在全球气候变暖背景下,气候对农业和农业生产潜力的影响越来越明显,世界性粮食安全危机日益严重,农作制对气候变化的响应与适应及应对措施已经成为作物科学的研究前沿。东北是我国重要的粮食生产基地,是玉米的主要产地,也是保障我国粮食安全的关键区域,研究气候变化对该区域粮食生产的影响,尤其是对春玉米的影响,探讨该区气候资源和春玉米生产潜力的时空变化特征及其应对策略,对挖掘未来气候背景下该区域春玉米生产潜力,实现春玉米持续增产和确保我国中长期粮食安全意义重大。　　 本文收集了我国东北地区(黑龙江、吉林、辽宁三省和内蒙古东北部地区)101个气象站点的1960～2007年逐日的温、光、水等气象资料和55个作物物候观测点春玉米的生长发育期及产量资料,采用统计分析方法和GIS插值分析技术,重点分析了1960～2007年我国东北地区全年和春玉米生长季温度、太阳辐射和降水等农业气候资源的时空演变特征,以及春玉米对温光水敏感时期的农业气候资源的时空演变特征,春玉米各级生产潜力的时空演变规律,利用估算出的春玉米的气候生产潜力和实际春玉米产量值,通过GIS叠置分析技术,分析出不同地区春玉米的增产潜力。通过对春玉米历史品种研究和东北三省和内蒙古东北部多年产量统计数据以及55个作物物候观测点有关春玉米生育特性数据分析,探讨了东北春玉米气候自适应性问题,并在此基础上提出春玉米的栽培应对策略。主要结论如下:　　 1、东北地区年均温和春玉米生长季(5～9月)均温呈不断上升趋势,年均温上升近了1.4℃。春玉米生长季上升了1.1℃,较全年平均值低,表明东北地区温度上升主要发生在冬季,而不是夏季。全年和春玉米生长季最高气温和最低气温也是呈现上升趋势,最高气温上升幅度小；而最低气温上升幅度大,昼夜温差逐年下降,说明东北地区变暖主要发生在夜间。全年和春玉米生长季≥10℃的有效积温呈明显的增加趋势,全年增加290℃,春玉米生长季增加了240℃。　　 2、全年平均气温、最高气温和最低气温空间分布上,均是由南向北逐渐降低,辽宁南部最高,黑龙江和内蒙古北部最低。区域增温趋势上,北部上升明显,而南部地区上升幅度相对较小,等温线向北移动80～100km。最高气温北部较南部增温明显,而最低气温增加南部较北部明显。春玉米生长季平均气温、最高气温和最低气温也是由南向北逐渐降低,等温线北移动100～200km,南部移动较大,北部移动较小。全年和春玉米生长季≥10℃的积温空间分布由南向北逐渐减少,年有效积温增加的幅度南部大于北部。春玉米生长季增加的时间北部从1980s后开始,而南部是从2000s开始大幅增加,平均增加110℃。　　 3、春玉米灌浆成熟期气温处于上升趋势,1998年以来上升明显,上升了1.3℃。空间分布上,2000年后,16℃等温线移到黑龙江中部地区,达到伊春地区,北部低温区域大面积缩小。春玉米理论适宜播种期中部地区提前最多,达7d,其次是南部,北部地区有一定提前,但不稳定。眷玉米的生长停止期也不断延后,2000年后南部变化不大,中部和北部地区推迟幅度较大。春玉米可生育时间也越来越长,中部和南部延长10d左右,可生育的北线向北继续移动,移动平均距离达100km。　　 4、全年和春玉米生长季辐射值都呈逐年明显减少的趋势。生长季的递减速度慢于年辐射值递减速度。空间分布上,南部减少较明显,中部次之,北部不明显。而春玉米生长季辐射值的减少是全区域整体减少。全年和春玉米生长季日照时数均递减趋势明显,春玉米生长季日照时数减少幅度较全年值低,说明本地区日照时数的减少不在夏季,而在其他季节。空间分布上,东部减少明显,西部无明显减少。春玉米抽雄前日照时数也呈逐年下降趋势,但波动性较大。空间分布上,东部和中部地区减少明显,西部减少不明显。灌浆期日照时数在时间和空间上都表现为一种不稳定性,年际问波动较大。　　 5、东北地区1960～2007年平均年降水量为506mm,降水的年际变率相当大,近些年呈现减少的趋势,1999～2007年年降水量减少显著,较1960s减少12％。春玉米生长季降水量也呈减少趋势,1999年来减少显著,较1960s减少了17％,说明春玉米生长季是降水量减少的主要时期。全年和春玉米年生长季降水量的空间分布呈现由东南向西递减,中部地区年降水量变化较大,而西部和东部变化较小,2000年以来,中部地区年降水量减少了近100mm。全年和春玉米生长季降水日数呈逐年减少的趋势,空间分布上,2000年以来,降水日数整个区域均发生减少,中部和西部区域减少较多,达到5d。春玉米的水分最敏感期抽雄吐丝期年际间降水量波动性较大。空间分布上,2000年来的120mm降雨等值线较1960s相比,向东移动了130km左右,120mm降水区域大面积减少。　　 6、东北春玉米48年来的光合生产潜力呈现一定下降趋势,特别是1980s和1990s降幅较高。光温生产潜力在不断上升,2000s以来较1960s上升了2,500kg,主要是温度上升迅速的缘故。空间分布上由南向北递减,1990s北部增加迅速,2000年后南部和中部地区大幅增加,等值线向北移动近200km。春玉米气候生产潜力也呈现上升趋势,上升幅度最大为1990s。空间分布上,由南向北依次减少,1980s中部地区增加较明显,而1990s西部和北部增加明显。1990～2007年各省区气候产量,最高为辽宁省达21.975kg/hm2,其次为吉林,最低为内蒙古地区仅为13,872 kg/hm2。　　 7、东北春玉米实际播种区域在东北地区中部平原地区,单产最高地区为以长春市为中心的中部区域,最低为西部和北部地区。各省区产量中吉林省产量为最高,达6,325 kg/hm2,辽宁次之,黑龙江省产量为最低,仅为4,743 kg/hm2。黑龙江和辽宁两省区试产量、对照品种、平均产量都呈现大幅度提高,对照和区试产量均明显高于全省平均产量,说明东北春玉米具备有较大增产潜力,遗传产量和大面积推广品种产量还存在一定差距,春玉米具备推广增产潜力。增产空间分布由南向西北地区减少,辽宁省南部为增产潜力最高处,可达15,000 kg/hm2,其次是辽宁北部、吉林南部和内蒙古区域西南部。　　 8、四个省区逐年平均产量均呈不同幅度增加的趋势,吉林省春玉米增幅最大,1990s增加到最大值6,600kg/hm2,南部的辽宁省产量在2000s来继续增加。春玉米历史品种分析表明,春玉米产量在辽宁省不断上升,特别是1990s以来上升幅度较大,春玉米单产2000s为1950s的3倍,黑龙江省春玉米产量也在不断提高,但增加的幅度较小。辽宁省春玉米百粒重在不断增加,黑龙江省春玉米2000s品种较1970s品种生育期平均延长了6d,这些数据分析表明春玉米具有一定的自适应能力。　　 9、1994～2008年间,东北春玉米实际播种期表现为不同程度提前,成熟期表现为不同程度推迟。空间分布上,2008年春玉米播种期较1994年明显提前,北部提前较多,南部无变化,中部地区一般提前2d左右。2000年春玉米成熟期普遍推迟,特别是中部和南部地区,推迟天数达6d之久,而2008年整个中部地区由南向北均推迟,较2000年推迟3-5d。从生育期长短空间分布来看,中部地区明显延长,延长了6d左右。黑龙江省四个积温带春玉米品种生育期也出现不同程度的延长,而四个积温带目前的平均积温也较1980年增加了200℃。说明随着温度的上升,春玉米生育期是在不断延长。从春玉米产量不断提高,生育期不断延长和播种期提前和收获期推迟来看,东北春玉米具有一定的气候变暖自适应性。　　 10、根据东北地区气候变暖特点,提出从调整播种期、选育新品种、春玉米种植界北移、合理施肥,增施有机肥、提高玉米复种指数、区域统筹与资源合理配置、加强田间管理与高产技术的综合研究和加大科技投入与人才建设等方面来解决当前气候变暖对春玉米带来的不利影响措施。