随着全球气候变暖可能导致的极端干旱事件的频次、强度的增加,将给全球各个国家的水资源安全、粮食安全等带来新的挑战。未来的人口增加导致的粮食增产压力,需要中低纬度地区诸如非洲和亚洲亚热带地区作出贡献,而全球气候变暖对不同区域带来不同的影响。由于农业生产与气候变化关系密切,任何程度的气候变化都会给农业生产及其相关过程带来潜在的或显著的影响。干旱事件增加带来的问题可能在短期内不会表现出来,但经过长期累积的过程,可能引起突变性影响。水稻是世界主要粮食作物之一研究气候变化下水稻在不同情景下的产量,对于主动适应气候变化,有针对性的制定科学措施和对策,保证农业可持续发展具有重大意义。本文研究的核心科学问题是未来情景下世界水稻产量模拟,构建全球通用的水稻产量模拟模型,是全球变化背景下农业旱灾格局研究中的一项基础工作。本文首先从作物生长模型入手,在论述作物模型领域国内外研究进展的基础上,阐述该项研究在农业旱灾风险中的地位。其中,重点综述了作物产量模拟的进展,并在此基础上选取了适用于论文研究的作物模型与技术路线,提出基于未来情景下的全球水稻产量模拟方法。本文的主要工作如下：1.进行全球水稻种植分区。本文把世界水稻作为研究对象,以世界水稻种植区为研究区,得到世界水稻的分布图,构建了相应的数据库,结合承灾体与孕灾环境特点,构建了世界水稻的种植分区。其中,主要采取了“分区—参数优化—验证”的思想,对全球水稻种植区域进行自然分区。全球水稻利,植分区是全球水稻产量模拟的基础。2.构建了模拟全球水稻产量的EPIC-R模型。本文通过构建EPIC-R模型模拟全球水稻产量,较为准确地模拟未来全球水稻产量格局。通过全球产量模拟模块得到全球未来30年的水稻产量,并结合实例数据进行了检验、验证；在此基础上,获得全球水稻种植分区的本地化参数库,从而模拟了世界水稻种植区的产量。水稻种植区产量分区模拟是未来情景下世界水稻产量模拟的基础。3.基于IPCC5情景模拟未来全球水稻产量。本文对全球尺度的水稻产量模拟进行了研究。本文提出定量模拟全球水稻产量的方法,选取来自IPCCAR5的四种浓度情景,分别探讨了未来浓度情景下水稻的气象条件变化情况,并通过EPIC-R模型得到不同情景下未来的水稻产量。最后,本文通过分析中国、印度、印尼等国家不同浓度情景下水稻产量的变化,来分析说明世界水稻产量的变化趋势。