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我国耕地幅员辽阔,耕地面积占全球第四,但我国人口众多,拥有14亿人口,占全球总人口数的18%,人均耕地面积仅仅为全球平均的三分之一,因此确保足够的粮食产量一直是我国发展的重中之重,因此开展耕地质量等级评价是一项确保粮食安全及耕地资源的有效利用的极为有效的举措,对我国的农业发展及耕地资源可持续发展有着极为重要的意义。本文以安庆市为研究区,结合2019年土壤监测数据、矢量图件、文本资料,采用了层次分析法、特尔非法、随机森林等方法,以ArcGIS软件为主,县域耕地资源管理信息系统、MATLAB为辅助软件,对安庆市进行了耕地质量等级评价研究,并分析其主要养分空间特征。此次评价主要结论如下:(1)安庆市2019年耕地总面积为378494.05公顷,平均耕地质量等级为4.92等,总体处于中等水平。一等地至三等地为高等地,主要分布在长江沿岸区域,这部分区域多数为平原,仅有极少数为丘陵、盆地和山地。土壤类型以潮土和水稻土为主。高等地主要养分元素含量水平相对较高,灌溉能力和排水能力主要是充分满足和满足,耕层质地多为中壤,质地构型以海绵型居多。这部分区域耕地理化性状优越,土壤健康状况较好,基本无障碍因素,是安庆市主要作物高产区。四等地至六等地为中等地,主要分布在中部丘陵区域,平原、山地皆有分布,地形有一定起伏,这部分区域主要养分元素含量水平相对中等,土壤类型主要为水稻土,灌溉能力和排水能力以满足和基本满足居多,耕层质地主要是重壤和中壤,质地构型主要是海绵型和上松下紧型,作物产量中等。七等地至十等为低等地,主要分布在大别山区,这部分区域以丘陵、山地为主,灌溉能力和排水能力主要为基本满足,质地构型较差,以薄层型为主,耕层质地主要是砂壤,主要养分元素含量水平相对较低,其他耕地指标较差,作物产量较低。其中一等地面积为5004.6公顷,占耕地总面积的1.32%,主要分布于望江县;二等地面积为26194.48公顷,占耕地总面积的6.92%,在望江县占比最多;三等地面积为50588.38公顷,占总面积的13.37%,在怀宁县分布最多;四等地面积为112708.2公顷,占耕地总面积的29.78%,主要位于宿松县;五等地面积为61050.28公顷,占耕地总面积的16.13%,同样在宿松县分布最多;六等地面积为42802.38公顷,占耕地总面积的11.31%,在怀宁县分布最广;七等地面积为36799.42公顷,占耕地总面积的9.72%,桐城市面积占比最大;八等地面积为20673.17公顷,占耕地总面积的5.46%,主要位于太湖县;九等地面积为9478.07公顷,占耕地总面积的2.50%,岳西县分布最多。十等地面积为13195.06公顷,占耕地总面积的3.49%,主要位于太湖县。(2)安庆市耕地土壤速效钾含量整体处于中和较低水平,占比达到25.53%和62.48%。各县土壤速效钾含量水平差异明显,主要呈现东南高西北低的分布趋势,其中望江县耕地土壤速效钾含量平均值最高,达到了 137.35mg.kg-1,潜山市最低,仅为69.54mg.kg-1。土壤速效钾含量水平在不同土类上的区别也同样较大,潮土的耕地土壤速效钾含量最高,平均值达到了 164.50mg.kg-1,棕壤最低,仅为74.7mg.kg-1。安庆市耕地土壤有效磷含量丰缺度水平整体是较高和中,占比分别为55.63%和30.59%,整体分布趋势为东北低西南高,在桐城市、迎江区等地含量水平为中,仅为11.94mg.kg-1、13.74mg.kg-1,在望江县较高,达到33.24mg.kg-1。安庆市耕地土壤有效磷含量在土类中的差异较大,棕壤含量最高,达到52.85 mg.kg-1,红粘土最低,仅为11.71 mg.kg-1。安庆市耕地土壤有机质含量整体为较高和中水平,占比分别为49.01%和50.95%。其在行政区域及土类分布上没有明显差别,均在25g.kg-1上下浮动。(3)在空间插值方法的运用中,RF、OK、IDW三种方法对安庆市耕地土壤养分含量空间分布预测结果整体趋势一致。但从预测精度上来看,在安庆市耕地土壤养分含量空间分布预测中,RF的MAE和RMSE均小于OK和IDW,RF的R2大于OK和IDW;在安庆市耕地土壤有效磷、速效钾含量空间分布预测中,OK的MAE和RMSE、R2均为第二;IDW的MAE和RMSE均为最大,R2最小;在安庆市耕地土壤有机质含量空间分布预测中,OK与IDW的MAE和RMSE较为接近,IDW的R2比OK高。说明在研究区范围内,RF对耕地土壤养分的预测精度最高,OK对耕地土壤速效钾、耕地土壤有效磷的预测精度高于IDW,IDW对耕地土壤有机质的预测精度高于OK。在RF的空间插值运用中,纬度、年平均温度、成土母质、高程、经度、年平均降水量是影响RF预测安庆市耕地土壤速效钾含量精度的主要因素,经度、纬度、年平均温度、平面曲率、高程和年平均降水量对RF预测安庆市耕地土壤有效磷的预测精度影响较大,经度、纬度、平面曲率、高程、年平均温度、剖面曲率对RF预测安庆市耕地土壤有机质的预测精度影响较大。影响耕地土壤养分含量的环境变量因子基本一致,包括经度、纬度、年平均温度、高程等。