面对气候变化给各类生态系统造成的风险,积极应对和适应气候变化显得尤为重要。农业作为严重依赖于自然资源的生产活动,容易受到气候变化的冲击,表现出脆弱性和易损性,所以农业生产适应气候变化迫在眉睫。小麦、玉米和水稻作为主要的粮食作物,对农业稳产和人类生计安全至关重要,确保三大粮食作物在气候变化下种植适宜区分布的稳定,是农业生产较好适应气候变化的关键。论文在评估60多年来热量、水分和越冬条件等农业水热资源时空变化趋势的基础上,考虑小麦、玉米和水稻生长对光热水需求的差异,分别确定影响三种作物生长的气候指标,并将土壤和海拔分布作为地表限制因子一并作为Max Ent模型的环境变量,三种作物的农业观测站位置信息作为物种变量,分别模拟春小麦和冬小麦、春玉米和夏玉米、单季稻和双季稻适生区的时空分布,利用空间叠加得到小麦、玉米和水稻适生区在农区和海拔上的时空分异,以及三种作物种植环境适应气候变化能力的时空分异。在此基础上将三种作物适生区进行空间叠加得到主要粮食作物种植适生区的时空变化,分析主要粮食作物种植环境适应气候变化的能力。论文得到以下结论:(1)60多年来农业气候资源的变化方向与变化趋势存在区域差异:自南向北日照时数低值区在侵占高值区,全国多数区域日照时数呈现下降趋势。年平均气温、0℃积温及持续天数、最冷月平均气温和年极端最低气温等值线均在不同程度上向北移动,但最热月平均气温等值线在淮河流域南退,使得黄河中下游和江淮地区最热月平均气温多为下降趋势;全国80%以上区域初霜日推后、终霜日提前造成无霜期延长;400mm等降水量线的东段向东北移动,北方和南方地区降水分别表现为下降和上升趋势,但是南方降水天数在减少。(2)60多年来小麦、玉米种植环境适应气候变化的能力在北方和南方农区分别升高和下降,而水稻在北方和南方农区则是分别下降和升高。换言之,小麦种植环境适宜等级在内蒙古及长城沿线区、黄土高原区和黄淮海区等升高,在西南区、长江中下游区、华南区和甘新区等下降;玉米种植环境适宜等级在东北区、内蒙古及长城沿线区、黄土高原区和黄淮海区升高,在西南区、长江中下游区和华南区基本在下降。(3)60年来小麦、玉米和水稻种植环境适应气候变化的能力在海拔上存在时空分异:小麦种植适宜等级在第一阶梯上升高,在第二和第三阶梯上下降,玉米种植适宜等级变化方向在第一阶梯上存在区域差异,在第二阶梯上适宜等级升高,水稻种植适宜等级在第一和第二阶梯上分别下降和升高,故小麦、玉米和水稻种植环境适应气候变化的能力在第一阶梯上分别是升高、多方向性和下降,在第二阶梯上依次是下降、升高和升高。(4)近30年来小麦、玉米和水稻种植环境适应气候变化的能力大多随年代波动。在农区上,除华南区水稻种植环境适应气候变化的能力提高,其余农区小麦和水稻种植环境的适应能力多随年代波动。玉米种植环境适应气候变化的能力在东北区升高,在内蒙古及长城沿线区和黄淮海区下降,在其余农区多处于波动中;在海拔上,第一阶梯上的小麦和玉米、第二阶梯上的小麦和水稻适应气候变化的能力基本在随年代波动,不过第一阶梯上水稻和第二阶梯上玉米种植不适宜区逐渐扩大,致使二者种植环境适应气候变化的能力下降。(5)60年来主要粮食作物种植环境适应气候变化的能力在农区和省区上均存在时空分异。在农区上,东北区、黄淮海区和长江中下游区主要粮食作物种植环境适应气候变化的能力在下降,其余农区多是上升;在省区上,主要粮食作物种植适宜等级在黑龙江、山东、江西、湖南、广东和广西等省份有所下降,在吉林、辽宁、内蒙古和新疆自治区、河南、湖北、安徽和江苏等省份有所上升。故主要粮食作物种植环境适应气候变化的能力在北方省份多上升,在南方省份多下降。论文的主要贡献在于发现了中国近60年来主要气温等值线均向北有所迁移,无霜期逐渐延长,但关键等降水量线比较稳定等,模拟出气候变化下春小麦和冬小麦、春玉米和夏玉米、单季稻和双季稻适生区,耦合生态学模型和地理学空间分析方法丰富了气候变化科学中农业适应性的研究方法。