黄土高原地区农业发展历史悠久,自然资源丰富,在我国农业发展中具有举足轻重的地位。但该地区水土流失严重,土壤疏松,肥力较低,自然灾害频发,降水少而且集中,农业生产基础相对薄弱。面对黄土高原农业的重要地位和农业发展的多重挑战,要确保该地区农业持续健康发展,必须提高农业生产效率。因此,本研究运用数据包络分析方法,对1987~2014年黄土高原281个县(市)的农业生产效率及时空变化特征进行分析,主要研究结果如下:对黄土高原地区1987~2014年农业生产情况的分析结果表明黄土高原农业资源整体情况有所改善。农业生产总值在波动中稳步增长,年均增长率为13.23%;乡村从业人员数从1987年的2729.43万人上升至2014年4000.38万人,年均增长率为1.43%;耕地面积从1987年的1.15*107 hm2增加到2014年的1.22*107 hm2;农业机械总动力增加了1.89倍;农用化肥施用折纯量增加了1.85倍。同时,利用各要素的人均拥有量对1987~2014年黄土高原县(市)域单元的农业发展水平及其时空变化特征进行分析,研究发现该地区农业发展水平提高较快,农业发展综合得分从1987年的-1.279上升到2014年的1.737;将黄土高原农业发展水平分成高水平、中等水平、低水平三种类型,从三种类型的分布来看,高水平县(市)域主要分布在高原北部,中等水平主要集中在高原东南部,低水平县(市)数量超过黄土高原县(市)数量的二分之一,占黄土高原大部分面积,农业发展整体处于较低水平。基于数据包络分析法(DEA),以耕地面积、粮食播种面积、乡村从业人员数、农业机械总动力、农用化肥施用折纯量为投入指标,以农业生产总值、粮食产量、油料产量为产出指标,对黄土高原县(市)域的农业生产效率的变化和分解进行分析。结果表明:综合效率平均值为0.694,处于中等水平,并且保持了一定的增长态势,但区域差异较大,其变异系数高值(V>0.250)出现在黄土高原北部和东部的部分县(市)域;黄土高原纯技术效率主要表现为3种基本类型,其中高效率县(市)数量有所增加,并有向北部扩大的趋势;综合效率受纯技术效率和规模效率二者共同影响,纯技术效率对综合效率的影响大于规模效率;该区农业生产规模效率值大于0.9,平均水平较高,分布也较为均衡。