科学模拟和调控耕地利用结构是实现种植结构优化的重要手段，对缓解粮食供求结构性矛盾具有重要意义。以东北黑土区典型县为例，基于粮食种植结构视角构建耕地利用系统动力学（System dynamics，SD）模型，预测水稻、玉米和大豆3种主要粮食作物的种植面积、产量和收益，通过经济、技术、市场多情景模拟提出耕地利用结构调控路径。结果表明：SD模型模拟效果良好，平均偏离度低于10%。预测2019—2030年研究区水稻和大豆种植面积将逐步增加，玉米种植面积缓慢减少。水稻和玉米产量均有所增加，大豆产量呈先增后减趋势。不同情景下三种作物的模拟结果存在明显差异，GDP水平提升、增加农业技术投入和农产品价格调控将有利于水稻种植面积、产量和收益增加。提升农民收入水平、加强农业技术支持和农产品价格调控对大豆种植面积、产量和收益的增加具有明显促进作用。而调控农民收入、农业技术和农产品价格对改善玉米的耕地利用结构效果不佳。通过建立种植结构调整补贴政策、推进农业机械化转型升级和健全农产品市场体系的路径组合实现耕地利用结构优化调控。研究系统阐释了耕地利用要素关系及其结构变化的内在逻辑，明确了不同情景下主要粮食作物耕地利用结构的调控路径，为区域未来粮食生产结构优化政策的制定提供依据，对实现粮食供求动态平衡、促进耕地资源高效可持续利用具有重要意义。