由于大气中温室气体的不断增加，全球气候发生了巨大变化。据最新气候模式模拟研究表明：未来全球气候将发生更为剧烈的变化，会对很多生产部门带来明显的影响，尤其是对气候变化十分敏感的农业将会受到更大的冲击。中国是一个人口众多的农业大国，气候变化必将会对中国的农业生产带来多方位的影响。因此，评价未来气候变化对中国农业生产的影响是十分必要和重要的。　　 本文选取黄淮海平原作为研究区域，黄淮海平原是我国的主要商品粮基地，仅利用全国7.7％的水资源却养育了34.3％的人口，并且生产了全国39.2％的粮食和32.4％GDP。据相关研究预测，到2030年，本地区平均温度将升高1.1～1.4℃，人口净增加1.04亿，城市化比率也将达到50％，农田灌溉面积增加到两百万公顷，水资源供需矛盾日益加剧。因此，在全球气候变化的背景下分析气候变化对本地区的作物生产潜力的影响，对指导和规划我国的农业生产具有重要的意义。　　 研究选用了区域模拟和统计分析的方法从微观角度定量的分析了过去20年和未来100年的气候变化对黄淮海作物生产潜力的影响。在对CERES模型详细验证的基础上，分析了过去50年黄淮海平原的气候变化规律，计算了过去20年黄淮海平原10典型站点作物产量的气候贡献率。研究中选择了IPCC颁布的最新温室气体和二氧化硫排放方案(SRES)中的A2和B2方案，利用全球气候模式结合天气发生器，以及空间分辨率较高的区域气候模式产生了当前和未来长时间序列的逐日天气数据，结合区域作物模型和GIS技术，在站点和区域水平上模拟了未来100年2020s，2050s和2080s三个时段黄淮海平原两种主要粮食作物(冬小麦和夏玉米)相对于基准气候情景(1961～1990)作物生产潜力变化值。结果表明：　　 (1)CERES模型的机理性强，对作物生长的光合作用、同化物的分配等过程描述详尽。模型对冬小麦与夏玉米的生长发育过程和生物量积累模拟结果比较理想，在该地区应用具有良好的适应性。　　 (2)黄淮海平原过去50年发生了显著的气候变化，年平均气温增加了1.18℃，年平均降水却减少了近140mm,其中最近20年发生的气候变化尤为明显，对黄淮海平原的农业生产带来了一定的负面影响。通过计算得到过去20年黄淮海平原10个典型站点的灌溉冬小麦和夏玉米的产量增长量的气候贡献率分别为-20％和-4％，同时雨养冬小麦和夏玉米生长的主要限制性气候因素分别是降水减少和温度升高。　　 (3)通过调整品种参数实现了模型参数的本地化。对比分析了GCM结合天气发生器和用RCM模拟结果直接输入作物模型的气候评价方法，用欧洲中心再分析数据(ECMWF)检验了区域气候模式与作物模型相连接的模拟能力，发现应用区域气候模式进行气候变化评价得到的结果更为合理，是一种更为科学的气候变化影响评价方法。　　 (4)在IPCC A2和B2排放情景下，未来黄淮海平原的气温将出现较大幅度的增温现象，而降水则显得异常复杂，从长期来看，黄淮海平原降水总体增加，但在21世纪前20年部分区域降水减少。但由于温度升高，降水可能趋于更不稳定。　　 (5)如果模拟中不考虑CO2对作物的直接肥效作用，在IPCC A2和B2两种温室其他排放方案下，黄淮海平原两种作物生产潜力出现了以下降为主趋势(雨养小麦出现增长的趋势)，下降幅度最大的是玉米。下降幅度最大的时段是2080s，最小的年段为2020s。灌溉可以一定程度上降低两种作物在不同气候情景下的下降幅度，但从整体上来看并不能阻止产量下降的趋势。　　 (6)如果考虑CO2对作物的直接肥效作用，在IPCC A2和B2两种温室其他排放方案下，黄淮海平原两种作物的生产潜力有增有减，冬小麦在两种排放方案下和三个时段均表现出明显地上升。而夏玉米在两种温室气体排放方案和三个时段下都表现出明显的下降趋势。　　 (7)就作物生产潜力变化的地域分布来看，如果依然维持目前的品种、种植制度和管理方式，黄淮海南部(安徽、江苏)、西北部(河南、河北)作物生产受到的负面影响比较大，大多表现出下降的趋势，特别是不考虑CO2直接肥效作用时，生产潜力下降趋势更加明显。　　 (8)在假设人口、当前作物种植比例和播种面积不变的条件下，对于最悲观的温室气体排放方案A2排放方案(温度上升3.89℃，降水增加12.86％)，玉米的生产潜力将受到很大的影响，减产幅度在10％～60％之间。虽然小麦的减产幅度不是很大，但本研究中考虑的是在水分充分满足的情况下的研究结果。在日益突出的水资源短缺的情况下，黄淮海平原的小麦生产也将受到巨大的挑战。