中国科学院知识创新工程重大项目——“东北地区农业水土资源优化调控机制与技术体系研究”的任务书经中国科学院综合计划局和资源环境科学局审定，获得通过，于2002年10月10日正式签定。该项目是中国科学院在“十五”期间启动的知识创新工程重大项目中唯一的农业领域重大项目。
    东北是我国发展粮食生产的优势地区，发展潜力巨大，是国家粮食安全保障的重要基地。全区现有耕地调查面积2546万公顷，占全国耕地面积的19.6%。主要作物玉米、大豆的产量分别占全国的32.7%和39.1%，全国粮食生产大县前10名中的9个县分布在本区。吉林、黑龙江两省的人均粮食占有量分别居全国的前两位，区际粮食商品率高达55%以上，区际商品粮占全国的1/3左右。但是，由于东北地区人口不断增加和大规模的经济开发，导致了许多资源利用与环境保护不相协调的现实问题，经济发展以资源过度消耗为代价，特别是水土资源粗放利用，致使区域生态环境恶化。东北西部地区土地“三化”面积达到19万平方公里，占西部平原土地总面积的63%；中部平原地区黑土肥力逐年减退；全区水土流失面积达1976万公顷，占土地总面积的15.9%。生态环境恶化，自然灾害频发，导致粮食产量波动较大。此外，加入WTO给东北农业发展带来严峻挑战。一方面东北地区作为国家粮食安全“稳压器”的地位和作用需要得到加强；另一方面亟待提高东北地区农产品的国际竞争力，解决“新东北现象”问题。因此，通过该项目的实施，在系统分析东北地区农业水土资源态势基础上，提出持续利用对策，进而揭示典型农田系统水分高效利用机制，深化典型退化土壤生态修复理论，建立典型农田系统环境质量预警系统及无公害生产关键技术体系。最终，通过建立不同生态类型区农业水土资源高效利用关键技术集成与示范基地，促进和带动区域农业的整体发展，为东北地区水土资源保护型农业生产体系和水土资源可持续利用的粮食安全保障体系的建立，作出重大创新性成果。