本文利用DEM和地统计学，以大量的前期调查、资料收集、图件数字化，配合一定量野外实地采样与实验室分析，对广东省赤红壤区进行界定，研究广东省赤红壤区主要土壤养分与地形的关系及其空间变异，并在中小尺度下运用协同克里格方法对土壤养分空间变异及插值精度进行研究。主要研究内容和结论如下： ⑴从1:100万尺度下对广东省赤红壤区进行界定，以赤红壤带分布范围为基础，利用赤红壤所在区域的县市区行政界线划分赤红壤区。原广东省赤红壤带的划定是一个大致的范围，界线不是很明晰，其北界和南界在现实当中有许多地名发生变更。现划定的广东省赤红壤区以行政区域边界进行划分，明确包含广东省73个县市区，在21个地市都有分布。原广东省赤红壤带范围划分为北纬21°30～24°50之间区域，现广东省赤红壤区划分为北纬21°24～24°56之间的陆地范围，比原赤红壤带范围有所扩大。 ⑵利用1:100万广东省赤红壤区土壤类型图、土壤养分分级图等、DEM及其提取的海拔高度、坡度、地势起伏度分级图，以赤红壤和水稻土土壤养分含量分级在不同海拔高度、坡度和地势起伏度级别下分布的面积为衡量指标，分析土壤养分分级与这些地形因子分级之间的关系，发现它们存在很强的负相关。这说明土壤主要养分的积累受到海拔高度、坡度和地势起伏度的制约，海拔高度越高、坡度越大、地势起伏度越大，土壤养分含量越低，适合土壤养分积累与转化的气候及生物等条件越差。 ⑶在1:10万尺度下，利用土壤采样分析数据与DEM提取的海拔高度、坡度、坡向、地势起伏度等地形因子以及地统计学分析增城市水稻土土壤养分的空间变异。结果表明，随海拔高度上升，水稻土土壤碱解氮、速效钾和有机质含量显著下降；且大多数在平坦区域含量较高。地统计学分析表明，增城市水稻土土壤碱解氮、有机质分布较为类似，特别是在新塘镇——荔城街办方向存在空间变异；土壤有效磷空间分布较为分散，受人为施肥等农田管理措施影响较大；土壤速效钾在宽谷平原等平缓区域含量较高，而海拔高度较高区域则含量较低。 ⑷在1：2.5万尺度下，利用土壤采样点和DEM提取的海拔高度、坡度、坡向、地势起伏度等地形因子以及地统计学分析小楼镇水稻土土壤养分空间变异。结果表明，随海拔高度上升，土壤碱解氮、速效钾和有机质含量显著下降；而在平坦区域土壤养分含量都较高。通过地统计学分析发现，小楼镇水稻土土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机质分布较为类似，大致都在东西方向存在空间变异，即西低东高，且在平缓区域含量都较高，与地形的西高东低特征大致相反。土壤碱解氮、有效磷和速效钾受到人为活动影响很大，尤其受到施肥的影响。 ⑸利用DEM及地统计学对增城市和小楼镇水稻土土壤养分进行协同克里格插值，通过均方根误差(RMSE)验证发现，协同克里格插值并不是一定会提高精度，而在多数情况下，可以明显提高插值精度。这一结论与前人所述此方法均可提高插值精度的结论不同。在增城市，海拔高度与水稻土土壤碱解氮、速效钾和有机质存在负相关情况下，发现土壤碱解氮、速效钾协同克里格插值精度高，有机质则是普通克里格法高。而在同样情况下，小楼镇水稻土土壤速效钾和有机质协同克里格插值精度高，土壤碱解氮则是普通克里格法高。由于协同克里格引入海拔高度作为协同变量，增加了一个半变异函数和一个交互半变异函数及其误差，精度提高也是有一定限度。在实际应用中，需要利用预测误差度量指标(RMSE等)来验证精度进行选择。 ⑹利用Visual Basic和GIS组件ArcGIS Engine将广东省赤红壤区土壤养分空间变异研究成果、基础数据集成，建立区域土壤资源信息系统对该区域土壤养分及其他数据进行管理与维护。此外，将增城市与小楼镇土壤资源基础数据、采样数据、DEM及提取的地形因子、土壤养分空间变异研究成果等加入该系统中，并结合水稻施肥相关领域的专家知识及研究成果，开发增城市水稻土推荐施肥系统，指导水稻生产。