耕地是我国极为重要的自然资源。山东省是我国东部沿海的重要省份,也是我国主要粮食产区之一。科学、全面地分析山东省耕地现状和时空变化规律,对探究我国耕地变化机制有一定借鉴意义。现有研究多聚焦于耕地保护的某一方面,缺乏跨学科的系统性研究视角。本研究综合了景观可持续科学、土地系统科学、系统动力学和生态经济学等学科的理念,构建了一个包含耕地资源系统分析和耕地系统可持续性分析的耕地系统理论研究框架。研究主要包含三个方面:首先,基于“要素、功能、价值”的耕地资源系统认知框架,从耕地要素、耕地功能、耕地价值三个方面对山东省耕地资源现状进行了全面梳理和详细分析,为下一步研究耕地系统的可持续性打下基础。在深刻理解我国“数量、质量、生态”三位一体耕地保护内涵的基础上,利用多源数据从耕地数量、耕地生产力和耕地生态功能三个角度构建了山东省耕地系统可持续性评价体系。最后基于系统动力学相关理论对山东省耕地系统可持续性情况进行建模分析,通过设定人口增长和经济增长情景推演模拟了耕地系统可持续性变化情况。（1）分析耕地要素现状、耕地功能过程机制和耕地价值变化本文通过构建基于多因素的土地适应性评价体系对山东省耕地进行了适应性评价。结果显示山东省土地适应性整体尚可,鲁西北和鲁西南地区土地适应性相对较好。研究引入能值分析（Emergy Analysis）对山东省耕地系统经济要素的投入进行了分析。结果表明,耕地系统的要素利用效率逐年增加,各要素中机械化动力对耕地总产出的影响较大。研究进一步从粮食生产、水源涵养、水土保持、固碳释氧、生境维持5个方面对山东省耕地功能进行了评估。结果显示鲁西北平原地区的粮食生产能力较高,鲁东南和半岛地区的生境维持功能水平较高,鲁南地区和半岛沿海地区是水源涵养功能、固碳释氧功能和水土保持功能的高供给区。相关性分析发现,粮食生产功能和其他功能之间存在负相关关系,生境质量功能和水源涵养功能存在显著正相关关系。本文从耕地经济价值、社会价值和生态价值三个方面计算了山东省耕地综合价值。结果显示,山东省内各县区耕地综合价值空间异质性较高。各县耕地价值与粮食生产能力存在显著正相关关系。鲁北地区的耕地平均价值和价值增长率较高。（2）分析研究区内耕地数量变化情况,评价耕地数量可持续性通过分析欧洲空间局2000-2020年土地利用数据,构建了山东省土地利用转移矩阵。结果表明山东省2000-2020年间呈耕地净流出状态,林地和建设用地是山东省耕地的主要流向。全省16地市均处于耕地净流出状态。鲁西南平原地区的耕地流失较多,鲁西北地区耕地数量保护相对较好。2000-2020年山东省耕地重心向东北方向发生偏移。耕地重心的偏移方向和全省人口重心以及经济重心的偏移方向基本一致。相较于2000年,2020年山东省耕地破碎化现象进一步严重,优质耕地的破碎化趋势更加明显。经计算发现基于粮食安全的山东省耕地需求约为1亿亩。2000-2020年山东省耕地数量可持续度总体呈下降趋势,未来对于耕地数量的保护不能放松。（3）基于粮食产量和非点源污染风险分析耕地系统生产力可持续性2000-2020年间,山东省粮食产量逐年升高。在耕地数量日趋减少的情况下,2020年山东省粮食播种总面积和粮食单产均较2000年有大幅提高。机械化总动力和复合肥对粮食产量的增加有明显助力。作为山东省的主要粮食作物,小麦和玉米的产量占全省总产量的95%以上。目前山东省各县区粮食产量空间聚类性明显,鲁西北和鲁西南是粮食主产区。鲁中和半岛沿海地区的粮食产量较2000年有所减弱。全省粮食生产重心较2000年向西偏移了34公里。基于土地适应性的耕地质量评价发现。山东省2000-2020年耕地平均质量变化不大,“占补平衡”政策对耕地质量的保护起到了一定作用。研究基于“源—汇”理论构建了山东省流域景观负荷比指数。结果表明,非点源污染对于鲁西南地区的耕地生产力威胁较大。（4）计算生态系统服务供需比,结合能值分析相关指标评价耕地生态可持续性本文计算了2000年至2020年山东省粮食生产、固碳释氧、水源涵养、生境质量和水土保持功能的供需比。结果显示:各项服务的供需比时空异质性较高。鲁西南的平原地区是多种生态系统服务优势区。通过计算能值分析框架下的环境可持续指数（Environment Sustainability Index,ESI）发现,山东省耕地生态可持续性自2000年以来逐步降低,在2015年达到区间最低后近期有回升的趋势,但基本都低于同年全国平均数。基于空间形态学格局分析模型（MSPA）的分析发现,鲁西南地区拥有大面积连片耕地,是重要的生态核心区。（5）构建耕地系统仿真模型,预测耕地系统可持续性未来变化基于以上耕地系统可持续评价框架,本文借助系统动力学软件Vensim构建了山东省耕地系统可持续评估模型。经检验模型拟合度较高。2000-2020年系统仿真结果显示,山东省耕地系统可持续度总体呈波动态势,并伴有小幅提升。进一步模拟耕地系统2021年至2035年的可持续性变化发现,2035年耕地可持续性变动范围在1.038-1.088之间,较2020年出现下降的概率较大,未来应加强耕地保护力度,确保耕地保有量和永久基本农田面积不减少。开展山东省耕地系统的变化分析和可持续性评估,对于保障国家粮食安全、促进区域耕地可持续利用至关重要。本文分析了山东省耕地系统的时空变化,评估了耕地利用可持续性,探讨了耕地利用未来态势,具有一定的理论价值和现实意义。未来希望可以突破现有研究水平限制,在可持续评价指标的选取、Vensim软件的建模、以及生态系统服务种类的选择等方面进一步完善。