受全球气候变化的影响,极端天气事件频发,水资源安全遭遇巨大挑战,尤其是农业灌溉方面,因此有必要研究气候变化条件下的作物灌溉需水量,这对于保障粮食安全、制定区域农业水资源规划具有重要意义。本文以黄河流域的主要粮食作物为研究对象,构建基于双作物系数法的水量平衡灌溉模型,计算黄河流域历史时期的作物灌溉需水量,并分析作物灌溉需水量的敏感性。基于Delta降尺度方法,对未来气候情景下黄河流域的气象因子进行预估,研究气候变化条件下的黄河流域作物灌溉需水量。论文的主要研究内容和成果如下:(1)构建基于双作物系数法的水量平衡灌溉模型,对黄河流域不同作物种植区域内主要站点的作物灌溉需水量进行模拟,并采用相对误差法验证模型的模拟结果。黄河流域不同作物灌溉需水量的模拟值与研究值有所差异。利用试错法将站点的|Re|控制在10%以内,使该模型在黄河流域具有一定的适用性。(2)基于率定的灌溉模型,计算黄河流域历史时期不同作物的灌溉需水量。结果表明,冬小麦的灌溉需水量为显著下降趋势,空间上从北部向南部减小;春小麦的灌溉需水量呈下降趋势,空间上从东北向西南方向减少;春玉米的灌溉需水量则为不明显的下降趋势,空间上从东南向西北方向减少;夏玉米的灌溉需水量为不明显的减少趋势,其年均需水量值较小,空间上从西部向东部减少。(3)采用敏感性系数法以及构建多种气象因子组合方案,探究作物灌溉需水量对气象因子的敏感性程度。不同灌溉典型年的作物灌溉需水量与降水量成反比、与潜在蒸发量成正比,且作物灌溉需水量对潜在蒸发量的敏感性更高。当降水量和潜在蒸发量单一变化或共同变化时,不同灌溉典型年下不同作物灌溉需水量的敏感性有所差异,且夏玉米的灌溉需水量对降水量和潜在蒸发量的变化更为敏感。就太阳辐射、平均风速和实际水汽压来说,灌溉需水量对其的敏感性大小为,实际水汽压>平均风速>太阳辐射,夏玉米的灌溉需水量对实际水气压和平均风速更敏感,春玉米的灌溉需水量则对太阳辐射更敏感。(4)基于Delta降尺度方法并结合未来气候条件下的全球气候模式情景,对黄河流域未来时期的降水量、最高气温和最低气温进行预估。结果表明:黄河流域未来时期的降水量呈现缓慢减小趋势,突变时间为2018年和2030年,最低气温为不显著增加趋势,突变时间为2046年,最高气温为减小趋势,突变时间为2053年,且降水量和气温存在20～30a的周期性变化规律。在空间范围内,降水量和气温均具有较强的空间自相关性。与基准期(1966-2010)相比,未来时期的降水量和气温有所增加。(5)以未来气候情景的预估因子作为灌溉模型的输入数据,计算黄河流域未来时期的作物灌溉需水量,探究气候变化条件下作物灌溉需水量的变化情况。相较于历史时期来说,冬小麦、春小麦、夏玉米和春玉米种植区域内各站点的灌溉需水量的变化幅度分别介于-25%～27%、-27%～30%、-30%～25%和-51%～34%之间。