科技论坛 民营科技２０１４年第６期 ＧＩＳ在高标准基本农田建设土壤质量综合 评价中的应用 李琪’王洪禄ｚ王闯，刘扬。 （１．辽宁省征地事务局，辽宁沈阳１１００３２；２．铁岭市国土资源调查规划局，辽宁铁岭１１２０００； ３．抚顺市国土资源局抚顺经济开发区分局，辽宁抚顺ｌ１３１２２） 摘要：主要针对ＧＩＳ在高标准基本农田建设土壤质量综合评价中的应用进行探讨。 关键词：ＧＩＳ技术；农田；土壤 当前，我国高标准基本农田建设中土壤质量综合评价还没有一 续发展的理论，提出不同时空尺度水土流失和水土保持动态的监测技 个完备的技术支撑体系，量化标准还有待进一步提高。土壤是土地的 术规程与方法，建立水土流失和水土保持自勺评价模型和水土保持管理 核心，也是耕地质量的内在因素。土壤数据具有空间性和动态性，利用 信息系统，促进水土保持的信息化和现代化，提高水土保持的经济效 ＧＩＳ的区域空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力，可产生多 益、社会效益和生态效益。 层次、高质量的土壤空间信息，为耕地“质量有提高”提供技术和物质 ＧＩＳ技术在水土保持中的应用主要表现在以下几个方面：１）水土 支撑。ＧＩＳ技术必将在高标准基本农田建设土壤质量综合评价中其中 流失与水土保持的动态监测；２）水土流失定量评价模型系统的建立； 起到核心作用。 ３）定期快速清查区域水土流失和水土保持状况；４）水土保持管理信息 １ ＧＩＳ在高标准基本农田土壤肥力和土壤质量评价中的应用 系统的建立。 １．１ ＧＩＳ下的土壤肥力评价。土壤肥力评价的方法较多，选用指标各 ＧＩＳ技术在土壤侵蚀中的应用主要表现以下儿个方面：１）基于 异。大体可归为两类：—类是分级划等的等级法；一类是指数法。前者 ＧＩＳ的土壤侵蚀评价与制图研究。在小流域、区域层次上，利用ＧＩ￥技 是定性评价，后者为定量评价。评价过程一般以人为划分土壤肥力评 术结合ＲＳ技术制图，进行土壤侵蚀的评价和空间分布特征的研究。 价指标的数量级别以及各指标的权重系数，然后利用简单的加、乘合 ２）ＧＩＳ支持下的水土流失生态风险评价。３）基于ＧＩＳ的土地利用与土 成一项综合陛的指标评价土壤肥力的高低。这些方法虽简单直观，但 壤侵蚀及土壤肥力的综合评价。４）土壤侵蚀与水土保持信息系统。 其评价结果的准确性在一定程度上取决于评价者的专业水平。近年 ３ ＧＩ９在高标准基本农田土壤养分管理中的应用 来，研究者们把模糊数学、多元统计等方法引入到土壤肥力评价中，通 该技术自２０世纪７０年代引进我国，并进行了大量的研究与示 过大量信息的处理，得出反映土壤肥力高低的综合指标，比较有效地 范推广工作，应用效果显著，可以明显提高肥料利用率，增加产量，但 避免了评价者的主观影响。地理信息系统（ＧＩＳ）是在计算机硬软件支 是能够坚持推广应用的地区较少。这与我国地块规模小且分散、农业 持下，对空间数据及相关联的属性特征按地理坐标或空间位置进行处 机械化程度低、农民文化素质低、经济实力有限、社会化服务程度低等 理、存储、分析、显示、更新和辅助决策的技术系统，是各种空间地理信 因素有关。在我国经济欠发达地区，由于缺乏必要的土壤测试设 息进行加１二、分析和处理的有效工具，它在土壤资源的研究中有广泛 备，测土施肥难以应用。“平均适宜推荐施肥量”就是在此背景下应运 的应用前景，如土壤侵蚀预测、土壤资源评价等。 而生，使测土施肥技术也具有中国特色，虽然有研究表明，“平均适宜 评价单元是由一系列影响土壤肥力因素所构成的，反映着一定 推荐施肥量”与配方施肥的增产效果差异较小，但由于土壤养分存在 的空间和实体，其划分应客观反映土壤肥力的空间差异，同类单元具 着明显空间变异，也违背了平衡施肥的原理。 有一致的基本属Ｉ生。评价单元的选取必需依据所用的方法而定。南于 鉴于以上原因，借助信息技术与平衡施肥技术对土壤养分进行 同－－Ｎ用方式对土壤肥力要求相似，且利用方向近期内不会改变，因 有效管理，再依据平衡施肥理论，建立区域土壤养分管理与作物推荐 此可用利用方式作为高级评价单元，即以水田、旱地、园地和林地为高施肥系统，对于平衡施肥技术的实施到位以及其他科研成果的推广都 级评价单元；采用ＧＩＳ与数学模型相结合的方法时，为了土壤肥力评将具有重要的理论价值及实践意义。农田土壤养分管理和推荐施肥系 价模型的运行，必需对一些与肥力有关的因子如土地利用、土壤类型 统南５个子系构成：１）数据输入子系统；２）信息查询子系统；３）专题分 进行采样，样点密度决定于这些因子的空间变异程度。南于基本的肥 析子系统；４）策子系统；５）子系统。系统集数据管理、数据分析和查询、 力评价单元是网格，因此空间数据库的管理主要是栅格数据的管理。 统计汇总、施肥推荐和结果打印、地图编辑维护、专题地网为一体，基 ＧＩＳ在肥力评价中的作用是将有关的矢量和其它形式数据转换 本实现了以ＧＩＳ为平台的土壤养分管理和施肥推荐。 为栅格数据，并对栅格数据进行查询、显示，利用ＧＩＳ的分析功能与数４ ＧＩＳ在高标准基本农田土壤属性制图和土壤地理分形特征中的 学模型结合进行肥力评价而得到每一网格的肥力等级。 应用 １．２ ＧＩＳ下的耕地质量评价方法与应用。基于ＧＩＳ的基本评价过程如 传统的土壤属性分布图的制作多是根据地理或景观单元的边 下：１）建立ＧＩＳ空间数据库和农业属性数据库，使得空间信息与属性 界，将研究区域划分为若干性质较为均一的土壤单元，并假定单元内 信息具有严密的空间关联特征。２）构建ＧＩＳ农业资源评价模型库。模 部土壤属性是均一的，而土壤属性的变异主要发生在单元的边界上； 型库针对各类决策问题的模型进行分类和管理，模型可以实现为类、 土壤单元的属性值以同类单元的若干个采样点的实测值为代表。显 函数或子程序，也可以实现为一个完整的程序。通过模型字典有效组 然，这种方法在很大程度上依赖于制图者对土壤特ｌ生变异性的理解及 织管理各种模型元数据以及其他相关文件，根据决策问题选用相应的 其主观判断，因而它缺乏定量的理论基础，在很多情况下很难确切地 模型。３）￣ｌｌ用模型库中方法选择因子和确定其权重，根据因子的影响 描述土壤特性，尤其是单元内部土壤Ｉ生质的空间变异情况。随着现代 函数计算得到因子的影响值。４）进行图形叠加，将的特征类合为 空间统计理论和分析技术的发展，定量化的土壤屙胜制困方法已成为 个新的特征类，得到各个单元的综合得分。５）将评价结果进行聚类 可能。ＧＩＳ制作土壤属性分布图的基本依据是，土壤性在空间分布上 分析，划分评价的指标体系，得卅各单元的等级。 存在着相关性，即空间某点的土壤屙『生值与其邻近样点相应屙ｌ生值存 ２ ＧＩ￥在高标准基本农田水土保持和土壤侵蚀研究中的应用 在不同程度的空间自相关性。ＧＩＳ在制作土壤屙ｌ生分布图时正是基于 一以ＧＩＳ为基础，结合Ｒｓ和ＧＰＳ等技术，使得建立水土流失的动 这一依据，利用有限个采样点数据，通过一定的数学方法进行空间插 态监测网络，全面监测、预测预报、快速调查和定期公告水土流失的基 值，从而为未采样点数据，通过一定的数学方法进行空间插值，从而为 本情况，实现水土保持Ｔ作的信息化管理和科学决策成为可能。在水 未采样点赋予相应的土壤属性值，这样就可以生成土壤属性的连续空 土流失的治理过程中，应用ＧＩＳ的目的是结合水土保持科学和ｎ『持 问分布网。
