耕地土壤肥力數(shù)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(xiàn)代精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，伴隨技術(shù)的不斷進(jìn)步，逐步代替現(xiàn)存落后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式?，F(xiàn)代精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)對精確預(yù)測土壤肥力提出了新的要求，加快建立農(nóng)田土壤肥力數(shù)據(jù)庫和數(shù)字地圖集成為土壤數(shù)字制圖新的研究方向。計算機(jī)和3S技術(shù)的發(fā)展，為土壤肥力數(shù)字化制圖帶來新的機(jī)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(shù)字化制圖能為耕地土壤肥力保護(hù)提供信息支持，對我國現(xiàn)今耕地質(zhì)量保護(hù)具有非常

2、重要的現(xiàn)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(biāo)，利用傳統(tǒng)統(tǒng)計方法對各項指標(biāo)進(jìn)行傳統(tǒng)統(tǒng)計分析，利用地統(tǒng)計方法對各指標(biāo)進(jìn)行空間自相關(guān)性分析和數(shù)字化制圖;然后利用主成分分析等方法對數(shù)據(jù)送行處理，得到土壤肥力評價的最小數(shù)據(jù)集，根據(jù)公因子方差確定指標(biāo)權(quán)重，得到采樣點土壤綜合肥力指數(shù);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(jìn)行數(shù)字化制圖。具體內(nèi)容及主要結(jié)論如下:
　

3、　(1)確定富陽市耕地土壤肥力指標(biāo)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(zhì)地、耕層厚度、酸堿度、容重及有機(jī)質(zhì)含量等12個指標(biāo)。經(jīng)過主成分分析，根據(jù)特征值、相關(guān)系數(shù)、Norm值及變異系數(shù)篩選，得到富陽市耕地土壤肥力評價的最小數(shù)據(jù)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(quán)重系數(shù)，得出研究區(qū)土壤綜合肥力指數(shù)。
　　(2)以土壤綜合肥力指數(shù)為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，普通克里格法得到的

4、土壤肥力預(yù)測圖土壤肥力分布合理，預(yù)測精度RMSE為0.096，有重要的現(xiàn)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(shù)據(jù)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(yù)測精度有待提高。
　　(3)以土壤景觀模型為基礎(chǔ)，選取高程、坡度、平面曲率、剖面曲率、地形濕度指數(shù)、歸一化植被指數(shù)、比值植

5、被指數(shù)、土壤類型、土地利用類型等9個環(huán)境指標(biāo)，基于模糊C均值聚類對富陽市耕地土壤肥力進(jìn)行預(yù)測。結(jié)果表明預(yù)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(jié)果對比，總體肥力分布趨勢合理。單純依靠環(huán)境因子預(yù)測土壤肥力，精度較低，無法滿足實際生產(chǎn)需要。但該方法僅需要典型環(huán)境組合的采樣數(shù)據(jù)，可極大減少工作量，未來可能發(fā)展成為土壤肥力預(yù)測的主要方法之一。