借助作物模型研究气象因子变化对作物生长发育的影响，已经成为现代农业生态系统研究中最有力的工具之一。它可以定量和定性的描述作物生长发育状态和产量形成过程。本研究在对我国华北平原过去(1961-2009年)的各气象因子时空趋势进行分析的基础上，评估气候变化对华北平原冬小麦生长发育的影响。并对WOFOST模型进行改进，加入CO2直接影响模块，使CO2浓度成为模型输入变量，形成新的改进后的WOFOST模型。最后使用该模型对华北平原过去(1961-2006年)、未来(2011-2050年)A2和B2情景下冬小麦的产量和蒸散进行模拟.分析CO2浓度的变化对冬小麦产量的影响，及华北平原蒸散的变化和水分亏缺情况。　　本研究主要结论如下:　　(1)华北平原受气候变化影响较大.通过分析过去（1961-2009年）的气象数据时空变化趋势，得山华北平原总体呈现“日照时数持续减少，气温显著升高，降水减少，干旱频发”为主要特点的暖干化趋势.具体表现为:(a)华北平原的日照时数持续减少，90年代后超过99.9％的信度线;空间分布趋势为由南向北显著增大，年际变化幅度小。(b)华北平原的气温呈显著上升趋势，气候倾向率0.27℃/10a;空间分布趋势大致为由北向南递增，由沿海到内陆递增，变异系数普遍较小。(c)华北平原的降水变化空问差异较大，时问上呈不明显的下降趋势，干旱发生频率增加;地域分布极其不均，分布趋势大致为山北向南递增，由内陆到沿海递增。　　(2)改进后的模型在华北平原有很好的适应性。在原有WOFOST模型上，加入CO2直接影响模块，使CO2浓度成为模型输入变量。利用2004-2006年泰安气象站点的气象数据和2004、2005年的田间实验材料对改进后的模型进行校正和验证。穗干重、地上生物量和叶面积指数的模拟效果比较理想，尤其是模型中表征产量的穗干重模拟结果。其次模拟不同生长条件下的冬小麦生长发育及模拟不同的生物量时，作物参数呈现不同的敏感度。　　(3)华北平原的潜在产量地域分布是从南向北逐渐增高，而雨养产量正好相反。华北平原北部的相对产量远远大于南部，说明华北平原北部的水分亏缺很大，需要采取有效措施，增大水分供给，提高水分利用率。　　(4)通过考虑和不考虑CO2直接影响来评估未来A2和B2情景下华北平原冬小麦生长发育情况，得到以下结果:(a)在考虑CO2直接影响的A2情景潜在生长条件下，CO2浓度是1961-2006年浓度平均值的1.3倍，潜在产量平均值增加10％左右，雨养产量平均值有所降低。(b)不考虑CO2直接影响的A2情景潜在产量平均值略有降低，雨养产量平均值降低约15％。(c)考虑CO2直接影响的B2情景下潜在产量大于1961-2006年潜在产量平均值，小于A2情景下潜在产量平均值;雨养产量小于1961-2006年雨养产量平均值，大于A2情境下雨养产量平均值。(d)不考虑CO2直接影响的B2情景下潜在产量平均值和雨养产量平均值均大于A2情景下的潜在产量平均值和雨养产量平均值，而小于1961-2006年产量平均值。(e)考虑CO2直接影响的A2情景下的潜在产量比不考虑CO2直接影响的潜在产量平均增加1245公斤/公顷，这说明在水分充分供给的情况下A2情景的CO2浓度增加会普遍提高华北平原产量，平均提高10％左右。雨养产量增量地域性差异非常明显，有明显的纬向变化，自南向北逐渐加大。且雨养产量增量和生长季内降水量有很好的相关性，当生长季降雨量小于150mm时，A2情景下CO2的肥效效几乎得不到体现，增产幅度只有1％～2％;生长季降雨量上升到300mm时，A2情景下CO2肥效效应得到很好的体现，增产10％左右。　　(5)1961-2006年华北平原冬小麦水分亏缺值的变化范围为62～295mm，平均为190mm，从南向北逐渐增大。华北平原北部为水分严重亏缺区，平均亏缺在250mm以上。当生长季降雨量大于180mm时，水分亏缺值迅速降低到150mm以下，生长季降雨量高于300mm时，水分亏缺值在70mm左右。A2情景下2011-2050年水分亏缺额变化范围为83～487mm，均值达284mm，大于1961-2006年水分亏缺额均值，说明未来A2情景下华北平原冬小麦更易遭受干旱胁迫的威胁。　　本研究的研究结果可以为华北平原作物布局和水资源调配提供科学依据，为深入研究CO2对冬小麦生长发育的影响提供实践依据。