国家粮食安全是关系国民经济发展、社会稳定和国家自立的全局性重大战略问题。但我国粮食安全基础整体较为薄弱，尤其是21世纪以来，在粮食消费需求刚性增长的同时，粮食产量受极端气象灾害的影响却越发严重。本书先行阐明了粮食安全的意义及重要性，再以水稻为例详细介绍了我国典型农业气象灾害的空间分布特征和发展变化趋势，综合运用统计学、作物模型和机器学习方法深入研究了自然灾害影响下的水稻脆弱性，并提出如何使用农业保险和田间管理等方式缓解自然灾害带来的不利影响，最终从粮食安全可供性视角评价我国农业的可持续发展能力。