粮食安全和水安全作为关系到国计民生的重大问题,尤其是在全球化背景下,已成为备受世人瞩目的热点。虚拟水概念的引入为分析和研究水资源与粮食安全问题提供了新的思路。近年来,“虚拟水”和“水足迹”概念的出现,给水资源管理者提供了新的思路,超越了实体水在成本、技术问题上缺陷的局限,对水资源可持续发展的战略研究中具有重大影响。本文以国家社会科学基金项目“社会主义新农村建设中的虚拟水战略及其保障政策研究”(项目号:07BJY066)为依托。在经济全球化和社会主义新农村建设的背景下,本课题对虚拟水基础理论展开研究,客观评价其在水资源、粮食安全保障中的作用,具有一定的理论和现实意义。本文首先对中国农产品虚拟水进行量化,并对虚拟水与区域资源经济要素时空分异特征进行实证分析;通过我国区际间虚拟水流动与跨流域调水的实证分析,探究“虚拟水战略”在我国的实用性。国内虚拟水研究还比较薄弱,本次研究期望可以起到抛砖引玉的作用,具有一定的推广价值。基于对国内外有关虚拟水的量化研究成果,本文计算出1996-2006年中国各地区农产品虚拟水与水资源、耕地、人口、GDP等要素的基尼系数,从而揭示出中国农产品虚拟水与资源经济要素分布时空差异。结果表明:中国农产品虚拟水与水资源地域差异性最明显,近十年来呈振荡特征;中国农产品虚拟水与耕地地域差异性在缓慢减小;中国农产品虚拟水与人口、GDP地域差异性在缓慢扩大。并对上述特征进行了分析。将全国分为8大区,通过计算各区农产品虚拟水-资源经济要素不平衡指数,分析了各地区农产品虚拟水系统外部的公平性程度。结论表明:虚拟水战略有其现实局限性,对其作用应该有客观的评价,对其适用性应该有清醒的认识。另外,运用位序-规模法则,探讨差异背后的分形特征。研究表明:中国地均农产品虚拟水体系不具有首位分布的特征;双对数回归方程拟合度较高,符合位序-规模分布;分维值D大于1,且逐年升高,地均农产品虚拟水规模分布整体差距在缩小,均衡程度在增强;规模分布呈双分形结构,体现出地均农产品虚拟水大规模省市发展较慢且辐射带动作用较弱,中小规模的省市比较发育且发展较快。本文旨在揭示地均农畜产品虚拟水的空间分异特征规律,为制定不同区域类型的农业发展决策提供相应的理论参考。“北粮南运”是近年来我国粮食贸易的基本格局,2005年从我国北方向南方通过粮食贸易净调出的“虚拟水”量高达318.1亿m3。粮食贸易的虚拟水流动缓解了南方地区的耕地短缺,提高了全国的水土资源生产效率,却因虚拟水资源的逆向配置拉大了区域水资源不平衡的差距。结果表明,影响我国粮食生产的最具限制性的因子不是水资源,而是耕地资源。“南水北调”工程从南方向北方调入实体水总量约为437亿m3。该工程对于改善区域水土资源分布具有积极的意义。研究表明,单纯依靠“虚拟水战略”不能从根本上解决中国粮食与水安全问题,对其作用应该有客观的评价和清醒的认识。实体水调度(南水北调)与虚拟水流动(北粮南运)适度耦合,才是解决我国粮食安全与水安全问题最有效的方法和手段。同时,在计算2006年中国的水足迹的基础上,应用STIRPAT模型分析了中国水足迹的影响因素,分解了人口、富裕和技术等多种社会经济因素对中国水资源的环境影响。结果表明:2006年,中国水资源的消费足迹为19243亿m~3 ,人均1490.18m~3/a。人口、水足迹消耗的技术水平(水足迹强度)是水足迹的两个最主要驱动因子。而气候因素和城市化水平对水足迹具有不显著的影响,。通过分析环境(水足迹)库兹涅茨曲线的变化,探讨水足迹的变化与经济发展水平之间的关系,结果表明我国水足迹并不支持环境Kuznets曲线存在的论断。最后,分析讨论了水足迹研究需要进一步完善的问题以及探讨了降低水足迹以缓解水资源压力的几条途径,为我国各地区乃至全国相关政策和对策的制定提供相应的理论参考。