全球气候变暖对农业产生了重大影响,水稻是中国的主要粮食作物,评估未来气候变化对中国水稻生产的影响对稳定国际粮食价格、解决粮食危机提供重要的依据。本文选择长江中下游稻区水稻为研究对象,结合ORYZA2000水稻作物模型,评估IPCC SRES A2、B2和A1B温室气体排放情景2011-2050年水稻生育期、产量及需水量相对基准时段(1961-1990)的变化,重点讨论气候变暖和大气CO2浓度升高对水稻生产的影响。针对未来气候变化趋势,结合研究区域水稻生长期、产量和需水量变化,探讨了未来气候变化下水稻生产的适应性对策,为趋利避害,减缓气候变化带来的负面效应,更好利用未来气候资源,提高水稻生产力提供科学依据。本文主要研究结论如下：(1)相对基准时段,长江中下游稻区在2021-2050年平均气温升高超过1.5℃,年平均降水量增多超过5%。气候变暖能够减轻低温冷害导致的早稻烂秧,降低“寒露风”对双季晚稻或一季水稻的危害,但气候变暖使研究区域水稻生长季极端高温事件频发,平均增多超过12次/年,尤其集中在7、8月份,严重影响水稻抽穗扬花过程,造成产量下降。2021-2050年降水增多导致极端降水事件频次平均增加超过0.5次/年,容易形成洪涝、连阴雨等不利早稻生产的气象灾害。另外,研究区域2021-2050年水稻生长季≥10℃有效积温显著增加,两熟制和三熟制的种植界限明显北移。同时,研究区域大部分地区水稻安全播种期提前,安全齐穗期推迟,致使水稻安全生长季显著延长。(2)利用研究区域65个农业气象站1981-2006年水稻田间试验资料对ORYZA2000模型进行适用性验证,并模拟研究区域水稻生长。结果显示,ORYZA2000模型的模拟效果较好,模拟的生育期和产量与实测值具有较好的一致性,相对误差均在合理范围里,归一化均方根误差分别在2%和15%以下。从模型的升尺度应用看,参数定标的结果能够反映各稻区水稻品种和种植制度的差异。(3)气温升高将加速水稻生育期进程,缩短水稻生长期。A2情景下水稻生育期平均缩短4.3 d,B2情景下缩短3.8 d,A1B情景下缩短4.1 d。水稻生育期缩短天数大体呈现由南向北逐步增多的趋势,与增温幅度的空间变化相似。在增温效应下,研究区域2021-2050年灌溉水稻平均产量相对基准时段有显著下降。A2情景下水稻产量平均减少13.8%,B2情景下减少12.3%,A1B情景下减少16.4%。长江以北地区灌溉水稻产量较雨养水稻产量平均高50%以上,而长江以南省份相对产量变化较小,在30%以内。因此,灌溉措施对于长江以北地区水稻增产明显大于长江以南地区。在CO2肥效作用下,研究区水稻产量呈现整体提升的态势,CO2的肥效作用是研究区水稻增产的重要因素,但CO2肥效作用对单季稻的增产贡献仍不足以抵消升温的负面影响。(4)气温升高促进了水稻蒸腾作用和水分蒸发过程,影响稻田蒸散。只考虑增温作用时,A2、B2情景下2021-2050年水稻需水量相对基准时段的变化总体呈增加趋势。A1B情景下水稻需水量减少的地区与水稻生育期显著缩短、水稻生长季降水量增多、相对湿度升高以及减弱的平均风速有密切联系。同时,CO2浓度升高促进了水稻光合作用,使水稻叶面积增加,在一定程度上抵消了因气孔开张度减小引起的蒸腾减弱。因此CO2肥效对水稻需水量的影响主要呈现为正效应,使2021-2050年水稻需水量增加幅度在0.5%-1.5%。