我国北方地区存在严重的水危机，威胁着中国的粮食安全，即使在未来的20年工程节水达到极限，也不能完全满足农业用水要求，因此要保证粮食安全，必须提高作物的水分生产力。计算粮食作物水分生产力对调整种植结构、制定合理灌溉计划、促进水资源向合理方向流动具有重要的意义。 本文通过文献查询、数据库和网络资源检索以及实际收集的方法，得到计算所需的基础数据(1999年)；计算出粮食作物利用的降雨量和粮食作物利用的灌溉水量，将两者相加得到粮食作物的总用水量，再综合粮食作物的产量，计算出粮食作物的水分生产力。得出1999年黄淮海平原粮食作物水分生产力为1.52kg/m3，河北省粮食作物水分生产力为1.50kg/m3，河南省粮食作物水分生产力为1.50kg/m3，山东省粮食作物水分生产力为1.79kg/m3，安徽省粮食作物水分生产力为1.67kg/m3，江苏省粮食作物水分生产力为1.19kg/m3。根据粮食作物水分生产力计算了粮食作物初级产品的虚拟水量；利用地理信息系统绘制了黄淮海地区的降雨量、灌溉量、粮食作物总用水量、单位面积粮食产量、粮食作物水分生产力、粮食作物初级产品虚拟水量的空间分布图，论文讨论了估算方法的合理性，并与其它计算方法所得结果进行了对比分析。