研究作物产量对气候变化的响应,对于指导区域农业生产,保障粮食安全和生态安全具有一定的理论指导意义。结合大田试验与农业生产系统模拟模型（Agricultural Production Systems Simulator,APSIM）,在验证模拟研究区冬小麦、玉米和紫花苜蓿产量可靠性的基础上,分析5个降水变化梯度（降水量不变、降低10%和20%、升高10%和20%）和5个气温变化梯度（不变、降低1.5和1℃、升高1.5和1℃）组合情景下3种作物的产量变化趋势。结果表明：APSIM模型在试验点对3种作物籽粒产量和生物量的模拟精度较高,决定系数R2在0.80～0.93之间,归一化均方根误差在11.35%～22.48%之间,模型有效系数在0.53～0.91之间。冬小麦、玉米和紫花苜蓿在气温升高、降水量减少的情景下减产,减产的最大幅度分别为38.7%、40.3%和41.8%;冬小麦、紫花苜蓿的在气温降低、降水量增加时增产,增产的最大幅度分别为29.8%和51.7%;玉米在降水量增加、温度不变的情景下增产幅度最大,为22.0%。总之,在研究范围内,3种作物的产量随降水的增加而增高;玉米的产量随气温升高先增高后降低,另2种作物的产量随气温的升高而降低;紫花苜蓿适应气候变化的能力最强。结果对明确黄土高原地区主要作物的生产走势,制订农业布局、管理措施等具有一定意义。
