虚拟水是国外20世纪90年代提出的概念，是指生产商品和服务所需要的水资源。

最新研究表明，生产1吨小麦需要耗费1000吨的水资源，1吨玉米需要耗费接近1200吨的水资源，1吨稻米需要耗费2000吨的水资源。虚拟水战略是指缺水国家或地区通过贸易的方式从富水地区购买水密集型农产品，尤其是粮食，来获得水和粮食的安全。

从虚拟水的概念可以看出，虚拟水以“无形”的形式寄存在其他商品中，相对于实体水资源而言，其便于运输的特点使贸易变成了一种缓解水资源短缺的有用工具。传统上，人们对水和粮食安全都习惯于在问题发生的区域范围内寻求解决方案。虚拟水战略则从系统的角度出发，运用系统思考的方法寻找与问题相关的影响因素，从问题发生的范围之外寻找解决区域内部问题的应对策略，提倡出口高效益低耗水产品、进口本地没有足够水资源生产的粮食产品，通过贸易的形式最终解决水资源短缺和粮食安全问题。虚拟水贸易对于那些水资源紧缺地区来说，提供了水资源的一种替代供应途径，并且不会产生恶劣的环境后果，能较好地减轻局部水资源紧缺的压力。

从我国粮食生产区域格局分析，我国历史上形成的“南粮北运”格局是符合自然条件和生态环境特点的。而改革开放以来，粮食增长主要在北方，产粮区与水资源不相匹配的矛盾更加尖锐。在1985年以前，中国长江以南地区的粮食生产总量占全国粮食生产总量的比重略高于人口占全国人口的比重。改革开放以来，由于南方经济高速发展，南方粮食生产比较效益下降，农田水利建设比北方明显减缓，导致粮食增产在全国的贡献率大幅度减少。随着南方粮食增产速度的减缓和消费水平不断提高的逆向组合，导致了南方粮食总量不足，供求失衡。按现在的发展趋势，缺口还会迅速扩大。

粮食流向格局逆转为“北粮南运”，即粮食增长的主要区域转移到北方，这种格局的急剧变化，使北方地区水土资源地域组合不相匹配的矛盾更加尖锐，缺水干旱问题更加严重，水资源匮乏问题成为难以逾越的障碍。这对未来50年粮食生产总量的增长将产生极大的影响。如果未来粮食生产总量配置的格局不发生根本性的区域性转移，北方地区水资源短缺的矛盾又不能得到圆满解决，那么粮食增产计划将会落空。

目前每年“北粮南运”的粮食约1400万吨，若按1立方米的水生产1公斤粮食计，则相当于140亿立方米的水从北方运到南方，这种布局和配置是否合理？这涉及区域水土资源及国家宏观决策问题。因此，研究利用南方丰富的水资源，重振南方粮食生产，提高南方粮食自给能力，减轻北方农业用水压力，是我国区域水土资源配置的重大战略之一。