产量形成是“源库流”协调统一的过程，但由于极端天气频发，使得水稻生长环境恶化，源库关系严重失调，对产量的形成造成不利影响。例如水稻开花结实期遭遇极端高温将严重抑制物质转运，导致籽粒充实度下降，产量降低，品质变劣。近年来，有关水稻同化物转运和分配机理及其对逆境胁迫的响应机制方面的研究，主要形成了以下主要观点：（1）同化物在叶片主要通过质外体与共质体途径装载，然后利用“源”端和“库”端压力梯度，通过叶、茎、穗轴、枝梗和小穗轴等维管系统向颖果输送，于籽粒背部维管束卸载，形成籽粒。（2）同化物装载、运输及卸载中任意一个环节遇到高温、低温、干旱及氮素缺乏等逆境均可能导致同化物转运受阻，造成“流”的不畅，阻碍光合产物及其它营养物质进入籽粒，影响稻米产量及品质。（3）但由于研究手段及技术所限，目前有关逆境胁迫对同化物在韧皮部的装载、运输及卸载影响的研究相对较少，新技术的开发应用可为该研究领域提供新的发展机遇。

培育大穗型水稻品种是进一步提高水稻产量的途径之一，但是大穗型水稻的颖花受精和籽粒灌浆易受环境影响而产生波动。以大穗型水稻品种BL006和R-农白为试验材料，中穗型品种黄华占为对照，利用人工气候室模拟湖北典型高温天气的昼夜温度变化，研究大穗型水稻在抽穗开花期遭遇高温（日平均气温30℃和33℃）后的结实表现。结果表明：高温处理后，各品种的颖花受精率显著降低；30℃处理后，BL006、R-农白和黄华占的颖花受精率分别下降10.37、10.05和7.24个百分点，33℃处理后，分别降低53.17、65.38和8.17个百分点；30℃高温处理后，弱势颖花受精率的降幅较大，33℃高温处理后，强势颖花受精率的降幅较大；颖花受精率的变化与品种的光合特征有关。与常温相比，30℃高温处理后，BL006和R-农白的千粒重均降低1.69%，黄华占升高2.45%；33℃处理后，BL006和黄华占分别降低18.38%和11.65%，R-农白升高3.10%。此外，千粒重的变化也受粒位影响。因此，选育强耐高温的大穗型水稻品种，要整体提升穗部颖花的高温耐性水平和品种的光合能力。

以杂交早籼稻陵两优268为研究对象，采用盆栽实验，在水稻拔节期连续3d对叶片喷施4种不同浓度的抗高温化学制剂，分别为1.5mmol·L-1和2.5mmol·L-1的次硅酸钠（Na2SiO3·9H2O溶液），0.5mmol·L-1和1.5mmol·L-1水杨酸（SA）溶液，10.0mmol·L-1和20.0mmol·L-1的氯化钙溶液（CaCl2·5H2O）溶液和22.04mmol·L-1和36.74mmol·L-1的磷酸二氢钾（KH2PO4）溶液，以叶面喷施蒸馏水为对照（CK）。利用人工气候箱进行5d高温处理（6：00-18：00，40±0.5℃；18：00-次日6：00，30±0.5℃，日平均气温为35℃），在高温处理72h、120h和高温处理结束后自然条件下室外恢复120h，分别测定水稻叶片叶绿素含量、SOD、POD、CAT活性、MDA和可溶性蛋白质含量，研究不同化学制剂对水稻高温胁迫的缓解作用。结果表明：高温胁迫条件下，与CK相比，喷施4种化学制剂皆可显著提高水稻叶片叶绿素含量，提高SOD、POD、CAT活性和可溶性蛋白质含量，减少MDA含量；其中以喷施20.0mmol·L-1CaCl2·5H2O溶液和22.04mmol·L-1KH2PO4溶液作用效果最显著，喷施KH2PO4溶液在整个高温处理过程及高温结束后恢复120h、喷施CaCl2·5H2O溶液在高温处理120h和高温结束后恢复120h水稻叶片的抗衰老能力最强。

以自然光为对照（CK），采用不同颜色聚乙烯薄膜覆盖的棚架人工种植药用蔬菜紫苏（Perilla frutescens L. Britt），分析不同颜色棚膜下叶片光谱特性，并对紫苏的生长动态及矿物质的吸收与积累进行研究。结果表明：（1）有色膜覆盖下，400-700nm可见光的光谱占比均较自然光下显著提高（P＜0.05），其中蓝膜、紫膜的提高幅度最大，而350-400nm紫外光以及700-900nm红外光波段的光谱占比均较自然光下有所降低；（2）除绿色膜之外，其它有色膜均显著提高单株紫苏的叶片总鲜重（P＜0.05），以黄色膜下叶片鲜重最高，红色膜次之；（3）K、P、S、Cu元素在紫苏叶片中的含量以绿色膜下最高，Ca、Mg、Mn元素含量以蓝色膜下最高，各有色膜处理较自然光下均提高了K、Na、S元素在紫苏叶片中的含量而降低了Fe元素含量；（4）K、Cu元素在紫苏叶片中的累积量以红色膜处理最高，P、Ca、Mg累积量以黄色膜处理最高，各有色膜处理较自然光下均提高了K、P、Ca、Na、S、Zn、Cu等7种元素在紫苏叶片中的累积量而降低了Fe元素累积量；（5）自然光下紫苏叶片中的常量无机元素含量比值约为K:Ca:Mg:P:S:Na=107:93:27:15:7:1，微量无机元素含量比值约为Fe:Mn:Zn:Cu=524:21:7:1。综上，有色膜覆盖可以作为一种定向优化露地栽培紫苏生长或矿质品质的设施工程手段。

基于北方地区农业气象试验站春玉米多年田间试验数据和逐日气象数据，分析农业生产系统模型APSIM在北方八省春玉米产区的适用性，在区域尺度上识别春玉米发育期和产量的关键气象响应因子，模拟过去54a（1961?2014年）该地区春玉米的生长发育和产量形成过程，探讨春玉米发育期和产量对气候变化的响应规律。结果表明：验证后的APSIM玉米模型在北方八省春玉米产区具有较好的适用性。气温和土壤温度是北方各地春玉米发育期的首要关键气象响应因子，其中北方春播区春玉米各关键发育期对最高气温响应最明显，西北内陆区春玉米各关键发育期对最低气温响应最明显。平均气温、日最高气温、日最低气温和土壤温度的升高均会导致春玉米生育期（出苗、开花和成熟）日序提前，发育天数减少，春玉米提前成熟。北方春播区春玉米产量对温度、降水、日照时数响应明显，西北内陆区春玉米产量对温度和潜在蒸散响应明显，大部分地区温度的升高和潜在蒸散的增加会引起玉米产量的显著下降。

以小白菜品种“上海青”为研究对象，进行高温胁迫实验，设高温组（昼/夜温度为37℃/30℃）与对照组（25℃/18℃），对小白菜高温胁迫3d、6d和9d后在25℃/18℃下的生长及恢复情况进行研究。结果表明：高温下小白菜生长受到显著抑制，胁迫3、6、9d后干物质相对增长率分别比对照下降32.68%、82.86%、100.00%。高温引起叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）下降，胞间CO2浓度（Ci）升高，丙二醛（MDA）含量升高，同时小白菜启动高温防御应答机制，保护酶活性上升，可溶性蛋白积累，叶绿素含量提高。胁迫解除后，3d及6d胁迫组Pn、Gs、Tr升高，Ci下降，MDA含量、可溶性蛋白与酶活性下降，处理组与对照差异逐渐减小。3d胁迫处理小白菜在恢复期的6～9d呈现超补偿生长，补偿指数为1.10。6d处理则一直呈现低补偿，9d胁迫处理小白菜均在恢复过程中死亡。因此，超过3d的高温胁迫将引起小白菜的不可逆损伤。灰色关联分析表明，Pn、Gs、可溶性蛋白、MDA、叶绿素含量对小白菜的补偿生长起到关键作用，是小白菜实现补偿生长的内在驱动机制。

以河南省返青-成熟期冬小麦为研究对象，利用研究区2000、2005、2010及2015年每年2月26日-6月1日MODIS产品叶面积植被指数（LAI)和地表温度（Ts)数据，探讨当NDVI未达到饱和时，基于LAI-Ts特征空间的温度叶面积干旱指数（TLDI）能否用于旱情监测，并利用气象站实测10cm土壤湿度数据进行精度验证，进而应用该指数对河南省冬小麦旱情进行监测。结果表明：TLDI与实测土壤湿度之间存在显著负相关关系（P＜0.05），相关系数大小在0.5212～0.7467。当NDVI未达到饱和时，基于LAI-Ts特征空间的TLDI可作为干旱监测指标，补充拓展基于植被指数和地表温度的旱情监测方法。在冬小麦返青期即植被覆盖度较低时LAI-Ts特征空间呈三角形，随着植被覆盖度的提高逐渐演变为梯形。河南省旱情主要分布在中西部、西南部以及北部地区，每年3月上旬及5月为旱情频发期，分别处于冬小麦返青期和开花-灌浆期。