محدودیت منابع آب، تشدید فرسایش خاک و ضرورت افزایش بهره‌وری تولید، اصلاح الگوی کشت را به یکی از مهم‌ترین راهکارهای دستیابی به کشاورزی پایدار در مناطق نیمه‌خشک تبدیل کرده است. پژوهش حاضر با هدف بهینه‌سازی الگوی کشت مبتنی بر کشاورزی حفاظتی به‌منظور ارتقای پایداری اقتصادی و محیط‌زیستی در دشت قروه–دهگلان در استان کردستان انجام شد. داده‌های موردنیاز از سازمان جهاد کشاورزی، شرکت مدیریت منابع آب، سازمان هواشناسی، مرکز آمار ایران و سایر نهادهای ذی‌ربط برای سال زراعی 4-1403 گردآوری شد. سپس، با استفاده از مدل برنامه‌ریزی چندهدفه (MOMP)، اثر سه سطح کشاورزی حفاظتی شاملCA1 (حداقل خاک‌ورزی)، CA2 (حداقل خاک‌ورزی همراه با حفظ بقایای گیاهی) و CA3 (کشاورزی حفاظتی کامل) در مقایسه با سیستم متداول، بر شاخص‌های اقتصادی، مصرف آب، فرسایش خاک و ترکیب الگوی کشت ارزیابی شد. نتایج نشان داد که بهینه‌سازی تک‌هدفه به دلیل وجود رابطه مبادله میان اهداف اقتصادی و محیط‌زیستی، قادر به تأمین همزمان حداکثر سود و حداقل مصرف منابع نیست. در مقابل، راه‌حل منتخب برنامه‌ریزی چندهدفه ضمن افزایش 3/6 درصدی سود خالص، مصرف آب و فرسایش خاک را به‌ترتیب 2/14 و 8/26 درصد نسبت به وضعیت موجود کاهش داد. همچنین، توسعه سطوح مختلف کشاورزی حفاظتی موجب افزایش بهره‌وری آب، کاهش فشار بر منابع طبیعی و بازتخصیص تدریجی سطح زیرکشت به نفع محصولات با کارایی اقتصادی و بهره‌وری بیشتر شد. به‌طور کلی، نتایج این پژوهش نشان داد که تلفیق کشاورزی حفاظتی با برنامه‌ریزی چندهدفه می‌تواند چارچوبی کارآمد برای اصلاح الگوی کشت و ایجاد تعادل میان سودآوری اقتصادی و حفاظت از منابع آب و خاک فراهم سازد و به‌عنوان ابزاری مؤثر در سیاست‌گذاری کشاورزی پایدار مناطق نیمه‌خشک مورد استفاده قرار گیرد.