基于 GIS 和改进灰色关联模型的岩溶区土壤肥力评价--以重庆市丰都县岩溶区为例-论文.pdf

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1、第33卷第3期中国岩溶Vo1．33NO．32O14年9月CARS0L()GICASlNICASep．20l4文章编号：1001—4810(2014)03—0347—09基于GIS和改进灰色关联模型的岩溶区土壤肥力评价——以重庆市丰都县岩溶区为例孙宇，高明，王丹，邓炜，陈成龙(西南大学资源环境学院，重庆400715)摘要：文章在GIS技术支持下，以重庆市丰都县岩溶区为研究对象，根据该县的地形特征、土地利用现状及土壤类型等共采集316个土壤样品，在此基础上，通过主成分分析法、隶属度函数等方法改进的灰色关联模型，对丰都县土壤肥力进行综

2、合评价，并利用地统计学方法揭示其空间变异特征。结果表明：土壤肥力综合指数处于0．352～0。881之间，均值为0．579；其空间变异具有一阶趋势，去除趋势后所剩残差表现出较弱的空间相关性；研究区总体土壤肥力质量中等偏上，其中II、Ⅲ、Ⅳ等级的土壤肥力分布面积分别占总区域面积的10．6l、31．O9、35．94％；土壤常规养分和微量元素养分的综合肥力贡献率分别为76．77和23．23。这表明将土壤微量元素养分同时纳入土壤肥力评价指标体系是合理可行的，利用改进的灰色关联模型能较好地定量化评价土壤综合肥力，地统计学方法能更好地揭示土壤

3、肥力的空间变异。关键词：土壤肥力；灰色系统；综合评价；空问变异；岩溶区中图分类号：S158文献标识码：A0引言灰色关联建模中却普遍忽视了指标赋权及其初值化和参考序列选取中存在的不足之处。川，土壤灰色土壤肥力是土地生产力的基础，土壤肥力水平的系统中每个指标的影响是不同的，必须赋予各指标不高低直接关系到作物生长和农业生产的结构、布局及同的权重，主成分分析法作为一种客观赋权法，一定效益等方面。如何科学、合理、实用地评价土壤肥力程度上考虑了评价指标之问的依赖关系，避免了主观已成为研究热点。近年来，在土壤肥力评价方法卜越的随意性，困此已被

4、广泛厢于确定评价指标的权重。来越多人尝试把GIS技术与其他数学模型合理有效许多研究结果口0表明土壤肥力的许多指标对土壤的结合起来，这些模型中大多数包括模糊数学法、层肥力的影响都遵循着“作物生长效应曲线”，而模糊数次分析法、主成分分析法、灰色关联法等。在众学法中的隶属度函数实际是评价指标与作物生长多数学方法中，主成分分析法、灰色关联分析法、模糊效应曲线之间关系的数学表达式，冈此，用隶属度函数学法等是相对较为成熟的方法，但目前还没有将五数对各定量指标进行初值化具有一定的科学性，并且种方法有机结合起来并加以应用的相关报道。再则，便于参

5、考序列的选取。灰色关联分析法在土壤肥力评价一卜运用较多，但在其目前，在土壤肥力评价指标的选取卜仍较多停留基金项目：国家“十二五”科技支撑计划项目(2012BAD141318)第一作者简介：孙宇(199O一)，女，硕士，主要从事士地利用规划研究。E—mail：564772351@qq．conl。通讯作者：高明(1965一)，男，研究员，博士生导师，主要从事土壤质量与环境方的研究。E—mail：gaoming@SWU．edu．121。收稿日期：2014—04—03348中圜岩溶在有机质、全氮、有效磷以及速效钾等土壤大量元素置野外采样

6、点，并在有代表性的土壤上采集土样，在养分上口“J，然而对于植物营养而言，微量元素是相地形复杂处加大采样密度，以满足该县土壤肥力分析当重要且不可替代的_1]。闪此，针对上述的不足的精度要求。综合考虑以一卜素，土壤采样点数日为并结合已有的研究，本义将相对较成熟的主成分分析316个(表1和图1)，其中由石灰岩母质发育的土壤法、灰色关联分析法、模糊数学法相结合起来，针对各样品296个，剩下的20个土壤样品属于紫色土母质方法的优势，用主成分分析法进行分析并确定指标权发育土。在同一采样单元内。用“S”形取样法采集8重，以隶属度函数对指标进行

7、初值化，并据之对灰色～l0个0～20cm耕层小样点土壤，制成一个混合关联模型进行改进，建立土壤肥力评价模型。在对重样，用四分法取1～1．5kg土样带回实验室，登记编庆市丰都县岩溶区土壤肥力进行综合评价时，将土壤号后自然风干，除去植物残体和杂物，磨细，过筛后备常规养分指标和微量元素养分指标同时纳入了评价用。指标体系，以SPSS18．0、GS+7．0、AreGIS9．3为操作平台，充分利用各个采样点实验分析所得的数据，表1研究区采样结果统计表依托改进的灰色关联模型对丰都县岩溶区的土壤肥TablelStatisticsofsampli

8、ngresultsinthestudyarea力进行综合评价，利用地统计学方法揭示其空间变异特征，以探讨将微量元素加入评价指标体系中的合理性，并试图为定量化肥力评价提供有效的途径。1研究区概况丰都县位于重庆直辖市中部，介于El07。2803”～108。1237”