本研究以河北省栾城县为例，采用实证研究和宏观分析的方法，对该地区农业用水生态代价进行评估，在此基础上设置不同的种植模式试验，进行生态功能和经济效益的综合比较分析，并对未来不同生产目标情景下的种植模式配置进行优化设计。 本文研究表明，该地区农业生产发展以牺牲巨大的水资源为生态代价；通过节水灌水制度可以增强现有模式的生态功能和经济效益；在水资源缺乏地区，不能完全保证冬小麦生态需水的情况下，以节水抗旱型品种替代传统高耗水型品种是一种有效的节水高效模式；春玉米-熟种植模式在该地区具有良好的生态经济功能，在未来粮食市场流通体制健全、水资源价格体制建立后，可以作为水资源亏缺地区的节水高效模式；小麦产量目标与经济效益成反比，而与生态代价成正比的关系，因此冬小麦种植面积是种植模式优化调整的核心；对国家粮食安全的保障是以牺牲该地区农田产出的经济效益为代价的。