在西北地区，尤其是甘肃省内，耕地利用效率（CLUE）的时空动态变化是实现高强度农业生产与生态可持续性协调发展的关键因素。甘肃作为中国西北地区的重要生态和农业区域，面临着资源短缺和土地退化等长期挑战。然而，目前关于该地区耕地利用效率的演变模式、区域异质性及其主要驱动因素的研究仍显不足。因此，本研究通过DEA模型对甘肃省内80个县从2005年至2020年的耕地利用效率进行评估，并借助空间统计模型和Tobit模型来揭示其时空演变特征及关键影响因素。研究结果表明，甘肃的耕地利用效率在2005至2020年间呈现出波动下降的趋势，整体效率值较低且存在明显的阶段性差异。纯技术效率（PTE）是影响耕地利用效率提升的主要限制因素。此外，尽管在省级尺度上耕地利用效率的空间分布模式相对稳定，但在局部区域却表现出显著的空间异质性，热点和冷点呈现出集聚性极化趋势，并随着时间的推移逐渐发生变化。区域GDP、农业劳动力数量以及农村劳动力人均播种面积对耕地利用效率有显著的正向促进作用，而农村居民人均可支配收入、复种指数以及单位面积施肥量则对其产生显著的负向影响。鉴于耕地利用效率在区域间的显著差异，有必要制定差异化的政策，以提升效率并确保西北地区的粮食安全。
甘肃的耕地系统具有独特的地理和生态特征，其地形呈现明显的梯度变化，从西北的祁连山到河西走廊，再到中部的黄土高原、东部的丘陵地区以及南部的高山草甸，构成了“两山夹一走廊”的特殊格局。这一地理环境使得甘肃成为研究干旱区耕地效率演变和驱动机制的理想案例。研究发现，甘肃的耕地利用效率呈现出显著的区域异质性，不同地区的耕地利用效率变化趋势和影响因素存在明显差异。例如，甘南地区由于其高海拔和生态脆弱性，耕地利用效率较低，而河西走廊则因为其水资源相对集中、机械化程度较高以及政策支持，表现出较高的效率。此外，研究还发现，农业劳动力的增加和人均播种面积的扩大是提升耕地利用效率的重要因素，而高收入水平和频繁复种则可能对耕地利用效率产生不利影响。
研究采用多种方法对耕地利用效率进行分析，包括数据包络分析（DEA）、全局空间自相关指数（Moran's I）和热点分析（Getis-Ord Gi*统计量）。这些方法不仅揭示了耕地利用效率的时空演变特征，还帮助识别了影响效率的关键因素。结果显示，耕地利用效率的时空变化呈现出明显的集聚特征，热点区域逐渐向河西走廊集中，而冷点区域则逐渐向甘南地区扩散。这种空间极化现象表明，甘肃省内不同区域在资源分配、政策实施和经济社会发展方面存在显著差异，影响了耕地利用效率的区域分布。
此外，研究还发现，耕地利用效率的演变受到多种因素的综合影响。区域GDP的提升有助于改善农业基础设施和推动技术创新，从而提升耕地利用效率。农业劳动力的增加和人均播种面积的扩大对效率具有显著的正向作用，而农村居民人均可支配收入的提高则可能导致农业劳动力外流，进而降低耕地利用效率。复种指数和单位面积施肥量则显示出对耕地利用效率的显著负面影响，这表明过度耕作和化肥过量使用可能对土壤质量和生态环境造成破坏，进而影响农业的可持续性。这些发现为制定更加精准和有效的农业政策提供了理论依据。
研究还指出，尽管现有的耕地保护政策在一定程度上促进了耕地利用效率的提升，但长期来看，仍然面临诸多挑战。例如，从2009年到2019年，中国耕地面积减少了1.13亿亩，平均每年减少约1130万亩。与此同时，土壤质量下降、土地污染和大规模土地管理等现象也进一步降低了农业生产力。因此，有必要加强对耕地利用效率的研究，以优化土地资源配置，实现农业可持续发展和粮食安全。
研究的局限性在于，由于生态和环境数据的获取较为困难，本研究在构建评价指标体系时，主要考虑了传统因素，如土地、劳动力和资本，而未能充分纳入诸如土壤质量、灌溉水资源和农业非点源污染等生态约束因素。这可能低估了生态因素对耕地利用效率的影响。此外，当前的指标体系仍缺乏多维度的全面性，未能系统地整合其他可能对效率产生影响的因素，包括自然条件（如地形和气候）、农业生产条件（如作物结构和耕作方式）、社会经济背景（如农户收入和农村基础设施）以及政策制度和技术管理因素。因此，未来的研究应扩大评价维度，构建一个更加全面和系统化的评估框架，以增强耕地利用效率评估的完整性和解释力。
最后，研究还提到，由于部分年份的数据缺失，采用了线性插值法进行补充，这可能引入一定的不确定性，影响整体分析的准确性。尽管DEA模型在效率评估方面具有优势，但它对随机扰动较为敏感，且难以充分揭示输入输出变量之间的替代关系和结构异质性。同样，Tobit模型在分析影响因素时也存在一定的局限性，未能充分揭示这些因素之间的相互作用和非线性机制。因此，未来的研究可以考虑引入更先进的分析方法，如结构方程模型（SEM）、地理加权回归（GWR）或模糊集定性比较分析（fsQCA），以更全面地探讨耕地利用效率的形成机制、空间异质性和驱动因素。这些方法的应用将为优化耕地资源配置和推动西北地区农业可持续发展提供更坚实的科学依据和实践指导。
