到2030年，我国人口将达到16亿，粮食总需求将达到60亿吨。粮食来自土壤，土壤质量与粮食安全密切相关，切实保护好耕地土壤质量，是我国可持续发展中的头等大事。然而，近年来我国农田污染特别是重金属污染相当普遍，成为影响我国粮食安全的不稳定因素。
    一、我国农田重金属污染现状
    从成因、现状和特点将我国农田重金属污染归纳为以下4个特点。
    一是污染物质来源。经济和城镇高速发展为污染提供了物质基础。纵观国内外近代工业和城镇发展历史，污染总是工业、矿山、城镇等的伴生物。我国处于经济高速发展期，环保政策、环保意识、环保措施、环保科研等都没有为经济高速发展做好超前准备，这也使农田受到一定污染。
    二是污染驱动力。水和风是污染物质由点源污染转化为面源污染的驱动力。风可以携带含有重金属的尘埃，使距污染源一定范围内的农田普遍受到污染；水可以携带山区矿山尾矿等污染物质到达平原农田区，使农田遭受污染。
    三是污染面积不断扩大、污染程度不断加重。一项针对30多年来近5000篇中文论文的统计数据分析表明：矿山周边、工厂周边、城镇周边、高速路两侧、公园等经济活动和人活动密集的区域，几乎都受到不同程度的污染，并且经济越发达，污染越严重，南方比北方严重。
    四是重金属在大气、地表水、地下水、土壤、作物等系统间相互污染。我国还未对农田重金属进行严密监控和预警，也未采取最为严厉的农田保护措施。在矿山、工厂、城镇等周边，重金属在大气、地表水、地下水、土壤、作物等系统间相互污染，使这一区域的公众健康受到威胁。
    二、我国农田重金属污染预警和预测研究存在的问题
    农田重金属污染预警和预测研究是污染防治的基础工作，它为污染防治政策制定、措施和工程实施提供科学依据。虽然我国在农业环保方面已经做了大量的工作，特别是“十二五”期间，相继设立了若干个有关重金属的相关项目。然而，我国目前还没有建立国家级的长期运行的预警和预测系统，缺少对农田污染现状和发展趋势的及时监控。
    一是科研数据缺乏共享渠道。30多年来，科研人员积累了大量的数据，但这些数据因各种原因无法共享，即便科研人员之间也缺少互通渠道。而不同层级的科研单位保存的历史土样和数据也因难以共享而缺乏科学依据。
    二是缺少科研创新理论和应用产品。在目前的农田重金属预警和预测研究上，大多数国内研究者都是追踪国际研究热点和难点而开展研究，对国家迫切需要解决的科研难题和实用产品，缺乏紧迫感，缺少对应研究。
    三是重监测，轻数据挖掘工作。长期以来，科研人员积累了大量的数据，建立了相应的数据库；但存在只重视数据积累，而轻视数据挖掘的现象，缺少科研创新。
    四是缺少综合性的系统设计专家。一直以来，各单位都是围绕本单位的工作而开展研究，缺乏国家需求层面上的科研协作。科研人员也大都针对本领域开展研究，缺乏宏观视野，这就造成综合性的国家层面的系统设计专家难以脱颖而出。针对当前的研究情况，应该鼓励有顶层设计能力的专家引领全国科研大联合，针对国家实际需要开展有针对性的、前瞻性的研究。
    三、建立全国农田重金属污染预警和预测系统的对策和建议
    一是理念的转变。在农田重金属污染预警和预测系统建立上，首先必须更新理念，即用军事化管理体制建立预警和预测系统，用工业化控制实施项目各部分的有机结合，用信息化方式实现心件（Mind Ware）、软件和硬件的组装；建立创新的管理和研发新体制，创建良好的科研环境和氛围。
    二是首席专家的选择。首席专家对科研项目有重要影响。他必须精通专业、做过信息技术的研发工作、掌握多学科知识并具有很强的综合能力。
    三是顶层设计的必要。农田重金属污染预警和预测系统的建立是公益事业，建议参照航天技术研发中心的管理体制，由农业部主抓，针对国家需求，组织行业专家组成团队开展长期研发；同时，国家财政部门要保证研究经费的充足。
    四是高新技术的应用。农田重金属污染预警和预测系统，首先应建立在创新理论和方法之上，同时使用高新技术组合实现整个系统的优化组装，研制出实用的产品，并不断完善，随时为各级政府服务。
    五是数据的获得。数据是农田重金属污染预警和预测系统建立的基础，应将全国各级层面、各科研单位和科研人员的研究数据纳入到同一个系统中，便于开展全方位的、步调统一的研究。