随着世界人口的不断增多，粮食需求量也不断增加。全球气候变暖对农业生产的影响已经成为人类必须面对的严峻挑战。准确量化主要作物产量对过去气候变化的响应，是理解和预测气候变化对我国农业生产影响的前提。小麦和水稻是我国主要的两大粮食作物，水稻和小麦的高产对保障我国粮食安全起到至关重要的作用。本研究通过统计回归和作物模型模拟相结合的方法综合评价过去30年气候变化对我国稻麦轮作系统生产的影响，并揭示了品种更新和管理措施对稻麦轮作系统产量变化的贡献。最后，为提高稻麦轮作系统的产量潜力及资源利用效率，提出了相应的优化管理方案。主要结论如下:　　1.在无任何适应措施条件下，气候变化对稻麦轮作系统生产具有强烈影响。特别是在温度升高且太阳辐射减少条件下，气候变化对稻麦轮作生产具有负作用。1981～2009年，气候变化对研究区内稻麦轮作系统总产量影响为-17.4～1.5％。品种更新、移栽/种植密度和施肥管理对稻麦轮作系统总产量变化的贡献率分别为14.4～27.2％、-4.7～-0.1％和2.3～22.2％。品种和施肥管理在过去30年作物产量增加上起到了关键作用。基于实测数据，与旧品种相比水稻和冬小麦的新品种具有从开花到成熟更长的生育期和积温、高穗粒数、高收获指数等特征。　　2.研究区内稻麦轮作系统的模拟潜在产量在空间尺度上存在很大的差异。过去30年里稻麦轮作系统的平均总潜在产量从最小的昆山16819.4kg/ha变化到最大的徐州20466.5 kg/ha。合肥、寿县、昆山和徐州的稻麦轮作系统总产量仍分别有83.3％、84.4％、68.2％和95.3％的增产潜力。其中，冬小麦的增产潜力明显高于水稻。　　3.稻麦轮作系统最优灌溉方式为IR4(移栽后前15天保持20～30mm水层，以后每当土壤表层1～20cm水分含量小于70％饱和含水量时，灌水直到土壤表层水分饱和为止)，水稻和冬小麦最优施氮量分别为180kg/ha和210kg/ha。在此灌溉方式和施氮量条件下，稻麦轮作系统基本达到最高产量，且具有较高的水氮资源利用效率。此外，在水稻施氮量不超过120kg/ha时，水稻根域下的氮损失能够全部被冬小麦重新吸收利用。在IR4灌溉方式下，水稻根域下水分损失的60％以上能够被冬小麦重新吸收利用。　　4.适当调整移栽/种植期可以缓解气候变化对作物生产的负影响。稻麦轮作系统移栽/种植期从6月5日开始依次往后移动到6月25日，研究区内模拟的稻麦轮作系统总产量平均波动达到4.0％。然而，不同地区的稻麦轮作系统的适宜移栽/种植期也不相同。徐州稻麦轮作系统水稻最优移栽期为6月17日到6月20日，其他研究站点水稻最优移栽期为6月20日到6月25日，相应的冬小麦在水稻成熟收获15天后播种。