农业是受气候变化影响最敏感的部门之一,华北平原作为我国重要的粮食主产区,评估气候变化对其粮食生产及其可持续发展的影响,从而提出应对措施,对于保障我国的粮食安全意义重大。然而由于气候变化的不确定性以及其对农业影响的复杂性,难以只用常规田间监测方法进行研究,尤其是制定针对性的对策措施。基于此,本文采用田间监测和生物地球化学模型相结合的方法,获得山东桓台、河南叶县两个地区冬小麦-夏玉米轮作系统的温室气体排放等数据,构建和验证了生物地球化学模型DNDC模型,利用模型模拟不同气候变化情景（温度和降水改变）对轮作系统作物产量、N₂O排放及土壤有机碳的影响,并在此基础上,利用DNDC模型探讨在气候变化的影响下既能保障产量又能实现减少净温室效应的优化管理措施,以期指导农业生产实践,并为促进农业绿色发展提供科学依据。论文主要研究结果如下:（1）DNDC模型对作物产量、N₂O排放总量及SOC的模拟结果较为准确,其中山东地区产量和N₂O排放总量模拟结果较好,拟合优度R²达0.80以上,模型效率NSE达0.57以上。同时对不同处理下SOC均较为一致,模拟值和实测值的拟合优度R²在0.73以上,模型效率NSE达0.65以上,说明DNDC模型具有准确模拟评价冬小麦-夏玉米轮作系统产量以及SOC等变化的能力。（2）气候变化会对作物年产量和净温室效应造成较大影响。相比传统生产模式,在温度降低3℃和降雨量减少30%的两种情景下,造成作物减产达11.10%和7.59%。在温度升高3℃情景下,作物减产4.37%,增加32.85%净温室气体排放;而在降雨量增加30%的情景下,作物增产3.87%,同时增加10.75%的净温室气体排放;温度小幅度变动（增加或降低1和2℃）对产量的影响不显著,但温度降低会减少净温室效应,反之则增加净温室效应。降雨量（减少10%和20%）会造成减产的同时减少净温室效应,反之则会在增产的同时增加净温室效应。（3）不同的管理措施应对气候变化的效果不同。在均温降低3℃情景下,通过改变作物种植时间和改种抗寒品种能在稳产的同时降低26.60%和28.46%的净温室气体排放,当均温增加3℃时,所有措施均不能稳产,只有改良品种抗旱性和水肥一体化措施,能将产量的负面影响降到最低（减产率为2.56%）。当年均降雨量减少30%时,水肥一体化管理措施和改种抗旱品种能稳产的同时（水肥一体化措施增产2.72%）,减少8.39%和10.96%的净温室气体排放;当年均降雨量增加30%时,各措施均能增产,秸秆还田措施在增产3.87%的同时,减少357.19%净温室气体排放,具有较高的环境效应。总体上,DNDC模型具有准确评估气候变化对小麦-玉米轮作系统产量、N₂O排放量及SOC影响的能力。温度变化3℃和降雨量变化30%情景对作物产量和净温室效应影响最为显著。改良作物品种、改变作物播种时间,采取水肥一体化措施及秸秆全量还田均能在保证作物产量的同时,不同程度降低N₂O排放、增加土壤有机碳,从而减少净温室气体排放,是应对气候变化的有效措施。未来应加强气候变化对农业生产的影响研究,以提出针对性的适应措施。