耕地是人类赖以生存的物质基础,合理利用和保护耕地,关乎我国粮食安全与人民群众的切身利益。我国人多地少和城镇化不断推进的现状,决定了我们必须了解并合理利用好每一寸土地。我国土壤质量参差不齐,随着时间的推移和人们耕作方式的不断进步,土壤质量也发生着巨大的变化。在空间维度上,土壤质量特征也表现出明显的差异,具有高度的空间变异性。因此,掌握耕地质量现状,并根据各区域耕地空间分异规律,制定相应耕地管理分区,可降低管理成本,提升作物产量,合理利用和保护耕地,对推进我国农业管理水平、实现农业现代化具有重要的意义。本研究总结了国内外各相关研究的理论和成果,以此为基础选用山东省肥城市作为研究区,以土壤实地采样数据为基础,结合实际情况,通过SPSS进行经典统计分析,通过GIS和GS+对土壤数据进行地统计分析,深入研究肥城市农用地土壤空间变异规律,并通过MATLAB进行模糊聚类对研究区土壤进行分区,确定不同土壤特性的分区区域及各自的属性特征,针对各分区情况提出管理措施和建议。研究结论如下:(1)由描述性统计分析结果可知肥城市土壤养分含量总体处于中等偏上水平,其中碱解氮和速效钾处于中上水平,有效磷处于极高水平,有机质处于中水平,但是变异性较大,碱解氮,有效磷,速效钾和有机质均处于中等变异强度,不同土壤养分在研究区很不稳定。变异性由强到弱为有效磷>有机质>速效钾>碱解氮>pH,总体变异性较大,对于农业生产管理具有很大的挑战,土壤养分空间变异的研究对于指导农业生产管理,实现精准农业具有十分重要的作用。(2)通过半方差函数模型和克里金插值对土壤养分数据的空间分布特征进行分析,碱解氮、有效磷和速效钾的具有相似的分布趋势,在肥城市境内总体呈现出东部西部较好,南部北部较差的趋势。有机质与pH值表现为相似的变化趋势,总体呈现出东部南部较好,西部北部较差的趋势。(3)通过模糊c值聚类划分了基于土壤养分指标的土壤管理分区和基于主成分分析和地形因子的土壤管理分区。相对于基于土壤养分的土壤管理分区图,基于主成分分析和地形因子结合的土壤管理分区的土壤分区更加集中,分区2的面积大大增加,分区1和分区3各有减少。综合考虑两种分区方式的差异,选取基于主成分分析与地形因子相结合的方法进行土壤管理分区可靠性较高。(4)针对养分分区结果提出对应管理措施。分区1的土壤养分含量水平处于中等偏上水平,应控制磷肥的施用,并施用农家肥和土壤调理剂改善土壤,该分区坡度较大,在生产中应防止水肥流失;分区2的土壤养分含量总体较低,应重视补充氮肥和钾肥;分区3的土壤养分含量较高,应控制磷肥和钾肥的施用,同时土壤pH较低,应施用农家肥、酸碱调理剂等改善土壤。