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基于因素分解模型，追溯不同流域区粮食生产变化的贡献来源，探讨水资源约束下的粮食生产格局变化及其优化思路。研究发现，1995-2010年，北方贫水区粮食增产明显，以松辽河区和淮河区最为显著，前者主要通过扩大复种增产，后者则主要依靠单产促产。虽然北方普遍有扩玉米的粮食品种调整现象，但由于粮食增产对扩大灌溉、调增耕地复种指数的依赖，农业用水除滦海河区和黄河区稳中有降，其它北方产区仍居高不下。同期，雨水充沛的东南沿海地区，粮食减产明显，且减产主要来自水稻面积的强烈收缩，农业用水亦减量明显。最后基于优化配水的视角，探讨了粮食可持续增产策略。