La seguridad ecológica de la tierra cultivada depende críticamente de mantener la calidad de la tierra en cultivo. Para la seguridad del suministro de granos de la nación, la evaluación y la alerta temprana de la calidad de la tierra cultivada (CLQ) son esenciales. Sin embargo, estudios previos sobre la evaluación de la seguridad ecológica de la CLQ solo estandarizaron rígidamente los indicadores de evaluación y no investigaron las tendencias positivas y negativas y los factores impulsores espaciotemporales de los indicadores. El objetivo principal de este estudio fue desarrollar un modelo de presión-estado-respuesta (DPSR) para identificar la estructura jerárquica de los indicadores, utilizando un modelo de elemento-materia mejorado para evaluar la CLQ en la región de suelo negro del noreste de China desde 2001 hasta 2020. Se empleó un modelo de datos de panel para explorar los impulsores cruciales de las alertas de CLQ. Los hallazgos revelan que el desarrollo socioeconómico tiene un impacto potencial en la mejora de la CLQ. La CLQ está generalmente en un estado seguro, con el 69.71% de las ciudades sin alertas y solo el 3.46% y el 0.13% de las ciudades bajo alertas serias y extremas, respectivamente. En comparación con 2001, la CLQ en 2020 mejoró efectivamente gracias al desarrollo socioeconómico y a la conservación y utilización razonable de la tierra cultivable. Según los resultados de la alerta temprana, la tierra cultivada en las regiones del norte tenía una calidad superior a la de las regiones del sur. Además, la CLQ estaba significativamente correlacionada positivamente con la tasa de crecimiento del PIB agrícola, el rendimiento de granos por unidad de área cultivada, la precipitación anual y el índice de calidad del hábitat, y estaba significativamente correlacionada negativamente con la capacidad de carga de la tierra. Los hallazgos de este estudio pueden proporcionar una base científica y dirigida para la conservación y utilización del suelo negro.