基于GIS的滨海盐渍化农田土壤空间变异及其分区管理

摘要

针对滨海盐渍化农田盐碱瘠薄、土壤属性空间变异大、粗放管理效益低的现实,研究管理分区精准划分方法,采取差异化措施,提升盐渍化土地利用水平.该文以无棣县农田为研究区,采用网格法结合土地利用现状定点野外采样、室内化验分析获取土壤属性数据,运用ArcGIS 10.2地统计方法分析土壤属性的空间变异特征;在MATLAB R2016a中采用模糊c-均值聚类法(FCM)计算各样点的模糊隶属度,通过插值预测模糊隶属度的空间分布,基于最大隶属度原则进行分区;通过变异性分析和最小极差法(LSR)差异显著性检验,对分区结果进行精度验证.结果 表明:无棣县农田土壤总体呈轻中度盐渍化,有效氮含量偏低,有机质、有效磷含量中等,速效钾含量较高;有机质、有效氮、有效磷、速效钾和含盐量呈中等变异性(变异系数25.0％-52.3％),空间变异性较大,应分区调控;速效钾、含盐量和pH的块金效应值小于25％,主要受土壤质地、地下水矿化度等结构因素影响,有机质、有效氮和有效磷的块金效应值在50％-75％之间,受耕作方式、施肥等人为因素影响较大.将全县农田划分为3类管理区,估算面积分别为2.56万hm2、1.76万hm2、3.24万hm2;各分区土壤养分变异系数分别为23.9％-51.5％、15.9％-50.3％、14.7％-33.0％,检验结果表明各分区间差异显著,而各分区内部变异性明显低于未分区.管理分区与土壤属性空间分布特征具有较高的拟合度,分区结果可以作为差异化管理的作业单元.研究结果为各分区内部统一、不同分区间差异化管理提供了依据,研究有助于推进滨海盐渍化农田精准化管理水平的提高.