推进粮食生产和化肥施用的脱钩是实现粮食安全和生态安全的关键,本文分析了2003-2020年中国粮食生产与化肥施用脱钩状况的变化,采用Kaya恒等式模型构建了两者脱钩的分析框架,运用对数平均迪氏指数分解法将粮食产量变化分解为规模效应、结构效应、强度效应和效率效应,揭示了4种效应对中国粮食生产和化肥施用脱钩关系的影响。研究结果表明:（1）2003-2010年、2010-2015年和2015-2020年3个时段,中国粮食生产和化肥施用分别以扩张负脱钩、弱脱钩和强脱钩为主。分化肥种类看,2003-2020年粮食生产与氮肥、磷肥的脱钩关系和化肥施用总量基本一致;粮食生产与钾肥在2010-2015年以扩张连接为主,其余时段也和粮食生产与化肥施用总量的脱钩关系基本一致。（2）从省域层面看,2003-2009年,9个粮食主产区、7个西部产销平衡区及天津粮食生产与化肥施用均表现为扩张负脱钩或扩张连接,河南、江苏、安徽、北京、上海等5个省市则处于弱脱钩状态。比较而言,两广及海南、西藏、四川、贵州及山西7省区则为强负脱钩,粮食安全和生态安全处于“双损”状态。2009-2015年,由于化肥利用效率的不断提高,处于扩张负脱钩和扩张连接的省区由17个下降到11个,处于弱脱钩的省区由5个增加到9个,天津、江苏和四川3省市甚至实现了强脱钩。2015-2020年,在“双减”政策的推进过程中,除吉林和新疆2省区外,全国其他29个省区粮食生产和化肥施用之间都实现了强脱钩或衰退脱钩。（3）全国和省域层面研究均表明,扩大规模效应和提升结构效应均可有效促进粮食生产与化肥施用脱钩。研究期间,大部分粮食主产区规模效应不断扩大,结构效应显著提升;而东部沿海10省区规模效应持续缩小,西南山区、西北干旱区以及两广、福建、海南4个沿海省份结构效应明显下降。（4）强度效应是促进粮食增产的最有效手段,但该效应的不断提高会严重损害农业生态环境,提高效率效应乃是促进粮食可持续生产的关键。省域层面来看,全国18个省域强度效应都显著提升,仅有6个省域明显下降,表明研究期间全国大部分省域都以一定的生态代价来实现粮食增产。效率效应提升对粮食增产促进作用在我国12个粮食主产区表现尤为突出,但对吉林、新疆、广西、广东4省区抑制作用尤为明显。