马铃薯作为世界第四大作物,耐旱、耐寒、耐瘠薄,具有产业链条多、产品形态多、价格类型多等特点。2016年,马铃薯主粮化战略的提出正式将马铃薯产业定位在国家粮食安全层面。由于部分地区种植面积快速扩张,致使价格起伏较大,市场波动周期明显,马铃薯区域性、季节性囤积卖难现象频发。部分地区以劳动力、能源消耗为主的成本推动型发展方式导致水土环境恶化。质量差、产量低、分级模糊、种质匮乏等问题导致马铃薯减贫扶贫功能大幅弱化,严重制约马铃薯产业健康发展。本研究在剖析马铃薯产业现状的基础上,基于省域和县域尺度分析中国马铃薯种植空间格局演变特征,通过分析中国马铃薯种植空间格局演变动力机制和内生机制,模拟不同情境下基于生态适宜性的中国马铃薯种植空间布局,综合分析提出中国马铃薯生产区域布局优化路径。主要进展与结论如下:1.运用综合比较优势模型和空间分析方法,基于省域和县域尺度分析了中国马铃薯种植空间格局演变特征。结果表明,中国马铃薯种植综合比较优势在西北、西南和中东部地区呈现上升趋势,在东北、华北和中部地区呈现下降趋势。中国马铃薯种植重心总体沿着“西南-东北-西南”的轨迹移动,呈现阶段性持续增强特征和“由北向南、由东向西”转移的趋势,2000年以后加速向西南移动,重心由山西省长治市变为四川省达州市,向西南方向移动了505.07公里。中国马铃薯种植空间格局在县域尺度经历了向西南移动(1983-1994年)、向东北移动(1994-2001年)和再向西南移动(2001-2013年)三个阶段。2.运用主成分回归分析等方法,定量分析气候变化、技术进步、比较收益和政策扶持等主要指标,从完全不可控要素、完全可控要素和部分可控要素三个方面构建中国马铃薯种植空间格局演变动力机制。其中,中原二季作区和西北一季区具有较大自然比较优势,生长季降水量、生长季日照时数、生长季平均气温等影响因子得分为0.38、0.38、0.37;西南一二季混作区比较收益方面优势明显,替代作物价格、每亩总成本、亩净利润等影响因子得分为0.23、0.22、0.17。西北一季区和西南一二季混作区的种植科技水平优势相对突出,但种植技术在空间格局形成中影响力并不明显。3.运用条件价值评估法和多元线性回归模型,分析1208个调研农户马铃薯种植意愿的主要影响因素,在个体决策影响群体决策,进而改变区域空间格局的逻辑设定下,构建中国马铃薯种植空间格局演变内生机制。正向影响马铃薯种植支付意愿的因子从高到低排序依次为:教育程度、马铃薯出售价格、每亩补贴收入、实际耕地面积。负向影响马铃薯种植支付意愿的因子从高到低排序依次为:每亩种薯成本、每亩自营土地折租、每亩流转费用、每亩农药成本、每亩机械成本、信息来源是否丰富、是否关注替代作物市场信息、马铃薯种植面积、家庭马铃薯年饲用量。4.运用全球农业生态区划模型、多源数据融合模型和自回归滑动平均模型,基于生态适宜性视角,模拟多情境下的中国马铃薯种植空间格局分布情况并测算其布局优先序。结果显示,近期(2011-2040年),中国马铃薯在主粮化情境、延续性情境和极端型情境的总需求量分别为10382.06万吨、9783.38万吨和10935.99万吨;中远期(2041-2070年)的总需求量分别为11489.93万吨、12597.81万吨和14813.54万吨。在主粮化情境下,中国马铃薯种植生态适宜区布局优先序依次为:松嫩三江平原区、长城沿线区、晋东豫西丘陵山地区、长江下游平原丘陵区。在延续性情境下的优先序依次为:松嫩三江平原区、长城沿线区、晋陕甘黄土丘陵沟谷区、山东丘陵区和川滇高原山地区。在极端型情境下的优先序依次为:松嫩三江平原区、内蒙及长城沿线区、黄土高原区、黄淮海区、西南区、华南区和长江中下游区。5.综合分析提出中国马铃薯生产区域布局的优化路径。在主粮化背景下构建种薯种植区、食用薯种植区、兼用薯种植区;在延续性情境下构建马铃薯种植优势区、传统区和过渡区;以极端型情境为政策构建出发点,在具备种植优势的区域开展马铃薯全产业链布局,树立生存性口粮不足情况下的新型人地关系与粮食生产底线意识,确立马铃薯的“预备粮”、“准口粮”和“选择粮”战略定位,进一步强化国家粮食安全战略的物质基础。