耕地系統健康診斷的理論研究框架構建與解析

蘇浩 吳次芳 李雪銀

摘要：研究目的：探索建立耕地系統健康診斷理論方法體系，為準確判別區域耕地系統健康狀態和健康水平提供科學依據，為耕地資源可持續利用提供理論支撐。研究方法：歸納演繹法、調查法和定性分析法。研究結果：（1）耕地系統健康是指當構成耕地系統內部因子或系統外部的水平方向因子和垂直方向因子受到干擾時，系統能夠維持穩定的生產能力、維持能力和恢復能力。（2）耕地系統健康與突變理論的運行機理具有一定的相似性，突變理論為構建耕地系統健康診斷框架提供了重要的理論工具。當構成耕地系統各因子受到干擾在一定的閾值范圍內時，耕地系統將有序運行，則耕地系統處于健康狀態。反之，系統的各因子發生突變超出閾值范圍，系統處于無序狀態，則耕地系統處于非健康狀態。（3）基于“要素特征—作用機理—閾值測算—系統診斷—調控策略”的耕地系統健康診斷理論框架體系，是測算區域耕地系統健康水平和診斷健康狀態的基本邏輯。研究結論：耕地系統健康問題是因耕地系統構成因子的突變引發，突變理論能夠有效解釋耕地系統變化機理和健康狀態，本文構建的耕地系統健康診斷理論框架體系，完善和豐富了耕地資源保護和可持續理論體系。

關鍵詞：耕地系統健康；耕地保護；突變理論；診斷

中圖分類號：F301.2 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8158（2023）05-0018-09

基金項目：國家自然科學基金項目（42201277）；中國博士后基金（2022M722973）；山東省自然科學基金項目（ZR2022QD007）；山東省博士后創新項目（SDCX-RS-202203018）。

耕地系統健康診斷是判別耕地系統健康狀態和健康水平的重要環節。自然條件變化的不確定性、人類過度或不當利用[1]使耕地系統處于不穩定狀態，最終產生了耕地系統健康問題。耕地在人類長期的開發和利用過程中，受光、溫、水、土等自然環境條件變化[2-3]和政策、價格、市場、種植主體決策等社會經濟因素變化[4-5]的多重影響，耕地系統健康出現了不同程度的問題。2014年《全國土壤調查公報數據》顯示，我國耕地單位面積農藥使用量是世界平均水平的2.5倍，其污染面積占比近20%，部分地區土壤污染比較重。化肥農藥的過量施用直接造成耕地土壤酸化、土壤板結等問題[6]。2015年《中國耕地地球化學調查》顯示，自20世紀80年代以來，中國東北區、閩粵瓊區、西北區和青藏區部分耕地有機碳含量下降趨勢明顯，嚴重降低了土壤肥力。2022年《中國生態環境狀況公報》顯示，全國水土流失面積2.95×106 hm2，占國土面積 31.12%。耕地系統健康的種種問題直接影響糧食安全、社會穩定和生態平衡[7]。增進耕地系統健康內涵的理論認知，探索建立耕地系統健康診斷理論方法體系，科學準確診斷區域耕地系統健康狀態和健康水平，對保護耕地和保障國家糧食安全及促進農業可持續發展具有重要的理論及現實意義。

中國耕地保護先后經歷了從數量保護到數量與質量并重再到數量、質量、生態“三位一體”的耕地保護政策變遷，中國人多地少，耕地資源稀缺，政府非常重視耕地保護，實施了世界上最嚴格的土地用途管制制度，耕地系統健康是耕地保護的重要內容。關于耕地系統健康，國內外無系統的研究成果，其內涵尚無明確的界定，相關研究主要集中在耕地疾病[8]、耕地質量[9-10]、土壤健康[11]、生態系統健康[12]等方面。近年來，耕地健康引起越來越多國內外學者的重視[13-14]，耕地健康理論體系與量化方法的研究一直充滿了爭議和挑戰，但耕地系統健康研究并沒有因此而得到長足的發展，相反耕地系統健康相關研究成果較少。隨著中國耕地健康問題的不斷出現，耕地系統健康狀態和水平診斷的理論框架體系亟需構建。本文通過界定耕地系統健康的內涵，突破已有耕地健康問題的研究缺乏系統性、整體性的局限，闡明耕地系統構成因子突變引發耕地系統不健康的原理，利用突變理論，構建了耕地系統健康診斷理論分析框架，以“要素特征—作用機理—閾值測算—系統診斷—調控策略”為技術路線，提出耕地系統健康診斷研究框架思路，研究成果將豐富耕地保護理論內容，為耕地可持續利用和保障國家糧食安全提供科學依據，為正確診斷區域耕地系統健康狀態和測算耕地系統健康水平提供科技支撐和實踐參考。

1 耕地系統健康內涵解析

1.1 耕地系統健康的概念

耕地系統健康是指耕地系統能夠持續維持較高的生產能力，在受到干擾時系統具有從無序狀態恢復到有序狀態、維持其平穩運行能力的穩定狀態。當耕地系統內部因子變化在一定閾值范圍內，或者耕地系統受到來自系統外部垂直方向和水平方向因子等影響[15]，耕地系統在當前的自然和社會經濟條件下，通過調節能力使其從無序狀態轉變為穩定狀態，即耕地系統具備穩定的生產能力、維持能力和恢復能力，稱之為耕地系統健康。反之，當構成耕地系統內部的因子發生突變，或者系統外部垂直方向和水平方向因子變化超過一定的閾值范圍，即由量變達到質變，耕地系統無法通過調節能力使其從無序狀態轉變為有序或穩定狀態，此時的耕地系統處于非健康狀態或病態。耕地系統健康可以用生產能力、維持能力和恢復能力三個維度衡量。其中，生產能力是指一定區域范圍內，在技術、經濟和管理水平不變的情況下，耕地能實現的理論產能，光、溫、水、土等組合情況是反映耕地系統的生產能力的重要因子和條件。維持能力是指當耕地系統受到干擾時，在一定時間內自行恢復良好狀態的能力，即在耕地土壤的理化性質、生物多樣性等綜合作用下，耕地系統各要素動態匹配合理、系統保持結構完整、能夠持續平穩運行的能力。恢復能力是指當耕地系統受到干擾時，系統具備從非穩定狀態再重新達到穩定狀態的能力，即耕地系統受干擾后，在當前的技術和投入水平下，通過經濟、社會、生態等手段進行調控使系統恢復到穩定狀態的能力。

1.2 耕地系統健康內涵的實質

耕地系統健康出現問題，其本質上是由構成耕地系統各因子變化引發的。耕地系統是一個與外界不斷進行物質、能量和信息交換的開放系統，是具有長、寬、高的有機立體空間，耕地系統的長、寬由耕地規模決定，高度由種植作物種類和耕層厚度決定，耕地系統內部包括作用在耕地上的技術條件、耕作制度以及土壤條件、種植結構等，它同時又受系統外部周圍環境影響，與垂直方向、水平方向因子共同形成一個微生態環境[15]。當耕地系統受到干擾時，構成耕地系統的內部因子和外部的水平方向與垂直方向因子會產生變化，這種變化的大小、方向、強度等在一定的閾值范圍內，耕地系統將有序健康運行，反之，構成耕地系統的各因子產生突變，超過閾值范圍，耕地系統將朝著非正常、無序狀態轉變，耕地系統便處于非健康狀態（圖1）。在垂直方向上，耕地系統受上方光照、溫度、降水等和下方地下水位、障礙層厚度、母質種類等各種因子影響，其影響范圍上層至對流層，下層至土壤母質層以上。在水平方向上，受周圍土地利用方式、所在地域社會經濟發展等因素的影響，不同土地利用方式對耕地系統的影響范圍不同，超過影響范圍的其他土地利用方式對該耕地系統的影響忽略不計。在生態環境變化不確定的大背景下，適當改善耕地系統所處的微生態也可以提高耕地系統的穩定性和耕地系統的健康水平。

若其他自然條件保持不變，在高水平管理和治理條件下，耕地具備生產能力、自我調節更新能力、改善環境和促進生物多樣性能力。健康的耕地系統能良性循環，具有較好的自我恢復能力和維持能力，能夠抵抗外界的脅迫與干擾，土地結構和功能能夠保持在一個相對穩定的狀態。總之，耕地系統健康與土地健康[13，16]、耕地健康[17-18]、土壤健康[19-20]、土地系統健康[21-22]、生態系統健康[23-24]等概念在內涵和外延上有所不同，但這些內涵的界定有一個基本的共識，其均受自然因素、環境因素和人文因素共同作用的影響。健康的耕地系統當受到外界影響或壓力時，具有穩定的生產能力、維持能力和恢復能力。耕地系統健康研究對象是耕地系統，問題聚焦于耕地，核心是耕地安全和糧食安全，側重于耕地系統的恢復性和維持性，落腳點在于耕地的可持續利用和維持穩定的生產功能。

1.3 耕地系統健康狀態解析

耕地系統是開放系統，具有復雜性、自組織性、時空動態性、恢復性和非線性等特征[25-26]。在一定區域內，耕地系統內部各組成要素之間相互關聯、相互依存和相互制約共同作用形成了具有特定功能的有機整體，并與外界環境進行物質和能量交換。自然條件變化具有不確定性，人類長期開發和利用耕地過程中，受自然環境立地條件和社會經濟等多重因素影響，不同區域、不同時點自然和人文的主導驅動因素不同，耕地系統集中體現了系統內部各因子變化及其與人類活動、自然、環境的交互作用，通常存在兩種情況：一是當耕地系統內部因子受到干擾并在一定閾值范圍內時，系統具有維持或恢復其平穩運行能力的穩定狀態，或者耕地系統受到來自外界的垂直方向和水平方向因子等影響，耕地系統在當前條件下，通過系統自身的維持和恢復等調節能力使其從非穩定狀態轉變為穩定狀態，此時耕地系統處于健康狀態；二是當耕地系統內部因子發生突變或外界因子入侵超過一定的閾值范圍，會使耕地系統健康受損，導致耕地系統的穩定性、恢復力及維持能力等受到嚴重影響，系統處于無序非穩定狀態，此時，耕地系統處于非健康狀態（圖2）。

2 耕地系統健康診斷的理論依據

本文以突變理論為工具，突變理論（Catastrophe theory）是1972年由法國著名的數學家THOM R[27]提出，是自微積分發明以來，世界數學史上的巨大突破。該理論是以拓撲學、奇點理論、動力系統的分岔理論為基礎，研究非連續變化對象的跳躍、突變現象、量變達質變的數學分支[28]。

2.1 突變理論的核心

突變理論是用來描述或預測自然現象、社會活動非連續變化的質變過程，即從穩定態躍遷到另一穩定態的現象和規律，突變理論常用來認識和分析復雜的系統行為，其核心是研究一些不連續現象的形態、結構突然發生變化的規律，突變的發生是系統狀態的整體性“躍遷”或“突躍”，突變過程是連續的，但其結果并不連續，體現出系統的狀態從一種穩定組態躍遷到另一種穩定組態。自然界和人類社會均存在穩態和非穩態兩種現象，穩態是在各種因素擾動下，仍保持原來的狀態；非穩態則在受到擾動后突變到其他狀態，處于非穩態。非穩態通過調控可以恢復穩態，在一定條件下，穩態和非穩態之間可以相互轉換。

2.2 突變理論應用于耕地系統健康診斷框架構建的解析

耕地系統健康與突變理論運行機理具有一定的相似性，當耕地系統受到某種或某幾種干擾時，耕地系統內部及外界的水平和垂直方向因子連續受干擾累積達到突變臨界點，發生了從量變到質變，產生了耕地系統健康問題，在這一過程中，耕地系統通過不斷與外界進行物質、能量與信息交換，系統通過自身的維持能力和恢復能力進行調整修復，體現出系統狀態從一種穩定組態（耕地健康）躍遷到另一種穩定組態（耕地健康）。相反，當耕地系統突變通過物質、能量和信息交換系統無法恢復到穩定組態，突躍到非穩態（耕地系統不健康），需要通過制度、政策、技術和管理等諸多方面的調控使耕地系統到達穩定組態（耕地健康）。體現了耕地系統健康類似于突變理論存在穩態與非穩態的特征。影響耕地系統健康的各因子連續變化，形成累積效應導致突變，但耕地系統健康的結果總是從非穩態（耕地系統不健康）到穩態（耕地系統健康）又到非穩態（耕地系統不健康）再到穩態（耕地系統健康）的不斷變化中，體現了突變理論中的穩態和非穩態之間在一定的條件下發生互換的特征以及影響耕地系統健康因子連續變化，耕地系統健康結果不連續的突變性特征。

耕地系統健康是保障耕地提供良好農產品和保障糧食安全的必要條件。隨著經濟社會的發展，人類對耕地資源利用和開發的強度加大，耕地系統健康不可能只靠耕地系統內部構成要素的自組織能力來維系，它還與來自耕地系統外垂直和水平方向如降水、光照、溫度和人類活動因素的輸入有關，這些因素保證耕地系統向穩態方向發展，達到耕地系統健康狀態。耕地系統具有生產能力、維持能力和恢復能力，系統同時具有能夠自我組織并維持系統穩定正常運行的功能，針對耕地數量減少、質量下降、生態惡化，特別是耕地退化等問題，國家高度重視，出臺了相關的制度、政策、法律法規和條例，相關職能管理部門為減少和避免耕地數量和質量下降及生態環境破壞而做出相應調控，保障耕地系統健康平穩運行。

可見，耕地系統健康與突變理論的特征和運行機理具有一定的相似性，將突變理論應用于耕地系統健康分析具有針對性和可操作性，該理論為耕地系統健康因子變化機理分析及耕地系統健康診斷研究提供了重要理論依據。

3 耕地系統健康診斷理論研究框架體系的構建及其解析

耕地系統健康診斷理論框架是進行區域耕地系統健康狀態診斷的理論依據，是方法論和解決問題的方案。針對耕地利用過程中存在的種種問題，本文利用突變理論，基于耕地系統健康影響要素演化特征、影響因子作用機理、閾值測算、系統診斷和調控策略，構建耕地系統健康理論框架（圖3）。這樣有利于全面掌握耕地系統健康診斷各環節之間的邏輯關系，有助于集成不同區域的耕地系統健康診斷成果，實現理論應用與實踐的統一，推進耕地保護理論的發展。

3.1 耕地系統健康的影響要素演化特征

耕地系統健康的影響要素對于塑造耕地系統的內部結構、功能演化和健康運行具有重要作用，是診斷耕地系統健康狀態的基礎，也是判斷耕地系統健康水平的邏輯起點。不同組成要素在不同區域和時間序列對耕地系統健康作用的大小、強度、速度和作用方向均不相同，因此需要篩選影響耕地系統健康的系統內部因子和外部因子（水平方向和垂直方向），這些因子能夠反映耕地系統健康的不同維度。通常情況下：第一，指標要素數據可獲取。可用定量分析方法篩選影響耕地系統健康指標，也可選取區域的采樣點數據、實驗數據、實地調研數據、統計年鑒、市（縣）志、相關的統計公報數據，也可使用中國科學院資源環境科學與數據中心、“WorldClim數據庫”等。總之，選取來源須可靠、真實、成本低、可獲取的數據。第二，指標數據可量化。3S手段、編程技術和大數據資源等為數據的獲取和量化提供了可能性。實際應用中篩選出的指標，可以通過運用ENVI解譯、Matlab編程和ArcGIS手段進行提取和計算獲取。第三，操作簡單易行。可將區域不同時間序列或研究時點的影響耕地系統健康因子提取出來，充分考慮到不同時段因子對耕地系統健康的影響。篩選出的指標針對性強，避免指標過多，重點不突出指向性差的弊端。以此為基礎，分析耕地系統內部因子和系統外部水平方向、垂直方向等各要素之間的影響關系，對比各要素變化的同向與異向、同速與異速關系，揭示要素作用于耕地系統健康的演化特征。如耕地系統的內部因子和系統外部的水平與垂直因子，包括自然本底要素各因子如光照、溫度、降水、土壤、地形地貌、高程、坡度等，同時也包括農業勞動力數量、種植主體行為、政策、區域經濟水平、農業基礎設施、市場、農產品價格等人文要素，這里涉及單一要素的演化特性，也涉及因子交互作用的演化特征等，為診斷耕地系統健康狀態和判斷耕地系統健康水平奠定基礎。

3.2 耕地系統健康影響因子作用機理

耕地系統健康問題是由耕地系統內、外因子發生變化超過一定閾值范圍時引發的。應根據區域的實際情況，可采取地理探測器[29]、GA-BP降維模型、神經網絡[30]、障礙度模型[31]、灰色關聯[32]、空間自相關模型[33]等方法，客觀識別影響耕地系統變化的敏感性因子，篩選作用程度顯著的影響因子。需要注意的是，個別單一因子作用對耕地系統變化影響不顯著，交互作用可能產生顯著的影響，因此這些因子可能是單一影響因子，也可能是交互作用的復合影響因子。運用通徑分析、小波相干模型等方法[34]，分析這些因子在不同時間維度上對耕地系統健康影響的大小、強度、速度和方向等作用機理，依據其影響范圍、影響方向和影響程度，進一步識別與確定耕地系統健康指標。從區域耕地系統變化特征的實際出發，因地制宜，客觀分析區域耕地系統的要素特征。充分考慮區域耕地系統構成內部因子和系統外界的水平與垂直方向影響因子作用，在定量提取耕地系統變化的敏感性因子基礎上，依據耕地系統健康因子作用機理，結合衡量耕地系統健康的生產能力、維持能力和恢復能力三個維度，構建適合區域特點的耕地系統健康指標體系。需要特別強調的是，生產能力實質是反映耕地系統的理論產能，指在光、溫、水、土等各種自然因子合理組合匹配條件下能實現生產能力，是衡量耕地系統健康的基礎要素。維持能力反映耕地系統內部受到干擾時，在一定時間內通過影響因子的自行調節和自行修復良好狀態保持系統持續平穩運行的能力，是衡量耕地系統健康的關鍵要素。恢復能力反映耕地系統受到外界干擾時，系統具備從無序狀態重新達到有序狀態的能力，是衡量耕地系統健康的重要因素。

3.3 耕地系統健康的閾值測算與診斷

耕地系統作為自然與人類活動綜合作用的復雜系統，受到敏感性因子影響其量變躍遷至質變，耕地系統狀態在連續變化中產生突變，導致系統處于不穩定狀態。運用突變模型，計算閾值系數，確定耕地系統突變閾值范圍，分析區域耕地系統健康狀態變化的過程。

以突變理論為指導，耕地系統作為動態系統可以用勢函數表示，函數中的狀態變量為系統行為狀態，控制變量為引起系統突變的因素。假定該系統的動力學可以導出一個光滑的勢函數，不同性質的不連續突變現象不是取決于狀態變量數目，而是取決于控制變量的數目[27]。根據耕地系統的勢函數這些不連續現象皆可用特定的幾何形狀表示。控制變量不超過4的情況下，常用初等突變模型有8種：分別為當狀態變量為1時，采取折疊突變模型、尖點突變模型、燕尾突變模型、蝴蝶突變和印第安人茅舍突變5種模型；當狀態變量為2時，利用雙曲型臍點模型、橢圓型臍點模型、拋物型臍點3種模型。當應用突變理論分析耕地系統受多因素影響產生突變，探討耕地系統健康診斷及其閾值問題時，只需考慮狀態變量為1的突變模型[35]（表1）。

以區域耕地系統健康的敏感性影響因子為數據源，基于突變理論，建立耕地系統健康閾值模型，計算一定時間范圍內耕地系統健康閾值系數，確定區域典型年份耕地系統健康突變時間節點及其耕地系統健康閾值范圍，從而進一步確定耕地系統健康水平，診斷耕地系統健康狀態，按照閾值范圍，劃分耕地系統健康優、良、中、差等級。

耕地系統是一個動態系統，依據突變理論，一定區域典型年份的突變函數的選擇取決于與之對應的控制變量數量（典型年份的耕地系統健康關鍵影響因子數量）與狀態變量數量（典型年份的耕地系統健康狀態數量）。鑒于此，需要根據由耕地系統健康突變時間節點切分的不同時段控制變量的個數來選取和改進突變模型（圖4），建立符合區域實際的耕地系統健康突變模型，用于測算突變時間點耕地系統健康閾值，確定耕地系統健康突變時間節點耕地系統健康水平，評價其健康狀態。

3.4 調控策略

耕地保護從數量、質量轉向數量、質量、生態“三位一體”保護，進一步向耕地系統健康保護深化。耕地保護是一項系統工程，具有經濟效益、社會效益、生態效益等，鑒于耕地系統的區域性、復雜性、不確定性、開放性、整體性、動態性，耕地系統健康涉及多層級沖突、多中心分布、多主體參與，耕地在利用過程中會出現種種健康問題，調控耕地系統健康其實質是對耕地利用系統各構成要素、系統結構、功能進行調控的行為。建立區域耕地保護的共同責任體系，解決中央政府、地方政府、村集體、農戶及社會其他組織等不同主體協調互動問題，解決耕地系統健康保護的多元主體責、權、利問題。

由于不同區域耕地系統的自然、社會經濟和生態狀況差異較大，結合區域耕地利用的實際情況，建立區域耕地專項調查、大數據平臺和耕地系統健康監測技術平臺，實現區域耕地系統健康全生命周期動態監測、問題識別的可視化和智能化管理。同時建立區域耕地系統健康“體檢表”和問題識別清單，實現區域耕地系統健康生產能力、維持能力、恢復能力要素層面全覆蓋持續性動態監測。在動態監測、問題識別與健康診斷的基礎上，采取“休（休耕）、輪（輪作）、養（養護）、退（適度退耕）、治（綜合治理）”的耕地系統健康管控措施，構建耕地系統健康源頭管控、過程監測和后期管護的全生命周期保護體系，達到對耕地系統健康的全程監測和科學調控管理，實現多層級協作、多中心協同、多主體參與的耕地系統健康全覆蓋、全生命周期的調控。

4 結論與討論

4.1 結論

本文界定了耕地系統健康內涵，以突變理論為依據，構建了耕地系統健康診斷理論框架體系。

（1）耕地系統健康是耕地系統能夠持續維持較高的生產能力，在受到不同程度影響時，系統具有從無序狀態恢復到有序狀態、維持其平穩運行的能力。即當構成耕地系統各因子受到干擾，系統仍能穩定保持的生產能力、維持能力和恢復能力。耕地系統健康注重耕地系統的恢復性和維持性，落腳點在于耕地的可持續利用和維持穩定的生產功能。

（2）耕地系統健康是因耕地系統內部某個或幾個因子發生突變，或者是系統外界的水平和垂直方向某些因子發生突變引起的，這種因子突變引發的耕地系統健康問題與突變理論特征與運行機理相似。同時，耕地系統類似于生命有機體。系統內部因子及系統外部因子受到干擾發生突變時，系統則產生免疫功能，通過維持能力和恢復能力調控耕地系統使之向穩態即耕地系統健康狀態轉變。

（3）基于“要素特征—作用機理—閾值測算—系統診斷—調控策略”的耕地系統健康診斷理論框架體系，為不同區域耕地系統健康狀態的診斷和健康閾值水平的測算提供科學依據。具體表現為揭示耕地系統健康影響的單一要素和因子交互作用的演化特性，闡明這些因子在不同時間維度上對耕地系統健康影響的大小、強度、速度和方向等作用機理，運用突變模型測算耕地系統健康的閾值并診斷耕地系統健康狀態，根據上述情況調控耕地系統健康狀態。

4.2 討論

隨著中國耕地利用問題的不斷呈現，區域耕地系統健康問題受到高度關注，本文仍有需要深入討論的問題。

因影響耕地系統健康的不同組成要素在不同區域和時間維度對耕地系統健康作用的大小、強度、速度和方向均不相同，在篩選耕地系統內部因子和外界的水平方向與垂直方向影響因子時，應因地制宜，確保篩選的因子能夠真實可靠地反映耕地系統健康的不同維度。

耕地系統健康閾值是耕地系統健康不同狀態等級的臨界值，它反映耕地系統健康狀態突變的節點。本文耕地系統健康狀態閾值測算方式采用突變模型，需要通過區域大量實時數據，探究系統內部的動態變化過程及數據之間關系，找出變化拐點，從而確定閾值。目前，主要采用系統動力學和回歸分析等方法確定如生態安全閾值[36]，其標準為：一是參考國際、國家、行業和地方規定的標準；二是參考世界平均值、國家平均值、國際公認值；三是依據與研究區域相似的、更廣范圍的地區平均值作為該區域的本底標準；四是參照被廣泛引用的分級標準。這種方法簡單易行，但精確度較低[37]，本文盡管應用突變模型，改變已有研究精度低的弊端，但方法相對復雜，在耕地系統健康狀態閾值測算方法上，開發和建立精度高且簡單易行的方法模型應是未來重點考慮的方向。

在耕地系統健康調控策略方面，該研究具有普適性。在不同的研究區，還應針對其實際情況，制定耕地系統健康問題的具體清單，“對癥下藥”解決區域耕地系統健康仍是下一步重點研究的方向。

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Construction and Analysis of Theoretical Research Framework for Cultivated Land System Health Diagnosis

SU Hao1， WU Cifang2， LI Xueyin1

（1. School of International Affairs and Public Administration， Ocean University of China， Qingdao 266100， China； 2. Land Academy for National Development， Zhejiang University， Hangzhou 310058， China）

Abstract： The purposes of this paper are to establish a theoretical and methodological system for cultivated land system health diagnosis， to provide a scientific basis for accurately identifying the health status and health level of regional cultivated land systems， and to provide theoretical support for the sustainable use of cultivated land resources. The research methods include induction and deduction， investigation and qualitative analysis. The results indicate that： 1） cultivated land system health refers to the ability of the system to maintain stable production capacity， maintenance capacity and recovery capacity when the internal factors of cultivated land system or the horizontal and vertical factors outside the system are disturbed. 2） The characteristics and operating mechanism of cultivated land system health and catastrophe theory are similar to some extent， and catastrophe theory provides important theoretical support for the construction of cultivated land system health diagnosis framework. When the factors constituting the cultivated land system are disturbed within a certain threshold range， the cultivated land system will operate orderly， and the cultivated land system will be healthy. On the contrary， if the factors of the system mutate beyond the threshold， and the system is in disorder， it is not healthy. 3） The theoretical framework system of cultivated land system health diagnosis based on “factor characteristics-influence mechanism-threshold measurement-system diagnosis-regulation strategy” is the basic logic for measuring regional cultivated land system health level and status. In conclusion， cultivated land system health is caused by the mutation of its constituent factors， and the mutation theory can effectively explain the changing mechanism and cultivated land system health status. The theoretical framework system of cultivated land system health diagnosis built in this paper further promotes the improvement and enrichment of the theory of cultivated land resource protection and sustainability， and provides scientific basis for the diagnosis and measurement of cultivated land system health status in different regions.

Key words： cultivated land system health； cultivated land protection； catastrophe theory； diagnosis

（本文責編：張冰松）