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新中国成立后，随着死亡率的大幅下降，人口大幅增加。从新中国成立到改革开放前，面对严峻的粮食供给压力，新中国一方面进行了大量的农田水利建设，另一方面也在积极引入化肥、农药等现代农业的生产要素。然而，从总体上看，粮食供给仍依赖于传统农业，大规模的“边际垦殖”仍然是中国面临温饱困境时的无奈选择。改革开放以后，随着联产承包责任制的成功实施，以及化肥、农药等“石油农业”生产要素的大规模引入，中国实现了在人口不断增长背景下粮食供需的紧张平衡。然而，我们必须清醒地看到，“边际垦殖”仍在继续，“石油农业”不仅本身不可持续，而且已经成为食品安全的系统性风险源。要解决未来的粮食安全问题和食品安全问题，不但不能依靠“石油农业”，而且必须要逐渐摆脱“石油农业”，寻找可持续的农业发展路径。
1952年中国人口为5.7亿，1958年增至6.5亿，到1978年增加到9.6亿
。然而，由于人均生活水平始终没有突破温饱线，粮食安全问题严峻。再加上“文化大革命”时期，政治话语体系起主导作用，而资源环境具有政治中性，于是大量的人力劳动被投入对生态环境无节制的破坏性开发当中，“战天斗地”的结果是大量的毁林开荒、采樵积肥。即使是南方宜耕地区，生态环境亦呈恶化趋势。以生态条件较好的四川、江西两省为例，由于过度毁林伐樵，四川省的森林覆盖率从20世纪50年代末的22%左右下降至80年代初的13%左右，并有13个县的森林覆盖率不足1%；江西省的森林覆盖率则从20世纪50年代的50%下降至80年代的33%（张玉玲、吴宜进等，2007）。
由于过度垦殖，北方草原地区沙漠化加速。20世纪50年代到70年代我国土地沙漠化发展速率达每年1560平方公里
。以科尔沁沙地为例，1959年土地沙漠化面积为42300平方公里，到1975年则增加到51384平方公里，增加了近10000公里。王涛（2007）根据野外调查及卫星遥感技术，从土地利用的角度对沙地成因进行分析发现，由于过度农垦而导致土地退化占土地沙漠化面积的25.4%，过度放牧占28.3%，过度樵采占31.8%，水资源利用不当及工矿建设破坏植被占9%，而单纯由风力作用的沙丘前移所形成的沙漠化土地仅占5.5%。由此可见，人口压力是沙漠化过程中最为活跃的主要因素。
1978年以后，随着农业生产关系的逐渐理顺，制约粮食供给的制度性约束逐渐消除，再加上“边际垦殖”、化肥、农药、良种等因素的共同作用，粮食产量逐年增加，粮食供需实现了紧张平衡。短期内的粮食自足弱化了人们对粮食安全的担忧，然而，粮食安全危机却以生态安全危机和食品安全危机的形式呈现出来。
1978年以后，由于粮食供给压力和历史继承的原因，中国仍未摆脱“边际垦殖”的困局。对宜耕地进行不间断种植，几乎没有休耕养地的时间，导致土壤自然肥力逐渐下降；对于气候条件并不适宜耕种的山坡地和草原地区继续进行大规模种植，水土流失和土地荒漠化仍在继续。据农业部软科学委员会课题组统计，
全国水土流失面积已达367万平方公里，占国土总面积的38%，每年流失土壤50多亿吨，相当于全世界水土流失总量的1/5。土壤是数亿年地球演化的结果，水土流失会丧失土壤中大量的氮磷钾等营养成分，使土地变得贫瘠，使河床、水库、湖泊等淤泥增加，河床增高，水库库容减少。
20世纪80年代，我国沙化土地以每年2100平方公里速度扩展，90年代初期以每年2460平方公里速度扩展，90年代后期每年扩展达3436平方公里。
2004年10月，国家林业局、农业部、水利部、国土资源部、国家环保总局编制的《全国防沙治沙规划（2005—2010年）》指出：“1994—1999年5年间，全国沙化土地净增1.72万平方公里，相当于一个北京市的土地面积。沙区每年因风蚀损失的土壤有机质及氮磷钾等达5590万吨，折合标准化肥2.7亿吨。”这样的损失量相当于2010年全年化肥投入量的5倍。《全国防沙治沙规划（2005—2010年）》以政府文件的形式，确认了造成土地沙漠化的五个主要原因是滥垦、滥牧、滥伐、滥采以及水资源的不合理利用，并以20世纪60年代以来全国特大沙尘暴发生频率迅速增加为例，说明了土地沙漠化所造成的直接生态灾难。
面对严峻的形势，中央政府陆续出台了一系列整治措施，2002年1月1日，《中华人民共和国防沙治沙法》颁布实施；2004年10月，国家林业局、农业部、水利部、国土资源部、国家环保总局出台《全国防沙治沙规划（2005—2010年）》，采取“封禁保护”“营林造林”“生态移民”等多项措施来解决沙漠化蔓延的问题。经过近十年的治理，沙漠化趋势已得到初步遏制，虽然局部地区仍在扩展，但沙化土地总量开始呈现下降趋势。第四次全国荒漠化和沙化监测结果显示，截至2009年底，全国沙化土地面积达173.11万平方公里，比2000年减少了1.2万平方公里。
其中，2000—2004年，年均缩减1283平方公里，
2005—2010年，年均缩减1717平方公里。
在满足粮食供需紧张平衡的前提下，土地沙漠化趋势得到初步遏制，这似乎标志着粮食供给对生态环境所造成的压力有所缓解。然而，“边际垦殖”压力降低的背后是“石油农业”的迅速推进，以农业技术进步形式出现的化肥、农药、除草剂、地膜以及各类激素成为支撑粮食及农副产品数量供给的重要因素。每公顷土地化肥施用量从20世纪50年代的4公斤增加到2010年的434公斤，增幅超过100倍，是国际公认的化肥施用安全上限每公顷225公斤的1.93倍。
农药施用总量从20世纪50年代初几乎为零
增加到2009年的170多万吨
，平均每亩施加1.92斤，其中有60%~70%残留在土壤中；
2009年我国地膜使用量为113万吨，
构成了严重的“白色污染”，加速了耕地的退化。
以“石油农业”为依托的粮食供需紧张平衡的背后是一个隐蔽的“技术进步陷阱”，而且，化石能源的不可再生性也决定了“石油农业”只能作为农业发展史中一个短暂的过渡状态。
在原始的生态系统中，植物通过叶片吸收阳光，通过根系吸收溶解在水中的矿物质，植物死后作为有机质进入风化的细沙岩中。经过亿万年的演化，逐渐将坚硬的岩石改造成肥沃的土壤，这样有利于植被的生长以及整个生态系统的发育，如此往复，构成了一个良性的生态系统，而人类只是这个系统中万千生灵中的一种。从人类进入农业社会以来，其生产方式基本是可持续的，以中日韩三国的传统小农耕作系统为例，
由于在生产过程中不断向土壤中补充大量的有机粪肥，虽然历经数千年，土壤仍可以保持肥力，江河湖海也很少受到污染。然而，近60年来所兴起的“石油农业”用化肥取代了传统的有机肥，通过各类生长助剂将目标作物催熟催大。除了可供人类食用的果实或根茎之外，各种残留及废弃物最终都成为水体、土壤及大气的污染源。在此过程中，大量石油化工产品被用来保墒、增肥、除草、灭虫、催熟、增大，在有些地区还使用大型动力设备抽取深层地下水灌溉，构成了如下的循环模式：采用化肥、农药、地膜以及各类激素—粮食及其他农作物增产—农业面源污染—土壤毒化且肥力下降—加大化肥、农药以及各类激素的用量。
在这个循环中，由于大量的化肥、农药、地膜残留在土壤中，不仅造成了严重的农业面源污染，而且会导致土壤的理化性质恶变，发生板结、酸化、重金属化。这个循环的本质是恶性循环，是一个把亿万年演化所形成的化石能源以及土壤有机成分转化为水体、土壤以及大气污染物的循环。这是一个不可持续的循环，一方面，化石能源和土壤的有机肥力都是不可再生的，终有一天会枯竭；另一方面，水体、土壤及大气承受污染的能力也是有限度的，源源不断地排放，最终会使其不堪重负，达到无法适宜人类生存的地步。
当然，这也是一个充满诱惑的循环，既可以节省人力又可以提高产量。这个循环中的很多元素，包括化肥、农药、地膜及各类激素，都是作为农业技术进步出现的。尤其是良种，学术界对它的技术进步属性很少质疑。然而，由于这个循环本身是一个恶性循环，所以良种实际上只是充当了将化石能源及土壤有机肥力转化为污染物的一个生物机器而已。
“二战”以后，以美国为代表的工业化国家所推动的现代农业，是以石油机械和石油原料为主要生产模式的农业，从能量角度看，被形象地称为“石油农业”。它之所以能被迅速推广，其背后有两方面的内在动力：一是发达国家在实现工业化以后，劳动力成本迅速上升，“石油农业”能够满足劳动力替代的要求；二是以美国为首的发达国家能够凭借其全球控制力操纵石油等化石能源的供应链。尤其是美国，由于拥有大量的土地资源，一方面，可以通过“石油农业”生产粮食，再用粮食在国际贸易中换回石油，构成“石油农业”的内循环；另一方面，还利用技术优势向其他国家出售化肥、农药、除草剂等“石油农业”的高端要素而获利。在这样的背景下，虽然“石油农业”的不可持续性早已是美国社会的共识，但是美国仍然不排斥“石油农业”。
然而，从全球范围来看，建立在“石油农业”基础上的粮食安全注定只是一个空中楼阁，“石油农业”充其量只是农业发展历程中一个短暂的特殊时期。根据《BP世界能源统计年鉴（2010年）》，截至2009年末，全球石油探明储量达13331亿桶，此中包含处于积极开辟阶段的加拿大油砂储量和由委内瑞拉当局上调的本国官方储量。以2009年的开采速度计算，可开采45.7年。以同样的方法计算，现有天然气储量能满足62.6年的开采，而煤炭储量可满足119年的开采。由于英国石油公司（BP）的估算是以已探明的储量和现有的开采速度为基础的，所以其估算结果可能并不精确。但是，化石能源作为不可再生的能源必将枯竭却是不争的事实。在化石能源枯竭以后，以石油、天然气、煤等化石能源为基础原料的“石油农业”将不复存在。然而，从全球范围来看，由“石油农业”所供养的人口数量已经大大超越了传统农业的供养能力。在石油等化石能源枯竭之后，除了少数水土资源极其丰富的国家之外，很多国家很可能面临“断粮”的危险。