粮食生产的根本在耕地，耕地保护是确保国家食物安全的基石。本文基于1987—2020年中国居民食物消费数据，引入虚拟土地概念及进口食物数据测算食物消费所需耕地面积和虚拟进口耕地，并探析该阶段中国全域和分区农业种植结构，在此基础上构建“大食物观”背景下中国耕地保护的分区调控与协同机制。中国居民膳食结构呈现出动物性食物消费量上升并逐渐以肉类为主的特征，由此研究发现关于耕地调控的结论如下：① 1987—2020年中国居民食物所需耕地面积逐渐逼近临界值，虚拟进口耕地增加近20倍，且耕地需求正在向多元化种植需求导向转变。② 中国全域农业种植结构尚未满足居民膳食消费需求，存在结构失衡、供给不足和库存过剩的问题，九大农区农业种植结构存在显著差异。③ 耕地保护转型应以保护现有耕地资源为基底，以种植结构转型、调控农区生产布局为主力，落实区间协同和保障适当的国际进口为辅助，以系统视角出发将耕地资源压力向生命共同体转移为核心，多方位构建中国耕地分区保护机制。文章可为制定食物均衡需求导向的耕地保护方略提供科学参考，为新时代保障国家食物安全和资源可持续利用提供理论菜单。

中国陆地土壤碳储量和土壤碳汇及管理碳汇对全球碳循环有重要的影响；然而，已有的土壤碳储量和碳汇估算研究主要采用较低分辨率的土地利用数据开展，且生态系统的管理碳汇较少被学者关注。为了解决这个问题，本文基于2000年、2020年中国30 m分辨率土地利用数据、中国气候区、中国温度带等多源数据，汇总国内土壤碳储量、土壤碳汇及土地利用管理碳汇相关的文献成果，采用土壤碳储量、土壤碳储量变化、土地管理碳汇、土地利用转变土壤碳变化核算模型，综合评估了中国2000—2020年农田和草地管理土壤（0~100 cm）碳汇、2000—2020年森林管理碳汇、2000年及2020年中国土壤碳储量（0~100 cm）、2000—2020年土壤碳储量的变化及土地利用转变土壤碳储量的变化。研究发现：① 2000—2020年中国农田管理土壤碳汇达17.918 Tg C a^-1，草地管理土壤碳汇约为20.171 Tg C a^-1；② 2000—2020年中国森林管理碳汇约为81.622 Tg C a^-1。③ 2000年和2020年中国土壤碳储量分别达到86.074 Pg C、86.771 Pg C；④ 2000—2020年土壤碳增加约34.850 Tg C a^-1；⑤ 研究时间段内，中国土地利用转变导致土壤碳储量减少约17.621 Tg C a^-1。本文研究成果有助于理清中国21世纪土壤碳储量和土壤碳汇及管理碳汇状况，为中国实现“双碳”目标提供科学的数据支持。

非农化和非粮化造成大量耕地不再用于农业用途和粮食生产，严重影响粮食综合生产能力，威胁国家粮食安全。识别非农化和非粮化时空演化特征及不同阶段的驱动因素是科学管控和决策的基础。本文以县域为基本研究单元，评估了非农化和非粮化动态演变特征，选择耕地资源本底、社会经济及农户主观因素构建综合指标体系，采用地理探测器模型量化了不同阶段的驱动因子。分析发现，中国耕地非农化和非粮化具有明显的空间集聚效应，“胡焕庸线”以东非农化程度较高，非粮化现象呈现由东北向西南加剧的空间格局。1980—2020年非农化程度呈现减弱且范围缩小的趋势，而非粮化经历了“增长—平稳”的变化过程。1980—2020年主产区非粮化进程减缓，而2010—2020年主销区非粮化增长速度分别为主产区和产销平衡区的1.49倍和1.33倍。与1980—2000年相比，2010—2020年主产区的非农化速度下降了77%，而产销平衡区非农化的增加速度分别是主销区和主产区的1.63倍和4.65倍。耕地资源禀赋是导致非粮化的基础原因，且土壤质量、地形因子与社会经济存在显著的交互作用，农民的逐利行为是决定耕地非粮化根本原因。农业劳动力为非农化的显著影响因子，城镇化对非农化的解释力2010—2020年有所提升。本文提出分类设定管制规则和补贴机制、分区推进管控政策、加强动态监测与风险预警、加强责任监督与考核的建议。

青藏高原是重要的生态安全屏障区，厘清青藏高原建设用地的适宜空间对于协调生态保护与人类活动的关系，促进人口与产业的空间优化布局具有重要意义。基于建设用地适宜性评价模型，通过构建基于模型的建设用地适宜性评价“格局—过程”耦合分析框架，评价了青藏高原全域的建设用地适宜性，使用实际建设用地适应性指数和垂直梯度指数解析了1990—2020年实际建设用地对适宜性评价结果的适应性过程及其内部限制因素，测算了后备适宜建设用地潜力。结果表明：① 青藏高原建设用地适宜、较适宜、一般适宜、欠适宜和不适宜等级面积占比分别为0.13%、4.04%、7.00%、9.34%和79.50%，青藏高原建设用地适宜性以不适宜等级为主；② 1990—2020年青藏高原实际建设用地对适宜性评价结果的平均适应性在80%以上，实际建设用地总体适应建设用地适宜空间的分布特点，但具有显著的空间差异性；③ 1990—2020年青藏高原对适宜性评价结果低适应的实际建设用地以农村居民点、交通运输用地和特殊用地为主，城镇建设用地和其他建设用地的占比快速升高，青南高原、川西高山峡谷区和祁连山区的建设用地受到高程和坡度的双重限制，而藏北高原、冈底斯山区和喜马拉雅山区的主要限制因素是海拔；④ 青藏高原后备适宜建设用地潜力面积为12.41万km2，占土地总面积的4.81%，人均后备适宜建设用地面积为9928 m2/人，柴达木盆地的后备适宜建设用地资源最为丰富。本文的研究结论可为青藏高原生态移民搬迁和生产力的空间布局优化提供决策参考。

系统揭示中国耕地景观细碎化的多尺度特征演进规律并就其未来发展趋势进行预测，对优化耕地资源利用与管理、促进农业适度规模经营等具有重要意义。本文以耕地景观细碎化的理论认知为基础，基于中国土地利用数据，集成泰尔指数、尺度方差及分解、马尔可夫链等数理统计和空间分析方法，按照国家、农业区、省域、市域、县域5级尺度，深入探讨1990—2020年中国耕地景观细碎化的多尺度特征演进规律与尺度嵌套效应，并据此预测其长期演变趋势。结果表明：① 中国耕地景观细碎化的格局特征具备明显的空间尺度差异，细碎化指数在县域以地势三级阶梯分界线成梯状分布，在市域依托“胡焕庸线”形成东低西高的“双核心—环核群—带状区”分异格局，在省域则呈现由东向西、自东北至西南逐级提高的同心圆圈层式结构。研究期内县域、市域、省域、农业区尺度差异对中国耕地细碎化总体差异的平均贡献分别为84.87%、14.64%、0.31%、0.18%，尺度越小越能反映耕地细碎化的空间异质性。② 1990—2020年中国耕地景观细碎化呈增强态势，但随时间推移增速减缓，并在2017年以后呈现出明显的减弱态势。其中，2000—2010年是耕地细碎化发展最为剧烈的时期，在不同尺度下均呈现细碎度增长幅度最大、覆盖范围最广、涉及维度最多等特点。③ 近30年中国耕地景观细碎化总体表现为“东增西减”，但不同尺度下耕地细碎化时空演变的趋势、强度、范围等存在较大差异。总体上，经济发达且农业资源禀赋优越的黄淮海平原、长江中下游平原中东部、四川盆地等地区是耕地细碎化增强的高值集聚区。④ 耕地景观细碎化的长期演变将遵循由低向高渐次递增的发展过程，低、较低等级细碎度县域将大幅减少，较高、高等级的县域将明显增加，同时，邻域背景对耕地细碎化的发展演化发挥重要作用。

保障“双碳”目标下的粮食安全是中国应对气候变化和构建人类生命共同体的重要课题。本文采用生命周期评价法测算1997—2020年全国及31个省份（数据暂未含港澳台）粮食生产碳排放量，利用基尼系数、标准差椭圆和核密度等方法探析其动态演进特征，从整体、时段、区域分解的角度识别中国粮食生产碳排放的驱动因素及其时空效应。研究发现：① 考察期内中国粮食生产碳排放总量呈增长态势，年均增长率1.30%，物质资料投入和秸秆燃烧的贡献最大，2017年以来呈现下降趋势，2020年碳排放总量为49478.19万t。② 在三大粮食生产功能区和6个粮食作物种植制度区层面，考察期内粮食主产区、长江中下游和华北地区的省份粮食生产碳排量一直处于前列，粮食主销区的碳排放量呈现缩减趋势。③ 考察期内中国粮食生产碳排放量的绝对差异扩大，整体上呈现高水平收敛和区域间差异扩大趋势。④ 中国粮食生产碳排放受经济、社会、技术、人口和自然等因素共同作用，农业总产值和粮食总产量作为关键影响因素表现出负向空间溢出效应，地区经济结构、劳动节约型技术和和农业生产结构与其相反；阶段效应以“十一五”时期为节点，驱动因素趋向简单化；区域效应中驱动因素趋向复杂化。本研究为推进“双碳”战略下粮食绿色生产提供了理论和方法依据。