在工业化向全球扩展,财富稳步增长的今天,人类对食物、能源、水、土地等自然资源的需求与日俱增,资源消耗愈演愈烈,导致自然资源稀缺和冲突以及一系列的环境危机。1972年在斯德哥尔摩召开的“人类环境会议”上“只有一个地球”的提出,标志着人类对资源环境问题的世界性觉醒。从全球尺度看,水资源自然供给是充足的,但水资源空间分布严重不均衡,已在一些国家或地区出现水危机。1977年联合国对淡水资源的评估显示[2],世界上约1/3的人居住在中度至严重水资源短缺的国家或地区。全球水消耗量增加迅速,1995-1999年增长了6倍。2004年的一个全球性研究统计近现代人类社会发展过程中一系列指标发现,用水消耗等指标均呈现指数增长。当前农业用水已占至全球总用水量的70%,随着世界粮食需求增加,水资源需求将更为激烈。水资源的需求无疑是21世纪全世界面临的最紧迫问题。由于人口激增,中国水资源形势相当严峻,据中国工程院研究预测,2030年中国人均水资源了将降至1760m3。当前中国年取水量已经超过5000亿m3,2030年用水量将增至7200亿m3,新增2000多亿m3供水需要水利工程投入修建,这必然威胁淡水生态系统,严重干扰区域正常水平衡。2006年2月,《国家中长期科学和技术发扎按规划纲要(2006-2020年)》给予了自然资源问题极大地关注,将水和矿产资源列于自然资源问题重点领域前三位,其中水资源优化配置与综合开发利用及综合节水等系列水资源问题成为该领域优先主题。资源是有限的,需求是无限的。资源的稀缺性必然导致冲突,同时自然资源的开发利用不可避免地造成环境代价和社会代价,如何在降低开发利用成本地前提下调节自然资源的供需矛盾,逐步成为社会热点问题。最初,经济学家忽视了有限自然系统可能施加的生态限制,在利润最大化的假设下探讨该问题的出路。至20世纪70年代“可持续(sustainable)’’概念的明确,90年代“可持续发展”的正式提出,为自然资源的开发利用与经济增长指明了方向。在这股探究资源环境与经济社会可持续发展浪潮中,“虚拟水”概念应运而生。虚拟水挣脱“以水论水”传统思维模式的束缚,从系统的角度出发,将水资源系统巧妙地纳入人类社会经济系统,为水资源开发利用及经济社会发展开辟了新思路。山东省位于我国东部,三面环海,西接内陆,地理位置优越,资源丰富,近年来经济发展突飞猛进,对全国经济增长有着重要贡献。同时山东省属于北方旱区,水资源与经济发展冲突日益膨大,农业作为用水大户,其发展已进入瓶颈。本文立足于虚拟水的研究视角,运用区域经济发展理论及产业经济发展理论,对山东省水资源利用和农业产业结构进行探讨,为山东省的农业发展寻找新契机,对整个华北地区乃至全国农业产业结构调整具有重要借鉴意义。本文研究主要包括以下几部分：第一部分介绍了本文研究背景、研究目标及意义,并概述国内外虚拟水理论研究进展。第二部分在探讨了山东省水资源利用与农业现行产业冲突地基础上,揭示了山东省现行农业种植结构的不合理性。第三部分是本文的核心,总结归纳出虚拟水理论计算体系,建立山东省主要农作物虚拟水账户,并在此基础上分析山东省农作物虚拟水的变化规律,找出虚拟水与山东省经济发展的关系。第四部分在前面分析的基础上,运用多目标分析模型,在经济、社会、水资源、粮食生产等多重约束下构建农业产业结构优化方案,从资源合理利用及经济发展协调的角度探讨资源管理利用途径,为山东省农业产业结构调整提供可行性建议。