我国是耕地资源极其匮乏的国家，近年来其数量又在不断减少，粮食安全问题正受到人们的日益关注。在粮食生产中，化肥是最重要的生产资料之一，约占整个农业投入的一半左右，然而由于化肥的利用效率不高，直接影响了农业生产的效益。我国测土推荐施肥技术仍未真正实现，其主要原因是缺乏对土壤养分状况及其空间和时间变异的全面和系统了解。对嘉兴市南湖区土壤养分质量状况进行充分的了解可以为该区的农田精确管理以及农产品安全问题提供科学的决策咨询，同时也可为减缓南方水网平原的农业非点源污染问题奠定理论依据。基于上述原因，本研究应用地统计学和GIS技术相结合的方法，在1：50000中尺度上对嘉兴市南湖区耕地土壤养分进行时空变异及其机理研究。主要研究结果如下：1、南湖区土壤全量养分及pH空间变异研究：pH的变异性最小，变异性最大是全氮，有机质介于两者之间；就空间分布而言，土壤全氮与土壤有机质呈现类似的分布规律，具有明显的条带状分布，在东南—西北这个条带分布相对较高，土壤pH呈现明显的块状分布，南北两大块较低，中间一块较高；通过与第二次土壤普查资料的比较研究，认为从南湖区整个研究区域来看，土壤pH有所降低，有机质有所升高，全氮有较大程度的提高，应该在具体农业生产过程中引起注意。2、南湖区土壤速效养分的时空变异研究：南湖区土壤速效养分呈现较大的空间变异，并且呈现一定的空间分布规律；同时不管是2003年还是1984年，速效磷比速效钾有更大的变异；另外不管是速效磷还是速效钾，2003年的空间变异比1984年的更加复杂。南湖区土壤速效养分在1984-2003年期间有了很大变化，绝大部分区域表层土壤中有效磷的含量有较大幅度提高；相比较而言，速效钾含量则基本保持稳定，呈现出部分区域增加，部分区域降低的趋势。这主要与该区域的农业耕作习惯即磷肥施入过多、钾肥投入不足以及人类生活污水的排放有很大关系。