在粮食消费需求呈刚性增长的“紧平衡”、粮食生产安全问题丞待改善的背景下,掌握耕地数量、质量及农田生产力变化情况,分析耕地利用对粮食生产的影响,对于发展粮食生产,保障国家粮食安全具有重要意义。黑龙江省黑土区作为重要的粮食生产基地,近年来,土地整治、中低产农田改造项目的实施及城市发展进程的加快对区域耕地利用产生一定的影响。长期的耕地大规模开发利用、粗放的生产经营方式,导致耕地质量下降等利用问题凸显,粮食增产压力逐渐增大。对耕地利用及农田生产力变化情况进行分析,定量评估耕地利用动态变化对农田生产力的影响,对黑土区耕地资源合理利用、保障耕地资源安全具有重要意义。本文以黑龙江省黑土区为研究区,基于多期耕地利用数据及植被净初级生产力(NPP)数据,采用相关研究方法分析黑土区耕地利用变化及农田生产力变化时空特征,进一步定量分析耕地内部利用结构转换、耕地与其他土地利用类型转换导致的耕地增减变化对农田生产力产生的影响。本文主要研究内容及结论如下:(1)耕地利用时空变化特征。2000-2015年研究区的耕地面积在整体上呈增加趋势,面积由1079.99万hm~2增加至1142.69万hm~2;耕地内部利用结构也在逐渐调整,主要以旱改水为主,转化面积为110.06万hm~2。各县域耕地、旱地、水田面积变化也呈现一定的区域差异。三江平原黑土区以水田种植为主,水田扩张趋势明显,松嫩平原黑土区主要以旱地为主,五常市、宾县等县市局部有水田分布其呈小幅扩张趋势。新增耕地主要以林草地及未利用地的开垦为主,占比分别为45.11%、35.75%;减少耕地主要以生态退耕及城市扩张占用为主,占比分别为49.52%、27.02%。(2)农田生产力时空变化特征。2000-2015年研究区耕地、旱地、水田NPP的最大值、标准差、平均值与变异系数均呈波动性增长,耕地、旱地、水田NPP均值分布呈现明显的空间差异性。2000-2015年耕地NPP、旱地NPP的变化趋势以基本不变为主,轻度增加为辅;水田NPP的变化趋势以基本不变为主,轻度减少为辅。低产耕地及旱地面积呈减少趋势,中产耕地、旱地面积呈先增加后减少趋势,高产耕地、旱地面积则一直呈增加趋势;水田主要分布在三江平原黑土区,通过土地整治、旱改水项目的实施,随着农业基础设施的不断建设发展,低产水田面积呈“减少-增加-减少”的变化趋势,中产水田面积为先增加后减少的变化趋势,高产水田面积呈一直增加趋势。总体来看,耕地、水田及旱地均由低产向中产、中产向高产变化,生产力水平不断提高。(3)耕地利用变化对农田生产力的影响。水改旱及旱改水两种耕地内部结构转换区内的NPP平均值均呈增加趋势,且水改旱区域内NPP平均值高于旱改水区域内NPP平均值,两种转换区内NPP变化趋势大体相同;内部结构转化导致面积变化与NPP变化以显著正相关为主,旱改水变化面积对生产力变化的影响强于水改旱变化面积。耕地变化面积与NPP变化具有一定相关性,新增耕地、减少耕地面积与NPP主要存在正相关性;新增耕地的农田生产力平均值为2.36t/hm~2,减少耕地的农田生产力平均值为3.24t/hm~2,2000-2015年新增耕地的开垦导致农田生产力增加了309.94×10~4t,耕地转出导致农田生产力减少了223.56×10~4t,耕地动态变化导致研究区农田生产力净增加了86.38×10~4t;除耕地与建设用地转换使得农田生产力净减少外,耕地与草地等其他土地利用类型转换均使得农田生产力净增加。农田生产力占补平衡指数为16.19%,多数县市呈占补正平衡,其中五大连池市、富锦市、桦南县占补平衡生产力指数均高于50%,呈占补失衡状态;桦川县、青冈县、集贤县、明水县、讷河市、拜泉县呈占补负平衡状态;阿城区、肇东市、望奎县、双城区、依安县及兰西县处于几近平衡状态。