粮食种植是具有一定环境外部性的人类活动。近年来我国粮食连年丰产，为国家经济发展起到重要的保障作用，但伴随形成的水土资源消耗和耕地环境负荷也令人担忧。
“粮食生产的资源环境代价，集中表现在三个方面：一是土地基础地力明显下降，耕地退化严重；二是农业用水效率低，水资源威胁加剧；三是农资投入高、效率低，农业面源污染加剧。”中国科学院地理资源所客座研究员刘刚指出。
为了14亿人的饭碗，土地即使很“累”也难以充分休耕。重用轻养导致农田地力下降明显，具体表现为土壤板结、养分降低、耕作层变浅、保水保肥能力降低等。据中农集团研究发展中心副主任武轶介绍，目前我国耕地基础地力对粮食生产的贡献率仅为50%-60%，比40年前低10个百分点左右，比欧美等发达国家低20个百分点。
东北，中国最大粮仓；东北黑土地，性状好、肥力高、适宜农耕，被喻为“耕地中的大熊猫”。多年来，为保障粮食供给，东北黑土区耕地资源长期透支。“黑土地‘保卫战’应得到各方面关注和支持。”中国农业大学土地学院教授孔祥斌说。
农业是用水大户。2019年，我国农业用水占全国用水总量的61%。据中国科学院地理资源所专家测算，我国每生产一公斤粮食，约耗费一吨水。在一些地方，地下水开采中超过75%为农业用水，成为区域水资源安全的最大障碍。
华北平原，每年产粮占全国总产量25%以上，有“中国大粮仓”之称。然而，在这片肥沃的土地上，有一些区域已连续多年采取休耕的补救性措施。
孔祥斌曾在该区域观察到这样的场景：田地附近的河道已经干枯多年，地下水井越打越深、越打越密，但每口井可覆盖的耕地面积却越来越少。
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