白洋淀作为华北平原最大的淡水湖泊湿地,生态价值非常突出,然而其目前面临的水资源短缺问题极为严重,在雄安新区这一“千年大计”建设背景下,调整种植结构,降低淀区上游种植业耗水,是优化水资源利用和缓解流域水资源短缺的关键举措,可更好的保障雄安新区的可持续发展。以往有关区域作物节水和种植结构优化的研究多集中在小麦节水压采和不同休耕模式,但由于未考虑小麦等作物休耕期的土壤保水,杂草丛生,影响了休耕的节水效果。本研究于2018-2020年通过大田试验,结合称重式蒸渗仪和土壤水分观测小区,设置不同种植制度和休耕期保水措施（覆膜、浅耕、控草和秸秆覆盖）处理,系统研究了多种种植制度的耗水特征,明确了不同休耕期保水措施的节水效果;同时,为探索淀区上游平原和山区未来种植结构的优化方案,围绕14种种植制度,利用非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）,以水资源、耕地和社会需求为基本约束条件,以经济、生态效益最大及灌溉耗水最小为目标,提出了在水资源及劳动力限制下,白洋淀上游平原区和山区的种植结构优化方案。论文主要研究结果如下:（1）9种种植制度的周年耗水量从高到低分别为夏薯-冬小麦（954 mm）、夏玉米-冬小麦（856 mm）、春薯（792 mm）、夏大豆-冬小麦（760 mm）、夏谷子-冬小麦（757 mm）、绿豆-鲜食玉米（755 mm）、休耕-冬小麦（707mm）、夏玉米-休耕（647mm）和春玉米（593 mm）。其中,除春薯外,其余一年两熟周年耗水量普遍高于一熟制。根据不同种植制度周年耗水量、食物当量数、不同尺度周年水分利用效率、周年光热利用效果的综合评价,一年两熟的夏玉米-冬小麦的综合得分最高,其次是夏薯-冬小麦,综合得分最低的是休耕-冬小麦,其次是春薯和绿豆-鲜食玉米。（2）2018-2019年秸秆覆盖的节水效果最好,比对照节水71 mm;其次是控草和浅耕处理,分别节水62 mm和45 mm;节水效果最差的是覆膜（白膜）处理,仅节水8 mm。2019-2020年黑膜保水控草效果最显著,比对照节水177 mm;其他三个处理秸秆覆盖、控草和浅耕的节水量分别为65 mm、71 mm和25 mm。在前期土壤水分保墒阶段,黑膜覆盖处理对浅层土壤水分表现出很好的保水性,在后期蒸散强烈的阶段,黑膜覆盖处理对所有深度的土层都表现出良好的保水性,而其他处理在不同时期对不同深度土层的保水性与CK并无明显差异。（3）围绕水资源总量限制和经济、生态效益,对14种种植制度的优化分析表明:在平原区,现状机械化水平不限水的情景下,通过增加蔬菜和绿豆-鲜食玉米的种植面积,可提高经济效益12.6%,但生态效益和节水效益都有所降低;在限水情景下,高耗水种植制度小麦-玉米的调减比例增加,调增绿豆-鲜食玉米、春薯、蔬菜和果蔬的面积,可实现经济效益和节水效益的提升;在节水20%的目标下,所有作物的种植面积都需缩减,高耗水种植制度小麦-玉米种植面积需缩减21.5%,经济效益和生态效益都有所下降。在未来提高机械化水平减少劳动力投入的情景下,调整优化后的经济效益相比现状机械化水平有所改善。在山区,所有情景下（不限水、小于现状水资源和节水20%）小麦-玉米种植面积均有所下降,且限水越多调减幅度越大,为保障经济效益,需增加果树种植面积。