全球性的粮食安全问题和水资源危机牵动着地区的可持续发展。气候变化、自然灾害、战争等多种因素的影响,致使水资源供需矛盾日益突出,尤其是农业用水紧缺使越来越多的国家开始依靠贸易进口来缓解粮食供给压力。我国近年来的农业用水量持续在60%以上,加剧了水资源短缺危机。虽然农产品贸易有效缓解了区域粮食供给压力,但忽视了贸易过程中隐含要素流动对地区生态安全的影响。虚拟水及相关理论的提出将农业用水的范围扩大,为解决粮食安全和水安全提供了新思路。但现有虚拟水的研究大量集中于地区间虚拟水流量的测算,这似乎使相关研究陷入到浅层量化研究的僵局。因此,本文从网络结构角度出发,研究中国虚拟水流网络的特征和稳定性,并模拟网络在遭受不同打击时的抗毁性能力。本文结合生态网络和复杂网络理论,分析了主要农产品虚拟水流动网络的特征和稳定性。2000—2017年间中国虚拟水流量不断增加,但网络系统的信道容量降低、系统聚合度和冗余度降低、系统使用率降低、空闲率增加,说明中国主要农产品虚拟水流动网络稳定性的下降,抗干扰和缓冲能力的减弱,揭示了中国潜在的虚拟水供需矛盾。网络中入度较大的地区分布在经济较为发达的地区,出度较大的在主要的粮食供应区;地区间节点强度的差异性大,节点度和强度的高可变性揭示了中国虚拟水流动网络结构的脆弱性;节点度相关性的异配特征,指示了虚拟水在各地区间联通的态势。同时,依据链路中虚拟水流量来赋予网络权重,探究了虚拟水流动加权流动网络的结构特性,为网络研究赋予实际意义。网络研究方法分析了虚拟水流动网络特征及稳定性,为后文研究网络抗毁性特征奠定了基础。其后利用节点度和中介值对节点进行重要性评估,在随机排序、重要性排序下模拟随机攻击、蓄意攻击下网络的变化,结果发现蓄意攻击对网络的破坏力更强,网络结构会迅速解体,甚至造成网络的崩溃;网络中占重要位置的关键节点的移除更易使网络结构破坏,即在虚拟水流动网络中,具有较多贸易输入/出区或在网络中具有更强作用力和影响力的地区,对网络抗毁性能影响更明显;引入加权特征放大地区间贸易量的不同对网络抗毁性能的影响力,为网络抗毁性特征赋予了现实意义,同时印证了蓄意攻击对网络的破坏力度,对优先保护网络中关键节点,以抵挡网络结构崩溃等具有启发性。抗毁性研究承接网络稳定性研究,并作为虚拟水流动网络优化调控、地区农作物种植结构调整的铺垫,以期为全国甚至全球粮食安全和水安全提供合理参考。