为揭示1990-2011年中国耕地利用集约度的时空变化特征,采用能值理论的研究方法,将耕地利用集约度分解为生产要素集约度和复种指数2个指标的乘积,剖析了中国农业机械、化肥、农药、农膜、劳动力等五大生产要素集约度和复种指数的时空变化规律。结果表明:1990-2011年,包括农业机械、化肥、农药和农膜4种生产要素的工业辅助能集约度呈线性增长趋势,而劳动集约度则呈现显著的线性下降趋势,1996年工业辅助能集约度在生产要素集约度中所占比例首次超过50%,表明20世纪90年代中期中国开始进入现代农业发展阶段;期间复种指数增长率为0.1794,其对于耕地利用集约度的提高起到了关键性作用;1996年劳动集约度高的主要是处于传统农业生产阶段中的西部农业省份,而工业辅助能集约度高的大都是初步或基本进入现代农业发展阶段的经济发展水平高或工业基础好的省份;1996-2008年,沿海经济发达区、西部地区和部分粮食主产区劳动集约度下降幅度较大而工业辅助能集约度上升幅度大;1996-2008年,复种指数下降是导致南方水稻主产区耕地利用集约度下降的主要原因,而绝大多数北方地区耕地利用集约度增长也主要是由于复种指数的增长。