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土壤作为一种独立的自然体,并非是个均质体,而是具有空间异质性的变异体。本研究以大庆市大同区四乡镇为研究对象,通过对研究区域内的pH值、有机质、全氮、速效钾、速效磷、有效氮六种土壤养分进行数据处理后,得到70个土壤有效样本,运用统计学软件SPSS 22.0对其进行描述性统计分析及相关性分析,结合地统计学软件GS+9.0及ArcGIS软件,研究土壤养分的空间变异性并进行空间插值预测方法的比较,选择最佳的预测方法,对其进行空间异质性格局分析,为日后相关研究提供理论依据。研究结果表明:(1)描述性统计分析结果:特异值对样本的数值影响较小;四乡镇的数据中波动范围最大的是速效钾,其离散程度最高,平均数代表性最低,按照范围从大到小依次排列为速效钾>有效氮>有机质>速效磷>pH>全氮,全氮的数据相对较集中,平均数代表性最高;pH值和有效氮表现为弱变异性,有机质、全氮、速效磷、速效钾均表现为中等变异;pH值除了与有机质是正相关外,与其他养分均呈负相关;有机质与全氮呈负相关,与其他养分均呈正相关;全氮与有效氮、速效磷呈正相关,与速效钾呈负相关;有效氮与速效磷是负相关,与速效钾呈正相关;速效磷与速效钾呈正相关。r值表明养分之间都存在微相关关系,但有机质与有效氮之间在0.01水平(双侧)上存在着显著相关关系。(2)半方差函数分析结果:pH值、有机质、有效氮及速效钾与高斯模型拟合较好,全氮和速效磷与球状模型拟合较好,养分值在最小间距内的变异分析中引起的误差小;系统变量具有强烈的空间自相关性;空间自相关距离最大的是pH值为3720 m,最小的是速效钾为2090 m。(3)土壤养分空间异质性格局特征:pH值和速效磷的空间分布预测方法选择普通克里格插值,有效氮和速效钾选择反距离加权插值,有机质选择全局多项式插值,全氮则选择局部多项式插值的精确度最佳。采用ArcGIS软件分区统计功能对最佳的插值预测图进行养分的空间异质性分析,得出研究区的土壤属于碱性土,应施用酸性肥中和碱性,有机质空间分布格局呈带状分布,大致呈现西北-东南走向,含量处于中等水平,应多注意施有机肥;全氮分布较均匀,考虑增施氮肥;有效氮空间分布格局呈斑块状,含量适中,其利用率很好;速效磷空间分布格局呈带状分布,大致呈现南北走向,含量适中;速效钾空间分布格局呈斑块状,含量适中。