针对北京市日益严重的水资源短缺,对地区农业和经济社会可持续发展构成严重威胁的现状,为了促进该市水资源的持续高效利用和社会发展,本研究以统计资料和调查数据为基础,运用彭曼公式研究了主要作物用水特征,采用熵值法进行了主要作物综合效益评价,并运用多目标规划方法对种植业进行了结构优化决策研究。主要结果如下:不同作物的水分生态适应性存在差异。一年一熟的高粱和谷子是生态适应性最高的作物,其次为夏季作物中耗水量较低的大田作物,包括夏玉米、夏花生、夏大豆,水分生态适应性最低的作物是冬小麦。不同作物在不同地区的水分利用特征和综合比较优势差异显著。大田作物中水分利用效率最高的作物为夏玉米,最高达到15.04 kg·hm^-2·mm^-1,普遍高于同地区种植的其它大田作物。大田作物中水分利用经济效率最高的为高粱和谷子。蔬菜水分利用效率(20.65³5.39 kg·hm^-2·mm^-1)和水分利用经济效率(61.94¹11.56元·hm^-2·mm^-1)都是最高的。大田作物综合优势指数较高的地区为密云、大兴、顺义和延庆,蔬菜作物最高的地区为大兴、通州和顺义,果园优势指数最高的地区为平谷。采用作物用水量、水分利用效率、产量和经济效益作为综合指标对主要作物进行了评价。结果显示,同一作物在各种植区综合效益存在一定差异。结合综合效益的评价结果和结构优化的结果,认为合理的种植结构要削减夏玉米、蔬菜和冬小麦种植面积,其中蔬菜减少15391.28 hm²,冬小麦减少5258.06 hm²;果树、豆类、谷子、高粱和花生要增加种植面积,其中果树增加面积2944.65 hm²。结论:北京市种植业结构调整的主要方向为,缩减蔬菜、夏玉米和冬小麦面积,增加果树、大豆面积。冬小麦在怀柔和通州减少种植面积,蔬菜在怀柔、昌平和延庆减少种植面积;夏玉米昌平、通州、门头沟、海淀和大兴减少种植面积,果树在平谷、密云和房山增加种植面积,夏大豆在大兴增加种植面积。