在我国干旱半干旱地区，土地利用潜力受制于水资源利用潜力，水土资源利用潜力分别测算往往顾此失彼，常常出现一些地方盲目发展灌溉面积，水土资源不匹配，加剧当地生态环境恶化的情况。因此在综合考虑区域经济、社会、生态效益的基础上，将水资源利用潜力和土地利用潜力有机结合起来，实现水土资源潜力的综合测算，并将测算结果实现空间可视化表达，对于区域内水利或农业相关规划的制定及国家人、财、物等资源的科学配置，提高水土资源利用效率均具有重要意义。由于土地是不能移动的资源，只能通过土地利用方式或种植结构的调整实现土地资源的优化配置，而水资源则可以通过相应的水利工程（引水、输水、配水）进行时空优化配置。基于上述考虑，本文首先提出农业水土资源匹配指数，在此基础上，综合考虑区域经济、生态和社会效益，提出了水土资源利用潜力的内涵和计算方法。最后针对内蒙古河套灌区的实际情况，评价了河套灌区水土资源匹配状况，并综合考虑未来气候变化、节水技术水平的发展，提出了河套灌区不同情景下的水土资源综合潜力及其优化配置结果，实现了河套灌区水土资源利用潜力的可视化表达。论文主要内容如下：（1）在探讨水土资源匹配内涵及影响因素的基础上，提出了水土资源匹配指数（I）及其计算方法；（2）以水土资源匹配指数为核心，提出了水土资源利用潜力的内涵和计算方法，在满足耕地面积、水资源、粮食需求等约束条件下，综合考虑经济效益、社会效益及生态效益，构建了满意度函数，以满意度函数值最大为目标进行水土资源的优化配置和水土资源潜力的计算；（3）以河套灌区为例进行了应用研究。选取2010年为现状年，分析了现状年的水土资源匹配状况，现状年河套灌区（I=0.872）及其各灌域的水土资源匹配指数都小于1；分别以2015年和2020年为近期和远期水平年，提出了河套灌区不同气候情景下的水土资源综合潜力及水土资源优化配置结果，并用GIS制图实现了河套灌区水土资源利用潜力的可视化表达。结果表明各水平年不同气候情景下，在经济发展为主导的前提下，进行水土资源优化配置后，河套灌区整体的经济效益、生态效益和综合效益都有所增加，但粮食作物所反映的社会效益却有所下降，水土资源利用潜力均为正值，以2020年A2情景下的综合效益（1263456万元）和潜力值（143454万元）为最大；各灌域的经济效益、生态效益都有所增加，而社会效益的增减情况各不相同，各灌域的水土资源利用潜力也各不相同，永济灌域和乌拉特灌域各排放情景下的潜力值都较大。