保障粮食安全并减少资源环境代价是中国政府长期以来努力的目标，也是实现全球可持续性发展目标（Sustainable Development Goals，SDGs）和中国农业绿色发展的重要挑战。随着我国社会经济的发展和全球化的趋势，未来食物需求将会持续增加，而已有研究缺乏对中国在全球SDGs挑战下未来全球农产品市场的定量分析，因此我国农产品贸易与自给权衡分析的决策依据尚不充分。
最近，中国科学院农业资源研究中心研究员马林课题组联合国内外合作者围绕上述问题开展了系统定量分析。科研人员对全球生物圈管理模型（Global Biosphere Management Model，GLOBIOM）进行优化和参数本地化校正；利用该模型定量未来中国食物需求、生产和贸易的发展趋势（图1）；根据全球各区域环境强度的变化和双边贸易的发展，模拟了中国食物需求对国内和国际资源环境的影响，并针对限制发展和快速发展不同情景开展了敏感性分析。该研究可为我国农产品贸易资源环境代价的全球谈判，生产与贸易的权衡分析决策提供理论和定量依据。此外，课题组前期研究表明，虽然从蛋白质生产角度农产品贸易提高了全球土地利用效率和氮肥偏生产力，但其贸易功能性和优化程度仍处于相对较低水平，重新思考贸易模式以提高未来贸易优化程度十分必要。
该研究将局部均衡模型（partial-equilibrium）与“食物系统-土地利用-水-养分-温室气体”多指标关联分析方法（food-land-water-nutrients-GHGs nexus）结合，分析我国在未来全球农业贸易市场的地位，定量农业生产与贸易的权衡关系，并评价其可持续性。研究提出的基线情景（BAU）为我国和全球应对粮食安全、水资源短缺、温室气体排放和土地可持续利用等问题提出挑战。此前，课题组在综合优化策略情景的研究中取得进展，探索了应对我国食物系统多指标协同和权衡的技术模式和优化途径，定量设计针对我国自然资源和生态环境限制的可持续食物系统、农业绿色发展模式和空间优化布局，助力于为全球食物系统可持续发展贡献中国的解决方案。
该研究成果以China's future food demand and its implications for trade and environment为题，发表在Nature Sustainability上。研究工作得到国家自然科学基金、中科院青年创新促进会等的资助，并获得联合国可持续发展解决方案网络（SDSN）等的支持。
基准情景（BAU）下中国农产品的需求、生产和贸易趋势。（a）需求和生产。第一行为需求，进一步分解为食物需求、饲料需求和生物燃料/其他用途，第二行代表国内农产品生产。（b）左侧图表表示大豆产品和乳制品净进口量的趋势。中间和右侧圆图分别代表2010年和2050年中国与其主要合作伙伴之间的双边贸易。
