【摘要】【目的】从种植结构视角，探究耕地利用下水分供需态势并实现其多目标优化调整，为“以水定地”及耕地资源可持续利用提供理论参考。【方法】以衡邵干旱走廊为研究区，在气象站点、土地利用、作物种植以及农业社会经济等多源数据支持下，基于耕地种植结构视角，微观精准揭示1980—2020年不同气候类型年份耕地种植结构下的水分供需态势及灌溉需求，并构建不同灌溉需水情景下的耕地种植结构多目标优化模型，同时设定“水-土-粮”多重约束，确定耕地种植结构优化策略。【结果】(1)双季稻和油菜全生育期的水分自然供给优于单季稻及玉米，且水稻耗水量较高，尤其干旱年双季稻平均需水量高达608.29 mm；(2)水稻和玉米全生育期的有效降水空间与需水格局相异，导致研究区东南部的作物干旱情势加剧，而油菜整体水分供需态势良好；(3)双季稻和单季稻的水分亏缺程度较高，年均净灌溉需水量分别达到303.68 mm、257.00 mm，旱生作物的水分供需矛盾较小，种植管理过程无需过度依赖农业灌溉；(4)经种植结构优化，在设定节水目标并实现优化调控后能够显著提高耕地生产综合效益，尤其是权重情景3的湿润年水资源约束下预期粮食产量可提升5.12%；权重情景1和2的湿润年水资源约束下作物种植减税纯收益可提升22.34%。【结论】衡邵干旱走廊在干旱年的种植结构应基本保持稳定，平水年可适当增加单季稻面积、调减旱作物种植比例，湿润年可大幅增加粮食作物播种面积并调减油菜面积，以提升耕地种植的综合效益。