保障粮食安全是中国经济发展的基础。全球化、城市化和工业化发展,城市周边大量优质耕地不可避免被蚕食。中国政府实行全球最严格的耕地保护制度,坚守18亿亩耕地红线,且不断加大土地开发复垦整理。海岸带淤泥质滩涂由于土壤相对肥沃,是我国重要的耕地后备资源之一。2009-2020年江苏省沿海开发规划上升为国家战略,江苏沿海将成为国家综合交通枢纽、新型工业区以及土地后备资源基地。江苏省海岸线占全国大陆海岸线约5%,海岸类型简单,多为淤泥质海岸,围垦开发历史悠久,农业开发是其主要利用方式之一。因此,分析江苏省海岸带滩涂围垦活动对粮食产能的影响对沿海开发土地利用规划,缓解地区人地矛盾,促进土地利用可持续发展具有重要的现实意义。论文基于3S技术,借助ENVI,ArcGIS,SPSS,Origin等软件,综合运用经典统计方法、地统计方法、空间换时间方法、网格法土壤采样设计、土壤实验分析、农业生态区划(AEZ模型)以及Maas-Hoffman模型等,从滩涂围垦区开发利用方式以及农业滩涂围垦区滩涂土壤发育两方面入手,分析滩涂围垦后耕地数量和质量的变化过程,揭示耕地数量与土壤质量与围垦年限的关系,阐述滩涂围垦活动对沿海地区粮食产能的影响机理。本文的主要结论如下:江苏滩涂围垦后农业滩涂围垦区时空变化过程。江苏滩涂围垦存在时空特征,1948-1984年滩涂围垦面积最大,分布在整个沿海地区;其次为1995-2014年,位于沿海中南部。滩涂围垦后不同开发利用方式下耕地数量差异显著,其中农业开发滩涂围垦区耕地比重较大,而其他开发方式养殖开发、盐田开发、港口和城镇建设、工业开发等耕地比重很小。然而20世纪90年代以来江苏滩涂围垦区不断从农业开发向港口、城镇、工业和养殖开发转变,农业开发占比不断减少。1949-2014年,1999年之前农业滩涂围垦区占比为49.5%,2000-2014年占比降低到2.9%。滩涂围垦与开发对耕地数量的贡献越来越小。针对农业滩涂围垦区进一步分析随着围垦年限滩涂围垦区内耕地数量的变化过程。以农业开发为主的滩涂围垦区,围垦初期由于土壤含盐量高,需要首先开展沟渠路基础设施建设,种植改良作物、养殖等改良土壤,直至土壤能够生长粮食作物为止。不同年限滩涂围垦区由于土壤质量不同,耕地数量不一。年限久(约30年)的农业滩涂围垦区由于耕地土壤质量较好,耕地数量占比较高;年限短(<15年)的农业滩涂围垦区由于耕地土壤质量差,耕地数量占比较低。以如东典型不同年限农业滩涂围垦区来看,围垦后约30-50年期间,农用地数量达到最高,50年后农用地数量占比下降。从江苏省滩涂围垦区耕地数量来看,围垦后40-50年耕地占比达到最高值,50年后由于城镇建设等,耕地数量呈现下降趋势。综上说明耕地面积变化到稳定水平需要约30-50年的时间。农业围垦区土壤质量演变达到稳定需要30-40年,土壤盐分为主要限制因子。不同年限滩涂围垦区,由于土壤质量差异,土地利用方式不甚相同。围垦初期主要是盐生植被、光滩以及养殖水体等,围垦后期棉花、玉米、大豆、水稻等土地利用类型不断出现。通过网格法均匀采样分析不同年限滩涂围垦区土壤质量与围垦年限的关系来看,滩涂围垦后土壤盐分约在38年后达到脱盐水平,土壤养分在围垦后30年达到稳定水平,土壤综合质量约在38年后达到稳定状态,说明滩涂土壤从滩涂沉积物经历脱盐和养分积累过程发育为耕地土壤需要30-40年的时间。从土壤理化性质相关关系来看,土壤盐分与土壤pH值呈现显著正相关关系(P<0.01),与土壤颗粒组分分形维数、土壤有机质、土壤养分呈现显著负相关关系(P<0.01)。土壤盐分是农业滩涂围垦区土壤质量的最主要的影响因子。基于土壤盐分和气候生产潜力测算和预测出江苏省2012年和2020年沿海滩涂围垦区粮食产能大小。滩涂围垦开发不仅影响耕地数量,耕地质量也处于不断变化过程中,综合耕地数量、质量以及气候生产潜力测算江苏沿海滩涂围垦区粮食产能大小。首先基于AEZ模型,计算江苏省滩涂围垦区光合生产潜力、光温生产潜力和光温水生产潜力。其次,由于土壤盐分是滩涂围垦区最主要的影响因子,本文引入Maas-Hoffman模型中土壤盐分对作物产量的相对限制程度改进原有土地生产力模型中的土壤有效性系数;最后结合不同年限围垦区耕地数量,测算出江苏沿海滩涂围垦区粮食产能大小。通过计算得到滩涂围垦区水稻土地生产潜力从1982年的13886kg/hm2增加到1951年的21469kg/hm2;小麦土地生产潜力从1982年-1951年垦区均为10329kg/hm2。通过沿海地区气候生产潜力、不同滩涂围垦区土壤盐分含量以及耕地数量测算出2012年江苏省滩涂围垦区粮食产能为147.2万吨,占江苏省沿海县市粮食产量的11.03%;并预测2020年江苏省滩涂围垦粮食产能为162.42万吨,比2012年粮食产能增加了 15.22万吨。综上所述,由于耕地效益相对较低,1990年后江苏省滩涂围垦开发重点逐渐从农业向城镇工业和渔业养殖等转变。不同年限农业围垦区耕地数量随着土壤质量的改良不断增加,达到稳定周期较长。江苏省滩涂围垦区用江苏沿海县市13.7%土地生产11.03%的粮食,粮食生产潜力有待进一步提高。未来研究需要进一步把握耕地变化驱动机制,提高滩涂围垦区新增耕地数量,同时缩短滩涂围垦区土壤改良周期,并对土地生产潜力模型引入管理因子,测算滩涂围垦区土地生产力大小。