冬小麦是我国重要的粮食作物之一,在我国黄淮海平原、黄土高原、西南地区和新疆地区广泛种植,其产量位居全国第二,仅次于稻谷。气候变化对冬小麦的物候期及生长季长度的影响在过去几十年受到了广泛关注和深入研究。气候变化导致的冬小麦物候的改变,使其生长季所获得的水热资源发生变化,进而影响产量。冬小麦播种时间,即播种期,是农业生产最重要、也是实际生产中可以自主控制的农事活动之一。通过调整播种日期应对气候变化引起的生长季水热资源的改变,保障作物产量是目前气候变化与农业生产研究中重要但尚未解决的科学问题之一。论文基于我国冬小麦主产区的冬小麦物候资料,分析1993-2013年间冬小麦物候期的变化趋势。利用标准化降水蒸散指数(SPEI,Standard Precipitation Evapotranspiration Index),结合冬小麦产量数据,确定影响作物产量的关键水热期。采用作物生长模型APSIM(Agricultural Production Systems Simulator),开展不同播种日期的模拟实验,以产量为评价指标,确定不同冬小麦生产区的最适播种日期。进而分析我国不同产区冬小麦实际播种期与最适播种日期的差异,研究播种期调整对冬小麦产量的影响潜力。论文的主要研究结论如下:(1)在空间分布特征上,研究区多数站点冬小麦物候期分布具有纬度地带性,物候期在南北方向上逐渐发生变化,具体表现为高纬度地区播种早但物候期晚,低纬度地区播种晚但物候期早。在时间变化特征上,各区域冬小麦物候期均发生了显著的变化,尤其是冬小麦播种期和返青期。研究区有63.3%的站点播种期推迟,每十年平均推迟3.5天;79.6%的站点返青期推迟,每十年平均推迟4.9天;53.1%的站点拔节期推迟,每十年平均推迟4.3天;56%的站点抽穗期提前,每十年平均提前3.6天;50.3%的站点成熟期表现为提前趋势,每十年平均提前2.6天;65.7%的站点表现为生长季缩短,每十年平均缩短3.9天。冬小麦物候期不管在时间上还是空间上都具有不同的变化特征。通过计算播种日期与各物候期和产量的相关系数,反映播种日期对冬小麦物候期和产量的影响,结果表明冬小麦播种期与各物候期及冬小麦产量具有很强的相关性,如果改变冬小麦播种期将会使其他物候期和产量发生变化。(2)以SPEI指数作为冬小麦生育期干湿变化指标,分析其在冬小麦生育期的变化趋势,结果表明各地区在冬小麦出苗期、越冬期、返青期、拔节期均出现了干化趋势。通过EOF(Empirical Orthogonal Function)方法分析冬小麦生育期SPEI指数空间特征,结果表明第1模态除西南地区外,黄淮海地区、黄土高原地区、新疆地区具有较一致的干湿趋势,第2模态和第3模态表现出各区在南北和东西方向的差异,反映了经纬度对SPEI指数的影响。建立各月SPEI与冬小麦气候产量的多元回归方程,结果表明45.4%的冬小麦产量变化可以由SPEI(水热条件)的变化来解释。水热条件对冬小麦产量影响较大的时段分别为11月、1月、2月、3月和5月。(3)经过本地化的APSIM模型模拟的物候期和产量与实测物候期和小麦单产高度一致,R~2平均值在0.9以上,模型模拟的出苗期和成熟期RMSE在5天以内,模拟的产量RMSE在300kg以内,模型对冬小麦物候期和产量模拟效果理想,APSIM模型适合用于本文的研究分析。以产量为评价指标,基于APSIM模型获得的黄淮海地区和西南地区冬小麦适宜播种期均晚于实际播种期,黄土高原地区和新疆地区冬小麦适宜播期早于实际播期,黄淮海地区和新疆地区实际播期与适宜播期的差异达到0.01显著水平,说明黄淮海地区和新疆地区没有积极调整冬小麦播期以应对冬季气温变暖。黄淮海地区北部可将播种期推迟3-6天,南部地区可将播种期推迟7-10天。新疆地区西部地区可将冬小麦播种期提前6-8天,东部地区可提前3-5天来获得较高产量。播种期的调整对各区域的冬小麦产量均表现为正效应,其中以黄淮海地区和新疆地区增幅最大,在实际产量基础上分别提升了8.5%和7.9%。对于黄淮海地区,将冬小麦播种期调整至最适播期产量可增加428.7kg/ha。新疆地区如果将冬小麦播种期调整至适宜播期产量可增加416.8kg/ha。黄土高原地区和西南地区播种期的变化对冬小麦产量的影响不大,但在适宜播期下均有一定的提升,黄土高原地区冬小麦产量增幅为75.8.kg/ha,西南地区增幅则为54.6kg/ha。通过分析冬小麦冬前积温分布和变化趋势,验证了黄淮海地区和新疆地区基于APSIM模型的适宜播期的合理性。冬小麦播种期发生改变的实质是使冬前积温达到冬小麦最适条件,确保冬小麦安全越冬,保证冬小麦高产稳产。