苏浩 吴次芳 李雪银

摘要：研究目的：探索建立耕地系统健康诊断理论方法体系，为准确判别区域耕地系统健康状态和健康水平提供科学依据，为耕地资源可持续利用提供理论支撑。研究方法：归纳演绎法、调查法和定性分析法。研究结果：（1）耕地系统健康是指当构成耕地系统内部因子或系统外部的水平方向因子和垂直方向因子受到干扰时，系统能够维持稳定的生产能力、维持能力和恢复能力。（2）耕地系统健康与突变理论的运行机理具有一定的相似性，突变理论为构建耕地系统健康诊断框架提供了重要的理论工具。当构成耕地系统各因子受到干扰在一定的阈值范围内时，耕地系统将有序运行，则耕地系统处于健康状态。反之，系统的各因子发生突变超出阈值范围，系统处于无序状态，则耕地系统处于非健康状态。（3）基于“要素特征—作用机理—阈值测算—系统诊断—调控策略”的耕地系统健康诊断理论框架体系，是测算区域耕地系统健康水平和诊断健康状态的基本逻辑。研究结论：耕地系统健康问题是因耕地系统构成因子的突变引发，突变理论能够有效解释耕地系统变化机理和健康状态，本文构建的耕地系统健康诊断理论框架体系，完善和丰富了耕地资源保护和可持续理论体系。

关键词：耕地系统健康；耕地保护；突变理论；诊断

中图分类号：F301.2 文献标志码：A 文章编号：1001-8158（2023）05-0018-09

基金项目：国家自然科学基金项目（42201277）；中国博士后基金（2022M722973）；山东省自然科学基金项目（ZR2022QD007）；山东省博士后创新项目（SDCX-RS-202203018）。

耕地系统健康诊断是判别耕地系统健康状态和健康水平的重要环节。自然条件变化的不确定性、人类过度或不当利用[1]使耕地系统处于不稳定状态，最终产生了耕地系统健康问题。耕地在人类长期的开发和利用过程中，受光、温、水、土等自然环境条件变化[2-3]和政策、价格、市场、种植主体决策等社会经济因素变化[4-5]的多重影响，耕地系统健康出现了不同程度的问题。2014年《全国土壤调查公报数据》显示，我国耕地单位面积农药使用量是世界平均水平的2.5倍，其污染面积占比近20%，部分地区土壤污染比较重。化肥农药的过量施用直接造成耕地土壤酸化、土壤板结等问题[6]。2015年《中国耕地地球化学调查》显示，自20世纪80年代以来，中国东北区、闽粤琼区、西北区和青藏区部分耕地有机碳含量下降趋势明显，严重降低了土壤肥力。2022年《中国生态环境状况公报》显示，全国水土流失面积2.95×106 hm2，占国土面积 31.12%。耕地系统健康的种种问题直接影响粮食安全、社会稳定和生态平衡[7]。增进耕地系统健康内涵的理论认知，探索建立耕地系统健康诊断理论方法体系，科学准确诊断区域耕地系统健康状态和健康水平，对保护耕地和保障国家粮食安全及促进农业可持续发展具有重要的理论及现实意义。

中国耕地保护先后经历了从数量保护到数量与质量并重再到数量、质量、生态“三位一体”的耕地保护政策变迁，中国人多地少，耕地资源稀缺，政府非常重视耕地保护，实施了世界上最严格的土地用途管制制度，耕地系统健康是耕地保护的重要内容。关于耕地系统健康，国内外无系统的研究成果，其内涵尚无明确的界定，相关研究主要集中在耕地疾病[8]、耕地质量[9-10]、土壤健康[11]、生態系统健康[12]等方面。近年来，耕地健康引起越来越多国内外学者的重视[13-14]，耕地健康理论体系与量化方法的研究一直充满了争议和挑战，但耕地系统健康研究并没有因此而得到长足的发展，相反耕地系统健康相关研究成果较少。随着中国耕地健康问题的不断出现，耕地系统健康状态和水平诊断的理论框架体系亟需构建。本文通过界定耕地系统健康的内涵，突破已有耕地健康问题的研究缺乏系统性、整体性的局限，阐明耕地系统构成因子突变引发耕地系统不健康的原理，利用突变理论，构建了耕地系统健康诊断理论分析框架，以“要素特征—作用机理—阈值测算—系统诊断—调控策略”为技术路线，提出耕地系统健康诊断研究框架思路，研究成果将丰富耕地保护理论内容，为耕地可持续利用和保障国家粮食安全提供科学依据，为正确诊断区域耕地系统健康状态和测算耕地系统健康水平提供科技支撑和实践参考。

1 耕地系统健康内涵解析

1.1 耕地系统健康的概念

耕地系统健康是指耕地系统能够持续维持较高的生产能力，在受到干扰时系统具有从无序状态恢复到有序状态、维持其平稳运行能力的稳定状态。当耕地系统内部因子变化在一定阈值范围内，或者耕地系统受到来自系统外部垂直方向和水平方向因子等影响[15]，耕地系统在当前的自然和社会经济条件下，通过调节能力使其从无序状态转变为稳定状态，即耕地系统具备稳定的生产能力、维持能力和恢复能力，称之为耕地系统健康。反之，当构成耕地系统内部的因子发生突变，或者系统外部垂直方向和水平方向因子变化超过一定的阈值范围，即由量变达到质变，耕地系统无法通过调节能力使其从无序状态转变为有序或稳定状态，此时的耕地系统处于非健康状态或病态。耕地系统健康可以用生产能力、维持能力和恢复能力三个维度衡量。其中，生产能力是指一定区域范围内，在技术、经济和管理水平不变的情况下，耕地能实现的理论产能，光、温、水、土等组合情况是反映耕地系统的生产能力的重要因子和条件。维持能力是指当耕地系统受到干扰时，在一定时间内自行恢复良好状态的能力，即在耕地土壤的理化性质、生物多样性等综合作用下，耕地系统各要素动态匹配合理、系统保持结构完整、能够持续平稳运行的能力。恢复能力是指当耕地系统受到干扰时，系统具备从非稳定状态再重新达到稳定状态的能力，即耕地系统受干扰后，在当前的技术和投入水平下，通过经济、社会、生态等手段进行调控使系统恢复到稳定状态的能力。

1.2 耕地系统健康内涵的实质

耕地系统健康出现问题，其本质上是由构成耕地系统各因子变化引发的。耕地系统是一个与外界不断进行物质、能量和信息交换的开放系统，是具有长、宽、高的有机立体空间，耕地系统的长、宽由耕地规模决定，高度由种植作物种类和耕层厚度决定，耕地系统内部包括作用在耕地上的技术条件、耕作制度以及土壤条件、种植结构等，它同时又受系统外部周围环境影响，与垂直方向、水平方向因子共同形成一个微生态环境[15]。当耕地系统受到干扰时，构成耕地系统的内部因子和外部的水平方向与垂直方向因子会产生变化，这种变化的大小、方向、强度等在一定的阈值范围内，耕地系统将有序健康运行，反之，构成耕地系统的各因子产生突变，超过阈值范围，耕地系统将朝着非正常、无序状态转变，耕地系统便处于非健康状态（图1）。在垂直方向上，耕地系统受上方光照、温度、降水等和下方地下水位、障碍层厚度、母质种类等各种因子影响，其影响范围上层至对流层，下层至土壤母质层以上。在水平方向上，受周围土地利用方式、所在地域社会经济发展等因素的影响，不同土地利用方式对耕地系统的影响范围不同，超过影响范围的其他土地利用方式对该耕地系统的影响忽略不计。在生态环境变化不确定的大背景下，适当改善耕地系统所处的微生态也可以提高耕地系统的稳定性和耕地系统的健康水平。

若其他自然条件保持不变，在高水平管理和治理条件下，耕地具备生产能力、自我调节更新能力、改善环境和促进生物多样性能力。健康的耕地系统能良性循环，具有较好的自我恢复能力和维持能力，能够抵抗外界的胁迫与干扰，土地结构和功能能够保持在一个相对稳定的状态。总之，耕地系统健康与土地健康[13，16]、耕地健康[17-18]、土壤健康[19-20]、土地系统健康[21-22]、生态系统健康[23-24]等概念在内涵和外延上有所不同，但这些内涵的界定有一个基本的共识，其均受自然因素、环境因素和人文因素共同作用的影响。健康的耕地系统当受到外界影响或压力时，具有稳定的生产能力、维持能力和恢復能力。耕地系统健康研究对象是耕地系统，问题聚焦于耕地，核心是耕地安全和粮食安全，侧重于耕地系统的恢复性和维持性，落脚点在于耕地的可持续利用和维持稳定的生产功能。

1.3 耕地系统健康状态解析

耕地系统是开放系统，具有复杂性、自组织性、时空动态性、恢复性和非线性等特征[25-26]。在一定区域内，耕地系统内部各组成要素之间相互关联、相互依存和相互制约共同作用形成了具有特定功能的有机整体，并与外界环境进行物质和能量交换。自然条件变化具有不确定性，人类长期开发和利用耕地过程中，受自然环境立地条件和社会经济等多重因素影响，不同区域、不同时点自然和人文的主导驱动因素不同，耕地系统集中体现了系统内部各因子变化及其与人类活动、自然、环境的交互作用，通常存在两种情况：一是当耕地系统内部因子受到干扰并在一定阈值范围内时，系统具有维持或恢复其平稳运行能力的稳定状态，或者耕地系统受到来自外界的垂直方向和水平方向因子等影响，耕地系统在当前条件下，通过系统自身的维持和恢复等调节能力使其从非稳定状态转变为稳定状态，此时耕地系统处于健康状态；二是当耕地系统内部因子发生突变或外界因子入侵超过一定的阈值范围，会使耕地系统健康受损，导致耕地系统的稳定性、恢复力及维持能力等受到严重影响，系统处于无序非稳定状态，此时，耕地系统处于非健康状态（图2）。

2 耕地系统健康诊断的理论依据

本文以突变理论为工具，突变理论（Catastrophe theory）是1972年由法国著名的数学家THOM R[27]提出，是自微积分发明以来，世界数学史上的巨大突破。该理论是以拓扑学、奇点理论、动力系统的分岔理论为基础，研究非连续变化对象的跳跃、突变现象、量变达质变的数学分支[28]。

2.1 突变理论的核心

突变理论是用来描述或预测自然现象、社会活动非连续变化的质变过程，即从稳定态跃迁到另一稳定态的现象和规律，突变理论常用来认识和分析复杂的系统行为，其核心是研究一些不连续现象的形态、结构突然发生变化的规律，突变的发生是系统状态的整体性“跃迁”或“突跃”，突变过程是连续的，但其结果并不连续，体现出系统的状态从一种稳定组态跃迁到另一种稳定组态。自然界和人类社会均存在稳态和非稳态两种现象，稳态是在各种因素扰动下，仍保持原来的状态；非稳态则在受到扰动后突变到其他状态，处于非稳态。非稳态通过调控可以恢复稳态，在一定条件下，稳态和非稳态之间可以相互转换。

2.2 突变理论应用于耕地系统健康诊断框架构建的解析

耕地系统健康与突变理论运行机理具有一定的相似性，当耕地系统受到某种或某几种干扰时，耕地系统内部及外界的水平和垂直方向因子连续受干扰累积达到突变临界点，发生了从量变到质变，产生了耕地系统健康问题，在这一过程中，耕地系统通过不断与外界进行物质、能量与信息交换，系统通过自身的维持能力和恢复能力进行调整修复，体现出系统状态从一种稳定组态（耕地健康）跃迁到另一种稳定组态（耕地健康）。相反，当耕地系统突变通过物质、能量和信息交换系统无法恢复到稳定组态，突跃到非稳态（耕地系统不健康），需要通过制度、政策、技术和管理等诸多方面的调控使耕地系统到达稳定组态（耕地健康）。体现了耕地系统健康类似于突变理论存在稳态与非稳态的特征。影响耕地系统健康的各因子连续变化，形成累积效应导致突变，但耕地系统健康的结果总是从非稳态（耕地系统不健康）到稳态（耕地系统健康）又到非稳态（耕地系统不健康）再到稳态（耕地系统健康）的不断变化中，体现了突变理论中的稳态和非稳态之间在一定的条件下发生互换的特征以及影响耕地系统健康因子连续变化，耕地系统健康结果不连续的突变性特征。

耕地系统健康是保障耕地提供良好农产品和保障粮食安全的必要条件。随着经济社会的发展，人类对耕地资源利用和开发的强度加大，耕地系统健康不可能只靠耕地系统内部构成要素的自组织能力来维系，它还与来自耕地系统外垂直和水平方向如降水、光照、温度和人类活动因素的输入有关，这些因素保证耕地系统向稳态方向发展，达到耕地系统健康状态。耕地系统具有生产能力、维持能力和恢复能力，系统同时具有能够自我组织并维持系统稳定正常运行的功能，针对耕地数量减少、质量下降、生态恶化，特别是耕地退化等问题，国家高度重视，出台了相关的制度、政策、法律法规和条例，相关职能管理部门为减少和避免耕地数量和质量下降及生态环境破坏而做出相应调控，保障耕地系统健康平稳运行。

可见，耕地系统健康与突变理论的特征和运行机理具有一定的相似性，将突变理论应用于耕地系统健康分析具有针对性和可操作性，该理论为耕地系统健康因子变化机理分析及耕地系统健康诊断研究提供了重要理论依据。

3 耕地系统健康诊断理论研究框架体系的构建及其解析

耕地系统健康诊断理论框架是进行区域耕地系统健康状态诊断的理论依据，是方法论和解决问题的方案。针对耕地利用过程中存在的种种问题，本文利用突变理论，基于耕地系统健康影响要素演化特征、影响因子作用机理、阈值测算、系统诊断和调控策略，构建耕地系统健康理论框架（图3）。这样有利于全面掌握耕地系统健康诊断各环节之间的逻辑关系，有助于集成不同区域的耕地系统健康诊断成果，实现理论应用与实践的统一，推进耕地保护理论的发展。

3.1 耕地系统健康的影响要素演化特征

耕地系统健康的影响要素对于塑造耕地系统的内部结构、功能演化和健康运行具有重要作用，是诊断耕地系统健康状态的基础，也是判断耕地系统健康水平的逻辑起点。不同组成要素在不同区域和时间序列对耕地系统健康作用的大小、强度、速度和作用方向均不相同，因此需要筛选影响耕地系统健康的系统内部因子和外部因子（水平方向和垂直方向），这些因子能够反映耕地系统健康的不同维度。通常情况下：第一，指标要素数据可获取。可用定量分析方法筛选影响耕地系统健康指标，也可选取区域的采样点数据、实验数据、实地调研数据、统计年鉴、市（县）志、相关的统计公报数据，也可使用中国科学院资源环境科学与数据中心、“WorldClim数据库”等。总之，选取来源须可靠、真实、成本低、可获取的数据。第二，指标数据可量化。3S手段、编程技术和大数据资源等为数据的获取和量化提供了可能性。实际应用中筛选出的指标，可以通过运用ENVI解译、Matlab编程和ArcGIS手段进行提取和计算获取。第三，操作简单易行。可将区域不同时间序列或研究时点的影响耕地系统健康因子提取出来，充分考虑到不同时段因子对耕地系统健康的影响。筛选出的指标针对性强，避免指标过多，重点不突出指向性差的弊端。以此为基础，分析耕地系统内部因子和系统外部水平方向、垂直方向等各要素之间的影响关系，对比各要素变化的同向与异向、同速与异速关系，揭示要素作用于耕地系统健康的演化特征。如耕地系统的内部因子和系统外部的水平与垂直因子，包括自然本底要素各因子如光照、温度、降水、土壤、地形地貌、高程、坡度等，同時也包括农业劳动力数量、种植主体行为、政策、区域经济水平、农业基础设施、市场、农产品价格等人文要素，这里涉及单一要素的演化特性，也涉及因子交互作用的演化特征等，为诊断耕地系统健康状态和判断耕地系统健康水平奠定基础。

3.2 耕地系统健康影响因子作用机理

耕地系统健康问题是由耕地系统内、外因子发生变化超过一定阈值范围时引发的。应根据区域的实际情况，可采取地理探测器[29]、GA-BP降维模型、神经网络[30]、障碍度模型[31]、灰色关联[32]、空间自相关模型[33]等方法，客观识别影响耕地系统变化的敏感性因子，筛选作用程度显著的影响因子。需要注意的是，个别单一因子作用对耕地系统变化影响不显著，交互作用可能产生显著的影响，因此这些因子可能是单一影响因子，也可能是交互作用的复合影响因子。运用通径分析、小波相干模型等方法[34]，分析这些因子在不同时间维度上对耕地系统健康影响的大小、强度、速度和方向等作用机理，依据其影响范围、影响方向和影响程度，进一步识别与确定耕地系统健康指标。从区域耕地系统变化特征的实际出发，因地制宜，客观分析区域耕地系统的要素特征。充分考虑区域耕地系统构成内部因子和系统外界的水平与垂直方向影响因子作用，在定量提取耕地系统变化的敏感性因子基础上，依据耕地系统健康因子作用机理，结合衡量耕地系统健康的生产能力、维持能力和恢复能力三个维度，构建适合区域特点的耕地系统健康指标体系。需要特别强调的是，生产能力实质是反映耕地系统的理论产能，指在光、温、水、土等各种自然因子合理组合匹配条件下能实现生产能力，是衡量耕地系统健康的基础要素。维持能力反映耕地系统内部受到干扰时，在一定时间内通过影响因子的自行调节和自行修复良好状态保持系统持续平稳运行的能力，是衡量耕地系统健康的关键要素。恢复能力反映耕地系统受到外界干扰时，系统具备从无序状态重新达到有序状态的能力，是衡量耕地系统健康的重要因素。

3.3 耕地系统健康的阈值测算与诊断

耕地系统作为自然与人类活动综合作用的复杂系统，受到敏感性因子影响其量变跃迁至质变，耕地系统状态在连续变化中产生突变，导致系统处于不稳定状态。运用突变模型，计算阈值系数，确定耕地系统突变阈值范围，分析区域耕地系统健康状态变化的过程。

以突变理论为指导，耕地系统作为动态系统可以用势函数表示，函数中的状态变量为系统行为状态，控制变量为引起系统突变的因素。假定该系统的动力学可以导出一个光滑的势函数，不同性质的不连续突变现象不是取决于状态变量数目，而是取决于控制变量的数目[27]。根据耕地系统的势函数这些不连续现象皆可用特定的几何形状表示。控制变量不超过4的情况下，常用初等突变模型有8种：分别为当状态变量为1时，采取折叠突变模型、尖点突变模型、燕尾突变模型、蝴蝶突变和印第安人茅舍突变5种模型；当状态变量为2时，利用双曲型脐点模型、椭圆型脐点模型、抛物型脐点3种模型。当应用突变理论分析耕地系统受多因素影响产生突变，探讨耕地系统健康诊断及其阈值问题时，只需考虑状态变量为1的突变模型[35]（表1）。

以区域耕地系统健康的敏感性影响因子为数据源，基于突变理论，建立耕地系统健康阈值模型，计算一定时间范围内耕地系统健康阈值系数，确定区域典型年份耕地系统健康突变时间节点及其耕地系统健康阈值范围，从而进一步确定耕地系统健康水平，诊断耕地系统健康状态，按照阈值范围，划分耕地系统健康优、良、中、差等级。

耕地系统是一个动态系统，依据突变理论，一定区域典型年份的突变函数的选择取决于与之对应的控制变量数量（典型年份的耕地系统健康关键影响因子数量）与状态变量数量（典型年份的耕地系统健康状态数量）。鉴于此，需要根据由耕地系统健康突变时间节点切分的不同时段控制变量的个数来选取和改进突变模型（图4），建立符合区域实际的耕地系统健康突变模型，用于测算突变时间点耕地系统健康阈值，确定耕地系统健康突变时间节点耕地系统健康水平，评价其健康状态。

3.4 调控策略

耕地保护从数量、质量转向数量、质量、生态“三位一体”保护，进一步向耕地系统健康保护深化。耕地保护是一项系统工程，具有经济效益、社会效益、生态效益等，鉴于耕地系统的区域性、复杂性、不确定性、开放性、整体性、动态性，耕地系统健康涉及多层级冲突、多中心分布、多主体参与，耕地在利用过程中会出现种种健康问题，调控耕地系统健康其实质是对耕地利用系统各构成要素、系统结构、功能进行调控的行为。建立区域耕地保护的共同责任体系，解决中央政府、地方政府、村集体、农户及社会其他组织等不同主体协调互动问题，解决耕地系统健康保护的多元主体责、权、利问题。

由于不同区域耕地系统的自然、社会经济和生态状况差异较大，结合区域耕地利用的实际情况，建立区域耕地专项调查、大数据平台和耕地系统健康监测技术平台，实现区域耕地系统健康全生命周期动态监测、问题识别的可视化和智能化管理。同时建立区域耕地系统健康“体检表”和问题识别清单，实现区域耕地系统健康生产能力、维持能力、恢复能力要素层面全覆盖持续性动态监测。在动态监测、问题识别与健康诊断的基础上，采取“休（休耕）、轮（轮作）、养（养护）、退（适度退耕）、治（综合治理）”的耕地系统健康管控措施，构建耕地系统健康源头管控、过程监测和后期管护的全生命周期保护体系，达到对耕地系统健康的全程监测和科学调控管理，实现多层级协作、多中心协同、多主体参与的耕地系统健康全覆盖、全生命周期的调控。

4 结论与讨论

4.1 结论

本文界定了耕地系统健康内涵，以突变理论为依据，构建了耕地系统健康诊断理论框架体系。

（1）耕地系統健康是耕地系统能够持续维持较高的生产能力，在受到不同程度影响时，系统具有从无序状态恢复到有序状态、维持其平稳运行的能力。即当构成耕地系统各因子受到干扰，系统仍能稳定保持的生产能力、维持能力和恢复能力。耕地系统健康注重耕地系统的恢复性和维持性，落脚点在于耕地的可持续利用和维持稳定的生产功能。

（2）耕地系统健康是因耕地系统内部某个或几个因子发生突变，或者是系统外界的水平和垂直方向某些因子发生突变引起的，这种因子突变引发的耕地系统健康问题与突变理论特征与运行机理相似。同时，耕地系统类似于生命有机体。系统内部因子及系统外部因子受到干扰发生突变时，系统则产生免疫功能，通过维持能力和恢复能力调控耕地系统使之向稳态即耕地系统健康状态转变。

（3）基于“要素特征—作用机理—阈值测算—系统诊断—调控策略”的耕地系统健康诊断理论框架体系，为不同区域耕地系统健康状态的诊断和健康阈值水平的测算提供科学依据。具体表现为揭示耕地系统健康影响的单一要素和因子交互作用的演化特性，阐明这些因子在不同时间维度上对耕地系统健康影响的大小、强度、速度和方向等作用机理，运用突变模型测算耕地系统健康的阈值并诊断耕地系统健康状态，根据上述情况调控耕地系统健康状态。

4.2 讨论

随着中国耕地利用问题的不断呈现，区域耕地系统健康问题受到高度关注，本文仍有需要深入讨论的问题。

因影响耕地系统健康的不同组成要素在不同区域和时间维度对耕地系统健康作用的大小、强度、速度和方向均不相同，在筛选耕地系统内部因子和外界的水平方向与垂直方向影响因子时，应因地制宜，确保筛选的因子能够真实可靠地反映耕地系统健康的不同维度。

耕地系统健康阈值是耕地系统健康不同状态等级的临界值，它反映耕地系统健康状态突变的节点。本文耕地系统健康状态阈值测算方式采用突变模型，需要通过区域大量实时数据，探究系统内部的动态变化过程及数据之间关系，找出变化拐点，从而确定阈值。目前，主要采用系统动力学和回归分析等方法确定如生态安全阈值[36]，其标准为：一是参考国际、国家、行业和地方规定的标准；二是参考世界平均值、国家平均值、国际公认值；三是依据与研究区域相似的、更广范围的地区平均值作为该区域的本底标准；四是参照被广泛引用的分级标准。这种方法简单易行，但精确度较低[37]，本文尽管应用突变模型，改变已有研究精度低的弊端，但方法相对复杂，在耕地系统健康状态阈值测算方法上，开发和建立精度高且简单易行的方法模型应是未来重点考虑的方向。

在耕地系统健康调控策略方面，该研究具有普适性。在不同的研究区，还应针对其实际情况，制定耕地系统健康问题的具体清单，“对症下药”解决区域耕地系统健康仍是下一步重点研究的方向。

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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

（本文責编：张冰松）