【目的】我国农田重金属污染较为突出，严重威胁农产品安全。防范农田土壤重金属的长期累积增加、实现农田土壤可持续的安全利用，是保障粮食安全生产的重要前提。然而现有政策管理框架与实践重点关注已污染农田土壤的风险管控与修复，侧重重金属污染农田的高效、短期安全利用，对重金属浓度在较长时间尺度内的动态变化重视不足。针对农田重金属长期的演变规律，亟需建立有效的预测方法，为相关政策的制定提供决策支撑。【方法】基于重金属元素的入流与出流特征分析与质量衡算，构建了农田土壤重金属演变规律预测的LIVE（Long-term Influx Versus Efflux）模型。通过选取典型参数，模拟浅层与深层农田土壤中镉（Cd）、砷（As）典型污染物的长期演变规律。【结果】农田重金属的变化规律可分为单向、波动、突变等多种形式。进一步结合长期观测数据，对不同演变规律的形成原因进行了探讨。【结论】在各入流项与出流项相对恒定的理想情形下重金属的积累存在单向性特征；水通量的波动性间接导致了污染物积累的波动性特征；通过人为控源，可以明显遏制乃至扭转重金属元素的积累，使污染物含量呈现突变性特征。该模型能够为重金属污染农田土壤长期、有效的安全利用提供相应依据。