华北平原农业当前面临水资源匮乏、土壤质量下降、农田生态环境恶化、农业生产成本增加等问题,为实现华北平原农业可持续发展,应当从种植制度水平上探究不同种植模式的资源利用状况。本研究采用田间与盆栽、微区试验方法,应用茎杆15N同位素示踪标记技术,研究小麦-花生复种体系作物生长、产量及水氮利用效率,探索花生秸秆还田腐解养分释放和复种体系氮的转移与利用,明确豆科作物根际沉积氮及秸秆养分在作物-土壤-后茬作物中的运转与分配。在此基础上,通过区域秸秆资源与水资源利用现状分析,对小麦-花生禾豆复种生产方式进行区域生态适应性评价,探索华北平原的高效、生态、可持续的生态种植模式。主要研究结果如下:（1）禾豆复种体系花生秸秆不同还田方式均表现为增产效应。与秸秆不还田（NPR）处理相比,花生秸秆整株还田（PRW）、地上部还田（PRA）和根部还田（PRR）3个处理小麦两季产量均值分别增产 620.7kghm^-2、531.8kghm^-2和 262.2kghm^-2;第二季花生产量则分别提髙 566.5 kghm^-2、284.1 kkg hm^-2和203.1 kg hm^-2;上述结果表明花生秸秆还田对小麦-花生复种体系作物产量的提高有促进作用。（2）通过对不同处理0-200cm 土壤水分活跃层的测定表明,小麦季PRW和PRA处理水分活跃层显著深于对照（NPR）,均为120 cm。花生秸杆还田后小麦、花生第一季水分利用效率在不同处理间差异不显著;连续两季花生秸杆还田后,与不还田（NPR）处理相比,PRA、PRW和PRR处理的第二季小麦水分利用效率分别提高5.2%、3.8%和1.0%。（3）盆栽和田间试验均显示,与常规施肥（CK）相比,花生秸秆配施氮肥（S+EN）在减氮条件下的产量均高于CK和秸秆还田+常规施肥（S+CK）处理;S+EN处理产量与CK和S+CK处理相比,盆栽试验分别增加139.6 kg hm^-2和186.6 kg hm^-2,田间试验则增加223.7 kg hm^-2和82.6 kg hm^-2,各处理间差异不显著,但结果表明减氮条件下进行花生秸秆还田并未造成作物产量的降低。（4）微区试验揭示,作物根际沉积氮占总氮量的比值表现为花生高于小麦,分别为17.68%和9.13%。花生秸秆中积累的氮素为80.7 kg hm^-2,向土壤分泌的根际沉积氮为35.7 kg hm^-2;氮转移结果表明,花生对下茬小麦的氮转移在不同处理间存在差异,PRW处理氮转移量最高,为4.3 kg hm^-2,其中,来自花生根际沉积氮为1.9kg hm^-2,来自花生秸秆氮为2.4kg hm^-2;PRA和PRR处理来自花生秸秆氮分别为1.7 kg hm-r2和0.9 kg hm^-2。（5）区域地下水足迹研究结果表明,将传统种植的夏玉米改换为夏花生,小麦-花生复种体系每平方米所产生的地下水足迹为7.54× 10-7 km2,比现有小麦-玉米复种模式每平方米减少4%的地下水足迹。以2014年华北平原小麦-玉米复种种植面积3.5×106km2估算,若全部替代为小麦-花生复种模式则每年可减少地下水足迹1015.3 km2。（6）华北平原小麦-花生复种模式花生秸秆还田能够提高禾豆复种体系的作物产量,同时减少氮肥和水资源的消耗,起到培肥地力的作用。因此,在华北平原种植调整过程中可以考虑将小麦-花生复种的种植模式纳入到现有种植体系中,促进区域农业可持续发展。