粮食作为国民经济发展的重要物质,是任何一个国家保持社会稳定和实现经济发展的基础。土地的主要利用形式耕地集合了光照、气温、降水、地形等自然资源因素,形成了以粮食为主的农作物生产功能,满足了人类社会的衍续,同时土地也为人类文明发展提供了场所与物质条件。人类社会进入21世纪以来,经济社会飞速发展的同时也对土地总量不断提出新的要求,加上人口数量急剧增加,土地的粮食生产能力在部分地区和某些时点不能较好地满足社会需求,在一定程度上威胁到粮食安全。粮食安全涉及到粮食生产、粮食流通、粮食消费三大领域。但粮食安全问题首要的是粮食生产问题,粮食生产决定于粮食生产能力,因而粮食安全首先需要保证的是耕地粮食综合生产能力。在一定程度上可以说,解决我国粮食安全问题的核心是保护和提高耕地资源安全,实现耕地资源的可持续利用。农业生态区法(Agriculture ecological zone,简称AEZ法)是一种在全世界范围内得到广泛应用的土地生产潜力评价方法。该方法实质是划分出具有相同性质的很小的土地单元,并全面系统地考虑影响土地资源生产力的各个因素,采用比较先进的作物生长动态模拟模型,通过模拟作物的生长环境而计算产量,结果能够与实际情况较好地吻合。目前粮食安全及粮食生产能力相关研究多存在于理论层次,只有少数局部个体试验进行理论验证。虽然多数学者采用统计数据进行粮食安全研究,但数据来源不一,理论系统性存疑,而且研究区域小,代表性不强；时间跨度小,现实指导意义差。基于生态区法进行粮食生产能力及粮食安全评价的研究实例鲜有报道。本研究基于AEZ法,依托国土资源基础数据,首次在山东全省范围内进行系统性的耕地粮食生产能力测算,并且实现了连续12个年度的时间跨度,同时结合人口变化趋势和经济社会发展情况,动态分析了山东省耕地变化、粮食生产能力变化以及区域粮食安全变化的时空规律、演变趋势以及各趋动因子之间的内在关系。本研究方法具有较强的系统性,数据充分详实,结论全面可靠,对于粮食生产、土地管理及确保粮食安全具有较高的启示作用。区域粮食生产能力是耕地数量和质量的综合体现。本研究以生态区评价方法为理论基础,以算法设计为技术平台,建立耕地数量与质量之间的关系模型,实现耕地变化与粮食生产能力的动态关联。以小麦和玉米为基准作物,建立集可耕地现实生产能力测算、耕地生产潜力估算、耕地生产能力变化分析在内的区域耕地生产能力分析模型,在动态掌握区域耕地数量变化的同时,动态掌握区域耕地生产能力及增减情况,分析耕地变化对粮食生产能力的影响程度以及不同耕地变化原因导致的耕地粮食生产能力的变化,并结合山东省经济社会发展情况及人口变动情况,对区域粮食安全水平做出客观评价。同时提出山东省耕地保护及确保粮食安全水平的对策及建议。本研究可以总结得出以下主要结论：1、2007年山东省耕地总面积773万公倾,加权等级为6.75,耕地质量较高的区域为鲁西北和鲁西南地区。主要土地利用类型耕地、建设用地、水利设施用地和交通用地所占百分比分别为52.2%、16.7%、1.7%和1.1%。1996年至2007年,耕地面积减少26.43万公倾,减少比例为3%；2001年后耕地面积减少速度加快,建设用地明显增加；耕地面积的减少量与建设用地增加量之间呈现明显的线性关系。2、耕地粮食生产能力的变化是耕地数量和质量耦合效应的综合表现。山东省近年来粮食生产能力持续下降,除耕地面积减少外,耕地质量下降也是重要的原因。应进一步加大耕地保护力度,实施数量、质量并重的耕地占补平衡措施,切实稳定粮食生产能力。3、山东省粮食安全始终处于警戒线以上,但近年来持续下降,粮食安全度由期初的109%下降到100%,已经达到边缘水平,粮食安全形势不容乐观。期内人口由8430万人上升至9346万人,增幅10.86%。人口的不断增加是粮食安全的主要威胁因素,人口年增幅保持在50.932万人每年,没有明显放缓的迹象。4、1996年至2007年各影响因素占粮食生产能力变化总量权重平均值表明：第一位的影响因素是建设占用耕地,比例为33%,第二、三位的土地整理和土地开发分别为25%和22%。建设占用耕地是造成粮食生产能力减少的主要因素,土地整理和土地开发虽然不能完全弥补耕地数量的减少,但对于稳定粮食生产起到了重要作用。5、山东省应从严保护耕地,加强建设用地管理。经济发达地区的政策应是加强土地整理和土地开发；经济欠发达地区应控制人口过快增长,不断提高粮食单产水平