干旱区绿洲农业灌溉用水占用水总量的90%以上,工业发展、城镇化建设和生态保持的水资源压力极大,对干旱区农业优化用水的研究不仅有益于探索干旱区农业发展问题,更有助于挖掘节水潜力,实现水资源高效可持续利用及绿洲经济.社会.生态系统协调稳定。　　 目前更多的学者开始关注干旱区水资源开发利用对经济社会的影响,而且越来越多的学者开始由定性分析转向定量研究两者的关系,并综合考虑了经济与生态综合效益最大化,但集中在纯经济学或纯生态学范畴,从生态经济学视角探讨水资源作用机制的研究很少。同时,由于系统复杂性和不确定性,水资源对经济社会发展影响机理的研究相当薄弱,仍难以解释水资源作用特征的内在原因,难以动态模拟和有效预测水资源对区域发展的影响,面向干旱区优化用水的对策研究仍存在较大障碍。对干旱区绿洲用水大户农业系统的此类研究更是欠缺,研究思路和方法也有待突破和创新。　　 本文基于干旱区维持绿洲稳定性和应对水资源稀缺问题的迫切需求,按照“发生的问题—产生的机理—调控的标准—过程模拟—情景预测—响应对策”这一逻辑思路,深入探讨典型绿洲农业用水对农业系统发展的作用机理,并由此提出适合新疆渭干河流域种植业系统可持续发展的灌溉用水方案。全文首先构建了研究区能值评价指标体系,将问题的研究置于生态经济学能值理论的框架下,以2000-2009年的历史统计数据和实地调研数据为基础,结合微观经济学原理、计量经济学方法和系统动力学模型,集成多种定性定量评价手段,在流域空间尺度和农户微观尺度两个层面上开展研究,从而为更深层次认识干旱区绿洲农业发展与水资源利用之间的关系并制定适宜的用水决策提供科学依据,同时丰富干旱区绿洲稳定性研究和水资源可持续利用研究的理论成果。研究发现:　　 (1)渭干河流域种植业生产投入主要取自自然无偿供给的资源环境能,是典型的传统农业生产模式,但系统可持续发展指数显示系统经济发展潜力较大。其中,流域中游种植业系统产能效率最高;下游依赖投入大量工业辅助能消除资源禀赋劣势,是一种较为脆弱的高产农业系统;上游农户依托良好的种植条件,最大程度利用水资源等自然资源,生产效率不高,却具有较大发展潜力。　　 (2)水资源对系统产能起主导作用,贡献率最高;其次为化肥和耕地;农业机械尚未产生明显效用。水资源投入持续增加对种植业增产和改善系统环境状态有益,但目前流域农业用水投入增加与系统产能和发展性能变化均呈负相关,说明水资源利用已进入无效阶段,种植业生产发展已经不能仅仅依靠增加水资源投入。　　 (3)下游种植业系统对灌溉用水变化更为敏感,当种植业用水减少时,下游环境负荷率明显增加,可持续发展指数降低得最快;上游响应程度最小。剔除其他生产要素的作用,当灌溉用水持续增加时,系统产能增长递减,即每单位农业用水带来的能值产出递减;系统环境负荷的水资源边际效益也符合递减规律。中游种植业系统单方水带来的产能增长最大,其次为下游和上游;环境效益的增长率在流域空间尺度上依次递增,下游水资源生态效益最高。　　 (4)灌溉用水产出弹性、边际效益和要素替代弹性的空间差异导致各子系统敏感性差异;指标值越大,系统越敏感。农户对生产条件的预期将影响其生产决策,从而影响系统对灌溉用水变化的敏感性;资源禀赋越好、可获资源越多,系统敏感性越低。　　 (5)生产要素配合度减弱是系统对灌溉用水变化趋势性响应的直接原因。农户决策通过对系统要素的影响作用于灌溉用水效率;成本最小化和收益最大化是农户用水决策的出发点;自然资源禀赋、对生产的预期、生产要素价格、政策、管理、技术培训、亩均收入和年净收入水平是主要的决策因子。调整生产要素投入比例和农作物种植结构、提高水资源管理和技术水平,将有利于灌溉用水生产效率,从而突破系统对单纯增加灌溉用水的效益递减响应趋势。　　 (6)流域种植业系统经济和生态双赢的最大有效用水量为:上游8.67x108m3,中游27.08x108m3,下游12.19×108m3;综合考虑系统可持续发展性能的全流域最大有效用水量为34.5×108m3;在现状供水总量约束下,经济效益最优的流域空间分水比例沿上、中、下游分别为25.77:44.33:29.9,生态效益最优的分水比例为25.87:43.8:30.32;上、中、下游灌溉用水分别占投能的71%、42%和84%时,种植业经济效率最高;用水效率最大化的种植结构安排为:上游以油料、蔬菜、小麦为主,中游以蔬菜、棉花为主,下游以棉花和小麦为主。　　 (7)系统运行仿真模拟结果显示,流域种植业系统可持续发展的最优用水方案为综合考虑生产要素组合最优、作物种植结构最优、边际效益最大化和空间分水比例最优的灌溉用水增长模式。该模式下流域灌溉用水量为25.16×108m3,灌溉用水年增长率自上游至下游依次为0.99、1.01、1.03,空间分水比例为25.77:44.33:29.9,全流域最大可节约用水9.65×108m3,节约了27.72%,且流域种植业自2015年开始进入生产有活力的阶段,直到2050年,系统状态维持良好,不会出现超负荷的情况。