三江平原井灌区水资源可持续利用研究

（一）实验区域简介

实验区在黑龙江农垦建三江分局洪河农场（139°29′E，47°54′N）。洪河农场位于黑龙江省三江平原腹地，同江市与抚远县交界处，别拉洪河以北，浓江河以南，国家级自然保护区洪河湿地之旁，无霜期约120天左右，有效积温2400℃。农场有耕地42 万亩，作物种植以水稻为主，一年一季，大部分耕地已形成以排水为主的水利配套网，农业生产田间作业全部实现了机械化，年产值达1.2亿元。实验区的地貌、土壤类型、成土母质以及土地利用方式在三江平原具有很好的代表性。

（二）研究方法

1.样品采集与测定

2006 年10月在洪河农场一区选取500m×500m的稻田作为实验区。土壤采样利用手持式全球卫星定位系统（GPS）辅助采样，采样前根据地块已有地理坐标生成50m×50m的栅格，于栅格中心采样，共设计采样点100个（图8-2）。采样深度为20cm，混合取样。土样经风干、磨碎及过筛后，测定各土样的土壤肥力评价指标。测定方法为：土壤有机质测定采用重铬酸钾容量法，全氮采用半微量开氏法，全磷采用HClO4H2SO4消煮法，碱解氮采用碱解扩散法，速效磷采用碳酸氢钠浸提比色法，速效钾采用醋酸铵浸提火焰光度法，pH 值采用酸度计法[9]。

图8-2　采样点分布图

2.评价指标体系与评价方法(www.xing528.com)

评价指标体系的正确选择，是科学地揭示土壤肥力的前提，直接影响到土壤肥力综合评价的准确程度，因此在考虑综合性、主导性、稳定性、精确性和实用性的原则下，参考专家建议，选择土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾、pH 值作为土壤肥力评价指标。采用全国第二次土壤普查土壤养分的分级标准为评价标准（表8-4）。

表8-4　土壤肥力评价标准

本研究运用属性识别模型和熵值法分别计算样本各评价指标的属性测度及其权重系数，利用加乘法原则求出样本的属性测度，最后根据置信度准则和评分准则对样本进行分类、比较和排序。

属性识别模型是由我国数学家程乾生教授提出的，以属性集理论和属性测度为基本概念，在有序分割类和属性识别准则的基础上，能对事物进行有效的识别和比较分析[10]，该模型已经在环境质量评价、水质水资源评价等问题中得到了成功应用[11，12]。在大多数评价问题中，权重的确定都受到主观因素的影响，评价结果没有统一性和可比性，本文运用熵值法确定各评价指标的权重系数，在一定程度上减小了主观因素的影响。熵值法确定权重就是在客观条件下，由评价指标值构成的判断矩阵来计算指标信息的效用值[13，14]。

根据Matheron对区域化变量的定义[15]，土壤肥力综合评价分值是既有结构性又有随机性的区域化变量，可运用地统计学中的半方差函数分析其空间结构，用Kriging插值对采样点的土壤肥力综合评价分值进行内插；而对于非均匀空间分布数据具有良好的存储、管理及分析功能，因此在GPS获取的采样点地理坐标数据和通过基于熵权的属性识别模型计算出的土壤肥力综合分值数据的基础上，运用ArcGIS软件建立数据库，利用其地统计学模块GeostatisticsAnalyst对实验区的土壤肥力综合评价分值进行Kriging插值，得到土壤综合肥力空间分布图。