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随着社会经济的高速发展和人口的不断增加,我国土壤特别是耕地土壤质量问题日趋严重,耕地质量和数量面临着严峻挑战,为此建立行之有效的预警体系和耕地质量预警系统尤为重要,以便于能在耕地质量发生退化、恶化之前及早作出预警,及时采取相应的措施,保障粮食安全,促进农业高效可持续的发展。 本研究借鉴国内外已有的相关预警、耕地预警以及其他预警的理论和实证研究的最新成果,结合耕地质量本身的特性和对影响耕地质量的因素分析,对耕地质量预警的基本概念、理论和方法进行了研究,构建了耕地质量预警的预测模型,最终基于WebGIS平台建立了耕地质量预警系统,并通过以肥东县为例进行了实证研究,本研究是对区域耕地质量预警的研究是一个有益的探索。 根据对影响耕地质量的各个因素进行全面综合分析和研究区域的实际情况,选出了耕地肥力、耕地酸碱度、耕地污染(包括重金属污染和农药残留污染)和水土流失作为耕地质量的预警指标。并确定了各个预警指标的无警、轻警、中警和重警等四个级别的警度。 在前人研究耕地预警(包括数量预警和质量预警)的理论和实践基础上,对建立耕地质量预警系统的前期工作进行了分析和探讨,最终确定了耕地质量预警系统的功能结构框架。 参考了相关预警理论和实践,结合对各预警指标土壤监测数据的统计分析,确定了各预警指标的预测模型,建立了耕地质量预警系统的预警预测模型。 通过对耕地质量预警指标的研究,结合计算机信息技术和GIS技术,建立了预警数据库,包括空间数据库、属性数据库;建立了预警预测模型库;建立知识库,包括不同警度对应的治理措施和建议,最终建立基于WebGIS的耕地质量预警系统。 对安徽省合肥市肥东县的耕地质量进行了实证预警研究,得出的结论主要包括以下几个方面: (1)基于农业部测土配方施肥资金补贴项目肥东县耕地地力评价的成果,可以对肥东县地力等级和三种作物水稻、小麦和油菜施肥图进行查询。 (2)依据预测模型和警度的划分标准,对2018年肥东县耕地肥力(养分)进行了预警和结果分析,得出2018年肥东县耕地土壤肥力(养分)主要是有机质、全氮、有效磷和速效钾,整体上属于中等水平,大部分都处在无警等级上,达到重警等级的主要分布在店阜镇、白龙镇和八斗镇等乡镇,而轻警等级零星分布在各个乡镇。 (3)依据全国第二次土壤普查时使用的酸碱度划分标准,对2018年肥东县耕地酸碱度(pH)进行了预警和结果分析,得出2018年肥东县耕地土壤酸碱度重警等级主要分布在白龙镇、八斗镇和杨店乡等乡镇,零星分布在陈集乡和马湖乡;轻警等级零星分布在各个乡镇;大部分耕地都处于无警状态。