土地是人类生存的基本条件,同时土地也为人类发展提供了物质基础。当其他外部条件一定时,土地的布局、数量和质量等便成为了人口承载量和人均生活质量的决定性因素。只有科学开发、利用、保护土地资源,将土地与人类活动正确的结合,才能实现人类可持续发展和土地资源的持续利用。耕地作为珍贵的自然资源,在农业生产资料中占据着基础性地位,耕地的健康是农业可持续发展的基石。近些年来耕地资源的不合理利用、耕地质量下降和污染等健康问题,严重影响着耕地健康及耕地产能状况,因此,开展耕地健康产能评价研究显得尤为迫切。开展合理的施肥管理措施,对于改良耕地质量和推进农业可持续发展具有积极作用。通过对于长期施肥条件下不同施肥模式耕地健康产能的时空格局分析研究,明确耕地健康产能在长期不同施肥模式下的反应状况,了解长期施肥对土地质量的影响情况,对完善农业生产和管理、确定适当的施肥模式、整合和优化耕地资源、科学推进农业现代化发展、促进粮食增产、保障国家粮食安全具有重要的指导意义。美国加州气候条件优越,作物在生长期内降水少多晴天,方便获取优质遥感数据,Russell ranch农场独立地块面积较大,利于遥感监测,且持续二十年以上实行统一的农田管理模式,适合进行多年间年际试验研究,本文在系统总结相关研究成果的基础上,选取该地为研究区,根据研究区长期施肥实验下田间管理模式特点以及耕地系统健康运行的特点,构建了基于“需求--功能--体系--要素--指标”理论框架的耕地健康产能评价指标体系。具体研究结果如下:(1)在长期施肥实验的不同时期,玉米NDVI时间序列曲线呈现不同的规律:在实验前期和中期单施化肥(CMT)的地块植株生长迅速,相较于种植绿肥的地块更早进入出苗期和拔节期,且在实验中期植株成熟得更早;在实验后期三种施肥模式的NDVI曲线差异不大,基本保持相同的变化趋势。(2)单一施用化肥的地块(CMT)产量最高,增施绿肥的地块(LMT、OMT)玉米产量差异较小,且在实验后期与单施化肥地块的产量差缩小。(3)长期施肥对提升耕地健康产能等级具有积极作用。在长期施肥实验中单施化肥(CMT)、化肥+冬季绿肥(LMT)、有机肥+冬季绿肥(OMT)三种模式的耕地健康产能均有一定程度的提升,分别提升60%～80%、60%和60%～80%,化肥+种植冬季绿肥(LMT)模式的耕地产能水平最低,各时期相较另两种模式平均产能等级低三等;有机肥+冬季绿肥(OMT)的模式耕地健康产能水平最高,使用该模式更有利于农业可持续发展。(4)研究结果表明平衡施用化肥和长期施用有机可以有效提高产量及耕地健康产能水平,为我国耕地健康产能研究提供了新思路,同时为政府进一步制定科学合理的农业施肥方案和坚持可持续农业的绿色发展提供了参考依据。