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本研究针对北京城郊地区工业、农业和生活用水矛盾日趋突出的现状，以北京市顺义区为典例，通过定位试验和典型调查，对该地区主要农作物的需水量和水分利用效率进行了研究；通过分析区域水资源的平衡利用状况及其可持续性，对未来种植业需水状况进行了预测，并探讨了该地区节水型种植业结构及模式的优化方案。主要结论包括： 1)顺义区干旱年型下，高粱和春谷全生育期需水与降水的耦合度达到90％；花生和春大豆其次，达到85％；春玉米和棉花为70％；苜蓿65％；水稻和冬小麦—夏作物组合耦合度只有55％。需水量和灌溉定额则与耦合度大小相反。表明在当地自然资源环境和节水灌溉背景下，不宜过多种植秋播粮食作物，应以春夏播作物为主。 2)比较当前顺义区作物实际水分利用效率和全国平均的作物水分利用效率得出：除夏大豆和水稻外，顺义区其它作物水分利用效率低于全国平均值12％—50％，与当地试验值和理论计算值相比，还有很大的增长潜力；而作物实际产量与理论产量的比较表明，大部分作物的增产潜力已不大，所以，种植业节水效率还有待于进一步提高。 3)按目前种植业发展趋势并考虑到灌溉效率的提高，平水年在100％充足灌溉方式下，2010年、2020年和2030年可供水量对灌溉的满足率分别为89％、75％和70％；在85％亏缺灌溉方式下，2010年供水可以满足需要，2020年和2030年供水量对灌溉的满足率为88％和83％；干旱年度的灌溉满足率更低，形势更为严峻。 4)从区域水资源平衡利用和种植业灌溉用水效率提高的角度，提出了中长期作物种植方式优化的方案：逐步减少冬小麦—夏玉米的种植面积，增加春玉米和冬小麦—青饲玉米的面积。该方案基本可以实现顺义区种植业水资源的平衡利用，满足社会对农业生产的需求，并使农业经济效益和养殖业生产得到最大可能的保证。