review of the global
soil property maps for Earth system models, SOIL, 5, 137–158,
https://doi.org/10.5194/soil-5-137-2019, 2019.

FAO: Guidelines for the description of soils, FAO, Rome, 1977.
FAO: Guidelines for soil description (4th Edn.), FAO, Rome, 97 pp.,

2006.

FAO, IIASA, ISRIC, ISSCAS, and JRC: Harmonized World Soil

Database (version 1.2), prepared by: Nachtergaele, F. O., van
Velthuizen, H., Verelst, L., Wiberg, D., Batjes, N. H., Dijkshoorn,
J. A., van Engelen, V. W. P., Fischer, G., Jones, A., Montanarella,
L., Petri, M., Prieler, S., Teixeira, E., and Shi, X., Food and Agri-
culture Organization of the United Nations (FAO), International
Institute for Applied Systems Analysis (IIASA), ISRIC – World
Soil Information, Institute of Soil Science – Chinese Academy
of Sciences (ISSCAS), Joint Research Centre of the European
Commission (JRC), Laxenburg, Austria, 2012.

FAO-ISRIC: Guidelines for soil description, 3rd Edn., Rev., FAO,

Rome, 70 pp., 1986.

Finke, P.: Quality assessment of digital soil maps: producers and

users perspectives, in: Digital soil mapping: An introductory per-

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

Page 20

Figures and page graphics, page 20

318

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

spective, edited by: Lagacherie, P., McBratney, A., and Voltz, M.,
Elsevier, Amsterdam, 523–541, 2006.

Folberth, C., Skalsky, R., Moltchanova, E., Balkovic, J., Azevedo,

L. B., Obersteiner, M., and van der Velde, M.: Uncer-
tainty in soil data can outweigh climate impact signals in
global crop yield simulations, Nat. Commun., 7, 11872,
https://doi.org/10.1038/ncomms11872, 2016.

Gerasimova,

M.

I.,

Lebedeva,

I.

I.,

and

Khitrov,

N.

B.:

Soil

horizon

designation:

State

of

the

art,

prob-

lems, and proposals, Eurasian Soil Sci., 46, 599–609,
https://doi.org/10.1134/S1064229313050037, 2013.

GlobalSoilMap: Specifications Tiered GlobalSoilMap products

(Release 2.4), 52 pp., 2015.

Grimm, R. and Behrens, T.: Uncertainty analysis of sample lo-

cations within digital soil mapping approaches, Geoderma,
155, 154–163, https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2009.05.006,
2010.

GSP Pillar 4 Working Group: Towards the implementation

of GloSIS through a Country Soil Information Systems
(CountrySIS) Framework (Concept Note, draft), available
at:

http://www.fao.org/global-soil-partnership/pillars-action/

4-information-data/glosis/en/, last access: 26 November 2018.

Guevara, M., Olmedo, G. F., Stell, E., Yigini, Y., Aguilar Duarte,

Y., Arellano Hernández, C., Arévalo, G. E., Arroyo-Cruz, C. E.,
Bolivar, A., Bunning, S., Bustamante Cañas, N., Cruz-Gaistardo,
C. O., Davila, F., Dell Acqua, M., Encina, A., Figueredo Tacona,
H., Fontes, F., Hernández Herrera, J. A., Ibelles Navarro, A. R.,
Loayza, V., Manueles, A. M., Mendoza Jara, F., Olivera, C., Os-
orio Hermosilla, R., Pereira, G., Prieto, P., Ramos, I. A., Rey
Brina, J. C., Rivera, R., Rodríguez-Rodríguez, J., Roopnarine,
R., Rosales Ibarra, A., Rosales Riveiro, K. A., Schulz, G. A.,
Spence, A., Vasques, G. M., Vargas, R. R., and Vargas, R.: No
silver bullet for digital soil mapping: country-specific soil or-
ganic carbon estimates across Latin America, SOIL, 4, 173–193,
https://doi.org/10.5194/soil-4-173-2018, 2018.

Hendriks, C. M. J., Stoorvogel, J. J., and Claessens, L.: Exploring

the challenges with soil data in regional land use analysis, Agr.
Syst., 144, 9–21, https://doi.org/10.1016/j.agsy.2016.01.007,
2016.

Hengl, T., Leenaars, J. G. B., Shepherd, K. D., Walsh, M.

G., Heuvelink, G. B. M., Mamo, T., Tilahun, H., Berkhout,
E., Cooper, M., Fegraus, E., Wheeler, I., and Kwabena,
N. A.: Soil nutrient maps of Sub-Saharan Africa: assess-
ment of soil nutrient content at 250 m spatial resolution us-
ing machine learning, Nutr. Cycl. Agroecosys., 109, 77–102,
https://doi.org/10.1007/s10705-017-9870-x, 2017a.

Hengl, T., Mendes de Jesus, J., Heuvelink, G. B. M., Ruiperez

Gonzalez, M., Kilibarda, M., Blagoti´c, A., Shangguan, W.,
Wright, M. N., Geng, X., Bauer-Marschallinger, B., Gue-
vara, M. A., Vargas, R., MacMillan, R. A., Batjes, N. H.,
Leenaars, J. G. B., Ribeiro, E., Wheeler, I., Mantel, S., and
Kempen, B.: SoilGrids250m: Global gridded soil informa-
tion based on machine learning, PLoS ONE, 12, e0169748,
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0169748, 2017b.

Heuvelink, G. B. M.: Uncertainty quantification of GlobalSoilMap

products in: GlobalSoilMap. Basis of the Global Spatial Soil
Information System, edited by: Arrouays, D., McKenzie, N.,
Hempel, J., Forges, A. R. D., and McBratney, A., Taylor & Fran-
cis Group, London, UK, 335–240, 2014.

Heuvelink, G. B. M. and Brown, J. D.: Towards a soil information

system for uncertain soil data in: Digital soil mapping: An in-
troductory perspective, edited by: Lagacherie, P., McBratney, A.,
and Voltz, M., Elsevier, Amsterdam, 97–106, 2006.

INSPIRE: Data specifications – Infrastructure for spatial informa-

tion in the European Community, available at: http://inspire.ec.
europa.eu/index.cfm/pageid/2 
(last access: 25 April 2016), 2015.

ISO-28258: Soil quality – Digital exchange of soil-related data,

available at: https://www.iso.org/obp/ui#iso:std:iso:28258:ed-1:
v1:en 
(last access: 31 January 2018), 2013.

ISRIC: Data and Software Policy: available at: http://www.isric.org/

sites/default/files/ISRIC_Data_Policy_2016jun21.pdf (last ac-
cesss: 15 May 2019), 2016.

IUSS Working Group WRB: World Reference Base for Soil Re-

sources (2nd Edn.), FAO, Rome, World Soil Resources Report
103, 145 pp., 2006.

IUSS Working Group WRB: World Reference Base for soil re-

sources 2014 – International soil classification system for nam-
ing soils and creating legends for soil maps (update 2015),
Global Soil Partnership, International Union of Soil Sciences,
and Food and Agriculture Organization of the United Nations,
Rome, World Soil Resources Reports 106, 182 pp., 2015.

Kalra, Y. P. and Maynard, D. G.: Methods manual for forest soil

and plant analysis, Forestry Canada, Edmonton (Alberta), 116
pp., 1991.

Leenaars, J. G. B., van Oostrum, A. J. M., and Ruiperez Gonza-

lez, M.: Africa Soil Profiles Database: A compilation of georef-
erenced and standardised legacy soil profile data for Sub Saharan
Africa (version 1.2), Africa Soil Information Service (AfSIS) and
ISRIC – World Soil Information, Wageningen, Report 2014/01,
160 pp., 2014.

Leenaars, J. G. B., Claessens, L., Heuvelink, G. B. M., Hengl,

T., Ruiperez González, M., van Bussel, L. G. J., Guil-
part, N., Yang, H., and Cassman, K. G.: Mapping rootable
depth and root zone plant-available water holding capacity
of the soil of sub-Saharan Africa, Geoderma, 324, 18–36,
https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2018.02.046, 2018.

Lutz, F., Stoorvogel, J. J., and Müller, C.: Options to model the

effects of tillage on N

2

O emissions at the global scale, Ecol.

Model., 392, 212–225, 2019.

Magnusson, B. and Örnemark, U.: The Fitness for Purpose of Ana-

lytical Methods – A Laboratory Guide to Method Validation and
Related Topics (2nd Edn.), available at: http://www.eurachem.
org 
(last access: 8 September 2019), 2014.

Maire, V., Wright, I. J., Prentice, I. C., Batjes, N. H., Bhaskar,

R., van Bodegom, P. M., Cornwell, W. K., Ellsworth, D.,
Niinemets, Ü., Ordonez, A., Reich, P. B., and Santiago, L.
S.: Global effects of soil and climate on leaf photosyn-
thetic traits and rates, Global Ecol. Biogeogr., 24, 706–715,
https://doi.org/10.1111/geb.12296, 2015.

Malhotra, A., Todd-Brown, K., Nave, L. E., Batjes, N. H.,

Holmquist, J. R., Hoyt, A. M., Iversen, C. M., Jack-
son, R. B., Lajtha, K., Lawrence, C., Vindušková, O.,
Wieder, W., Williams, M., Hugelius, G., and Harden, J.:
The landscape of soil carbon data: emerging questions,
synergies and databases, Prog. Phys. Geog., 43, 707–719,
https://doi.org/10.1177/0309133319873309, 2019.

Moulatlet, G. M., Zuquim, G., Figueiredo, F. O. G., Lehtonen,

S., Emilio, T., Ruokolainen, K., and Tuomisto, H.: Using dig-

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Page 21

Figures and page graphics, page 21

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

319

ital soil maps to infer edaphic affinities of plant species in
Amazonia: Problems and prospects, Ecol. Evol., 7, 8463–8477,
https://doi.org/10.1002/ece3.3242, 2017.

Munzert, M., Kießling, G., Übelhör, W., Nätscher, L., and Neubert,

K.-H.: Expanded measurement uncertainty of soil parameters de-
rived from proficiency-testing data, J. Plant Nutr. Soil Sci., 170,
722–728, https://doi.org/10.1002/jpln.200620701, 2007.

Nave,

L.,

Johnson,

K.,

van

Ingen,

C.,

Agarwal,

D.,

Humphrey, M., and Beekwilder, N.: ISCN Database V3-1,
https://doi.org/10.17040/ISCN/1305039, 2017.

OGC: Soil Data IE (Interoperability Experiment), available at:

https://www.opengeospatial.org/projects/initiatives/soildataie,
last access: 14 June 2019.

Olson, D. M., Dinerstein, E., Wikramanayake, E. D., Burgess, N.

D., Powell, G. V. N., Underwood, E. C., D’amico, J. A., Itoua,
I., Strand, H. E., Morrison, J. C., Loucks, C. J., Allnutt, T. F.,
Ricketts, T. H., Kura, Y., Lamoreux, J. F., Wettengel, W. W.,
Hedao, P., and Kassem, K. R.: Terrestrial Ecoregions of the
World: A New Map of Life on Earth: A new global map of terres-
trial ecoregions provides an innovative tool for conserving biodi-
versity, BioScience, 51, 933–938, https://doi.org/10.1641/0006-
3568(2001)051[0933:TEOTWA]2.0.CO;2, 
2001.

Olson, R. J., Johnson, K. R., Zheng, D. L., and Scurlock, J. M. O.:

Global and regional ecosystem modelling: databases of model
drivers and validation measurements, Oak Ridge National Labo-
ratory, Oak Ridge, ORNL/TM-2001/196, 95 pp., 2001.

Orgiazzi, A., Ballabio, C., Panagos, P., Jones, A., and Fernández-

Ugalde, O.: LUCAS Soil, the largest expandable soil dataset
for Europe: a review, Eur. J. Soil Sci., 69, 140–153,
https://doi.org/10.1111/ejss.12499, 2018.

Rayment, E. R. and Lyons, D. J.: Soil chemical methods – Australa-

sia, CSIRO Publishing, 495 pp., 2011.

Ribeiro, E., Batjes, N. H., and Van Oostrum, A. J. M.: World

Soil Information Service (WoSIS) – Towards the standardiza-
tion and harmonization of world soil data, Procedures Manual
2018, ISRIC – World Soil Information, Wageningen, ISRIC Re-
port 2018/01, 166 pp., 2018.

Rossel, R. A. V. and McBratney, A. B.: Soil chemical analytical ac-

curacy and costs: implications from precision agriculture, Aust.
J. Exp. Agr., 38, 765–775, https://doi.org/10.1071/EA97158,
1998.

Rossiter, D.: Accessing WoSIS from R – “Snapshot” version,

available

at:

https://www.isric.org/sites/default/files/WoSIS_

Snapshot_With_R_2.pdf (last access: 30 January 2020), 2019.

Sanderman, J., Hengl, T., and Fiske, G. J.: Soil carbon debt of

12,000 years of human land use, P. Natl. Acad. Sci. USA, 36,
9575–9580, https://doi.org/10.1073/pnas.1706103114, 2017.

Sayre, R., Dangermond, J., Frye, C., Vaughan, R., Aniello, P.,

Breyer, S., Cribbs, D., Hopkins, D., Nauman, R., Derrenbacher,
W., Burton, D., Grosse, A., True, D., Metzger, M., Hartmann, J.,
Moosdorf, N., Dürr, H., Paganini, M., DeFourny, P., Arino, O.,
and Maynard, S.: A New Map of Global Ecological Land Units
– An Ecophysiographic Stratification Approach, Association of
American Geographers, Washington DC, 46 pp., 2014.

Schoeneberger, P. J., Wysocki, D. A., Benham, E. C., and Soil Sur-

vey Staff: Field book for describing and sampling soils (ver. 3.0),
National Soil Survey Center Natural Resources Conservation
Service, U.S. Department of Agriculture, Lincoln (NE), 2012.

Soil Survey Staff: Soil Survey Laboratory Information Manual

(Ver. 2.0), National Soil Survey Center, Soil Survey Laboratory,
USDA-NRCS, Lincoln (NE), Soil Survey Investigation Report
No. 45, 506 pp., 2011.

Soil Survey Staff: Kellogg Soil Survey Laboratory Methods Man-

ual, Version 5.0, edited by: Burt, R. and Soil Survey Staff, U.S.
Department of Agriculture, Natural Resources Conservation Ser-
vice, Lincoln (Nebraska), 1001 pp., 2014a.

Soil Survey Staff: Keys to Soil Taxonomy, 12th Edn., USDA-

Natural Resources Conservation Service, Washington, DC,
2014b.

Suvannang, N., Hartmann, C., Yakimenko, O., Solokha, M.,

Bertsch, F., and Moody, P.: Evaluation of the First Global Soil
Laboratory Network (GLOSOLAN) online survey for assessing
soil laboratory capacities, Global Soil Partnership (GSP)/Food
and Agriculture Organization of the United Nations (FAO),
Rome, GLOSOLAN/18/Survey Report, 54 pp., 2018.

Terhoeven-Urselmans, T., Shepherd, K. D., Chabrillat, S., and Ben-

Dor, E.: Application of a global soil spectral library as tool for
soil quality assessment in Sub-Saharan Africa, A EUFAR Work-
shop on Quantitative Applications of Soil Spectroscopy, p. 15,
5–16 April 2010.

Tóth, G., Jones, A., and Montanarella, L.: LUCAS Topsoil survey:

methodology, data and results Land Resource Management Unit
– Soil Action, European Commission Joint Research Centre In-
stitute for Environment and Sustainability, 141 pp., 2013.

USDA-NCSS: National Cooperative Soil Survey (NCSS) Soil Char-

acterization Database, United States Department of Agriculture,
Natural Resources Conservation Service, Lincoln, 2018.

van Engelen, V. W. P. and Dijkshoorn, J. A.: Global and National

Soils and Terrain Digital Databases (SOTER) - Procedures man-
ual (Ver. 2.0), IUSS, ISRIC and FAO, Wageningen, ISRIC Report
2013/04, 198 pp., 2013.

van Ittersum, M. K., Cassman, K. G., Grassini, P., Wolf, J., Tittonell,

P., and Hochman, Z.: Yield gap analysis with local to global rel-
evance – A review, Field Crop. Res., 143, 4–17, 2013.

Van Looy, K., Bouma, J., Herbst, M., Koestel, J., Minasny, B.,

Mishra, U., Montzka, C., Nemes, A., Pachepsky, Y., Padarian,
J., Schaap, M., Tóth, B., Verhoef, A., Vanderborght, J., van
der Ploeg, M., Weihermüller, L., Zacharias, S., Zhang, Y., and
Vereecken, H. C. R. G.: Pedotransfer functions in Earth system
science: challenges and perspectives, Rev. Geophys., 55, 1199–
1256, https://doi.org/10.1002/2017RG000581, 2017.

van Reeuwijk, L. P.: On the way to improve international soil clas-

sification and correlation: the variability of soil analytical data,
ISRIC, Wageningen, Annual Report 1983, 7–13, 1983.

van Reeuwijk, L. P.: Guidelines for quality management in soil and

plant laboratories, FAO, Rome, 143 pp., 1998.

Viscarra Rossel, R. A., Behrens, T., Ben-Dor, E., Brown, D. J., De-

mattê, J. A. M., Shepherd, K. D., Shi, Z., Stenberg, B., Stevens,
A., Adamchuk, V., Aïchi, H., Barthès, B. G., Bartholomeus,
H. M., Bayer, A. D., Bernoux, M., Böttcher, K., Brodský,
L., Du, C. W., Chappell, A., Fouad, Y., Genot, V., Gomez,
C., Grunwald, S., Gubler, A., Guerrero, C., Hedley, C. B.,
Knadel, M., Morrás, H. J. M., Nocita, M., Ramirez-Lopez,
L., Roudier, P., Campos, E. M. R., Sanborn, P., Sellitto, V.
M., Sudduth, K. A., Rawlins, B. G., Walter, C., Winowiecki,
L. A., Hong, S. Y., and Ji, W.: A global spectral library to

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

Page 22

Figures and page graphics, page 22

320

N. H. Batjes et al.: WoSIS snapshot 2019

characterize the world’s soil, Earth-Sci. Rev., 155, 198–230,
https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2016.01.012, 2016.

WEPAL: ISE Reference Material – A list with all available ISE

reference material samples, WEPAL (Wageningen Evaluating
Programmes for Analytical Laboratories), Wageningen, 110 pp.,
2019.

Wilkinson, M. D., Dumontier, M., Aalbersberg, I. J., Appleton, G.,

Axton, M., Baak, A., Blomberg, N., Boiten, J.-W., da Silva San-
tos, L. B., Bourne, P. E., Bouwman, J., Brookes, A. J., Clark,
T., Crosas, M., Dillo, I., Dumon, O., Edmunds, S., Evelo, C.
T., Finkers, R., Gonzalez-Beltran, A., Gray, A. J. G., Groth, P.,
Goble, C., Grethe, J. S., Heringa, J., ’t Hoen, P. A. C., Hooft, R.,
Kuhn, T., Kok, R., Kok, J., Lusher, S. J., Martone, M. E., Mons,
A., Packer, A. L., Persson, B., Rocca-Serra, P., Roos, M., van
Schaik, R., Sansone, S.-A., Schultes, E., Sengstag, T., Slater, T.,
Strawn, G., Swertz, M. A., Thompson, M., van der Lei, J., van
Mulligen, E., Velterop, J., Waagmeester, A., Wittenburg, P., Wol-
stencroft, K., Zhao, J., and Mons, B.: The FAIR Guiding Prin-
ciples for scientific data management and stewardship, Scientific
Data, 3, 160018, https://doi.org/10.1038/sdata.2016.18, 2016.

Earth Syst. Sci. Data, 12, 299–320, 2020

www.earth-syst-sci-data.net/12/299/2020/


Document Outline