土地作为人类生活最重要的自然资源,承载着人们的生产、生活和生态空间;同时也作为重要的政治资源,承载着国家稳定与发展。耕地作为其中重要的利用形态,是人类赖以生存的重要物质生产资料,保护耕地对于保障国家粮食安全、维护社会稳定、促进经济社会可持续发展具有重要作用。粮食安全与耕地数量和质量密切相关。我国是农业人口大国,随着经济的快速发展和人口的增加,耕地资源在数量和质量上流失严重,导致人地矛盾越来越尖锐,耕地肥力流失、次生盐渍化、酸雨问题、重金属超标、水土流失等土壤环境问题威胁着耕地健康,影响粮食的产量与品质。通过科学地掌控耕地的健康状况,可实现耕地数量、质量和生态并重的管理目标,开展耕地健康综合评价是社会需求,具有科学价值。耕地健康影响因素因区位不同存在差异,本研究以内蒙古农牧交错带黄土丘陵水土流失典型区——和林格尔县为例,探索内蒙古生态环境脆弱区耕地健康评价。基于RS和GIS技术、景观格局指数、动态度与空间分析模型和空间变化率指数对耕地的土壤特征、景观特征和地形特征以及20a耕地功能区变化特征和演变因素进行系统研究,构建耕地健康评价体系并利用物元可拓模型评价其耕地健康水平,借鉴障碍度模型分析耕地健康的限制因素,提出主导限制因素区的耕地管护措施及健康分区的可持续利用对策。具体研究成果如下:(1)研究区土地利用类型以耕地、林地和草地为主,耕地空间分布差异明显,主要分布北部平原区和黄土丘陵区,山区耕地分布很少;耕地景观存在差异,平原区耕地斑块大且集中,黄土丘陵区和山区斑块比较细碎且多,形成独特的耕地生态景观格局。(2)“三生用地”功能区的研究结果显示:20a年间耕地的生产功能空间逐渐向北部平原区和水系两岸转移,研究区耕地生态环境逐渐改善;20年间耕地生产功能空间规模呈减少趋势,仍能满足县域耕地保有量,但建设占用导致优质耕地减少,新开垦的耕地由于主要是生态用地功能区未利用土地开垦,生态环境脆弱、自然条件差,数量上实现耕地占补平衡但质量的降低,导致耕地保护和质量退化之间的矛盾加深;自然因素、社会经济因素、比较利益和政策因素成为影响其功能空间演变的主要因素。(3)借助ArcGIS10.3模型构建器分别创建矢量格式和栅格格式评价单元赋值模型,实现快速、科学与准确赋值评价单元和建立评价单元属性数据库。(4)结合研究区自然条件和土地利用特点,构建以耕地质量、耕地产能和耕地环境为分层目标的耕地健康评价体系和耕地健康标准。耕地质量因素有≥10℃积温、地形部位、田面坡度、耕层质地、有效土层厚度、有机质含量、全氮、有效磷、速效钾、灌溉保证率、排水条件;耕地产能因素有标准作物产量、田块连片度;耕地环境因素水土流失程度、盐渍化程度、耕作距离、交通便捷度、城镇影响度。(5)采用层次分析法确定评价因子权重,运用物元可拓模型评价耕地健康水平,多种方法的综合使耕地健康评价过程实现定量化,评价结果更加科学准确,评价结果很好表达了研究区耕地健康水平的空间差异。(6)评价结果显示:研究区耕地分为健康、亚健康和不健康3个等级,没有极健康耕地,健康耕地占52.69%,耕地健康综合状态中等偏下;健康耕地分布在北部平原区和浑河沿岸的乡镇,亚健康耕地分布在黄土丘陵区和山区,不健康耕地零星分布在南部和东部山区;健康耕地中的有机质、有效磷和速效钾的含量均低于亚健康耕地,仅有全氮高于亚健康耕地,但受土壤自然属性、生态环境以及社会环境条件限制亚健康耕地产能并不高,耕地资源自身特性和外界环境共同影响着耕地健康水平。(7)利用障碍度模型确定各评价单元的高限制因子、中限制因子和低限制因子。以高限制因子中的第一主导限制因子和第二主导限制因子对研究区耕地健康划分主导限制因子区。健康等级的主导限制因子区分为灌溉保证率、有机质和有效磷主导限制因子区,其中有机质主导限制因子区面积最大,占健康耕地的91.97%;亚健康等级的主导限制因子区分为交通便捷度、水土流失程度、田面坡度、灌溉保证率和有效土层厚度5类主导限制因子区,其中有效土层厚度和水土流失主导限制因子区占亚健康耕地的60.73%;不健康耕地主导限制因子区分为水土流失程度、田面坡度和有效土层厚度主导限制因子区3类,耕地不健康的最主要因素是有效土层厚度和水土流失程度。(8)耕地健康管护以主导限制因子提出基于评价单元的耕地管护措施和基于健康分区的耕地资源可持续利用对策,为今后在耕地健康评价的方法上提供相应的参考,也为基本农田划定、高标准基本农田建设、土地整治和耕地保护政策的制定提供可靠的理论依据。其中,健康耕地的管护措施主要是推广秸秆还田技术、实施休耕轮作制度、健全农田基本设施以及旱作基本农田的综合改造;亚健康耕地管护措施主要是盐碱地改良、坡耕地改良、合理施用化肥以平衡土壤养分、增加耕作层厚度、平整坡耕地以及退耕还林还草、封坡固土;不健康耕地的管护措施主要是退耕还林还牧,在沙化及风沙土为主的山区,水利条件较好种植乔木,地形变高且沙层变厚时种灌木及牧草防风固沙,流动风沙土实行逐级围种草灌方法固定,达到乔-灌-草三者结合,逐级治理水土流失问题。