水资源时空分布不均和人均占有量少是制约我国农业发展的主要因素,北粮南运加剧了北方农业主产区的水资源压力,及时量化农业水资源消耗对指导农业发展具有重要意义。农业水足迹可以反映农业消耗水资源量,是衡量区域农产品生产和消费用水的重要指标之一。降低农业水足迹有利于缓解区域水资源压力,而调整农业种植结构是降低农业水足迹的有效途径。定西市位于半干旱区,是甘肃省农业主产区之一,目前正面临农业发展需水大与水资源供给不足的突出问题,水资源短缺已经是制约该地区农业可持续发展的决定性因素之一。因此,如何通过优化定西市农业种植结构,实现提高农业经济效益和降低农业水足迹双重目标,从而缓解地区水资源压力,成为了该地区亟需解决的问题。本文以定西市为研究区,定量揭示该地区农业水足迹现状,模拟优化农业种植结构。具体的研究内容包括三方面:（1）使用CROPWAT8.0模型软件计算分析研究区2009-2019年间10种农作物的单位面积需水量及单位质量虚拟水的变化特征;（2）从生产和消费角度研究定西市的农业水足迹现状并分析虚拟水流动特征;（3）设计模拟情景,建立多目标优化模型,对定西市的农业种植结构进行模拟优化研究。主要结论如下:（1）定西市多年平均生产水足迹总量为26.67×108m3,各县（区）生产水足迹总量存在空间差异。不同类型作物的生产水足迹差异与种植结构相关,薯类、玉米和药材的多年平均生产水足迹总量最大,总占比超过全市生产水足迹的70%,生产水足迹占比低于5%的作物共有6类,分别为蔬菜、油料、豆类、果树、瓜类和甜菜,与定西市农作物现状种植结构分布较为一致,因此,调整种植结构可以改变地区农业生产水足迹。同时,除岷县外的六县（区）生产水足迹中多年平均蓝水足迹占比在40%以上,表明定西市农业生产对灌溉用水依赖程度较高。（2）定西市的多年平均农产品消费水足迹总量为10.4×108m3,人均年消费水足迹为370.9 m3。县（区）的消费水足迹总量与常住人口总数呈正相关,人均消费水足迹与城镇化率呈负相关,提高城镇化率可以降低人均农产品消费水足迹。（3）定西市是虚拟水净输出地区,农业种植结构存在一定问题。2015-2019年件虚拟水的平均年净输出量为16.08×108m3,7个县（区）均表现为虚拟水净输出。虚拟水输出存在空间错位现象,具体表现为北部缺水的安定、通渭地区净输出量最大,南部降水相对充沛的漳县、岷县地区净输出量小。不同类型作物的虚拟水流动存在差异,薯类、玉米、药材、蔬菜等表现为净输出,主要口粮小麦等表现为净输入,这说明区域内农产品不能完全自给。（4）优化种植结构是提高农业经济收益、降低生产水足迹的重要途径。六种模拟情景结果显示,当农业经济效益基本不变时,优化种植结构可以使区域农业水足迹下降27%～40%;当农业生产水足迹总量基本不变时,优化种植结构可以使区域农业经济效益增长1.89～2.27倍。区域可用水资源量保持不变时,农产品自给程度越高,单位水资源经济效益越低;农产品自给程度相同时,区域可用水资源量越大,农业经济效益的可增长幅度越大。依据定西市十四五规划目标选取的代表解模拟结果显示,调整后的种植结构在满足经济效益增长72%时,农业生产水足迹减少1.05×108m3,虚拟水净输出量减少2.95×108m3,因此,定西市发展药材产业可以较好实现提高农业经济收益和降低生产水足迹的目标,缓解地区水资源压力。此外,适当增加主粮小麦的种植面积有利于提高区域内粮食自给程度。