土壤條件指標空間插值在土地整治中的應用探討

孫 麗

(吉林省土地整治中心，吉林 長春130026)

1 耕地質量評價指標體系的更新

為適應生態文明建設，滿足自然資源管理，實現耕地數量、質量、生態“三位一體”包含，形成新的耕地資源質量分類方法體系。從自然地理格局、地形條件、土壤條件、生態環境條件、作物熟制和耕地利用現狀6個層級，構建分類指標體系，以“三調”耕地圖斑為分類單元，建立耕地數量、質量、生態“三位一體”管理體系。

耕地資源質量分類劃分體系與耕地質量等別更新中的農用地質量分等方法相比較，農用地質量分等方法采用《農用地質量分等規程》(GB/T 28407-2012)和《農用地質量分等數據庫標準》(TD/T 1053-2017)有了更明顯改進。吉林省的耕地質量等別評定采用劃分指標區的方式，分為松嫩平原區和三江平原長白山區，再根據不同的區域設定地形坡度、有效土層厚度、表層土壤質地、土壤pH值、土壤有機質含量、剖面構型、排水條件、障礙層距地表深度、鹽漬化程度等指標對等別進行評定，該9項指標采用一定的權重進行計算，將吉林省劃分為7～15等的耕地土地利用等別。而耕地資源質量分類采用6層10級的方式進行對耕地單元編碼處理，6個層級分別為自然地理格局、地形條件、土壤條件、生態環境條件、作物熟制和耕地利用現狀。與原有的耕地質量等別評定比較更注重了生態環境條件和自然地理格局。

2 耕地質量評定單元屬性

耕地質量等別采用對耕地進行評定國家利用等別的方式，全國、全省可比，每一個評定單元也就是每一塊耕地都有等別；而耕地資源質量分類采用編碼方式每一塊耕地單元均有一個12位的編碼，通過編碼就可以查詢出該地塊的特性，如某塊耕地編碼為041311101133，即為該地塊為自然區IIA3東北東部山前平原，坡度為1級≤2°，土層厚度為3級<60cm，土壤質地為壤質，土壤有機質含量≥20g·kg-1，土壤pH值≥6.5，且<7.5，生物多樣性豐富，土壤重金屬污染狀況綠色，一年一熟的旱地。通過編碼的方式來反映該塊耕地的屬性信息，同時能夠查詢出在該地塊上產出的玉米、水稻等糧食作物的產量情況。

3 耕地質量評定因素數據獲取方式對比

3.1 土壤酸堿度數據獲取

對于土壤有機質含量、土壤酸堿度、土壤鹽漬化程度、氮磷鉀含量等數據，可以采用土壤樣點進行化驗，然后將化驗后的數據屬性更新到原有的耕地單元是最好的解決方法。化驗點的數量、化驗點的密度，以及化驗后的數據采用哪種方法與耕地進行空間位置的賦值成為需要解決的問題。

耕地資源質量分類數據獲取過程中更多的是來源于農業農村部門數據和生態環境部門的農用地土壤污染狀況數據，這樣多部門數據進行共享更加對數據進行多部門驗證，確保了數據的準確性。而耕地質量等別更新數據更多來源于土壤志數據，數據年份比較陳舊，如何將通過實地勘測和土壤化驗的現時的數據更新到需要確定等別和耕地質量分類的評定單元中去就成為需要解決的一個問題。

3.2 2種插值方法試驗與處理

在吉林省某區內2個鄉鎮布設12個土壤檢測點，并對土壤條件進行了化驗，得出了土壤酸堿度結果。白色發亮的位置為土壤酸堿度值較高的位置，黑色發暗的區域為土壤酸堿度值較低的區域，將這12個土壤檢測點分別按照反距離加權插值和Kriging插值進行對比分析。反距離加權插值通過得到各個像素點和控制點鄰近關系和相對應權重關系，計算出像素點相對應的變化模型，距離遠，權重小。圖1為測試區域的土壤樣點分布，圖2為反距離加權法插值結果，圖3為Kriging插值結果，圖4為Kriging與反距離加權法插值結果波動曲線對比結果。

4 結果與分析

通過表1和圖4可以看出，采用Kriging插值的方法，擬合后的結果與實際檢測的數據差別較大，波動幅度較大；而采用反距離加權法插值的結果和實際檢測的結果接近。通過區域內農業技術推廣中心進行測產和再次檢測土壤條件中的有機質含量、土壤酸堿度和含鹽量等指標可看出，地形坡度為一級的區域反距離加權法更能體現真實的土壤條件指標，也有待于進一步擴大測試面積進行探討。另外，根據檢測土壤有機質含量和土壤酸堿度等指標檢測結果和糧食產量進行對比也反映出一定的規律性，有機質含量高的區域產量大，玉米產量13000kg·hm-2，水稻產量9000kg·hm-2，所以作物產量和土壤有機質含量、土壤酸堿度也建立了一定的關系模型。

表1 實測土壤條件與2個方法插值后結果對比

5 討論與結論

通過采用反距離加權法和Kriging插值2種方法對吉林省平原區的8000hm2范圍內的區域進行實際對比，在平原區域由于地形起伏較小，基本都屬于平地，特別是種植水稻的區域更是地勢平坦，采用反距離加權法進行插值的結果更接近于實際土壤檢測的數據，能夠反映該區域的土壤酸堿度特征；而采用Kriging插值，對于區域內的一些特別地塊并不能很好地反映細節數據，從整體上能夠反映出一個平均的土壤酸堿度趨勢，所以對應范圍較大的平坦區域建議采用反距離加權法進行插值計算。