人口—耕地—粮食系统对中国经济增长和社会发展具有深远的影响，为了确保人口—耕地—粮食动态系统平衡发展，进一步促进国家经济长期可持续稳定发展。本文对建国以来我国31个省的人口总量、耕地面积、粮食产量数据进行时空分析，采用小波分析方法分析三者的周期规律并对周期结果进行聚类。在空间上进行空间叠加分析得出结论。构建模型并将模型可视化。本文研究结果表明：（1）由于受到各方面因素的影响，各省的人口—耕地—粮食系统的主周期在空间上大致由北向南减少。波动周期尺度由大到小变化，呈现出分布规律。（2）由于各方面因素的影响，江苏省、安徽省、江西省人口与耕地资源、粮食产量相对协调发展，农业发展迅猛，为人口—耕地—粮食系统长周期地区。重庆市及广东省人口与耕地资源、粮食产量不能相协调发展，农业发展受阻，为人口—耕地—粮食系统短周期地区。（3）耕地资源较丰富，粮食产量较高，能与人口发展相适应，农业发展快速的省人口—耕地—粮食系统波动周期较长。反之，耕地资源紧张，粮食产量增长效果不明显，不能与人口发展相适应，农业发展缓慢的省人口—耕地—粮食系统波动周期较短。（4）人口—耕地—粮食系统有非线性的关系，可以构建非线性回归模型。说明三者存在一定的联系和因果关系，能够互相制约和互相促进。本研究利用小波分析的多尺度特征分析了人口—耕地—粮食系统的波动周期，从时间、空间两个角度着手，把握人口—耕地—粮食系统的时空规律。新的方法的引进在一定程度上为研究带来了更广泛的视角，具有深远的意义。