改革开放以来,中国粮食生产中心逐渐向北部和中西部地区转移,粮食贸易由南粮北运转变为北粮南运格局。这种粮食贸易格局加剧了北方地区的水资源压力和生态环境压力,对中国粮食安全造成威胁。因此,定量评估伴随中国区域间粮食贸易引起的虚拟水流动具有重要意义。但是,由于缺乏中国省际间粮食贸易数据,在定量评估虚拟水流动格局时,学者往往需要基于不同的假设进行分析。本文以中国大陆31个省级行政区为研究单元,采用熵权法评价区域间粮食贸易基本驱动因素(运粮成本,粮食净进口以及各省之间膳食结构差异)对区域粮食贸易的影响,之后根据不同驱动因素的影响权重建立多目标线性优化模型,量化中国区域间粮食贸易格局,进而评价区域间粮食虚拟水流动格局及其伴生效应。同时对比分析了不同粮食贸易量化模型及计算结果的差异以及本文所构建模型的特点与适用性。取得的主要成果如下:(1)分析了不同驱动因素对中国区域间粮食贸易的影响。发现除粮食盈缺量外,粮食运输成本(包括运输距离和运输方式)、膳食结构差异和粮食净进口是中国区域间粮食贸易的主要驱动因素。在不考虑粮食净进口时,中国粮食供需关系不平衡(供小于求),因此考虑粮食净进口是准确量化区域粮食贸易的前提。粮食运输成本是现阶段被广泛讨论的影响粮食贸易最基本的驱动因素,但是对运粮成本的考虑只涉及运输距离。同时,由于中国膳食文化呈现明显的地域差异,因此区域间膳食结构差异对粮食贸易方向影响显著。熵权法计算结果显示,粮食运输成本和区域间膳食结构差异对粮食贸易的影响权重分别为0.665和0.335,表明现阶段运粮成本对粮食贸易的影响高于膳食结构差异。(2)建立了中国区域间粮食贸易的多目标线性优化模型,量化了区域间粮食虚拟水流动格局。该模型以粮食运输成本和膳食结构差异全局最小为目标函数,以粮食盈缺守恒为约束条件。其中膳食结构差异通过各省口粮和动物产品消费量的欧氏距离来表征,粮食运输成本为同时考虑运输距离和运输方式时的成本。多目标优化模型量化结果表明2015年中国粮食贸易呈现北粮南运格局,伴随粮食贸易而引起的虚拟水流动总量为983.8亿m~3,占粮食生产总用水量的15%。(3)揭示了区域间粮食虚拟水流动引起的伴生效应。不同的模型量化的粮食虚拟水流动伴生效应不同。但总的来说粮食输出区的粮食虚拟水含量小于粮食输入区,在国家尺度上粮食贸易有节水作用。但粮食虚拟水从水资源匮乏且经济欠发达的北方地区流入水资源丰富且经济发达的南方地区,增加了北方地区水资源压力和生态压力,拉大了南北方地区的经济差异,从而不利于粮食生产的可持续性。(4)构建的多目标线性优化模型减少了数据假设、增加了驱动因素,进而提高了模型结果的可信度,扩大了模型的适用范围。本研究分析比较了所构建的多目标线性优化模型与其它几个典型的粮食虚拟水流动量化模型之间的差异。本文构建的模型减少了诸如不考虑实际的粮食进口和运粮方式等数据假设,同时在已有模型的基础上逐步完善了粮食贸易驱动因素影响研究,实现了从单一驱动因素到多驱动因素综合量化的转变。另外,该模型从评价驱动因素影响的角度对粮食虚拟水进行了量化,排除了贸易数据的局限性,使之可用于其他贸易数据无法获取的国家或地区量化粮食贸易格局。