耕地土壤肥力數字化制圖方法對比研究.pdf

1、近年來，作為低能耗、高效率的現代精準農業(yè)，伴隨技術的不斷進步，逐步代替現存落后的農業(yè)生產方式?，F代精準農業(yè)對精確預測土壤肥力提出了新的要求，加快建立農田土壤肥力數據庫和數字地圖集成為土壤數字制圖新的研究方向。計算機和3S技術的發(fā)展，為土壤肥力數字化制圖帶來新的機遇和挑戰(zhàn)，近地傳感器的發(fā)展加速土壤肥力的野外獲取速度遙感、DEM圖像等提高了土壤肥力的制圖精度。土壤肥力數字化制圖能為耕地土壤肥力保護提供信息支持，對我國現今耕地質量保護具有非常

2、重要的現實意義。
　　本文以浙江省富陽市為研究區(qū)，首先選取富陽市耕地主要土壤肥力指標，利用傳統(tǒng)統(tǒng)計方法對各項指標進行傳統(tǒng)統(tǒng)計分析，利用地統(tǒng)計方法對各指標進行空間自相關性分析和數字化制圖;然后利用主成分分析等方法對數據送行處理，得到土壤肥力評價的最小數據集，根據公因子方差確定指標權重，得到采樣點土壤綜合肥力指數;最后分別采用普通克里格、模糊C均值聚類和回歸克里格三種方法對土壤綜合肥力進行數字化制圖。具體內容及主要結論如下:
　

3、　(1)確定富陽市耕地土壤肥力指標集包括總氮、總磷、總鉀、陽離子交換量、速效鉀、有效磷、堿解氮、耕層質地、耕層厚度、酸堿度、容重及有機質含量等12個指標。經過主成分分析，根據特征值、相關系數、Norm值及變異系數篩選，得到富陽市耕地土壤肥力評價的最小數據集為全氮、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀、pH、陽離子交換量。基于主成分分析法得到的權重系數，得出研究區(qū)土壤綜合肥力指數。
　　(2)以土壤綜合肥力指數為數據基礎，普通克里格法得到的

4、土壤肥力預測圖土壤肥力分布合理，預測精度RMSE為0.096，有重要的現實參考意義。從土壤分級圖上來看，主要耕地位于中間三個等級，占耕地總面積的81.53％，其中class3占總面積的34.67％。該方法需要大量野外數據支持，制圖成本較高，耗時耗力。普通克里格單純依靠土壤的空間變異特征，沒有考慮其他影響因素，預測精度有待提高。
　　(3)以土壤景觀模型為基礎，選取高程、坡度、平面曲率、剖面曲率、地形濕度指數、歸一化植被指數、比值植

5、被指數、土壤類型、土地利用類型等9個環(huán)境指標，基于模糊C均值聚類對富陽市耕地土壤肥力進行預測。結果表明預測精度相對較低（RMSE為0.126），各等級分布差異較大，集中分布在中間的兩個等級上，共占總面積的81.70％，與普通克里格插值結果對比，總體肥力分布趨勢合理。單純依靠環(huán)境因子預測土壤肥力，精度較低，無法滿足實際生產需要。但該方法僅需要典型環(huán)境組合的采樣數據，可極大減少工作量，未來可能發(fā)展成為土壤肥力預測的主要方法之一。