CO2浓度逐年上升引起的气候变化导致温室效应已经成为不争的事实,这一变化对粮食作物生长发育及需水量的影响正倍受关注。本文利用2012-2013年OTC试验分析了升高CO2浓度和温度分别及共同作用对冬小麦生长发育的影响,并观测了升高CO2浓度小麦需水量的变化。本研究利用调整和改进后的WOFOST模型模拟分析了CO2浓度与温度的OTC试验,探究了气候变化对冬小麦生长发育及需水量的影响特征,为模型进一步改进和制定适应高CO2浓度和高温气候条件下的作物灌溉制度提供理论依据。主要研究结论如下：(1)华北冬小麦生长参数的调整实现了WOFOST模型的本地化利用2010-2011年两个正常播期的冬小麦试验数据对WOFOST模型做了适应性调整,确定了主要参数,再对2009-2010年两个正常播期和三个其他播期的冬小麦生长发育进行模拟检验,结果表明模型基本能够体现冬小麦的生长过程及产量测定。(2)分析了田间试验升高CO2浓度和温度对冬小麦生理生态及产量的影响①利用2012-2013年OTC试验观测冬小麦在升高CO2浓度和温度条件下各项生理生态指标的变化影响分析,发现升高CO2浓度和温度都能缩短小麦生育期,也都会增加叶面积指数和叶重,且温度的作用效果更加明显；升高CO2浓度和温度虽然都能增加茎重,但高CO2浓度下茎重与株高成比例增长,使茎秆更加茁壮,高温却使株高的增长快于茎重,反而更容易倒伏；对旗叶的分析发现,升高CO2浓度和温度都会增加旗叶面积,但CO2的作用效果更明显；升高CO2浓度会增加叶厚、叶绿素含量,而升高温度会使这两项减少,但都会使叶片含水量增加；高温在提高气孔导度的同时,增加了蒸腾,而高CO2浓度会降低气孔导度,从而降低单位叶片面积上的蒸腾量；利用花盆称重来测量冬小麦拔节期至乳熟期的日需水量和生育期累积需水量,发现随着CO2浓度升高,需水量会增加。②升高CO2浓度和温度都会增加穗长,从而增加小穗数,但高温会增加不孕小穗所占的比例,致使随温度增加穗粒数和千粒重都会下降,高CO2浓度会增加穗粒数以及千粒重,升高C02浓度和温度都会增加总穗数,而高CO2浓度又能降低无效穗数使产量进一步增加,虽然两者共同作用时千粒重会减小,但由于总穗数的弥补,在CO2浓度增加一倍时基本能够抵消温度增加4℃对产量带来的负面影响。(3)改进了CO2浓度影响冬小麦生长发育的模拟方法,并尝试模拟了升高CO2浓度对需水量的影响根据前人经验对模型中光合速率和气孔阻力做了适当改进,对CO2因子的灵敏度做分析后,表明模型改进可以反映增加CO2浓度的冬小麦生长情景。再根据实验观测数据拟合万程,对WOFOST模型干物质分配秒数做了改进，以本地化的模型模拟了2012-2013年升高C02浓度和温度条件下冬小麦的生长发育和需水量。结果表明改进后的WOFOST模型能够更准确的体现高C02浓度、高温对小麦主要生理过程及产量的影响。利用模型模拟蒸散量,虽然模拟值与实测值吻合度良好,整个时期总蒸散量模拟值与实测值绝对误差不超过30mm,但由于对模型的改进不够,导致拔节期至孕穗期差异最大,对作物需水量模拟方面有待于进一步探索。(4)分析了C02浓度升高对冬小麦生长发育和需水量的影响特征叶片是WOFOST中影响冬小麦生长发育的关键器官,本研究发现C02浓度升高会降低叶重占总干物重的比例,虽然文中对分配系数做了改进,但并不完整。而温度升高后叶面积增加的比例会大于叶重的增加,这些在模型中都有待于进一步描述。C02浓度对需水量的影响主要是影响蒸腾,升高C02浓度会增大叶面积和提高光饱和点,叶片是光合作用的主要场所,实际表明蒸腾对叶面积和光最为敏感,更大的叶片和被接收的更多光合有效辐射能加速冬小麦的生理生化反应,自然就会积累更多的干物质,而生物量的增大也会增加小麦体内的水分循环,从而增加蒸腾,试验观测叶片的含水量有所升高证明了这一点。研究还发现高CO2浓度处理会增加需水量对温度的敏感性,导致开花-乳熟期需水量增加更多。