耕地作为重要的自然资源,是保障国家粮食安全、维护经济社会稳定的基础。随着人口的不断增长和社会经济的快速发展,在建设占用大量优质耕地及耕地退化的双重影响下,中国耕地数量与质量持续下降。为保障国家粮食安全、耕地生态安全以及耕地的可持续利用,在新时期、新形势下的耕地保护工作中,不仅要注重耕地数量的控制,更要将耕地质量的保护和提升作为“藏粮于地、藏粮于技”的战略支撑点。鄂西南山区是国家重要的生态屏障建设区、湖北省重要的生物多样性维护区和森林生态保护区。该区域生态环境较好、资源丰富,是我国中东部地区生态屏障,对于三峡库区水土保持、水源涵养和武陵山区生物多样性保护具有重要意义。受区域自然和社会经济因素的影响,目前鄂西南山区耕地利用中存在耕地生态问题频发、耕地地力下降、农业基础设施落后、地块零碎化等问题,严重影响着该区域耕地资源的安全。本文以鄂西南山区恩施州为案例区,探究研究区第二次土壤普查以来耕地资源时空演变规律及影响机制,对合理配置山区耕地资源、调整种植业结构、保证农产品质量安全、降低农业生产成本及实现农业可持续发展等具有重要实践意义。本文主要内容共分为9章:第1章为绪论。阐述了研究背景和意义。首先对耕地及耕地质量内涵进行了认识;从耕地质量评价指标体系、评价方法、类型、尺度、时空演变等方面对耕地质量评价的国内外研究进展进行梳理;从高标准农田、耕地生态安全、耕地可持续利用、耕地质量障碍、耕地多功能等方面对障碍度诊断研究进展进行梳理。在此基础上确定了本研究的目标与内容,并阐述了本研究的技术路线、研究特色及创新之处。第2章为理论与方法。提出了本文的理论研究基础,并对相关研究方法进行了介绍。第3章为研究区概况与数据来源。对研究时空范围进行了界定,从地理位置与行政区划、自然地理概况、社会经济概况等方面对研究区进行了介绍;并对本研究的数据来源及预处理进行说明。第4章为鄂西南山区耕地利用时空演变及影响机制。借助1980年以来研究区统计年鉴数据和土地利用数据,从耕地空间分布特征、耕地资源特征、耕地压力指数等方面对耕地利用现状进行认识,利用相关方法对研究区耕地动态度和耕地利用相对变化率、耕地利用转型过程、土地利用变化模式、耕地重心变化轨迹、耕地景观格局变化进行深入分析。研究表明:1980年以来研究区耕地数量整体呈现下降趋势,其中1980-2005年耕地减小量较小,2005-2018年减小量较大,退耕还林是耕地面积较小的主要原因,其次为退耕还草和建设占用。1980-2018年,研究区耕地未进行地类转换面积仅占总面积的50.18%,充分说明研究区地类转换比较剧烈,人类活动对耕地利用变化的干预度较强。耕地重心呈现由东南向西北迁移的趋势。耕地破碎度略微减小,变化幅度不大。经济发展、人口增长、资本投入和粮食产量、生产效益及政策因素是恩施州耕地数量变化的主导因素。第5章为鄂西南山区耕地质量评价指标体系的构建。借鉴现有研究成果,在对研究区耕地利用时空演变及影响机制探讨的基础上,结合研究区实际,划分评价单元,构建耕地质量评价指标体系,以累加法计算耕地质量指数,采用等距离法将耕地质量划分为10个质量等级。第6章为鄂西南山区耕地质量时空演变及影响机制。对评价模型准确性进行验证,在确认耕地质量评价结果科学合理的基础上,对1980年、2005年、2018年耕地质量进行评价,并对3个时期耕地质量空间分布特征进行阐述;对耕地质量时空演变及其影响机制进行探究。研究表明:1980-2018年间,研究区耕地质量处于提升状态,其中高等地面积增加速度较慢,增加量较小,中等地面积增加速度较快,增加量大,而低等地面积则逐步减小,减小量较大。分阶段来说,1980-2005年耕地质量提升速度较慢,2005-2018年提升速度较快。1980年-2018年间,研究区8个县市中,2018年恩施市耕地质量平均等级为4.5等,耕地质量最好,近40年来提升了 2.29等,提升等级最高,为研究区耕地质量模范带动区。其次为咸丰县、鹤峰县和宣恩县,耕地质量等级在5.27-5.34之间,经过近40年耕地质量的保护和提升,耕地质量提升效果明显。而来凤县、巴东县、建始县和利川市耕地质量相对较低,下一阶段为研究区耕地质量提升核心区,需加大投入、重点治理。地形、气候、耕地空间形态等难以调控的影响因素对耕地质量时空演变的影响较小,而土地利用结构变化、农业基础设施完善程度、施肥、土壤酸化、政府政策等人为因素在研究区耕地质量时空演变中起主导作用。第7章为鄂西南山区耕地质量障碍因素时空演变及成因分析。借助障碍度模型,对研究区1980年、2005年和2018年耕地质量障碍因素做整体分析,对各县市3个时期耕地质量障碍因子空间分布特征进行了探讨。并进一步对近40年来研究区各县市不同障碍因子时空演变及成因进行了探讨,为确认研究区耕地质量障碍因子是否具有可调控性,以及调控空间的大小提供依据。第8章为鄂西南山区耕地质量调控潜力及调控策略。依据研究区近40年来耕地质量障碍因子时空演变特征及成因,确定耕地质量障碍因子的可调控性;结合相关参考文献及湖北省、恩施州耕地质量建设相关政策,最后确定耕地质量可调控因子的调控空间,对耕地质量提升潜力进行测算。并对研究区耕地质量障碍类型空间分布特征进行了分析,对调控措施进行了探讨。研究表明:近期耕地质量可调控障碍因子:耕层厚度、土壤容重、pH值、有机质、有效磷、速效钾、田面坡度、排水能力、灌溉能力。可调控因子调控空间为:耕层厚度≥30cm,土壤容重为1.00-1.30g/cm3,土壤pH为5.5-7.5,土壤有机质含量为≥40g/kg,土壤有效磷含量为≥40mg/kg,土壤速效钾含量为≥200mg/kg,田面坡度为≤15°,排水能力和灌溉能力均达到满足及以上水平。理想状态下研究区耕地质量调控潜力为0.2628,和现状相比,提升了 43.87%;最优状态下调控潜力为0.1861,和现状相比,提升了 31.07%。理想状态下恩施州耕地质量平均等级为1.06等,和现状相比,耕地质量平均等级提升了 4.31等;最优状况下恩施州耕地质量平均等级为2.87等,和现状相比,提升了 2.50等,理想状况与最优状况耕地质量平均等级相差1.81等。最优状态下调控潜力可作为耕地质量调控的重要参考依据。研究区整体上存在的重度障碍有3个:坡度限制型、土壤侵蚀型和灌溉限制型;强度障碍1个:速效钾缺乏型。就各县市分布状况来说,共有重型障碍8个:坡度限制型、土壤侵蚀型、灌溉限制型、有机质缺乏型、速效钾缺乏型、有效磷缺乏型、排水限制型、土壤酸化型;强度障碍4个:灌溉限制型、土壤酸化型、有机质缺乏型、速效钾缺乏型。最后,分析和探讨了不同耕地质量障碍类型的空间分布特征和调控措施。第9章为结论与展望。归纳总结主要结论,指出研究不足及研究展望。