绿色生态环境贯穿于包括“绿色”作物种植、“绿色”动物养殖、“绿色”产品加工与消费在内的整个农业生产链，重点关注水土气环境质量及其对作物/动物影响和土壤生态涵养功能的整体提升，最终实现清洁水体、健康土壤和清洁空气的目标。为此，急需深入理解水-土-气界面的生物地球化学过程，开展基于边界理论的农业清洁生产和食物链安全的定量化研究，全面提升土壤生态系统服务功能。
从研究层面来说，主要包括三方面内容：
（1）水-土-气界面物质交换过程与生态环境效应
通过研究养分（氮和磷等）、水分、典型农业污染物（农药和重金属等）在土-水界面和土-气界面的迁移、转化和平衡过程及主要控制因素，阐明物质迁移转化的土壤、水体和大气环境效应，揭示土-水界面和土-气界面互作过程和机制，为界面的物质流、能量流和信息流的定量调控提供理论与技术支撑。
（2）基于边界理论的资源环境容量分析与生态涵养功能提升
基于行星边界理论和环境容量，采用自下而上（基于人类、动物、植物健康的水土气环境安全标准）和自上而下（考虑粮食安全）的方法，定量农业生产水-土-气界面环境污染物的最大允许排放限值（环境容量）、倒逼农业生产养分水分投入和污染物输入的安全阈值；在此基础上，揭示不同界面间物质交换机制与驱动因子，明确影响土壤不同生态功能的关键过程及核心参数，结合综合调控措施，形成资源优化配置与生态涵养功能提升的系统解决方案。
（3）地上-地下生物多样性互作强化区域土壤生态系统服务功能
通过农田景观配置和生态系统重构，提高土壤生物和地上部食物链的生物多样性，利用地上-地下生物互作提升土壤生态涵养功能，保障生态安全；引入土壤生态服务定量化模型，建立土壤多重生态服务功能的系统评价体系，提出优化解决方案；在此基础上创建智能开发与应用系统，实时提出可持续土壤生态管理的措施与技术集成方案。
从区域实现途径上主要包括4个方面：1）建立绿色生态环境评价体系，主要包括绿色生态环境指标体系、自下而上的环境阈值、绿色生态环境评价方法等；2）食物系统目标的建立，其主要是指基于当前食物链系统养分、污染物流动现状和不同生产加工环节（绿色种植、绿色养殖、食品加工与消费）现有技术分析，明确各环节最大化养分利用效率、污染物减排潜力；在此基础上，通过系统分析，找出限制农业生产绿色环境的关键环节，然后通过自上如下的方法制定相应的环境排放标准和农业化学品投入阈值；3）基于自下而上和自上而下方法确定的投入和排放阈值约束不同生产加工环节优化技术，使环境排放满足设定的标准；4）各环节技术整个分析、形成满足农业绿色生态环境的技术模式，制定相应的政策保障机制体制，开展区域示范推广，实现绿色环境和健康社会的可持续发展目标。
