东北农业区作为我国三大主要粮食生产基地之一,2014年粮食总产量超过1.15亿吨,农药年使用量超过20万吨,然而当前对于东北农业区中农药的土壤残留特征及环境承载力不清楚。本研究以东北农业区为研究区域,通过野外采样并分析检测土壤中110种农药残留浓度,通过主成分分析方法识别了东北农业区农田土壤中农药的残留特征及其健康风险、生态风险,并基于―压力-状态-响应‖(PSR)理论构建了农药应用及残留的环境承载力模型,识别了环境承载力的主要影响因素及区域差异。东北农业区总残留浓度范围为80.7μg/kg~2799.1μg/kg,对人致癌风险和非致癌等健康风险低,但对蚯蚓等生态风险高。土壤样点中农药检出个数为17~82,主要检出农药包括阿特拉津、西玛津、乙草胺、丁草胺、六六六、滴滴涕、乙硫磷、对硫磷、伏杀硫磷等。通过农药残留浓度的主成分分析,识别出13个主要残留源,它们所包含的农药因为具有相似的结构性质,具有相似的病虫草防治效果,或者具有较好的协同作用被制成混剂使用等原因而被归为一类,发现东北农业区土壤中农药残留存在明显的区域差异及农药种类差异。通过农药残留风险的主成分分析,识别出东北农业区农药残留源的生态风险存在区域差异,其分布与残留水平较高的残留源的分布基本一致。并基于―压力-状态-响应‖(PSR)原理,采用农药残留及风险筛选了所研究县市区的自然条件、农业生产、教育科技、环境保护等评价指标,构建了涵盖农药应用、农药残留、农业生产等50余种指标参数的环境承载力指标评估体系,建立了农药应用的环境承载力评估模型,评估了农药应用的环境承载力的年际变化及区域差异,识别了不同区域环境承载力的关键指标参数,并针对典型区域环境承载力改善及农药应用减量化提出了应对策略。