耕地是土地资源的精华,生产能力是耕地资源最重要的功能之一,保护和提高耕地的生产能力是实现粮食安全的的基础和保障,对维护社会经济稳定持续发展具有非常重要的意义。在粮食安全问题日益突出的今天,如何掌握耕地生产能力时空变异特征,辨识其主控因素既是亟待解决的社会问题,也成为学术界研究的热点。而黑龙港流域是河北省粮食主产区之一,提高和维持该区域耕地生产能力对于保障河北省乃至全国粮食安全具有重要意义。基于此,本文以黑龙港流域农业种植大县雄县为典型案例,以科学利用耕地、保障粮食安全为目标,以耕地基础地力和实地农户问卷调查为依托,应用经典统计学和地统计学分析影响耕地生产能力的自然属性因素和耕地管理因素的空间分布特征。从县域和景观两个尺度上探讨耕地生产能力时空变异特征,并应用非线性参数分类回归树模型(CART)定量化揭示其主控因素。本研究主要得出以下结论:(1)系统分析了县域和景观尺度上影响耕地生产能力的自然因素和耕地管理因素,明确了县域和不同景观上耕地基础地力指标的变异性特征,掌握了研究区人为耕地管理水平。(2)县域尺度上耕地生产能力差异显著,最低为4.75t/hm2,最高为6.95 t/hm2,呈现出西南部和东部高,东南部和中西部低的空间分布格局。五种景观尺度上耕地生产能力由高到低依次为:轻壤蒙金型小二坡地>轻壤均质型小二坡地>粘壤均质型小低平地>砂壤蒙金型准缓岗>砂壤均质型准缓岗。(3)耕地管理因素较耕地自然属性因素更能解释县域耕地生产能力空间变异性,主控因素依次是灌溉保证率、氮肥施用量、耕地速效氮和耕地有机质,贡献率总计51%。耕地自然属性因素影响着不同景观间耕地生产能力的差异性,主控因素依次为阳离子交换量、有机质、速效钾和速效氮含量,贡献率总计55%;不同景观尺度上耕地生产能力受耕地管理因素所主控,表明人为因素影响较大。(4)县域尺度上耕地生产能力时间变异性较大,空间分布格局明显:县域东南部和东北部变异性较大,在8%以上;县域西南部变异性较小,在5%以下。不同景观尺度间耕地生产能力变化并未表现出明显差异,说明区域耕地生产能力年际间的变化不因景观格局而有所差别。(5)灌溉保证率、氮肥施用量以及速效钾是县域尺度耕地生产能力时间变异性的主控因素,总共解释67.80%。不同景观尺度上耕地生产能力时间变异性的主控因素各不相同,但主要与灌溉保证率、氮肥施用量和钾肥施用量等的变化有关。