（一）中國糧食安全麵臨的挑戰
盡管中國近期的糧食安全仍有保障，但隨著城鄉居民收入和人口的不斷增長，中國的糧食需求將呈剛性增長趨勢。而糧食生產麵臨著資源、技術、貿易環境和體製等方麵的諸多約束，其產量的增長卻是不確定的。因此，中國今後要實現糧食供求平衡、確保糧食安全，除了麵臨涉糧的農業生產資料價格總體剛性上漲、農業勞動力質量下降和農業資金投入不足等影響外，還將麵臨以下諸多重要挑戰。
1.水資源短缺約束日益凸現
中國幹旱半幹旱麵積占國土麵積1/2以上。單位耕地麵積和單位灌溉麵積的水資源量分別隻有世界平均水平的4/5和1/5.目前，受旱麵積已從20世紀50年代的1.7億畝上升到4億畝左右，成災麵積由0.5億畝上升到近2億畝，每年旱災導致的糧食減產占全部災害損失的50%以上。據有關文獻研究，灌溉麵積是影響中國糧食單產的首要因素。這意味著，水資源的利用在中國糧食生產中具有至關重要的作用。從長遠看，水資源對糧食生產的製約作用完全有可能超過耕地。水資源短缺的矛盾主要表現在以下方麵：
一是水資源少、分布不均。中國水資源占世界水資源總量的比重與耕地比重一樣也是7%，人均水資源量為2220立方米，約為世界平均水平的1/4，是世界上13個貧水國家之一，而且時空分布極不均勻。全國81%的水資源集中在僅占全國耕地36%的長江及其以南地區，而占總耕地麵積64%的淮河及其以北地區隻占有19%的水資源，南澇北旱現象十分突出，水早災害頻繁。北方地區是中國重要糧食產區，它的徑流量僅占全國的6%，但它卻支持著全國近40%的人口糧食需求。進人21世紀中國氣候有可能由豐水期轉入相對枯水期，水資源對糧食生產的製約將更為突出。因此，水資源短缺的製約力已經超過耕地上升為第一位。
二是水資源的利用率低。中國灌溉用水的使用量有4000億方，有效利用率隻有30%～40%，與發達國家的70%～80%相比，有很大差距。中國生產1公斤糧食要用1立方水，而發達國家隻需要0.5 立方水就夠了。近幾年來，耕地中有效灌溉麵積一直維持在7.5億畝～8億畝之間，但每年有效灌溉麵積中約有1億畝得不到灌溉。農業灌溉水利用率低，僅為45%左右，灌溉水的生產效率約為0.87～1公斤/平方米。灌溉水的生產效率低與農業用水方式落後、農田水利設施差和用水管理薄弱密切相關。現在的農業灌溉用水多數仍沿用傳統的土渠輸水、大水漫灌方式；水庫、渠、溝、井等農田水利設施老化失修嚴重，不少水利工程不配套。如河南省駐馬店市的國家優質小麥基地，一些縣鄉村的小麥田裏雖然渠係配套成網，但電網沒到達田間地頭，無法大麵積抽水灌溉；用水管理粗放，爭搶水矛盾多，跑冒滴漏現象嚴重。即使是水資源比較豐富的地區，也存在著因利用方式不科學而導致的浪費，加劇了水資源的稀缺程度。
2.耕地資源數量減少、質量下降趨勢凸顯
在威脅中國糧食安全的資源約束中，除了位居榜首的水資源外，還有耕地資源。耕地資源的約束主要是：
（1）耕地麵積不斷減少。據國家統計局初步測算，中國耕地麵積已從1998年的12964.2萬公頃減少到2005年的12208.3萬公頃，已縮減756萬公頃（合1.13億畝），平均每年遞減0.85%，年均減少110萬公頃。目前，中國人均耕地隻有1.4畝，不到世界人均耕地麵積的1/3；全國有14個省（自治區）的人均耕地不足1畝，有6個省（自治區）的人均耕地不到0.5畝，低於聯合國糧農組織確定的0.86畝警戒線。
造成近幾年來耕地麵積減少的主要因素為退耕還林和非農建設用地。根據國土統計數據，中國耕地在2000-2003年確實出現了較大幅度的下降，下降的最主要因素是1999年以來國家實施的退耕還林計劃。如2003年減少的耕地中，退耕還林還草麵積占耕地麵積減少總數的約80%。當然，退耕還林退出的耕地都是低產田，對糧食綜合生產能力影響不大；相反，因保護了生態環境，減少了自然災害，間接地有利於糧食生產，利遠大於弊。
據國土資源部資料，1998-2002年全國由於農業結構調整和建設用地等原因共減少耕地麵積8848萬畝，平均每年減少1770萬畝。1990-1999年的9年間，河南、河北、湖南等糧食主產區淨增人口738萬、454.8萬和421.1萬，而同期耕地麵積淨減160.9萬畝、107.8萬畝和148.6萬畝；人均耕地麵積由1.2畝、1.6畝和0.81畝下降到1.09畝、1.47畝和0.74畝。
非農建設占用耕地比例雖不高，但剛性增長勢頭迅猛。從國土部門資料看，每年全國建設占用耕地還不足全國總耕地麵積的0.15%，對糧食綜合生產能力影響並不大。但是，耕地麵積占而不報、占多報少，管理失控，導致糧食綜合生產能力下降。2003年初，各地人大、政協、政府換屆，新班子都想有所作為，在許多地方又興起了一股“圈地風”。據國土資源部督查組調查，到2003年各地設立的開發區多達5524個，占地麵積達3.51萬平方公裏。其中，圈占的耕地43%閑置，僅開發區一項就是1997-2000年間全國年均建設占用耕地的18.8倍。浙江省有742個開發區，規劃麵積4000多平方公裏，相當於全省現有城市和建製鎮麵積的3.6倍。地方政府盲目興建各類開發區，占用大量優質耕地，糧食生產無法得到充分保障，構成國家糧食安全的重大隱患。
（2）耕地質量持續下降。中國現有的耕地中，一等地占41%、二等地34%、三等地20%；高產田占29.7%、中產田30.3%、低產田占40%。據全國第二次土壤普查，全國優質耕地隻占21%，土壤有機質低於0.5%的耕地約占10%。現有耕地中，缺磷地占59%，缺鉀地23%，缺磷鉀地10%；水土流失、鹽漬化、沼澤化、沙化的耕地共計占53%；受工業“三廢”汙染和酸雨侵蝕的耕地達853.3萬公頃。全國質量相對較好、有灌溉措施的高產穩產田隻占耕地總麵積的40%，另外60%的耕地受到幹旱、坡度、洪澇、鹽堿等各種限製因素的製約，質量相對較差。按照耕地的具體類型分，全國瘠薄耕地占17.9%、缺水耕地17%、坡耕地11.1%、漬澇旱地4.7%、漬澇水田4.1%、鹽堿耕地2.9%、風沙耕地2.2%，其它障礙因素耕地7.9%。全國的8744.6萬公頃的中低產田主要是由這些耕地組成的，其比例偏高，占64.58%。現有耕地畝糧食產量在250公斤以下的麵積占54.1%。1984年同1979年相比，全國糧食單位麵積產量提高29.6%；2002年同1997年相比隻提高0.5%，而後者是在科技長足進步、科技投入大幅度增加的情況下出現的。這和耕地質量的下降有密切關係。目前，中國耕地質量狀況下降主要表現在四個方麵：
一是耕地養分含量下降。由於生產者自身素質的製約，中國農業耕作方式中科技含量低下，粗放式的耕作方式使得中國缺鉀耕地麵積已占耕地總麵積的56%，土壤有效鉀平均每年以1～7毫克/公斤的速度在下降；約50%以上的耕地微量元素缺乏，70%～80%的耕地養分不足，20%～30%的耕地氮養分過量。由於有機肥投人不足，化肥使用不平衡，造成耕地退化，保水保肥能力下降。全國耕地有機質含量平均已經降到1%，明顯低於歐美國家2.5%～4%的水平，東北黑土地帶土壤有機質含量由剛開墾時的8%-10%已降為目前的1%～5%。2000年西北、華北地區大麵積頻繁出現的沙塵暴與耕地的理化性狀惡化，團粒結構破壞有很大關係。
二是土壤退化嚴重。中國水土流失，沙漠化和鹽漬化的土地麵積不斷增加。水土流失麵積已由1949年的1.00億公頃擴展到目前的3.67億公頃，已占中國陸地麵積的38.2%。據國家土地管理局統計，中國坡度在25°以上的耕地607萬公頃，15°～25°的坡耕地1247萬公頃（不含修成梯田的耕地），坡度大於15°的耕地合計達1854萬公頃。按水土保持科學要求，15°以上的坡耕地的耕種容易引起水土流失，是不適宜作耕地的。事實上，中國耕地水土流失麵積已達4541萬公頃，占全國耕地麵積的34.4%。每年有100萬畝耕地毀於水土流失，三分之一的耕地受到水土流失的危害。每年流失的土壤總量達50多億噸，相當於在全國的耕地上刮去1厘米厚的地表土，所流失的土壤養分相當於4000萬噸標準化肥。造成土壤退化的主要原因是不合理的耕作方式和植被破壞。
三是耕地汙染嚴重。中國耕地有1.4億畝遭受不同程度的汙染。農田中有機農藥殘留量高達50%～60%；有機廢棄物汙染也呈現加劇趨勢，僅農田塑料殘餘物的年殘留量就高達40～50公斤/公頃。2000年，對30萬公頃基本農田保護區土壤有害重金屬抽樣監測發現，其中有3.6萬公頃土壤重金屬超標達12.1%。環境汙染事故對中國耕地資源的破壞時有發生，2000年發生的891起汙染事件共汙染農田4萬公頃，造成的直接經濟損失達2.2億元。據統計，全國1200條河流中，有800條河流受到嚴重汙染，利用汙染的水來灌溉農田，生產出來的糧食也受到汙染。由於耕地汙染，每年損失糧食約500萬噸。
四是占優質地、補劣質地。從地塊占補來看，中國近幾年非農建設占用的耕地，大多是城郊的良田和菜地，熟化程度高、產出率高。而新開發的耕地在數量上雖然可達到占補平衡，但其質量和產出率卻往往相差幾倍，一般3公頃新地才能抵得上1公頃熟地。從耕地區域調整來看，近年來開墾後備耕地所補償的耕地主要是分布在北緯40°～50°之間，此地區熱量不夠豐富，往往一年隻能一熟，同時這裏降水量小、幹燥度高，是典型的幹旱、半幹旱地區。而耕地減少卻集中在水、熱條件較好的秦嶺淮河以南地區，南方耕地的產量相當於北方耕地產量的1.6倍。因此，耕地麵積總量上的大體平衡，卻是以犧牲優質耕地為代價的，耕地的糧食產出能力被明顯削弱。
3.科技服務能力減弱
既然增加糧食產量的水資源和耕地資源受到嚴重約束，那麼依靠科技增加糧食產量就是必由之路。然而，農業進入新階段以來，在全球技術增產邊際效益遞減的狀況下，支撐中國糧食增產的科技貢獻能力也在走下坡路。
一是科技創新能力嚴重不足。主要表現為近期沒有研製出可以大麵積推廣的重大成果。關鍵原因在於中國農業科技投入增長緩慢，增速低於農業支出的增長。1998-2005年，農業支出從1154.8億元增加到2450.3億元，年平均增長8.7%；科技三項費用從9.1億元增加到19.9億元，年平均增長11.6%。於是，科技投入的比重略有上升，科技三項費用占農業支出的比重，從1998年的0.79%略升到2005年的0.81%，增長了0.02個百分點。現代農業科技特別是高技術研究，對資金投入的規模要求越來越大，否則很難獲得重大突破性科技成果。然而中國對農業科技投入的緩慢增速，使得農業科技投入嚴重短缺，甚至低於38個發展中國家的平均水平，其中新型農業投入品的研製與開發投入同樣不足，技術儲備遠遠不能滿足需求，科技創新能力受到明顯削弱。
從決定糧食產量的育種科技來看，自“九五”以來，中國取消了主要農作物廣適性大麵積豐產品種選育攻關計劃，技術評價體係也隨之弱化，其結果是適合於中低產地區的廣適性豐產品種明顯不足。近年來審定推廣的高產、超高產作物品種多適宜在高水肥條件下種植，在中低產生產條件下不能發揮高產潛力。例如，兩係超級雜交水稻“兩優培九”在高產地區畝產可達700公斤，而在中低產地區大麵積種植，產量水平尚低於其他豐產品種。小麥超高產品種萊州137在高產地區單產可達700公斤，卻不適合在中低產地區大麵積種植。高產地區小麥品種數量和類型較多，而在像河南駐馬店、南陽、商丘等大多數中低產糧食主產區，適宜種植的小麥品種數量和類型偏少。