杭锦旗黄河南岸灌区土壤质量指数计算方法比较研究

摘要

为研究土壤质量评价过程中不同质量指数计算方法的差异与最优组合，采集并测定了内蒙古杭锦旗黄河南岸灌区79个土壤样本的11项理化指标，并基于主成分分析法构建最小数据集，对比分析了主成分分析法和层次分析法2种权重确定方法与隶属度函数、线性评分函数和非线性评分函数3种指标评分方法组合下计算的土壤质量指数，最后通过与全体数据集的自相关精度检验获取最优方法组合。结果表明：1)层次分析法确定的物理指标权重高于主成分分析法，速效养分指标权重低于主成分分析法，隶属度函数、线性评分函数、非线性评分函数对指标分值计算结果的分布趋势基本保持一致，但隶属度函数对物理指标进行评分时具有更高的区分度；2)采用层次分析法确定指标权重，隶属度函数确定指标分值计算的最小数据集土壤质量指数的自相关检验精度最高（R²=0.85），纳什效率系数为0.81，相对偏差系数为0.04;3)最优方法组合下全体数据集和最小数据集的土壤质量指数变化分别是0.25～0.71和0.16～0.78，平均值为0.43和0.45，表明研究区域土壤处于中等质量水平。综上，本研究确定了准确评价杭锦旗黄河南岸灌区土壤质量的最优方法组合，可为今后土壤质量评价研究中指标权重和分值计算方法的选择提供参考。

关键词

土壤质量指数 / 主成分分析法 / 层次分析法 / 最小数据集 / 黄河南岸灌区