选取2004—2013年全国和31个省市区的劳动力、资本、农用物质、灌溉水吸收量、生态包袱、污染排放量和粮食产量,分别运用MFA、SFA和DEA方法测量粮食生产灌溉水资源的资源生产率、技术效率和全要素资源效率,运用Moran’s I指数检验3种水资源效率的空间溢出效应,并采用Panel Data模型对影响3种水资源效率的因素进行实证分析。结果显示:全国粮食生产的水资源生产率稳步提高,灌溉条件改善中技术效率提高缓慢,全要素水资源效率中经济效率明显高于生态效率和环境效率;区域粮食生产的灌溉水资源效率分化明显;全局性的灌溉水资源效率空间溢出效应不明显;人均用水量与灌溉水资源效率间存在显著正向关系,农业用水比例与灌溉水资源效率间存在显著负向关系。因此,必须实行水资源效率细分与综合管理,特别是对效率落后地区实行重点整治;通过制度创新促进效率外溢,并加强效率影响因素的动态监测。