土地是农业生产不可替代的最基本生产资料,而耕地是土地中的精华,是人类赖以生存和发展的生命线。作为耕地资源核心功能的生产力,是粮食安全的重要基石。随着我国经济社会的快速发展,人口的增加,耕地被不断占用。据联合国人口司的预测,到2030年,中国人口将达到14.5亿的高峰值,如何保证粮食安全成为一个不可回避的问题。尽管不同的专家对中国的“粮食安全”有不同的观点,但是“粮食安全”在中国却一直存在着许多风险。“民以食为天”,对于我国这样一个人口众多,耕地缺乏的国家,“粮食安全”永远不能忽视。因此,系统研究耕地粮食生产力的大小,可实现水平的制约因素有哪些等关键问题,对粮食安全和耕地资源保护至关重要。基于以上背景,论文在国土资源大调查“江苏省农用地分等”、“江苏省农用地产能核算”等项目的支撑下,选择耕地生产力为研究切入点,通过总结国内外土地生产力评价、粮食生产时空变化和农业区划研究的进展概况,以土地评价学和地理学理论为指导,充分应用GIS和RS技术,对江苏省域耕地粮食生产力时空变化进行较为系统的研究,探索了区域耕地粮食产能测算方法和模型,进行了基于耕地粮食产能、产能可实现水平及产能波动的耕地产能管理分区。论文以“产量—产能—实现—变化—分区”为主线,进行江苏省域耕地粮食生产力时空变化和管理分区研究,“产量”指耕地粮食的实际产量,“产能”指耕地粮食的生产能力,“实现”指粮食产能的可实现水平,“变化”指粮食生产的不确定性,“分区”是指基于耕地粮食生产力相关要素的产能管理分区。论文研究的主要结论如下：(1)通过应用GIS和地统计分析方法,分析近十年来江苏省各县市粮食产量的时空变化格局及影响因素。发现近十年来江苏粮食产量变化可以分为两个阶段,2000年到2003年,单位面积粮食产量苏南地区有一定的增长,而苏中和苏北地区在下降；这一阶段大部分地区粮食总产量都出现下降,只有少数几个县市实现少量的增长。2003年到2009年,苏南地区各县市单位面积粮食产量和总产量都在持续下降,而苏中和苏北地区在持续上升,随着这个变化趋势的进行,传统农业生产优势区的苏南地区粮食产量优势在逐渐降低,苏中和苏北的粮食产量水平在不断提升,苏中部分县市的单位面积粮食产量已经与苏南相接近,江苏省各县市粮食总产量的重心已经转移到苏北地区。近十年来的年降水量、年平均气温和≥10℃活动积温的时空变化与单位面积粮食产量时空变化之间存在显著的相关性,表明降水量和气温是江苏省近十年来单位面积粮食产量时空变化的重要因素。(2)单位面积产能测算可分解为耕地自然质量的产出、气候影响下的产出和管理经营下的产出等三个层次。通过RS和GIS分析获取相关数据对三个层次进行表征,采用数理统计分析方法,实证建立了江苏省单位面积产能测算模型,并依据模型对江苏省耕地粮食产能进行测算和空间分异规律评价。结果表明,江苏耕地单位面积产能的总体水平较高,将其划分为5个等级,处于中等水平的Ⅲ等分布最广,最好的Ⅰ等分布最少,不同等级单位面积产能的乡镇个数整体呈正态分布。通过空间自相关分析、景观格局分析发现,单位面积产能与样点距离之间存在着明显的正相关关系,尤其是整个苏南地区和苏北的连云港市、淮安和盐城地域；从农业区角度来看,不同农业区之间单位面积产能景观格局迥异；按照太湖平原区、沿海平原区、里下河平原区、沿江平原区、宁镇扬丘陵区、徐淮平原区的排序,单位面积产能的集中性逐渐降低,从一两种级别占主要优势过渡到各种级别较为均匀地分布；地统计分析结果显示单位面积产能存在极为显著的由南往北逐步递减趋势,苏南的太湖周边地区仍然是江苏省单位面积产能最为优越的地区。江苏省各县市的耕地粮食总产能分布格局基本以长江为界,长江以南地区都比较低,长江以北除了几个地级市的市区之外都比较高。(3)基于探索式空间数据分析(ESDA)和数理统计方法,对江苏省耕地粮食产能可实现水平的空间分布差异及其影响因素进行分析。结果表明：各县市单位面积产能利用强度较高的地域主要分布于苏中和苏北地区,利用潜力较高的地方主要分布于苏南地区。耕地粮食总产能利用强度普遍较低,处于高和较高层次的县市都位于苏中和苏北地区,整个苏南地区的耕地粮食总产能利用强度偏低,基本处于较低或低的层次。耕地粮食总产能利用潜力普遍较高,整体来看苏北地区最高,苏南次之,苏中最低。在不同的经济社会发展背景下,受粮食种植比较效益和农业政策的影响,各县市粮食种植经营管理水平发挥表现出了相应的差异,造成了江苏省耕地粮食产能可实现水平的空间差异。灰色关联分析表明,在各个影响耕地产能可实现水平空间分布差异的因子中,农业劳动力处于首要地位,起着决定性的影响；其次,农用化肥施用量的影响也非常重要；经济发展水平和收入水平通过影响农户的粮食种植行为,间接影响了单位面积产能利用强度的大小,是不容忽视的因素；农业现代化水平有一定的影响,但作用不大。(4)通过分析江苏省今后耕地粮食产能变化及其不确定性,采用聚类和GIS空间分析方法,从耕地粮食生产力特征及其人为影响因素考虑,选取耕地粮食总产能、总产能可实现水平、总产能不确定性和各地的第一产业占GDP比重为指标,对江苏耕地产能进行管理分区。结果表明,基于上述指标的聚类分析结果,可将江苏省分为产能核心保护区、产能整理提升区、产能优化利用区等3个一级分区。产能核心保护区总产能最高,单位面积产能利用强度最大,第一产业占GDP比重大于20%,是未来耕地粮食产能保护的重点区域。产能整理提升区面积分布较广,单位面积产能较高,且还有一定的利用潜力,第一产业占GDP比重介于10%-20%之间,通过加大开发利用,提高单位面积产能,可以实现全省粮食产能较大的提升,为粮食安全提供重要的支持。产能优化利用区单位面积产能最高,但是由于耕地面积最少,单位面积产能利用强度低,总产能在全省最低,第一产业占GDP比重大多小于5%,未来需加强限制耕地被开发利用为建设用地,发展现代农业,充分利用本区耕地单位面积产能高的优势,尽可能多地保护已经较为稀少的优质耕地资源。依据耕地粮食总产能可实现水平和粮食总产能不确定性的高低组合分类,进行二级分区。其中,产能核心保护区可以分为4个二级亚区,产能整理提升区也可分为4个二级亚区,产能优化利用区可分为3个二级亚区。