以海南岛为研究区域，选用5个大气环流模式（GCMs）1970−1999年的逐日输出数据和同期地面气象观测数据，使用空间插值降尺度到0.5°×0.5°格网。以格网单元为基础，应用系统误差修订（修正值法或比值法）和多模式集合平均方法（贝叶斯模型平均法BMA或等权重平均法EW），训练与验证GCMs输出值并进行综合修订。在此基础上，分析RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下，未来海南岛近期（2020−2059年）和远期（2060−2099年）农业水热资源，包括年平均气温、1月平均气温、≥10℃积温、≥20℃积温、年降水量、1月降水量和≥20℃界限温度生长期间降水量的变化特征。结果表明：GCMs输出值的系统误差和BMA权重系数在格网间存在较大的空间差异，且GCMs输出值低估逐日最高气温约3.55℃，高估逐日最低气温约1.19℃，逐日降水量仅为观测值的54.35%。基于格网的综合修订，可有效降低GCMs输出值在空间上的不确定性，BMA与EW的修订结果相似，均优于单一GCM模式。通过格网BMA综合修订后，最高气温、最低气温和降水量在验证期的相关系数r分别约提升0.10、0.07和0.06；均方根误差RMSE分别约降低2.38℃、1.01℃和1.01mm；较单一GCM相对观测值的偏差平均约减少3.25℃、1.13℃和25.67mm。未来海南岛农业热量资源在空间上主要表现为从中部向外围逐渐升高，高温主要分布在南部至西部沿海地区，年平均气温的增幅全岛较为接近，1月平均气温、≥10℃积温和≥20℃积温的增幅分别表现为由东向西、由北向南和由中部向外围递减。在时间上，RCP8.5情景下所有农业热量资源均为极显著增加且增温最快，RCP4.5情景为先增加后平缓，RCP2.6情景较为平缓，远期无显著增温。未来海南岛降水资源在空间上转为由东向西逐步递减的格局，南部和北部沿海地区降水变率增加，西部和中部降水变率减少，在时间上无显著变化趋势。随着未来海南岛气候变暖和降水格局的改变，农作物适宜种植面积扩大，会对农业生产带来巨大挑战，应提前布局，做好趋利避害。

以“一带一路”区域为研究区，基于1990−2018年的逐月历史气候数据和1981−2016年的逐年植被物候数据，采用趋势分析和统计分析等方法研究极端气候事件和植被物候的时空变化规律，并选取欧洲东南部耕地、中国北部内蒙古草原、印度中部耕地和泰国北部耕地为典型农业区，分析典型极端气候事件对生长季的影响规律。结果表明：（1）“一带一路”区域的极端气候事件主要以极端热事件和极端冷事件为主，且总体上呈现增加的趋势。极端高温事件的增加趋势明显，而极端低温事件则表现出减少的趋势；（2）生长季始期（SOS）、生长季末期（EOS）和生长季长度（LOS）总体上随纬度位置层状变化，海拔和降水也显著影响生长季。在全球变暖的影响下，“一带一路”区域大部分地区的SOS呈提前的趋势，而EOS呈延后的趋势，这导致了LOS的普遍延长；（3）当极端高温事件发生时，SOS普遍提前，而EOS普遍延后。极端低温事件则会导致SOS的延迟和EOS的提前。此外，极端气候事件越剧烈，对植被物候的影响越大。

冬前积温以及播前土壤墒情是旱作冬麦区播期选择的重要依据，利用模型选择不同降水年型下小麦适宜播期具有重要意义。收集山西省闻喜县旱作小麦区2009−2014年（2009、2010和2012年为枯水年，2011年和2013年为丰水年）的大田试验数据，对小麦决策系统进行品种参数校验和验证。利用校验过的决策系统模拟分析闻喜地区近36a（1980−2015年）冬小麦最佳播期变化以及不同降水年型下播期随产量的变化情况。结果表明：（1）1980−1984年，冬小麦最佳播期主要集中在9月25日前后；1985−1995年，历史最佳播期推迟至9月30日前后；1995−2015年，最佳播期推迟至10月5日前后。（2）研究期内，丰水年和平水年9月30日前后播种小麦平均产量最大，分别为4293.1kg·hm−2和4055.2kg·hm−2；枯水年10月5日前后播种小麦平均产量最高，为3334.5kg·hm−2。因此，随着气温的逐渐增高，冬小麦的历史最佳播期呈现明显后移趋势；丰水年和平水年9月30日前后播种，枯水年以10月5日前后播种为宜。

2018−2019年对伊宁县观测区的冰葡萄进行分期采收试验，并测定不同延迟采收时间果实的总糖、总酸、糖酸比，利用相关分析、偏回归分析和多元线性回归分析，探寻不同延迟采收期冰葡萄的品质变化、品质年际变化以及品质与气象因子关系的变化规律，并以此判别当冰葡萄达到“最优品质”时的最佳采收时间，为优化冰葡萄品质、合理化区域管理提供参考依据。结果表明：（1）2018年及2019年随着冰葡萄成熟后采收时间的推迟，总糖和总酸含量的整体变化趋势基本一致，均表现为总糖含量随采收时间推迟逐渐增大，总酸含量随采收时间推迟呈先减后增的变化特点。（2）影响冰葡萄总糖含量的主要气象因子有采摘前120d平均气温（T120）、采摘前120d平均最低气温（Tmin120）、采摘前30d平均气温日较差（ΔT30）；影响冰葡萄总酸含量的主要气象因子有采摘前120d平均气温（T120）、采摘前120d平均最低气温（Tmin120）、采摘前120d平均相对湿度（RH120）、采摘前60d平均相对湿度（RH60）。（3）形成“最优品质”所需的气象条件适宜区间为7.5℃≤T120≤18.3℃，4.8℃≤Tmin120≤9.6℃，48%≤RH60≤70%，52.3%≤RH120≤64.8%，研究区采收期气象条件满足上述范围时，冰葡萄达到最佳采收时间。2018年最佳采收时间为11月21日，2019年最佳采收时间为12月1日。根据此气象条件，对2020年伊宁县冰葡萄最佳采收期进行验证，结果与实际相符，说明研究结果可以用于实际推广。

黄淮海地区是夏玉米主产区，又是受旱最严重的地区之一，明确该区域干旱发生规律，采取相应防灾减灾措施对粮食保产具有重要意义。利用黄淮海地区1981−2015年76个气象站点数据，以作物水分亏缺指数（CWDI）作为干旱指标，根据《北方夏玉米干旱等级》标准对各区域进行干旱等级划分，并计算干旱发生频率和影响范围，通过ArcGIS实现站点数据的空间插值，分析该区域夏玉米干旱时空演变规律。结果表明：（1）1981−2015年夏玉米各生育期内CWDI总体表现为先下降后上升的趋势，播种−出苗期和抽雄−乳熟期干旱发生频率最高，2011−2015年夏玉米干旱有加重趋势，其中河北南部、河南北部及山东夏玉米生育期内CWDI值最高；（2）黄淮海地区夏玉米生长季以轻旱为主，其次是中旱，重旱和特旱发生频率较低，研究区域干旱发生频率北部高于南部，西部高于东部，河南、河北、山东大部、安徽和江苏受干旱影响较大。（3）播种−出苗期特旱站次比最高，其余生育阶段均为轻旱站次比最高。

利用海河平原27个气象站1960−2019年逐日最高气温、降水数据，采用标准化降水指数识别干旱，百分位法确定高温阈值，利用Cramér-von Mises（CvM）突变检验、累积分布函数（CDFs）等方法分析夏玉米全生育期及各主要生育期（播种−拔节、拔节−开花、开花−成熟）不同阈值水平下的高温干旱并发事件长期演变特征及空间分布情况。结果表明：（1）夏玉米各主要生育期不同阈值水平的高温干旱并发事件发生范围均无长期变化趋势，在20世纪90年代存在显著突变，突变后发生范围明显大于突变前，特别是开花−成熟期并发事件发生范围最大且突变后增大最多；对于不同阈值水平，高温阈值下并发干旱事件的发生范围增大最明显。（2）夏玉米各生育期并发事件发生频率均为研究区西北部较高，并向东南部减少，发生频率较高的北部地区自突变后增加幅度也最大。海河平原近60a夏玉米主要生育期高温干旱并发事件在20世纪90年代存在显著突变，自突变后，并发事件发生范围及各站点发生频率均明显增多，开花−成熟期高阈值水平下并发事件增多尤为突出。

利用甘肃东部22个县（区、市）1965−2018年气象资料、1995−2018年苹果产量、种植面积资料和近5a的其它社会经济统计资料，综合分析筛选包括危险性、易损性、敏感性和防灾减灾能力4个方面的12个指标，构建苹果气象灾害综合风险评估指标体系，采用折衷方法计算风险指标权重，进一步构建风险指数评估模型，应用GIS技术制作风险区划图，评估苹果气象灾害综合风险。结果表明：甘肃东部苹果气象灾害综合风险分布呈现出由东南向西北加重的趋势，重度以上综合风险区主要分布在沿关山山区和六盘山东西两麓，以及陇东黄土高原北部，风险指数大于0.45；中度综合风险区主要分布在陇东中南部和渭河流域大部，风险指数在0.25～0.45；轻度综合风险区仅分散性分布在渭河流域川区和陇东东南部的小部分地区，风险指数低于0.25。