化肥过量施用在增加粮食生产成本的同时,还对粮食安全、土壤安全、水生态环境安全等造成现实威胁,直接影响经济社会可持续发展和人类身体健康。如何有效减少化肥施用以降低过量施肥程度,并能同时保持粮食生产安全不受影响,已成为政府部门和学术界关注的重点和热点问题。因此,化肥减量的边界在哪里?化肥减量的重点关注作物是什么?重点关注的区域是哪些?对这些问题进行深入细致研究并给出正确的解答,将直接关系到中国化肥减量任务能否顺利实现。为此,本文从经济学角度出发,采用C-D生产函数测度中国主要农作物水稻、小麦和玉米过量施肥的程度;从空间计量的角度分析水稻、小麦和玉米主产区是否存在过量施肥现象的集聚效应以及哪些区域存在空间集聚,基于其集聚特征对其进行空间聚类冷点和热点等分析,进行矢量地图展现,识别出化肥减量施用的关键区域;运用空间杜宾模型研究影响农户过量施肥决策的主要因素。研究得出以下结论:(1)中国粮食作物的过量施肥程度整体较高,水稻、小麦和玉米三种主要农作物的过量施肥程度分别为43.48%、34.58%和32.76%,三者平均过量施肥程度为36.94%。(2)从时序变化情况看,水稻、小麦和玉米三种主要粮食作物过量施肥程度经历了先持续下降(2002-2004年)而后波动上升(2005-2015年)的阶段性变动态势。(3)从空间变化情况看,中国主要粮食作物过量施肥程度由高到低的区域排序依次为:华南地区>长江中下游地区>黄淮海地区>北部高原地区>西南地区>西北地区>东北地区。(4)中国水稻高等过量施肥区为黄淮海地区和华南地区两个主产区,且呈团块状分布,小麦高等过量施肥区为北部高原地区、黄淮海地区和长江中下游地区等主产区,且呈连片分布,玉米高等过量施肥区为华南地区、长江中下游地区和东北地区等主产区,且呈团块状分布,集聚特征显著。(5)中国水稻、小麦和玉米三种主要粮食作物过量施肥程度均呈现出较强的空间自相关性,小麦集聚程度最强,水稻居中,玉米最弱。(6)中国水稻过量施肥程度的热点区域主要分布在黄淮海地区、长江中下游地区和华南地区等主产区,冷点区域主要分布在北部高原地区和东北地区等非水稻主产区;小麦过量施肥程度的冷热点呈现“中间热周围冷”的空间分布特征,热点区域集中在黄淮海地区和长江中下游地区等主产区,冷点区域集中在西北地区;玉米过量施肥程度的冷热点呈现出由“南热北冷”到“东热西冷”的空间格局变化特征,热点区域集中在西南地区、华南地区和长江中下游地区,冷点区域集中在西北地区。(7)农业劳动力非农转移、农业劳动力文化水平以及农作物受灾状况对中国主要粮食作物过量施肥程度呈现显著的正向促进作用,经济作物种植比例、农业技术服务对过量施肥程度呈现显著的负向压抑作用。(8)农村家庭人均经营纯收入、受灾面积对本省(市、自治区)域内的过量施肥程度呈现显著的正向促进作用,对域外相邻省(市、自治区)的过量施肥程度呈现显著的负向抑制作用;农业机械化水平对本省(市、自治区)域内的过量施肥程度呈现显著的负向抑制作用,对域外相邻省(市、自治区)的过量施肥程度呈现显著的正向促进作用。