本研究立足于生态区域法的基本思路，采用系统设计的思想，通过农学、生态学、环境经济学、资源经济学、数学等多学科的交叉与融合，宏观与微观、定性与定量、理论与实证研究等相结合的方法，运用统计分析、模型模拟等技术手段，在大量调研基础上，针对目前大城市郊区农业用地中存在资源短缺、环境污染等问题，以北京市顺义区为典例，从土地利用现状与动态、驱动力、WOFOST模型产量模拟、生态环境经济分析及种植业结构优化模式等方面进行了系统研究，获得如下研究结果： (1) 2002年顺义区的土地利用仍以农业用地为主，耕地、园地、林地和牧草地之和占总土地面积的56％，农用地中粮食作物仍占43％。说明了顺义区农业的基础地位；园林地的比例较小，只占15％，尤其是林地发展潜力和空间很大；城镇村工矿用地即非农业用地占22.4％，比例较大，说明城市和工业建设占用了大部分土地；未利用土地只占6％，说明顺义区土地可开发潜力有限，应走内涵式土地利用之路。从种植业的粮、经、蔬三元结构与全国比较来看，顺义区粮食作物和经济作物比重偏小，而蔬菜作物的比例却远远高于全国。这样的土地利用格局反映了大城市郊区都市型农业用地以粮为辅，蔬菜、园艺为主的特色。1992-2002十年间土地利用结构发生了很大变化。按变化速度特点分为三个阶段：缓慢变化阶段(1992-1996)；稳定变化阶段(1996-1999)，快速变化阶段(1999-2002)。主要特点是耕地面积的大幅度削减和其它类土地利用面积的不同程度的攀升。 (2) 顺义区农业用水的95％来自地下水，农业用水占总用水量的80％左右(2001年)，水资源紧缺成为限制农业生产的主要瓶颈，在日趋紧缺的水资源压力下，提高水分使用效率成为土地可持续利用的关键。采用WOFOST模型对顺义区冬小麦的生产潜力及雨养条件下水分限制产量进行了模拟，结果表明：在光、温、水、肥条件均满足时生产潜力为8485kg／hm~2，雨养条件下水分限制产量只有2323kg／hm~2。而实际灌溉条件下产量达到5946kg／hm~2，由此可见不同水分限制条件下产量呈现较大差异。通过产量与相关水分比较，为合理灌溉，提高水分利用效率，促进土地可持续利用提供理论依据。目前，影响顺义区冬小麦产量潜力发挥的最大障碍因子是水分。 (3) 都市型农业在强调经济功能的同时，更注重的是生态功能的发挥。随着顺义区农业集约化程度的提高，设施蔬菜化肥使用量过高和畜禽养殖业废弃物排放对环境污染成为制约土地可持续利用的两大“新患”。土地利用生态服务价值研究表明，随着顺义区耕地面积的大幅度降低和园、林、牧草、城镇村工矿用地的大量增加，导致区域土地利用生态服务价值发生了变化，1993-1998年累计减少了125万元；1998-2002年累计增加了1147万元。现阶段，左右顺义区土地利用生态服务价值的主要是耕地、林地、园地；根据环境经济学边际机会成本定价原理，结合顺义区2002年化肥施用造成的外部不经济性，推算顺义区2002年最佳生态化肥施用量是328.87kg／hm~2。而顺义区目前化肥施用量1034kg／hm~2，属于严重超标状态。 采用环境经济学CVM方法的WTP法对顺义区农业活动特别是大型养殖场废弃物排放对水环境的污染状况进行问卷调查，并用SPSS软件统计分析，结果表明：首都郊区农民的环保意识在增强。与他们改善水质的支付意愿呈显著正相关的因素分别是：家庭人均纯收入和受访者受教育程度，而受访者的年龄与支付意愿呈显著负相关。本研究还计算了顺义区2002年全区农民改善水质的平均支付意愿是49.18元/人，全区总支付意愿为2680.861万元人民币.(4)驱动力研究表明，土地利用变化受自然、经济和政策的综合影响。自然驱动力对农业土地利用具有渐变长期影响。经济驱动力是土地利用的动力源泉，左右着土地利用的方向和格局。产业结构调整和工业为主的定位促使顺义区土地利用向着多元化及工业与农业用地并重的方向发展;农业产值结构中农牧业为主的格局导致土地利用向农牧结合方向发展:蔬菜高比较优势促使顺义区农业用地呈现蔬菜园艺主特色;“申奥”及加快建设“生态型都市农业”的政策导致顺义区农业用地向着加快林地方向发展。(5)种植结构是农用土地利用的核心，种植结构的优化是农业土地可持续利用的关键。针对目前顺义区种植结构方面存在的不合理性，运用RcSADsS模型，基于顺义区过去十年自然、社会、经济状况发展变化规律，对未来十年社会发展需求和资源供需进行初步预测.在此基础上，用RCSAI)SS模型以高经济效益、高节水效益、高生态效益、高饲料效益及综合效益型五个目标分别进行了区域种植结构优化。结果表明:麦、玉、蔬仍是各优化类型种植结构的主体。各年优化结果比较可见，2008年优化结构产生的经济效益、节水效益、生态效益最佳。综合比较可见，效益型经济效益最高;节水型总耗水量最低:饲料型产饲料最高;生态型化肥施用量较低;综合型综合效益较好。将该研究结果通过“对话”方式与当地土地利用利益相关者多次磋商，在信息反馈的基础上，进行综合权衡利弊得失分析，提出了今后种植结构的调整意见。