为实现定量化分析温、光和水资源对果树生长的影响，本研究以成龄骏枣树为研究对象，提出了基于校正WOFOST模型的枣树生长和水分运移模拟方法。利用2016和2017年的田间试验观测数据，重点校正WOFOST模型的物候学发育、初始化、绿叶、CO₂同化、干物质分配、呼吸作用和水分利用参数。在田间尺度，完成总地上生物量（TAGP）、叶面积指数（LAI）和土壤水分含量的动态模拟和精度验证；在县域尺度，使用55个果园的最大LAI、单产、实际蒸散量（\mathrm{E}{\mathrm{T}}_a）和水分利用效率（WUE）数据评价模型区域尺度的模拟性能。结果表明，在田间尺度，校正模型模拟不同灌溉梯度TAGP的决定系数R²范围为0.92~0.98，归一化均方根误差NRMSE为8.7%~20.5%；模拟LAI的R²范围为0.79~0.97，NRMSE为8.3%~21.1%；模拟土壤水分含量的决定系数R²范围为0.29~0.75，NRMSE为4.1%~6.1%。在县域尺度，两年模拟最大LAI与实测LAI的R²分别为0.64和0.78，NRMSE分别为13.3%和10.7%；模拟单产的R²分别为0.48和0.60，NRMSE分别是12.1%和11.9%；模拟\mathrm{E}{\mathrm{T}}_a均方根误差分别为36.1 mm（7.9%）和30.8 mm（7.4%）；模型也表现了较高的WUE模拟精度（10%<NRMSE<20%），均方根误差RMSE值分别为0.23和0.28 kg/m³。WOFOST模型在田间和县域尺度都取得了较高的枣树生长和水分运移模拟精度，可为土壤、气象、灌溉管理和枣树生长耦合影响的定量化分析提供新思路。

在适播期内播种是促进小麦高产稳产的关键管理技术。为应对未来气候变化带来的不利影响，提高小麦高产优质主产区的冬小麦产量，本研究选取黄淮海和江淮地区作为研究区，并在研究区内选择3个代表站点，利用DSSAT CERES-Wheat模型在基准时段和未来40年分别开展了4种典型浓度路径的温室气体排放气候情景（RCPs）、51个播期处理的模型模拟试验，以明确未来冬小麦生育期内气候要素和最适播期变化特征，定量分析采用最适播期管理措施对冬小麦的增产效应。分析试验结果表明：未来冬小麦生育期内气候特征呈现暖干化的趋势；冬小麦生育期天数随温度升高而缩短，缩短天数在研究区地理空间上自北向南递增；最适播期随温度升高而推迟，在各时段、各情景下均随纬度减小而推迟；相对于基准时段，3个站点2030s时段的最适播期推迟最大天数分别自北向南递增5 d、8 d和13 d，2050s时段最适播期较2030s时段有不同程度的推迟，且各站点以2050s 时段RCP8.5情景下的推迟天数最多；采取最适播期播种的管理措施，在3个站点均有不同程度的增产效应，黄淮海北片的增产效应最小，黄淮海南片和江淮地区增产幅度相对较高，集中在2%~4%之间。因此，未来黄淮海和江淮地区可采取推迟播期、选择适播期的管理措施来应对气候变暖情况，提高冬小麦产量。

作物模型的研究涉及作物生长发育的复杂过程，空间上从分子到细胞、组织、器官、个体、群体等不同尺度，时间尺度上可以从秒到年。基于不同的研究需求，切换作物模型尺度，可使得作物模型的适用性更广泛灵活。其中，如何从群体尺度的作物模型转入个体尺度的作物模型是本研究的内容。本研究基于四个玉米品种的两个处理（灌溉和雨养）的已有的实验数据和基于这些数据的DSSAT系统的模拟数据，校准功能结构模型GreenLab的参数，以计算结果一致为指标，探索不同空间尺度模型建立接口的方法，比较不同模型的特点。结果表明，GreenLab模型可以复现DSSAT系统的模拟数据和实际测量数据，进一步可以反演出各种器官之间生物量的分配并进行三维可视化展示。最后讨论了不同空间尺度模型结合的优势及应用领域。