中国人多地少,耕地资源稀缺。随着工业化、城镇化进程的快速推进,耕地减少与人口增加的矛盾日益突出。尽管国家采取了各种措施,但耕地持续减少的趋势并没有得到有效遏制。造成耕地刚性减少的主要因素是不可逆的建设占用。为保障粮食安全,国家实行了耕地占补平衡制度,确保了耕地数量平衡,而对保证耕地质量平衡缺乏有效措施。尽管部分学者注意到了补充耕地的质量劣于建设占用耕地质量的问题,并在等级折算方面进行了有益探索,但对于占用耕地与补充耕地的空间差异对粮食生产影响的定量研究几乎是空白。本文以陕西省为典型案例,通过研究分析2000～2011年耕地与粮食生产变化,揭示了耕地数量和质量的时空变化对粮食生产的影响。采用两种方法预测了研究区2012-2020年耕地变化态势。在107个县(区)抽取20个样点县(区)、5764个样点,采用样点实际产量、农用地分等思路和农用产能核算三种方法,分别测算了耕地占补折算系数,提出了不同尺度耕地保护措施及对策。并获得了如下进展和结果：(1)本文首次对占用耕地与补充耕地的空间变化造成的粮食生产影响进行了定量研究。利用虚拟产量估算2000-2011年占用耕地的累计粮食减少量,利用典型样点调查法,估算补充耕地的累计粮食增加量,从而得到由于耕地占补的空间变化造成的粮食生产能力的变化。(2)提出了虚拟产量的概念。虚拟产量是用来衡量占用耕地与补充耕地空间变化对粮食生产的影响重要指标。它是假设在没有占补行为状态下的粮食产量,即当年实际粮食产量与粮食净变化量的差额。粮食净变化量为补充耕地粮食产量与占用耕地粮食产量的差额。粮食净变化率为粮食净变化量与虚拟产量之比,粮食净变化率可以消除辖区面积不同对研究结果的影响。数值为正,表示补占使粮食总产量增加。数值为负,表示补占使粮食总产量减少。当其为负值时,也可用粮食净损失率表示,绝对值越大,说明占补行为对粮食生产造成的损害越大。(3)2000-2011年,耕地减少由以生态退耕为主变为以建设占用为主。陕西省总体上可以实现占补平衡,区域有所差异。2000～2005年,以生态退耕为主,2008年以后,以建设占用为主。从2000年到2011年,陕西省耕地的净减少趋于减缓的状态。陕南、陕北基本可以实现占补平衡,关中则难以实现占补平衡。(4)耕地占补的空间差异导致区域耕地质量降低。陕西省新增建设用地以耕地为主,12年全省平均为60.8%,主要在关中地区,且大多为灌溉水田、水浇地、菜地等优质耕地。补充耕地主要在渭北地区和陕北地区,质量较差。由于占用耕地与补充耕地空间上的变化导致了耕地质量降低,2000～2011年陕西省建设占用耕地的平均自然质量等为7.05等,补充耕地的平均自然质量等为12.76等,补充耕地比占用耕地的平均自然质量等降低了5.71个等。2011年与2000年相比,全省自然质量等和耕地利用等分别平均降低了0.11和0.15等。(5)12年来,全省粮食净损失638024吨。利用虚拟产量,估算12年占用耕地累积的粮食损失量为743125吨,其中西安市、咸阳市所占比例最大,分别占全省的47.95%和14.47%。补充耕地增加的粮食产量为105101吨,尽管全省累计实现了占补数量的平衡,但由于占补耕地的空间和质量差异,导致粮食净损失638024吨。(6)城镇村及工矿用地是建设占用耕地的第一需求因子,未来建设占用耕地形势依然严峻。2000～2011年,陕西省建设占用耕地中,城镇村及工矿用地约占80.64%。2006～2011年,陕西省实际年均占用耕地面积已超过规划年均占用指标,按此发展态势,2012～2020年各项建设占用将大量占用耕地,且市(区)问差异较大。(7)要保持粮食生产能力平衡,占用耕地与补充耕地应实行等级折算。根据本文测算的不同等级耕地之间占补的折算系数。2012～2020年,若在市内补充,陕西省平均的补充耕地数量应为占用耕地的6倍,各个市(区)的占补折算系数各不相同,汉中市最高为1：7.6,延安市最低为1：3.4。如果跨市补充,选取5764个有效样点调查,分别采用三种方法测算比较后,得到跨市(区)不同耕地4-14等级之间的占补折算系数为1：1-1：4.73。(8)坚持可持续发展理念,根据区域差异特征,制定出了不同尺度下的耕地保护措施。针对不同尺度区域特征,严格控制建设占用耕地,划定优质农业保护区和城市增长边界,缩小征地权限,提高建设占用耕地成本。在可持续发展的理念下,正确处理好土地资源的开发与保护、当前与长远的关系,统筹兼顾,合理安排各类各业用地。对于不得不占用的耕地进行建设的,尽量占用质量低的耕地,确保高产优质农田长期永续利用,保护土地生态环境。