土地资源过度的开发和利用不仅会导致土地生态系统本身失衡,还会因为土地所提供产品的品质问题威胁到人类的健康和生命安全。目前,土地安全问题已经在人类长期非理性的开发利用过程中由土地承载安全问题升级为土地生态环境和功能安全问题,土地生态安全各相关领域的研究进而成为社会关注的热点。其中,耕地生态安全的内涵、评价体系、安全标准、评价方法等方面尚未达成共识。且多数研究空间尺度过大,缺乏反映耕地本身土壤养分含量、环境质量以及健康功能的地球化学元素分布信息,导致研究结果很难触及耕地生态安全的深层实质问题。鉴于此,本研究以农业地质地球化学背景调查成果为主要数据源并结合实地取样补测数据,获取了较为详尽的数据信息;结合耕地生态安全理论内涵研究、构建概念模型及评价体系,以环渤海区域的黄骅市为典型地域实施耕地生态安全评价及整治分区,并展开耕地生态安全监测及保护策略体系研究。旨在推动土地生态安全理论研究,指导农业生态安全生产实践和加速农业生态文明建设。主要研究结论如下:(1)厘清了耕地生态安全内涵,构建了耕地生态安全概念模型研究从“生态安全”、“土地资源安全”及“土地生态安全”理论出发,考虑中国的人地关系背景及耕地利用的特点和要求,分析了耕地生态安全的系统动力学原理,将耕地生态安全内涵界定为:承载安全、土地(土壤)环境安全、系统功能安全、后备保障安全、时空均衡、制度安全和产权安全7个方面的内容,并构建了县域尺度下耕地生态安全评价的概念模型。概念模型中承载安全、生态环境安全及系统功能安全是耕地生态安全的基本和核心要素;后备保障安全决定着耕地的持续供给;时空安全要求耕地生态安全的收益在不同代际、不同区域间公平分配,强调耕地资源的分配在时空2个尺度提供同等的发展权;制度安全和产权安全决定了耕地保护的外围制度和政策环境。(2)以黄骅市为例进行了耕地生态安全利用调查与监测评价研究利用多种手段和方法对黄骅市(县级市)耕地利用情况开展了全面系统的调查,以农业地质地球化学背景调查成果为基础,结合实地走访和踏勘,采集了大量土壤样品获取检测数据,收集了黄骅市土地利用变更调查和农用地自然质量分等成果、历年社会经济统计数据,建立了黄骅市2015年耕地生态安全数据库;利用农用地分等数据平台,获取黄骅市耕地矢量数据图层及最小评价单元;选择单因素评价与分层次评价方法相结合的方法,依据相关规程、技术标准和已公示的研究结论设定合理的安全评价标准及分级标准,对黄骅市耕地进行生态安全评价。评价结果显示:该县域人均耕地占有量较为安全,弥补了粮食单产低的劣势,大部分区域人均粮食占有量和耕地承载率安全程度较高;耕地总体有机质含量较低,96.75%的区域处于临界安全及中度不安全水平;大部分耕地碱解氮含量不足,高度不安全面积达76.55%,中度不安全面积达23.09%,与氮肥的大量使用形成显著的反差;地下水埋深较浅,且地下水矿化度较高,限制着耕地土壤环境安全,37.81%的耕地呈中度盐渍化,超过20%的耕地盐渍化程度较高,属于中度和高度不安全级别,耕地的地下水埋深与土壤的盐渍化程度空间相关性较高;黄骅市有超过90%的耕地土壤pH值偏高,处于临界安全状态;淡水资源贫乏极大地限制着黄骅市耕地灌溉保障率,仅有2.62%的水浇地能达到75%的灌溉保障率;耕地排水条件较差,12.06%的耕地排水条件处于高度不安全水平。黄骅市耕地施肥量普遍过高,但肥料的利用效率过低,重金属元素含量中,除了As和Ni元素含量呈现中度安全级别之外,其他6种重金属元素皆处于高度安全水平。(3)划定了耕地生态安全整治分区并对应提出分区监测管理及整治策略研究结合评价结果构建了黄骅市耕地生态安全监测制度,并提取各指标不安全的区域,按照整治技术手段和监测管理措施在空间上具有一致性的原则,运用空间叠加法,划出耕地严格限制占用区、肥力提升区、盐渍化土整治及耐盐作物改良区、重金属污染防范区,并对应安排了整治及监管措施。(4)分类提出黄骅市盐渍化土的改良利用方式研究对黄骅市土壤盐渍化程度进行了评价并分析了盐渍化产生的原因和影响因素,结合已有的盐渍化改良方法讨论了黄骅市轻度盐渍化土、中度盐渍化土和重度盐渍化土的适宜改良利用技术。建议滨海盐碱地的治理应遵循以适为主,以改为辅,杜绝大兴水土工程,提倡大力推广耐盐作物种植、优化滨海地区的种植制度,筛选具有生产和生态效益的乔、灌、草以及粮食作物来改良大量未利用盐渍化土地的景观和生态系统。(5)提出耕地后备保障安全及产权安全策略研究分析指出了黄骅市耕地后备保障安全的两方面对策与建议:一是通过耐盐植物资源的开发和利用提高未利用盐渍化土地的利用率,增加耕地数量的有效供给,缓解现有耕地的生产压力,同时塑造该县域特有的盐渍化土壤景观生态系统;二是通过新农村和小城镇建设挖掘土地利用结构性和空间性调整潜力,增加耕地补给并扩大耕地经营规模。研究通过分析现有耕地产权登记管理制度及保护绩效存在的缺陷,提出保障耕地产权制度安全应做到:稳定当前农村土地使用制度并促进土地使用权流转,培育新的安全利用及保护主体,将耕地纳入统一的土地权属登记审核制度,利用新技术建立耕地生态安全动态监测制度,适时适地地开展土地整治工作以提高农业产业化水平并创新耕地生态安全保护机制。