如前所述，目前中国在占全球7%的耕地上养活了占世界22%的人口。中国的播种面积只有美国的70%，但必须供养比美国多三四倍的人口。那么，中国农业靠什么力量提高粮食产量以供养不断增长的人口呢？美国哈佛大学的德·希·帕金斯对此进行了研究。他发现，从15世纪到20世纪中叶，中国人口数量增长了7-9倍，人均粮食消费量在长时期中或者保持不变，或者只是略微增加；同期，中国耕地总数增长了4倍。粮食总产量增产的主要途径是靠扩大耕地和提高单产两条腿走路，其贡献各占50%左右。但是，自20世纪中叶后，中国粮食总产量增产途径由靠两条腿变为了一条腿，即基本上只依靠提高单产，并且还要补偿因耕地面积或播种面积下降所造成的负贡献（近20%），提高单产所做的贡献高达119%。从中国人口、耕地、粮食三者关系变动的历史考察，我们不难发现，今后随着人口不断增加的惯性运动，以及耕地日益减少这一难以避免的趋势，提高单产已现实地成为中国未来实现粮食增产的主要途径。问题的实质是，仅靠一条腿能否支撑如此沉重的负担？
——增施化肥对粮食增产起着重要作用，但效果逐年下降。据有关研究资料，中国粮食与化肥使用粮比例，1952年为2101：5，随后便逐年下降，到1978年为340：1，1990年为253：1，以后趋于平缓下降，报酬递减。尽管增施化肥对粮食增产有明显效果，但生物产量的增加不等于经济产量的增加。生态学原理表明，当某一限制因素达到某一临界状态时，其他因素再适宜也不起作用。换言之，即使有充足廉价的优质化肥，由于缺水，不仅增产效果不明显，甚至造成减产。
——农民资金积累水平极其低下，农业投入明显减少，粮食持续发展后劲不足。首先，国家对农业的投入不仅相对数减少，而且绝对数也在减少。“八五”期间，国家对农业的基本建设投资额为246亿元，占全部投资的10.6%；“九五”期间，全国基建投资总额比“八五”期间增加了一半，而对农业的基建投资却减少了近1/3，为亿元，占投资总额的5.1%。而前苏联在1971-1975年，农业基建投资比重为16.6%，1976-1980年上升为18.5%；1980年以来，印度为20%左右，泰国为28%，匈牙利为17%。
其次，农民也减少了对农业的投入。由于“比较利益”上的差异，农民种粮收入低于种植经济作物，远不及工副业收入，农民种粮积极性下降，对土地的各项投入量逐年减少。抽样调查表明，1980年，对6种粮食每亩土地投入标准劳动日为22.8工日，而1990年为15.28工日，减少了1/3此外，农民个人投资大部分为非生产性投资，占70%以上，其中个人住宅投资占65%以上，人均投资额1980年和1999年分别为56.6元和67.6元，其中人均生产性投资额分别为15.2元和18.1元，用于粮食生产性支出则更少了。
农业基建投资对粮食生产的作用具有时滞效应，“八五”（1991-1995）期间各方对农业投资额的减少，必然会大大影响“九五”（1996-2000）、“十五”（2001-2005）期间的粮食生产的发展速度。1995年以来，中国粮食生产量处于停止状态就是最好的佐证。
——土地生产率不断提高，与此同时粮食成本不断上升。一般认为，造成粮食成本不断提高的本质因素是单位面积上的最优成本产量，在一定的农业科学技术水平上是有一个限度的，在一定的耕地上追加投资，达到一定的限度以后，就不可避免地出现土地报酬递减现象，因而随着粮食单产的不断提高，出现粮食成本不断上升的总趋势。中国5种粮食作物（稻谷、小麦、玉米、大豆、高粱）的单产产品成本、每亩物质费用、每亩人工费用和每亩用工量都持续上升，且大大超过每亩产量的增长幅度。其中，1988-1990年，每百斤主产品成本年增长为10.7%，每亩物质费用为6.0%，超过1978-1988年的水平（分别为1.0%和4.9%）。1999年，每公斤粮食纯收益只有0.074元钱。今后，随着农用土地生产资料价格不断上涨，农民维持劳动者再生产的必要费用增加（如人工费用上升），以及农业科学在大范围内尚无重大突破的情况下，粮食成本还将持续上升，这将严重影响农民的种粮积极性。
——由于生活水平提高，对肉类、鱼类等需求增加，对饲料粮的需求增加非常迅速。如每人每月多吃50克猪肉，全中国每年需多消费6.5亿公斤猪肉，每年就需多耗用32.5亿公斤饲料粮，预计每年新增加的饲料粮会在50亿公斤以上，工业用粮、副业和酿造业用粮也将迅速增加。
——随着对高科技份额的加大，21世纪初极有可能发生诸如生物遗传工程、农业生态工程等现代农业的技术革命，但中国目前尚处在研发阶段，从整体上看，尚未形成成熟的农业生产技术体系，因而对今后上述技术的突破以及进入使用阶段的前景还较难预测。
1.6 被人口框定了的生态环境
持续增长的庞大的人口对生态环境将产生持久巨大的压力。中国生态环境问题除了先天脆弱易于失衡的自然地理背景外，人们采取不合理的行动拼命向自然界索取，则是加速其生态环境破坏过程的历史性原因。由于处于工业化初期，为了加速工业化过程，加重了工业化与环境污染的矛盾。由于经济基础薄弱，为了大力发展经济，加重了资金短缺与治理环境的矛盾。由于农村过剩人口过多，为了迅速发展乡镇企业，加重了农村发展与农业环境污染的矛盾。由于环境治理投资大（至少上千亿元），周期长，恢复慢，减小慢，而又不致使生态环境受到根本性破坏，加重了破坏与治理的矛盾。上述几对矛盾使生态环境的治理难度更加巨大，花费代价更加昂贵，调整余地更加狭小，恢复周期更加漫长。中国正面临有史以来最严峻的生态破坏与环境危机的双重挑战。
水土流失。将有两种可能情况：如不加控制，到2010年，中国水土流失面积将达到170-180万平方公里，比现在增加13%-20%，土壤流失量将比目前增加20%-25%，土地生产力将大大降低。如果能够加强控制和积极治理，每年治理量达到2万平方公里，到2010年将治理20万平方公里，水土流失面积约保持在130万平方公里，比现在减少13%，生态环境将得到一定的改善，土地生产力也将有一定的提高。
土地沙化。如维持现在土地利用结构和采取不力措施，人为强度经济活动将使沙漠化土地迅速蔓延，到2010年，将扩大7.53万平方公里。目前，沙漠化土地约有10%得到了初步控制，12%得到一定改善。所以，在采取有力措施情况下，沙漠化进展可有所缓解，到2010年，沙化土地将减少2.6万平方公里，特别是干旱草原地区，一些正在发展中沙漠化土地有可能发生逆转。
草原退化。到2010年，草场总面积将比现在退化20%以上，单位面积产草量下降30%，优良牧草减少，草原资源面临枯竭危险。若超过人口最大限度和畜牧最大限量，则将破坏人草平衡和畜草平衡，形成草原长期超载，严重影响草原牧区畜牧业发展。
土地污染。若不加以控制和治理，到2010年，主要农牧产品都将受到不同程度污染，综合食品卫生评价指标将达到中污染型，其中，蔬菜等食物可能达到不能食用的地步，因食物被污染而导致的各类疾病发病率及死亡率将有所上升。如果能按规划采取有力防止措施，则土地污染面将由现在的15%下降到7%左右，受污染的粮食将由现在的800亿公斤，下降到300亿公斤左右。