宁夏地处我国西北内陆,属干旱半干旱气候,是中国水资源最匮乏的地区之一。近几十年来,受社会经济发展和地方政策影响宁夏的农业种植结构发生了较大的变化,直接影响了全区农业需水量。因此,深入研究农业种植结构演变及其对农业需水量的影响,对水资源高效利用和区域高质量发展具有重要参考价值。本文在广泛搜集数据的基础上,应用多元统计分析、Mann-Kendall检验、ArcGIS空间分析和多目标优化模型等方法揭示了农业种植结构时空演变规律,得出了宁夏农业种植结构调整方案,主要结论如下:（1）基于宁夏气象和农业资料,运用彭曼公式法和灌溉定额法计算了宁夏水稻、小麦和玉米净灌溉需水量,结果表明两种方法计算的小麦和玉米净灌溉需水量拟合程度高,定额法计算的水稻净灌溉需水量大于彭曼公式计算的水稻净灌溉需水量。运用灰色关联法、主成分分析法、岭回归法分析了农业需水量影响因子,发现种植面积是影响农业需水量变化的主导因子。（2）运用多元统计分析、Mann-Kendall检验等方法,分析了宁夏农作物种植面积和种植结构变化情况。结果表明,小麦、豆类、油料种植面积呈显著下降趋势,粮食作物面积下降但不显著,其它作物面积呈显著上升趋势。1993—2019年宁夏累计出现的种植结构类型共28种,结构类型种类持续增加,单一型种植结构类型不断减少,逐步转变为多种作物组合型种植结构,种植结构更加多元化。（3）应用ArcGIS软件空间分析工具,分析了宁夏各作物种植结构空间变化情况。结果表明,水稻种植主要集中在北部引黄灌区,各县区水稻种植面积均有不同程度增加。小麦、玉米、蔬菜和瓜果在宁夏22个县区均有种植,各县区小麦种植面积呈减少趋势,玉米、蔬菜和瓜果种植面积呈上升趋势。1993—2019年,北部引黄灌区种植结构多以玉米、水稻、蔬果等作物组合型为主;中部干旱带从单一小麦型为主调整为玉米、瓜果、小麦等组合型种植结构;南部山区以小麦种植为主调整为玉米、薯类、小麦等组合型种植结构。（4）以提高农业经济效益、减少农业需水量为目标建立种植结构优化模型,运用STEM法求解,得到了宁夏农作物种植结构优化方案。结果表明,方案二为最优方案,优化后较调整前需水量减少2.86亿m3,净产值增加35.19亿元,优化后的方案节约了水资源并获得了更高的经济效益。