在我国人多地少,耕地后备资源有限的情况下,粮食安全始终是关乎国计民生的战略问题。在长期“紧平衡”的粮食供求态势下,提升粮食单位面积产能成为解决粮食安全的问题的有效途径,客观准确地认识粮食生产能力则是提升粮食产能的首要前提。三江平原是我国重要的粮食生产基地,近年来耕地内部结构变化明显,且特殊的农垦二元结构使得农业生产差异明显,因此研究其耕地生产力变化,对于进一步挖掘粮食产能、保障国家粮食安全、推动区域农业可持续发展具有重要意义。本文对三江平原2000-2015年耕地NPP进行修正得到耕地实际生产力数据,在AEZ模型基础上引入农区/垦区化肥投入、灌区非灌区灌溉等差异建立AEEZ模型得到农业生产潜力,与耕地空间数据叠加得到耕地生产潜力分析不同耕地利用类型和农垦区的耕地实际生产力和生产潜力,并在此基础上计算耕地增产潜力;利用RCP4.5模式下的温度、降水等气候数据模拟了2025年、2035年和2045年的耕地生产潜力,并以此为基础模拟了不同情景下2045年耕地生产潜力。本文的主要研究内容及结论如下:(1)耕地实际生产力特征。(1)三江平原中部和东南部地区耕地实际生产力较高,尤以河流流经地区最高;东北部及南部山地区较低。(2)2000-2015年三江平原耕地与水田实际生产力总量均呈增加趋势,旱地实际生产力总量则呈减少趋势;3种类型耕地实际生产力均值均呈增加趋势,水田生产力均值最高但旱地上升更明显。(3)三江平原农区、垦区耕地与水田实际生产力总量均呈增加趋势,农区旱地实际生产力总量增加,垦区则减少,农垦区粮食生产格局差异明显。垦区耕地实际生产力均值高于农区,但农区增幅高于垦区,二者耕地实际生产力差距在持续缩减。(4)灌溉、温度、坡度等因素对耕地实际生产力影响显著,其中化肥和灌溉因素在农区和垦区中影响程度差异明显。(2)耕地生产潜力特征。(1)2000-2015年三江平原耕地生产潜力总体呈波动上升趋势,多年均值为14121.50 kg/hm~2;空间上呈东西高、中间低的空间分布格局,以12000～15000kg/hm~2等别为主,占比为63.90%。(2)耕地生产潜力总量呈波动变化趋势,水田生产潜力总量呈增加趋势,旱地生产潜力总量则相反;3种类型耕地生产潜力均值呈增加趋势,中水田生产潜力均值最高,旱地最低,但旱地生产潜力增加比水田更明显。(3)垦区生产潜力高于农区,但不同类型耕地生产潜力差值变化趋势不同,耕地和水田生产潜力的农垦区差值在2005年后持续拉大,旱地则逐渐稳定。(3)耕地增产潜力特征。(1)三江平原耕地增产潜力多年均值为8622.21 kg/hm~2,东部增产潜力较高,中部较低。(2)耕地、水田和旱地增产潜力均值均呈下降趋势,其中旱地增产潜力降幅最大,说明旱地利用程度增加最为明显。耕地和旱地增产潜力总量下降,水田增加,究其原因为虽然水田增产潜力下降,但旱改水背景下水田面积增加导致耕地增产潜力总量上升。(3)垦区耕地、旱地增产潜力高于农区,垦区水田增产潜力先低于农区后反超且持续增加。(4)未来耕地生产潜力特征。(1)在RCP4.5气候情景下,三江平原耕地生产潜力呈增加趋势,2025、2035和2045年耕地生产潜力分别为16986.35 kg/hm~2、16414.96 kg/hm~2和18619.50kg/hm~2。(2)在气候单要素变化情景中,三江平原耕地生产潜力均呈再增加趋势,可见三江平原气候变暖和降水量增加将有利于耕地生产潜力的提升;在气候组合情景下,暖干和暖湿气候下耕地生产潜力均上升,暖干气候下耕地生产潜力增加幅度很小,暖干化趋势下耕地生产潜力低于暖湿气候。(3)在化肥投入变化情景中,3种情景下的耕地生产潜力变化不大,调减化肥施用量会对耕地生产潜力造成一定影响,但影响范围很小。