马铃薯是黄土高原地区的一种主要粮食作物,受水资源短缺和落后的栽培技术的影响,旱地马铃薯的产量相对较低且年际间波动较大。近年来全球变暖的趋势愈加明显,对生态环境脆弱地区的农业生产提出了严峻的挑战。因此在气候变化的背景下,优化黄土高原地区马铃薯栽培管理措施,构建和完善旱地马铃薯高产高效栽培技术,对于保障区域粮食安全、应对气候变化、实现生态环境可持续发展具有重要意义。本研究基于历史产量和气象数据,探讨了西北地区马铃薯产量变化与气候变化之间的关系。结合数据分析方法,探讨了覆盖措施对马铃薯产量和水分利用效率的影响。同时在典型黄土丘陵区宁夏固原进行了三年大田试验,通过探索适宜的种植密度、磷肥用量和栽培模式,构建了适宜固原地区的旱地马铃薯高产高效栽培模式。获得如下主要结果:（1）近30年来,西北地区马铃薯总播种面积和单位面积产量显著增加。各省区马铃薯生育期日平均温度、日最高温度和日最低温度均显著升高,气温日较差在新疆呈显著下降趋势,太阳辐射量在青海显著下降而在新疆显著升高,降雨量在各个省区均无显著变化。甘肃、宁夏、陕西和新疆马铃薯产量变化与日最高温度变化呈显著负相关关系;新疆马铃薯产量变化与日最低温度变化呈显著负相关关系;甘肃、宁夏和青海马铃薯产量变化与生育期降雨量变化呈显著正相关关系。影响各省区马铃薯产量变化的主导气候因子有所差异,甘肃和宁夏马铃薯产量变化的主导气候因子为降雨量和日最高温度,新疆和陕西马铃薯产量变化的主导气候因子为日最高温度,青海马铃薯产量变化的主导气候因子为降雨量。（2）在黄土高原地区,覆膜相比不覆膜能够显著提高旱地马铃薯产量和水分利用效率,提升率分别为29.2%和31.7%。覆膜方式、覆膜面积、地膜颜色和年降雨量等因素会影响地膜覆盖的效果。采用垄沟覆膜、全膜覆盖和透明地膜覆盖,且年降雨量<400 mm时,覆膜马铃薯具有更高的产量和水分利用效率。相比不覆膜,覆膜马铃薯的净收益增加了34.43%,产出投入比增加了10.86%。覆膜与否不影响马铃薯产量-耗水量及水分利用效率-耗水量之间的二次曲线关系,但耗水量相同时,覆膜处理具有更高的产量和水分利用效率。同时,覆膜与否不影响马铃薯产量与水分利用效率之间的线性关系,但产量相同时,覆膜处理具有更高的水分利用效率。（3）与不覆盖相比,采用覆盖措施能够显著提高中国区域马铃薯产量和水分利用效率,地膜覆盖马铃薯产量和水分利用效率的增加率分别为24.3%和28.7%,均显著高于秸秆覆盖马铃薯产量（16.0%）和水分利用效率（5.6%）的增加率。地膜覆盖在东北地区和西北地区应用效果较好,而秸秆覆盖在西南地区和华南地区应用效果较好。中国区域内,黑色地膜效果总体略好于透明地膜。透明地膜在东北地区和西北地区效果略好,而黑色地膜在南方尤其是华南地区效果更好。覆盖措施的效果受到马铃薯生育期平均气温、水分输入、土壤基础肥力和施肥量等因素的影响。在适宜的生育期平均气温（15–20°C）,较低的水分输入（<400 mm）以及较低(<100 kg ha^-1)或中等(100–200 kg ha^-1)施肥量条件下,覆盖措施效果更好。马铃薯生育期平均气温、水分输入和施肥量等因素对产量、水分利用效率和耗水量的影响存在交互作用。（4）2015-2017三年田间试验表明,60000株ha^-1的种植密度有利于马铃薯植株生长发育,使马铃薯产量和水分利用效率相比低密度(45000株ha^-1)分别提高了26.1%和23.5%,提高了大薯数量和质量百分比,是适宜固原地区的马铃薯种植密度。90 kg ha^-1的磷肥施用量能够提高马铃薯生育中后期株高、叶面积指数和单株地上生物量,使马铃薯平均产量和水分利用效率相比不施磷对照分别提高了16.2%和14.3%,提高了大薯数量和质量百分比,是适宜固原地区的马铃薯磷肥施用量。优化的栽培模式能够提高马铃薯生育期株高、叶面积指数和单株地上生物量。高产高效栽培模式相比传统栽培模式,使马铃薯三年平均产量和水分利用效率分别提高了54.7%和62.2%,提高了大薯数量和质量百分比,是适宜固原地区的马铃薯栽培模式。