农田生态系统是地球上最重要的生态系统之一,它是人类粮食安全的基础,而农用化学品(化肥、农药等)以其显著的增产效果成为粮食安全的保障。近年来,粮食安全的成本研究日益凸显,尤其是我国高自给率的粮食安全成本更易成为人们关注的焦点。综合国内外关于粮食安全成本的研究,发现结果只局限于粮食安全的经济成本领域(如财政支农),而没有涉及粮食生产过程中生态系统服务价值的降低与不合理的生产行为造成生态破坏与环境污染的外部成本,即粮食安全的生态成本。针对此现象,本文尝试着研究我国粮食安全的生态成本,但由于篇幅的限制,文中只涉及到粮食安全生态成本组分中的环境损害成本,即农田生态系统中大气环境、土壤环境和水环境三大环境的损害成本。具体的框架结构与研究结论如下所示:第一章绪论。该部分在对国内外关于生态系统服务价值与粮食安全成本相关研究进行综述的基础上,阐述了本研究的背景、思路、方法、目的与意义,并给出了论文的创新点。第二章我国粮食安全生态成本的界定。通过分析与总结我国粮食安全的生态影响,对我国粮食安全生态成本的内涵与构成作了进一步的理论分析,最终得出粮食安全生态成本由粮食生产导致的生态服务价值的降低、生态破坏成本及环境损害成本三部分构成。因篇幅所限,本章着重分析了粮食安全生态成本组分中的环境损害成本,并将其界定为农田生态系统中土壤环境、大气环境与水环境三大环境的损害成本。第三章农田生态系统大气环境损害成本的计量。以农田生态系统温室气体的产生、排放机理为出发点,在综合分析了大量相关研究成果之后,得知粮食生产过程两种温室气体N2O与CH4的排放量呈此消彼长的态势。据此,本章分别制定了两种温室气体排放量的计算公式,并依据增温潜势法、碳税法与造林成本法求得1990-2005年间我国农田生态系统大气环境的损害成本为878.28～1260.70亿元/年,其中温室气体N2O的排放成本为337.40～967.61亿元/年;CH4的排放成本为540.88～293.09亿元/年。第四章农田生态系统土壤环境损害成本的计量。依据相关研究成果,本章将农田生态系统土壤环境损害成本界定为粮食减产及质量下降的直接成本与农田生物多样性降低的间接成本两部分。在此基础上,利用文中制定的计算公式分别对直接成本与间接成本进行计量,结果表明,我国农田土壤环境的年损害成本约为208.54亿元,其中土壤污染造成的粮食减产及质量下降的直接成本约为21.61亿元/年;农田生物多样性降低的间接成本约为186.93亿元/年。第五章农田生态系统水环境损害成本的计量。本章依据污染损失率法,利用“损失—浓度”模型分别对农田水环境中地表水与地下水受污染所造成的功能损害成本进行计量,结果表明,1990-2005年间我国农田生态系统水环境的损害成本为23.46～75.23亿元/年,其中地表水总氮(TN)富营养化引起水体饮用功能与渔业养殖功能损害的总成本为9.48～56.73亿元/年;地下水NO3--N污染的直接成本(饮用功能的损害)与间接成本(地下水质结构的破坏、人体健康的影响等)之和为13.98～19.54亿元/年。第六章我国粮食安全生态成本的优化。本章在生态安全的基础上,以我国粮食安全为前提条件,从各环境成本技术层面上的微观与生态成本整体层面上的宏观两方面对我国粮食安全生态成本的优化做了相关量化分析。其中,微观分析中大气环境成本优化方案的综合效益的高低排序为:水稻品种的选择﹥施肥管理﹥水分管理;宏观分析中农产品贸易自由化对我国粮食安全生态成本的优化结果表明:我国每进口1%的粮食产品,生态成本降低约0.0211%,若按国内粮食年产总量5亿吨算,则1990～2005年间我国进口1%粮食,生态成本减少约为0.28亿元/年。而且进口1%粮食的“虚拟水”含量全部用于工业或生活用水的机会成本分别约为2027.50亿元/年或63亿元/年。在研究结论的基础上,从国内与国外两个视角,就我国居民消费结构合理化、国内粮食自给率的降低两方面提出了我国粮食安全生态成本优化的政策建议。