随着世界人口持续增长对粮食需求带来的巨大压力，气候变化对粮食生产及粮食安全的影响已经引起各国政府和科学家们的广泛关注和高度重视。准确量化主要作物产量对过去气候变化的敏感性及其空间格局是理解和预测气候变化对我国农业生产和粮食安全影响的前提和基础。小麦是我国仅次于水稻和玉米的第三大粮食作物，小麦的稳产和高产对于维护我国粮食安全具有重要的战略意义。本研究主要针对过去30年气候变化对我国华北地区冬小麦物候和产量产生的重要影响，围绕我国华北冬小麦生产对关键气候变量的敏感性进行分析;同时结合作物模型模拟研究来揭示品种变换和管理措施改变对冬小麦生产的影响。主要的研究结论如下:　　1.过去30年冬小麦播种期、出苗期和越冬开始期在大部分研究站点呈推迟趋势，而返青期呈提前趋势。所有站点的冬小麦开花期均呈提前趋势，平均提前2.5 d10a-1。成熟期的变化趋势与开花期相似，但提前幅度没有开花期大，平均提前1.7 d10a-1。物候期的变化使得冬小麦不同生长发育阶段历时发生变化。整体而言，出苗—越冬开始、越冬开始—返青、返青—开花等阶段生长发育时间缩短，然而由于成熟期提前幅度小于开花期，使得开花—成熟阶段生育期延长1.3 d10a-1。过去30年大部分研究站点冬小麦整个生育期呈缩短趋势，平均缩短3.1 d10a-1。通过对比分析作物模型模拟单一品种的物候变化与观测物候变化，结果表明过去30年冬小麦开花期和成熟期提前的主要驱动因子为气候变化，品种变换在一定程度上减缓了气候变化对物候的影响。　　2.出苗—返青阶段，大部分研究站点最低温度和最高温度与冬小麦产量呈正相关，而开花—成熟阶段呈负相关，表明冬前的气候变暖对冬小麦产量具有正效应，而开花到成熟期的增温具有负效应。辐射条件在多数情况下与产量呈正相关，尤其表现在辐射较小的南部区域，辐射条件在过去小麦生产中是重要的制约因素。降雨条件和冬小麦产量的关系比较复杂，但在大部分站点没有显著相关性。整个生育期，最低温度的升高使得冬小麦产量增加13.6％，最高温度的升高使得冬小麦产量增加了2.8％。出苗—返青阶段，温度的升高也对产量具有正效应，最低温度和最高温度的升高分别使得冬小麦产量增加16.4％和2.1％。冬小麦返青—开花阶段，产量对最低温度和最高温度的响应相反，最低温度的升高使得产量增加了2.3％，而最高温度的升高却使得冬小麦产量减少了3.1％。最低温度和最高温度在的小麦开花到成熟期均表现为负效应，分别使产量减少了4.1％和0.9％。　　3.过去30年4个代表性站点（唐山、南宫、驻马店和惠民）冬小麦穗粒数、千粒重和收获指数均呈显著增长趋势。应用APSIM-Wheat模型来评价过去30年冬小麦品种变化对产量的影响。通过比较不同的模拟情景发现，品种变化对产量的贡献为12.2-22.6％，平均16.4％;而管理水平提高对产量的贡献为2.1-3.6％，平均2.9％。品种变化对千粒重、收获指数和水分利用效率的贡献分别为3.9-12.9％，13.9-25.9％和13.7-24.9％;管理水平提高对千粒重、收获指数和水分利用效率的平均贡献分别为2.4％，1.3％和1.5％。过去30年品种变化是冬小麦产量增加的主要原因，管理水平的提高直接对产量的作用虽然远远小于品种变化带来的贡献，但管理水平的改善在一定程度上促进了品种变化对产量的正作用。　　4.本研究运用APSIM-Wheat模型在4个代表性站点诊断过去30年不同气候变量对冬小麦产量的影响。通过模型诊断各气候变量变化对冬小麦产量的影响发现，过去30年温度变化在唐山、南宫和惠民3个研究站点对2个冬小麦品种的产量均具有正影响，使得冬小麦产量增长3.3-12.6 kg a-1;然而在驻马店，温度变化对冬小麦的产量呈负作用，导致冬小麦产量每年降低约0.4％。过去30年辐射变化对冬小麦产量产生负面影响，使得冬小麦产量降低5.1-18.0 kg a-1。由于各个站点气候基本条件的差异，过去30年气候变化对冬小麦产量的影响也不一致，在唐山和南宫两个站点，气候变化对冬小麦产量具有正作用，而在驻马店和惠民却呈负作用，其中在驻马店达到显著水平。过去几十年，由于降水本身变化不显著，另外除驻马店外所选站点都是灌溉小麦，所以冬小麦产量受降雨变化的影响较小。