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气候变化、土地利用变化、人口增长和土地退化等资源环境问题对保障中国的粮食安全造成了挑战。玉米是中国三大粮食作物之一，种植面积和产量居世界第二。本研究通过构建基于AEZ模型的作物生产潜力模拟方法以1km格网为单元模拟了30年平均气候条件下中国玉米光温潜力、气候潜力和土地潜力，并对各省玉米产量差进行了分析。同时，以5年为间隔，采用构建的作物生产潜力模型研究了1981～2010年中国玉米生产潜力和灌溉需水量时空变化趋势。本文最后对春玉米最佳播期模拟方法进行了初步研究。主要研究结论有:
(1)雨养春玉米土地潜力在4.2～15.6t/hm2，高值区分布在东北地区东部、黄土高原南部、黄淮海地区南部;灌溉春玉米土地潜力在4.1～17.4t/hm2，高值区分布在新疆天山以北部分地区、东北、内蒙古中部和黄淮海等北方地区。雨养夏玉米土地潜力和灌溉夏玉米土地潜力分别在4.2～１1.9.3t/hm2、4.7～12.3 t/hm2之间，其高值区均包括黄淮海平原和云南东北地区。其中灌溉春玉米高值区还包括新疆少部分地区。
(2)目前中国各省玉米产量差在1.72～6.96t/hm2之间，较大的地区仍然分布玉米主产区;中国玉米最大总产量是目前产量的1.75倍，玉米产量还有很大的提高空间。
(3)近30年中国春玉米和夏玉米光温潜力均呈增加趋势，增幅分别为0～1638.8 kg/hm2、0～998.5 kg/hm2;春玉米和夏玉米气候潜力变化趋势存在显著的空间差异，变化率分别为-887～1689kg/hm2、-689～1768 kg/hm2。春玉米和夏玉米光温潜力北方增加幅度比南方大。春玉米气候潜力降低区出现在东北平原西部、黄淮海平原北部和黄土高原部分地区;夏玉米气候潜力降低区出现在黄淮海平原北部。玉米光温潜力因增温而增加，部分地区气候潜力因水分条件变化而下降。
(4)近30年春玉米灌溉需水量变化率在-33～32mm，存在空间差异。北方地区春玉米灌溉需水量增加区域分布在东北地区西部、黄淮海地区北部和西北部分地区。南方大部分地区春玉米灌溉需水量保持不变，少部分地区（包括广东广西南部和海南西北部）呈增加趋势。
(5)湖南中部和北部大部分地区优播期在3月上旬，南部郴州等山谷地区优播期在2月中下旬。优播期从南至北有推迟趋势，随海拔升高优播期推迟。大部分地区优播期比一般播期早。