人类的可持续发展依赖着农业的可持续发展,农业的可持续发展离不开耕地系统的可持续发展。然而,从目前生产状况来看,生产力不稳定、资源利用率低、环境压力大、产出结构不合理等问题仍困扰着耕地系统的产出水平。本文围绕生产力、资源利用效率、环境压力、可持续发展状况这四个方面来深入探讨,对1986—2005年20年间河北省耕地系统进行了分析评价,旨在认识河北省耕地系统的功能和结构及可持续发展中存在的问题,调整与优化该区域的耕地系统投入产出结构,解决该区人口—耕地—粮食尖锐矛盾,促进河北省耕地系统可持续发展。本文以能值分析理论为基础,以河北省耕地系统为研究对象,应用产出能值密度、净能值产出率、环境负载率、生态赤字等指标进行了时空分析,结合因子分析与回归分析组合模型找出影响耕地系统产出的主要因子。主要研究结论如下:(1)本文试探性地提出产出能值密度的概念并应用其代表生产力。通过对研究区1986-2005年产出能值密度波动水平和特征分析,得出历年生产力总体上呈现增长趋势,波动周期缩短,波动频率增加,但波动幅度变小,生产力越来越趋于稳定。生产力空间分布与地形、地貌有很大关系,生产力高的地区主要分布在平原区,而张家口、承德等山地地区生产力水平很低;其他各县形成第三区域,生产力水平居于中游,其变化直接影响着河北省耕地系统生产力的总体稳定性;并且进一步对各种作物空间分布格局进行了研究,找到适合河北省农田产出结构空间模式。(2)本文应用能值产投比和净能值产出率来反映河北省耕地系统的资源利用效率,并进一步对主要影响因素进行了因子分析。研究表明,该系统的产出效率越来越低;空间格局上,生产力高的保定中南部地区、石家庄中东部等平原县的资源利用效率并不高,只是处于中游水平;而张家口、承德的一些地区虽然生产力较低,但其资源利用效率却较高。同时进行了因子分析,其中化肥、机械、电力能源的能值投入以及有效灌溉面积对耕地系统产出的影响最大。(3)本文在研究人口与水资源压力的基础上,应用环境负载率来代替该系统对环境压力,进行了时空变化规律的研究。河北省耕地系统对环境的压力逐年呈指数趋势增大;环境压力大的区域与生产力高的区域基本吻合,该区域系统的特点是较低的净能值产出率,较高的环境负载率。(4)本文先采用能值理论指标——可持续发展指数对河北省耕地系统的可持续发展状况进行了研究,在此基础上又结合生态足迹建立评价模型。河北省耕地系统可持续发展指数呈递减趋势。生态足迹中建筑性用地所占比例由1986年的25.15%增加到2005年的43.02%,增长幅度很大,该系统人均生态赤字基本上逐年呈现增大趋势;空间上人均生态赤字大的地区主要集中在保定、石家庄、邢台、邯郸等地的平原地区,张家口、承德等山区人均生态赤字较小。