本研究基于GIS对北京地区种植业的水资源平衡进行了总体评价及类型分区,并以顺义区和延庆县为典型案例,通过理论计算及田间定位试验,分析了灌溉农田和旱作农田各类作物的水分生态适应性,水分利用率,经济水分利用率等指标。在此基础上对北京种植业水资源可持续利用优化途径进行了综合设计。主要研究结果如下: 1) 根据北京地区种植业用水的平衡分析,利用GIS技术将该区域分成重度缺水区、中度缺水区、轻度缺水区、基本平衡区和水分充裕区五种主要类型区。从不同地形区种植业用水平衡状况来看,由于平原区对地下水资源过度开采使用,其缺水状况比山区严重。目前平原区缺水面积占47.9%,其中主要以中度和重度缺水为主;山区大部分为水资源平衡区。平原区种植业缺水1543.8万m³,山区盈余5911.5万m³。分析了不同作物用水结构变化,小麦、玉米以及其它作物用水量逐年下降,蔬菜用水量增加迅速。2002年,蔬菜类作物的用水量占种植业总用水量的52.2%。 2) 通过对水分生态适应性指数的比较,将北京地区灌溉农田和旱作农田的主要大田作物分为三类。灌溉农田:①水分生态适应性比较高的作物,包括春大豆、夏花生、夏大豆、高粱、谷子;②水分生态适应性居中的作物,包括夏玉米、春花生、春玉米、棉花;③水分生态适应性比较差的作物,包括冬小麦、苜蓿。旱作农田:①水分适应性较高的作物,以春谷子、春大豆为代表;②水分适应性居中的作物,以春玉米为例;③水分适应性较差的作物,以苜蓿、马铃薯为代表。 3) 通过对北京地区主要农作物水分生产效率的试验和调查结果表明:以生物产量来计算,灌溉农田作物以春玉米的水分生产效率为最高,为30.4～31.8kg·hm^-2·mm^-1,其后依次为春花生、苜蓿、春大豆。春花生和春大豆均以CK处理水分利用效率为最高;但对春玉米和苜蓿而言,不同灌溉处理对水分利用效率影响不大。果树的水分生产效率为51.53～67.51kg·hm^-2·mm^-1,蔬菜的水分生产效率超过了100kg·hm^-2·mm^-1,均高于大田作物。旱地农田作物中,水分生产效率比较结果为春玉米>春大豆>苜蓿>马铃薯>春谷子。对同种作物而言,不同肥料处理的作物水分生产效率比较均以中肥处理水分生产效率为最高。总体来说,北京地区水分生产效益之间的比较结果为:蔬菜>果树>经济作物>粮食作物>饲料作物。 4) 对北京地区多年农业统计资料分析结果表明:近年来蔬菜种植面积迅速增加,对北京现有紧张的水资源极为不利。鉴于水分生产效益高的作物耗水量大的特点,提出利用价格杠杆来控制水资源向高耗水作物的进一步集中,并针对北京用水具体情况,对建立北京农业水价政策提出了一些合理化建议,并以水资源为最大限制因子对北京地区的种植业结构进行了调整,合理增加了水分生态适应性强作物的播种面积,压缩了水分生态适应性差的作物面积。调整后的种植业结构,能保证今后北京种植业水资源可持续利用。