基于宁夏地区23个气象站1961～2012年逐月气象资料,在分析农业气候资源时空变化特征的基础上,结合机制法逐级计算水稻、玉米、大豆、马铃薯、春小麦和冬小麦的光合、光温和气候生产潜力,探讨气候要素和作物气候生产潜力的大小及变化与作物种植结构变化的相关驱动机制。以期为高效利用农业气候资源、调整农业种植结构和优化农业产业布局提供科学、合理的建议。主要研究结论如下：(1)宁夏气候现阶段正处于气温明显升高、降水波动减少的“暖干”阶段；宁夏地区气温突变时间点为1990年,比全国气候跃变晚8-10年,年降水总量呈多个突变点；根据气候倾向率和气候趋势系数推断,未来气候趋势持续呈“暖干型”气候,中北部地区为增温明显区,南部山区为降水减少显著区。(2)气候暖干化趋势对宁夏主要粮食作物生产潜力产生显著影响,喜温作物(水稻、玉米和大豆)气候生产潜力呈不同程度的增加,而喜凉作物(小麦和马铃薯)则呈递减趋势,递减速度自南向北呈现逐渐增加趋势;气温升高有利于光合、光温生产潜力的提升,但降水的波动减少,制约了气候生产潜力的增幅,水分条件仍是制约宁夏地区作物生长发育和产量形成的关键因子。(3)作物生育期气候要素及其变化与作物生产潜力紧密相关,热量条件对水稻和马铃薯气候生产潜力的满足程度较好,而对冬小麦满足程度最低,水分条件对水稻生产潜力的满足程度较好,北部引黄灌区水分条件满足程度明显高于中南部地区；作物气候生产潜力与生育期降水总量均有显著地线性相关,而与生育期平均气温的相关性不明显,其中喜凉作物与生育期平均气温则呈一定的负相关,并自南向北相关性越明显。(4)气候要素和气候生产潜力的大小及变化对作物种植结构调整的影响主要表现为：对于具有黄河水灌溉的北部引黄灌区,气候暖干化对粮食作物种植结构变化影响较弱,水稻、玉米作物种植面积明显增加,大豆和小麦种植面积有所减少,特别是春小麦。气候暖干化对中部干旱带和南部山区粮食作物种植结构变化影响较显著,作物种植结构由以春小麦为主转变为以马铃薯、玉米、冬小麦等为主,玉米和马铃薯种植面积及所占农业种植结构比例明显增大,小麦和大豆作物不断减少。