农民增收和粮食安全问题是中国当前两个热门问题。社会各界普遍认为，不断提高农民收入，具有稳定大局的现实意义，加快建立保障国家利益的粮食安全体系，具有深远的宏观战略意义。在任何时候，我们都不能放松提高农民收入和保障粮食安全这两件关系国民经济发展的大事。我国经济与社会已进入一个新的发展阶段，实现粮食安全与提高农民收入，宏观上出现了较强烈的“二律背反”的矛盾现象：发展粮食生产，农民收入难以稳定提高，增长幅度趋缓甚至下降，增产不一定增收；提高农民收入，就要放弃比较利益低的粮食生产，影响国家粮食安全。这种矛盾现象。已经影响到国民经济正常发展和农村稳定。微观上，兰坡村农民增收和粮食安全矛盾问题在中部丘陵地区具有一定的普遍性。兰坡村是中部丘陵地区一个具有代表性的一个自然村。地处江西省西部和湖南省东部交界之处，属江西省萍乡市湘东区排上镇。全村共有农户76户，人口424人，耕地面积240亩(主要是水田)，人均耕地0.57亩。农户主要经济活动是生猪养殖、水稻种植和外出务工。根据笔者调查，生猪养殖不仅在兰坡村是农民增收的主体，在江西省及中部丘陵地区广大农村，由于生猪养殖具有比较优势，生猪养殖是许多农民增收的主要途径，并且，在生猪养殖发展中，开发了沼气工程。规模生猪养殖和沼气工程带来了农民增收，但也带来一些问题。由于规模生猪养殖和猪场附近耕地数量较少之间的不协调，导致沼液不能完全被耕地所吸收利用，剩余沼液通过水沟被排到下游水域，导致对下游水域、土地及环境的污染；另外，沼液通过灌溉用水水沟和水一道进入稻田，造成水稻生长的“青苗”现象，笔者称之为沼液对水稻生产的污染，导致稻谷产量减产30％(根据笔者对兰坡村农户调查)，影响稻谷产量安全(微观粮食安全)。笔者把沼液对下游水域、土地及环境的污染和对水稻生产的污染称之为“二次污染”。这是微观层面上农民增收和粮食安全矛盾的具体表现。笔者称之为兰坡矛盾问题。无论宏观和微观上，客观上都存在农民增收和粮食安全矛盾问题。深入开展提高农民收入与保障粮食安全的关系研究，寻求在新形势下协调处理好二者关系的途径，提高农民收入与保障国家粮食安全“双赢”目标的实现，已迫在眉睫。本文基于循环经济理论、生态农业理论、现代耕作制度理论，利用系统工程方法、转换桥方法、优化方法和系统动力学模型方法针对兰坡矛盾问题进行了系统分析，研究结果表明，发展适度生猪规模养殖、通过沼液与灌溉用水分流工程消除水稻种植的二次污染、实施水稻与冬闲田蔬菜种植优化组合开发的兰坡村“猪—沼—粮”循环经济生态模式是解决中部丘陵地区农民增收和粮食安全矛盾问题，同时又关注环境保护的一种有效途径。本文主要研究成果和创新点：1．利用全国和中部地区主要稻谷生产区域的历史数据，宏观上对农民增收、粮食安全及农民增收和粮食安全的相互关系进行了实证分析。实证分析得出：中国农民增收和粮食安全问题是严重的；农民增收和粮食安全之间存在矛盾。2．本文利用系统工程方法开发了“多层次多轮实地群决策法”并应用于实践。复杂系统问题的解决需要共识，达到共识单靠数据、信息和模型是不够的，钱学森等提出综合集成方法要把专家、决策者的意见综合进去。但是要综合专家的意见，由于他们的知识背景，对问题看法价值观不同，以及决策者的地位不同，使得要让他们取得一致意见或达成共识就并不简单，因此要达成共识就有很多工作要做。综合已有的达成共识的研究成果，利用系统工程开发的思想和方法，结合兰坡村实际情况，提出并使用“多层次多轮实地群决策法”进行系统开发和决策。该方法的主要特点在于应有系统工程方法论思想融合多层次专家意见、多层次信息反馈、多层次共识方法和多轮实地考察为一体，最后达成决策共识。该方法在整体循环经济生态模式的确定以及水稻和冬闲田蔬菜种植组合优化方案决策中，都获得了很好的应用效果。3．基于循环经济理论、农业生态理论和现代耕作制度理论设计了兰坡村具有特色的又具推广价值的“猪—沼—粮”循环经济生态模式。利用循环经济生态系统模型评价的指标体系(投资能力；投资经济效益；投资的社会效益，耕地面积和土壤条件)和多层次多轮实地群决策法对兰坡村“猪—沼—粮”循环经济生态系统模型进行定性评价，确定了符合兰坡村特点的循环经济生态模式：发展适度生猪规模养殖、通过沼液与灌溉用水分流工程消除水稻种植的二次污染、实施水稻与冬闲田蔬菜种植优化组合开发的“猪—沼—粮”循环经济生态模式。4．首次提出了条件分隔基元的概念和基于条件分隔基元的转换桥设计方法，理论上分析了兰坡村“猪—沼—粮”循环经济生态模式对化解兰坡矛盾问题具有科学性。5．对种植模式进行了优化设计，建立了三目标优化模型，提出了新的二阶段求解方法，求解方案为具体实施提供了决策依据。根据兰坡村实际情况，在保障粮食安全条件下，耕作制度选择为“水稻+蔬菜”模式。根据多层次多轮实地群决策法，通过网上资料调研、实地考察、专家信息咨询、耕作制度模式综合评价等工作，得到种植模式备选方案。根据研究的目的，建立了以稻谷产量；农民纯收入；农作物对沼肥的吸收量极大化为目标的多目标线性规划模型，并开发了求解多目标规划的两阶段方法。得到了种植模式的优化方案。此解方案为兰坡村2005年、2006年水稻种植和冬闲田蔬菜种植实施提供了决策依据，取得了很好的实施效果。6．设计了兰坡村“猪—沼—粮”循环经济生态模式的系统动力学模型，进行了有效的定性基模分析和针对性强的定量系统仿真分析，从整体和动态角度论证和预测了循环经济生态模式的有效性。(1)在上述系列研究基础上，通过系统分析，根据流率基本入树建模法，建立了以稻谷产量、农民纯收入、蔬菜产值、沼液吸收量、沼气使用量、生猪数为流位，各流位控制对应六个流率的六棵流率基本入树构成的系统动力学模型。(2)利用反馈环构造了几个有意义的系统基模基于对系统动力学系统基模分析，兰坡村“猪—沼—粮”循环经济生态模式的良性循环不仅可以达到“农民增收和粮食安全”的双赢，而且可以有效治理生猪规模养殖带来的二次污染问题。(3)对兰坡村“猪—沼—粮”循环经济生态模式进行了系统仿真预测分析根据兰坡村“猪—沼—粮”循环经济生态模式内涵，笔者根据是否有沼液和灌溉用水分流工程?是否有冬闲田开发工程?是否控制生猪规模，设置八个方案进行系统仿真预测分析。发现发展适度生猪规模养殖，同时实施沼液和灌溉用水分流工程与冬闲田开发工程是兼顾粮食安全、农民增收和污染治理三个目标的最优模式。